Задание 1
Определить РШ, РД
φ1=73°18.0’N φ2=09°00.0’S
λ1=09°47.0’E λ2=47°13.0’W
РШ= φ2— φ1=09°00.0’S-73°18.0’N =82°18.0’кS
РД = λ2— λ1=47°13.0’W-09°47.0’E=57°00.0’кW
Задание 2
Определить φ1, λ1
φ2=03°07.0’S РШ=37°19.0’кS
λ2=64°30.0’E РД=164°00.0’кW
φ1= φ2-РШ=03°07.0’S-37°19.0’кS=34°12.0’N
λ1= λ2-РД=64°30.0’E-164°00.0’кW=131°30.0’E
Задание 3
e=16 м h=93 м
Определить Дп, Дк
Дп=Дe+Дh
Где Дe— дальность видимого горизонта наблюдателя с высоты глаза e
Дh – дальность видимого горизонта с высоты предмета h
Дп=Дe+Дh=8.32+20.06=28.38 мили
Дальность видимости с высоты 5 м:
Задание 4
Дк=26 миль e=9 м Определить Дп, h
Поправка к дальности на высоту глаза наблюдателя:
Расстояние, с которого откроется маяк:
Задание 5
d=4.3°W 1995 г Годовое изменение 0.2° к W
Найти d в 2008 году
Возраст поправки: 2008-1995=13 лет
Изменение склонения за 13 лет: Δd=0.2°*13=2.6°кW
Склонение в 2008 : d2008=d1995+Δd=4.3°+2.6°=6.9°W
Задание 6
d=1.5°E 1998 г Годовое изменение 0.3° к E
Найти d в 2008 году
Возраст поправки: 2008-1998=10 лет
Изменение склонения за 10 лет: Δd=0.3°*10=3.0°кE
Склонение в 2008 : d2008=d1998+Δd=1.5°+3.0°=4.5°E
Задание 7
Определить название румбов в 3-ей четверти, перевести в круговую систему счета направлений в градусах.
| SW четверть | ||
| 16 | S | 180,00° |
| 17 | StW | 191,25° |
| 18 | SSW | 202,50° |
| 19 | SWtS | 213,75° |
| 20 | SW | 225,00° |
| 21 | SWtW | 236,25° |
| 22 | WSW | 247,50° |
| 23 | WtS | 258,75° |
| 24 | W | 270,00° |
Задание 8
d=6.1°W δ=+2.0° МК=35.0° КУ=70.0° п/б
Определить ΔМК, ИК, КК, ИП, КП, ОИП
КК=МК-δ=35.0°-2.0°=33.0°
ΔМК=d+δ=-6.1°+2.0°=-4.1°
ИК=КК+ΔМК=33.0°-4.1°=28.9°
ИП=ИК+КУ=28.9°+70.0°=98.9°
ОИП=180.0°+ИП=180.0°+98.9°=278.9°
КП=ИП- ΔМК=98.9°+4.1°=103.0°
Задание 9
d=3.2° ОИП=320.0° ОКП=324.0° КУ=55.0° п/б
Определить ΔМК, ИК, КК, δ
ИП=ОИП-180.0°=320.0°-180.0°=140.0°
КП=ОКП-180.0°=324.0°-180.0°=144.0°
ИК=ИП-КУ=140.0°-55.0°=85.0°
КК=КП-КУ=144.0°-55.0°=89.0°
ΔМК=ИК-КК=85.0°-89.0°=-4.0°
δ=ΔМК-d=-4.0°-3.2°=-7.2°
Задание 10
d=1.3°W δ=2.3° ИК=330.0° КУ=40.0° п/б
Определить: ΔМК, КК, МК, ИП, ОИП
ΔМК=d+δ=-1.3°+2.3°=1.0°
ИП=ИК+КУ=330.0°+40.0°=370.0°=010.0°
ОИП=ИП+180.0°=010.0°+180.0°=190.0°
КК=ИК-ΔМК=330.0°-1.0°=329.0°
МК=КК+δ=329.0°+2.3°=331.3°
Задание 11
Ветер NE α=3.0° ПУα=105.0° КК=101.0° δ=1.0°
Определить: ИК, ΔМК, d
ИК=ПУα-α=105.0°-3.0°=102.0°
ΔМК=ИК-КК=102.0°-101.0°=1.0°
d=ΔМК-δ=1.0°-1.0°=0.0°
Задание 12
Главный: ОИП1 створа=220.0° ОКП1 створа=217.0° d1=2.0°W
Путевой: ОИП2 створа=245.0° ОКП2 створа=240.0° d2=3.0°E
Определить девиацию и поправку магнитного компаса.
