Методы определения места судна по НКА

Основным содержанием навигационной задачи, решаемой с помощью навигационной аппратуры потребителя (НАП), является определение пространственно-временных координат подвижного объекта (судна), а также составляющих его скорости. В результате решения навигационной задачи должен быть определен вектор состояния судна.

Непосредственно измерить элементы вектора состояния не представляется возможным. У принятого с НКА радиосигнала определяют отдельные его параметры (например, задержку или доплеровский сдвиг частоты). Поэтому измеряемый в интересах навигации параметр радиосигнала называют радионавигационным, а соответствующий ему геометрический параметр – навигационным. Например, задержка радиосигнала и его доплеровское смещение частоты (f_ДОП) являются радионавигационными параметрами, а соответствующие им дальность до судна (D) и радиальная скорость сближения (V_r) – навигационными параметрами.

Геометрическое место точек пространства с одинаковым значением навигационного параметра называется поверхностью положения.

Пересечение двух поверхностей положения определяет линию положения – геометрическое место точек, имеющих два определенных значения двух навигационных параметров.

Местоположение судна определяется координатами трех поверхностей положения или двух линий положения. Иногда (из-за нелинейности) две линии положения могут пересекаться в двух точках. Тогда для нахождения места судна необходимо использовать дополнительную поверхность положения или другую информацию о его месте.

Для решения навигационной задачи используют функциональную зависимость между навигационными параметрами и компонентами вектора состояния судна . Соответствующие функциональные зависимости называются навигационными функциями.

Навигационные функции получают различными методами, основные из которых:

- дальномерный (А);

- псевдодальномерный (Б);

- разностно-дальномерный (В);

- радиально-скоростной (Г).

Могут быть использованы и другие методы и их комбинации, в том числе и для определения ориентации судна.

Основной задачей, решаемой ГНСС, является определение пространственных координат местоположения подвижного объекта и времени. Эта задача реализуется путем вычисления искомых навигационных параметров непосредственно в приемоиндикаторе на основе беззапросных (пассивных) дальномерных измерений по сигналам нескольких видимых НКА с известными координатами. Применение беззапросных измерений обеспечили возможность достижения неограниченной пропускной способности ГНСС.

Для определения места судна одновременно принимают данные не менее чем от трех НКА (рис. 23.9). При пересечении линий положения I–I, II–II, III–III может получиться фигура погрешностей (треугольник).

В этом случае вероятнейшее место судна будет находиться в точке пересечения биссектрис вершин (внутренних углов) треугольника погрешности (рис. 23.10).

Рис. 23.9. Принцип определения места судна по ГНСС