ИП1=ОИП1-180.0°=220.0°-180.0°=40.0°
КП1=ОКП1-180.0°=217.0°-180.0°=37.0°
ИП2=ОИП2-180.0°=245.0°-180.0°=65.0°
КП2=ОКП2-180.0°=240.0°-180.0°=60.0°
Поправка главного компаса:
ΔМК1=ИП1-КП1=40.0°-37.0°=4.0°
Девиация главного компаса:
δ1=ΔМК1-d1=4.0°-(-2.0°)=6.0°E
Поправка путевого компаса:
ΔМК2=ИП2-КП2=65.0°-60.0°=5.0°
Девиация главного компаса:
δ2=ΔМК2-d2=5.0°-3.0°=2.0°E
Задание 13
Масштаб карты 1:100000. Определить предельную точность масштаба.
Предельная точность масштаба засвистит от масштаба карты, выражается в метрах и рассчитывается следующим образом:
ПТМ=0.0002 С,
где С- знаменатель главного масштаба карты,
ПТМ=0.0002 * 100000=20 м
Задание 14
Определить масштабы генеральных карт, как определить их по номерам карт.
Генеральные карты – карты масштаба с 1:5 000 000 по 1:1 000 000 включительно. Генеральные карты предназначены для общего изучения районов плавания, выбора маршрута и предварительной прокладки рейса, для навигационной прокладки при плавании в районах открытого моря, а также для обеспечения мореплавателей обобщенной навигационно-гидрографической информацией.
В целях систематизации изданий ГУНиО МО, упрощения подбора навигационных пособий с 01 января 1968 года введена система пятизначных адмиралтейских номеров для отечественных морских карт.
Адмиралтейский номер морской навигационной карты несет следующую информацию:
Таким образом, генеральную карту можно определить по второй цифре в
номере карты, это будет «0».
Задание 15
Определить коэффициент лага, если поправка лага равна 6%
Задание 16
ПУс=110.0 d=+3.0º δ=+1.0 º α=6.0 º п/б Vл=10 узл
Течение 310.0 º-3 узла
Определить: ΔМК, ИК, β, с, ПУα, МК, КК. Решить графически.
Из точки О проводим линию пути ПУс=310.0º. Из этой же точки строим вектор течения Vт=310.0 º-3узл (в выбранном масштабе) отрезок ОТ. Из точки Т делаем раствором циркуля, равным Vл=10 узлов, засечку на линии пути ПУс. Получаем точку В. Переносим линию ТВ параллельно в точку О. Получаем линию пути с учетом ветрового дрейфа ПУα. Снимаем ее направление с помощью транспортира.
ПУα=125.0º
β=ПУс-ПУα=110.0º-125.0º=-15.0º
ИК=ПУα-α=125.0º-(-6.0º)=131.0º
с=β+α=-15.0º-6.0º=-21.0º
ΔМК=d+δ=3.0º+1.0º=4.0º
КК=ИК-ΔМК=131.0º-4.0º=127.0º
МК=ИК-d=131.0º-3.0º=128.0º
Задание 17
Рассчитать среднюю квадратическую ошибку места судна, если место судна определено по визуальному пеленгу, взятому по гирокомпасу и радиолокационному расстоянию до одного ориентира.
ГКП=216.0° ΔГК=+1.0° D=8.7 мили
Где, moп – СКП измерения пеленга (град.);
mD — СКП измерения расстояния до ориентира (мили);
D – расстояние до ориентира (мили).
Задание 18
Подъем морских навигационных карт. Порядок выполнения подъема карт при плавании вблизи берегов и узкостях.
После выполнения предварительной прокладки на карты наносят дополнительную навигационную информацию,особо выделяя на них те сведения, которые будут иметь важное значение при выполнении перехода.
Эта процедура носит название «подъем карты», выполняемый цветными карандашами, а в отдельных случаях и цветной тушью.
- Прежде всего, необходимо нанести на карты границы районов действия особых правил плавания. Наиболее важные сведения из таких правил можно выписать на нерабочем месте карты (на суше); здесь же дать сноски на те страницы лоции (или др. пособия), где эти особые правила приведены.
- После этого проводят границы фарватеров и рекомендованные курсы, наносят СРДС.
- Особо (красным цветом) выделяютотдельно лежащие опасности, как естественные (банки, скалы, камни, мели и т.д.), так и искусственные (свалка грунта, затонувшие суда и др.).
- Цветным карандашом отмечают участки берега и ориентиры, четко отображаемые на экране НРЛС.
- Простым карандашом у мест РМКОВ, Аэро РМКОВ, РМО ставят их номера по РТСНО.
- Простым карандашом наносят границы видимости маяков и знаков (с учетом высоты глаза наблюдателя eM).
- В соответствующих местах карты надписывают простым карандашом, фактические значения магнитного склонения d, приведенного к году плавания.
- Особое внимание уделяется «подъему карты» на тех ее участках, где путь судна пролегает в непосредственной близости от различного рода опасностей, а также там, где он проходит через узкости и акватории, стесненные навигационными опасностями.
- В таких случаях более четко выделяют секторы маяков, ограждающие опасности, а в местах их отсутствия проводят дополнительно ограждающие изолинии (опасные пеленги, опасные расстояния и т.д.). В случае необходимости намечают ориентиры для измерения поворотных пеленгов, проводят линии приметных естественных створов.
- На районы особенно сложных для плавания узкостей наносят заранее рассчитанные сетки изолиний (азимутальные, стадиометрические и др.).
- В целях обеспечения безопасности судовождения на случай плохой видимости (тумана и пр.) необходимо наметить и провести предостерегательные изобаты.
- Цветным карандашом отметить границы акватории, рассматриваемой как безопасная для осадки судна, выделить районы с характерным рельефом дна, пригодные для определения места судна по глубинам, провести изобаты.
- Желательно провести линии равных точностей определения места судна по отдельным наиболее важным ориентирам, позволяющим контролировать плавание по линии избранного и проложенного на карте пути судна.
- Предвычисляют на планируемое время перехода и надписывают в соответствующих местах карты tПВ,МВ, hПВ,МВ, а на мелководных участках строят графики приливов.
- Проводят границы территориальных вод, запретных для плавания и постановки на якорь районов.
- Красным кружком обводят приметные ориентиры для визуальных определений.
- Коричневым кружком обводят приметные ориентиры для радиолокационных обсерваций.
- Наносят границы действия РМКОВ вдоль пути судна, записывают их позывной и значение его рабочей частоты.
- Наносят границы рабочих зон РНС.
- Наносят вдоль линии пути сведения об освещенности (, )
Задание 19
Аналитическое счисление. Вывод формулы Мс априорным методом. Анализ формулы.
Аналитическое счисление – вычисление географических координат судна по его курсу и плаванию (по сделанным судном разностям широт и долгот) по формулам вручную или с помощью счетно-решающих устройств.
Аналитическое счисление производится по формулам и применяется при плавнии судна вдали от берегов на океанских переходах, когда ведение графического счисления становится неточным из-за больших погрешностей в графических построениях на морских навигационных картах мелкого масштаба.
Чаще всего аналитическое счисление применяется:
- → при непрерывной выработке текущих счислимых координат места судна, вводимых в системы судовой автоматики. Задача решается с помощью автоматических счетно-решающих устройств (или ЭВМ);
- → при периодическом вычислении счислимых координат места судна в тех случаях, когда необходимо исключить погрешности счисления за счет неточности графических построений, связанных с прокладкой пути судна на мелкомасштабной карте. Задача решается вручную или с помощью счетно-решающих устройств (для контроля точности графических построений на карте; определения места судна по разновременным наблюдениям светил).
Аналитическое счисление с помощью автоматических счетно-решающих устройств производится по формулам с учетом сжатия Земли. В простейших системах решаются формулы без учета сжатия Земли.
Получим основные формулы аналитического счисления (рис. 1).
Судно из точки А (φ1 λ1), следуя постоянным курсом (К) по локсодромии, пришло в точку В (φ2 λ2).
Если будут известны сделанные судном разность широт (РШ) и разность долгот (РД) то координаты точки В (φ2 λ2) легко получить из соотношений:
Рис. 1. Аналитическое (письменное) счисление пути судна
Значение разности широт (РШ) и разности долгот (РД) можно рассчитать по известным элементам движения: К → курсу судна и S → плаванию судна по этому курсу.
Считая Землю за сферу (шар) из элементарно малого треугольника Аа′в′:
Aa′ = dφ → приращение широты;
b′a′ = dω → приращение отшествия;
Ab′ = dS → приращение расстояния,
Где dφ – разность широт (мили);
dω – расстояние между меридианами по параллели от т. а′ до т. в′ – отшествие (мили);
dS – плавание судна по локсодромии между точкой А и точкой в′ (мили).
Если Δ Аа′в′ принять за плоский, можно написать дифференциальные уравнения:
В результате интегрирования значений dφ и dω при K = const, получим:
то есть
то есть
ω = S · sin K
Для вычисления значения разности долгот – РД, воспользуемся соотношением между длиной дуги экватора и параллели:
Умножим числитель (dω) и знаменатель (cos φ) на dφ, тогда
так как из Δ Аа′в′
то
Решение этого уравнения приводит к известному интегралу:
а
Тогда
РД = РМЧ · tgK
Для вывода прямой связи между отшествием (ОТШ) и разностью долгот (РД), используем теорему о среднем значении интеграла, которая дает:
где φn – промежуточное значение широты в интервале между φ1 и φ2.
Тогда для разности долгот – РД можно написать
Приравняв оба значения разности долгот (РД), полученного по формулам (17.5) и (17.6), получим значение промежуточной широты φn:
Откуда
Подставив значение соs φn в формулу для разности долгот (РД) и учтя, что
ОТШ = РШ · tgK
окончательно получим:
где отшествие (ОТШ) и разность широт (РШ) в милях.
Таким образом отшествие (ОТШ) представляет собой длину параллели (в милях) между меридианами точек А и В, широта которой (параллели) определяется соотношением
На практике, при ведении аналитического учета на коротких расстояниях, можно допустить, что в интервале от φ1 до φ2 значение cos φ изменяется линейно, тогда
и приближенная формула для расчета разности долгот – РД примет вид:
то есть разность долгот (РД) равна отшествию (ОТШ), деленному на косинус средней широты (φm).
Возможные погрешности в значениях элементов счисления, углах сноса и дрейфа, поправках компаса и лага, а также погрешности графических построений на карте, постепенно накапливаясь, приводят к тому, что действительное место судна не совпадает с нанесенным на карту. Все погрешности можно разбить на две группы: допущенные при определении пути судна и при расчете пройденного расстояния (погрешностями графических построений пренебрегаем ввиду их малости).
| b |
| а |
| Рис 1. |
На рис. 2 показано перемещение судна из точки А в точку В. Погрешности первой группы вызовут смещение на величину b погрешности второй группы — на величину а. Величины а и b вызваны средними квадратичными погрешностями (СКП) путевого угла (mПУ), поправки лага(mDл%)и пройденного расстояния (ms).
Площадь возможного нахождения места судна можно охарактеризовать фигурой CDFE, эллипсом, который можно описать вокруг фигуры CDFE и окружностью с радиусом Мс, описанной вокруг прямоугольника C¢D¢F¢E¢. В практике судовождения для оценки точности места судна, как правило, используется окружность, которая характеризуется радиальной средней квадратичной погрешностью счисления (РСКП). РСКП счислимого места судна (Мc) – это радиус окружности, в пределах которой находится счислимое место судна с определённой вероятностью. В соответствии с Резолюцией А.529(13) «Стандарты точности судовождения» должна использоваться 95% вероятность.
Таким образом, для расчёта Мс можно использовать формулу, представленную ниже в общем виде:
При плавании несколькими курсами (см. рис 2) Мс в конечной точке можно рассчитать по формуле:
где M1, M2,…, Mi – СКП счислимого места на каждом курсе.
Расчётные формулы для вычисления Мс
Без учёта ветра и течения с вероятность P=68%
где mк – СКП истинного курса (по данным гирокомпаса mк=0,6¸1,8°);
mDл% – СКП поправки лага(см. ТТД лага);
S – расстояние, пройденное по счислению (по лагу или снятое с карты).
Для того, чтобы получить Мс c вероятностью P=95% необходимо значение Мс, полученное по формуле (3), увеличить в два раза, т. е.
Мс P=95% =2Мс P=68%
С учётом ветра с вероятностью 95%
где (ma — СКП угла дрейфа; ma=0,5¸1,5°).
Течение учитывается отдельным курсом.
Тогда формула для расчёта Мс с учётом течения с вероятностью 95% будет иметь вид
где — СКП направления течения (=30-60°);
— СКП скорости течения (=0,2¸0,7 уз);
t— время плавания на течении по счислению.
С учётом ветра и течения с вероятностью 95%
Вышеприведённые формулы
расчёта Мс являются априорными и имеют методические погрешности.
Задание 20
Определение места судна по пеленгам трех ориентиров. Треугольник погрешностей. Причины возникновения. Анализ треугольника погрешностей.
Направление на ориентир (пеленг) измеряется на судне с помощью визуальных и оптических пеленгаторов, визиров и радиолокационных станций.
С помощью всех этих приборов измеряются компасные пеленги (КП), так как все они сопряжены с судовым курсоуказателем (гирокомпас, гироазимут, магнитный компас и др.), которые имеют свои поправки (ΔГК, ΔГА, ΔМК и др.).
Поэтому, все измеренные с судна направления на ориентиры должны исправляться поправкой курсоуказателя (ΔК – общее обозначение поправки):
- если курс на репитер пеленгатора поступает от магнитного компаса – ΔМК;
- если курс на репитер пеленгатора поступает от гирокомпаса – ΔГК;
- если курс на репитер пеленгатора поступает от гироазимута – ΔГА.
В результате исправления компасного направления поправкой того курсоуказателя, от которого идет трансляция курса на репитеры пеленгаторов, мы получаем значение исправленного или истинного направления (пеленга) с судна на ориентир (ИП).
На морской навигационной карте меркаторской проекции, измеренный компасный пеленг, исправленный поправкой курсоуказателя, прокладывается как прямая линия (изолиния пеленга – изопеленга – прямая линия) для небольших расстояний.
Исходя из того, что судно должно находиться на навигационной изолинии, соответствующей значению измеренного и исправленного навигационного параметра, то при наблюдении нескольких береговых ориентиров место судна будет находиться в точке пересечения истинных пеленгов на эти ориентиры.
Рис..1. Определение места судна по пеленгам на три ориентира
Для определения места судна по пеленгам на три ориентира необходимо (рис. .1):
- → выбрать на берегу три видимых навигационных ориентира (А, Б, С), направления, на которые отличаются друг от друга на угол не < 30°;
- → проверить, нанесены ли эти ориентиры на навигационную карту;
- → в быстрой последовательности измерить направления (КПА, КПС, КПБ) на эти ориентиры, заметить и записать время (Т1) измерения и отсчет лага (ОЛ1);
- → рассчитать значения истинных пеленгов на эти ориентиры, для чего измеренные пеленги (КПА,Б,С) исправить поправкой курсоуказателя (ΔК).
- → исправленные (истинные: ИПА, ИПС, ИПБ) пеленги проложить на навигационной карте таким образом, чтобы они (линии пеленгов) прошли через ориентиры (ИПА – через место ориентира А; ИПС – через место ориентира С; ИПБ – через место ориентира Б). Фактически через места ориентиров проводятся не значения ИПА,Б,С, а ОИПА,Б,С (обратные истинные пеленги), т.е.
Рис..2. Оформление обсервации на путевой карте
- → в точке пересечения пеленгов нанести условное обозначение обсервованного места () судна и рядом с ним подписать ;
- → на момент (время) измерения пеленгов на ориентиры (Т1) нанести на путевую карту счислимое место (РОЛ = ОЛ1 – ОЛ0; SЛ = КЛ · РОЛ; t = Т1 – Т0; SОБ = VОБ · t; SЛ = SОБ от по ИК).
- → определить направление (от счислимого места на обсервованное место ~ 120°) и величину (расстояние в милях до десятой доли между счислимым и обсервованным местами на время Т1) невязки С = 120° – 2,2 мили; обозначить саму невязку условным знаком на карте ();
- → оформить запись в судовом журнале.
Для повышения точности места судна ориентиры необходимо подбирать таким образом, чтобы угол между двумя соседними пеленгами был не < 30° но и не > 150° (самый оптимальный вариант – 120°, если ориентиры с обоих бортов, или – 60°, если ориентиры с одного борта).
При нанесении обсервованного места на путевую карту может получиться и так, что пеленги не пересекутся в одной точке, а образуют треугольник (рис. 3).
Рис.3. Треугольник погрешности
Как поступать в этом случае? Где находится обсервованное место судна?
- Если треугольник погрешности мал (его стороны менее 5 мм – что соответствует на путевой карте < 5 кб.), то обсервованное место судна принимают в центре треугольника (рис. 3).
- Если треугольник погрешности велик (его стороны > 0,5 мили), а это говорит о том, что или в измерениях пеленгов или в расчете и прокладке их на навигационной карте допущена ошибка (промах) и следует, прежде всего, проверить расчеты пеленгов и прокладку их на путевой карте. Если ошибок и промахов здесь нет, то следует повторить наблюдения (измерить снова пеленги на ориентиры).
Причинами образования большого треугольника погрешностей могут быть:
- допущена ошибка в опознании ориентира (измерили пеленг на один, проложили от другого);
- допущена ошибка в снятии пеленга (довольно часто по небрежности);
- поправка курсоуказателя не соответствует принятой;
- допущена ошибка в прокладке пеленгов на карте;
- неодновременное пеленгование ориентиров.
Для уменьшения погрешностей, возникающих от неодновременного пеленгования ориентиров, особенно на больших скоростях судна, первыми следует измерять пеленги на те ориентиры, которые расположены ближе всего к диаметральной плоскости судна (пеленг меняется не так быстро, как пеленг на ориентиры близкие к траверзу судна) – рис. 4.
Рис. 4. Очередность пеленгования ориентиров
Определение места судна по визуальным пеленгам на три ориентира, является одним из основных способов определения места при плавании судна вблизи берега (на дальности видимости ориентиров) для обеспечения навигационной безопасности плавания.
Отсутствие треугольника погрешности (когда все три пеленга
пересекаются в одной точке) позволяет судить о надежности обсервации и
отсутствии промахов как при наблюдениях, так и при их исправлении и нанесении
на путевую навигационную карту.
Литература
- Дмитриев В.И., Григорьев В.Л., Катенин В.А. Навигация и лоция. Учебник для вузов/Под ред. В.И. Дмитриева –М.:ИКЦ «Академкнига», 2004.-471 с.:ил.
- Ермолаева Г.Г. Справочник капитана дальнего плавания. – М.: Транспорт, 1988. -248 с.