Файл: Скворцов М.И. Счисление и определение места корабля навигационными способами учебный материал.pdf

§ 26. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА КОРАБЛЯ С ПОМОЩЬЮ КОРАБЕЛЬНЫХ И БЕРЕГОВЫХ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СТАНЦИЙ

Р а д и о л о к а ц и я я в л я е т с я м о г у ч и м с р е д с т в о м , ' П о з в о л я ю щ и м у в е р е н н о в о д и т ь к о р а б л и в у с л о в и я х м а л о й в и д и м о с т и в б л и з и

б е р е г о в и в у з к о с т я х , к о г д а п и о д н о д р у г о е с р е д с т в о н е м о ж е т о б е с п е ч и т ь б е з а в а р и й н о г о п л а в а н и я . Необходимым у с л о в и е м

э ф ф е к т и в н о г о и с п о л ь з о в а н и я р а д и о л о к а ц и о н н о й с т а н ц и и я в ­

л я е т с я о т ч е т л и в о е п о н и м а н и е п р и н ц и п а е е р а б о т ы , з н а н и е т а к ­ т и к о - т е х н и ч е с к и х д а н н ы х и с п о с о б о в и з м е р е н и я н а в и г а ц и о н н ы х

па р а м е т р о в .

1. Основные тактико-технические данные и характеристики

радиолокационной станции

Характерной особенностью радиолокационных станций яв­ ляется излучение электромагнитных волн короткими импуль­ сами, узко направленным пучком. Определение расстояний осу­ ществляется путем измерения промежутков времени между посылкой импульса радиоволн и приемом эхо-сигнала, отра­ женного от наблюдаемого объекта; пеленгование —обычно по максимуму амплитуды отраженного сигнала.

Большинство современных радиолокационных станций име­ ют индикаторы кругового обзора (ИКО). Точечный объект на таком индикаторе изображается пятном, слегка растянутым в

Для вычисления истинного пеленга он исправляется поправ­ кой гирокомпаса, к которому подключена радиолокационная станция.

При пользовании радиолокационной станцией следует учи-

76

тьшать ее основные тактико-технические данные и характери­ стики.

Максимальная дальность — дальность обнаружения объ­ ектов при достаточно большой мощности в импульсе и высокой чувствительности приемника, для объектов с хорошей отража­ тельной способностью, выражается формулой:

Эта дальность несколько выше дальности визуальной види­ мости, выражаемой формулой (3); в зависимости от метеороло­ гических условий она может изменяться в большую или мень­ шую сторону (повышенная или пониженная радиолокационная видимость). Дальность видимости объектов с плохой отража­ тельной способностью, в особенности — небольших, может быть значительно меньше выражаемой формулой (35).

Разрешающая способность станции по дальности и по на­ правлению. Разрешающей способностью по дальности назы­ вается минимальное расстояние между двумя находящимися на одном пеленге от станции точечными объектами, при кото­ ром они наблюдаются па ИКО раздельно. Разрешающей спо­ собностью по направлению взывается минимальная разность пеленгов между двумя находящимися .в одинаковом удалении от станции целями, при которой они наблюдаются раздельно. Чем выше разрешающая способность станции, тем подробнее изображение местности на ИКО, тем более мелкие детали можно на нем различить. У современных радиолокационных станций, используемых в навигационных целях, она составляет: по дальности — от 0,2 каб. на малых, до 1 -*-1,5 каб. на боль­ ших расстояниях; по направлению—1°-* -2°.

Точность измерений пеленгов и расстояний характеризует­ ся средними квадратическими ошибками, которые у совре­ менных радиолокационных станций составляют: измерения пеленгов — от 0°,5 -*- 0°,8 — при благоприятных условиях (отсутствие качки, натренированный оператор) до 1°,5-*-2°,0 при неблагоприятных условиях; измерения расстояний- — 0,5 -*-1,0% от предельного значения шкалы дальностей, на кото­ рой производится измерение.

2. Определение места корабля по точечным ориентирам

Точечными можно считать ориентиры, размеры которых невелики: нанесенные на карте отдельно лежащие камни,

77

островки, оконечности молов и причалов, а также установлен­ ные на берегу радиолокационные отражатели: пассивные и

активные.

Пассивный отражатель (уголковый отражатель) представ­ ляет собой конструкцию из трех взаимно-перпендикулярных металлических листов. При его облучении электромагнитны­ ми волнами с внутренней стороны образуемого листами трех­ гранного угла отражение происходит в - направлении, строго противоположном направлению облучения, что значительно повышает дальность обнаружения. Применение уголковых отражателей позволяет в несколько раз (до 2}—3 раз) увели­ чить дальность обнаружения таких объектов, как буи, вехи и т. д.

Активный отражатель (радиолокационный маяк-ответчик) представляет собой комбинацию из приемной и передающей станций. Каждый раз, приняв импульс от облучающей его радиолокационной станции («запрос»), он через некоторый, строго определенный (кодируемый) промежуток времени из­ лучает несколько столь же коротких импульсов радиоволн («ответ»). Расстояние, измеренное до такого маяка, должно уменьшаться на величину, соответствующую кодовой за­ держке.

Для определения места по точечным ориентирам могут применяться рассмотренные в предыдущей главе способы:

а) по нескольким пеленгам; б) по нескольким расстояниям;

в) по пеленгам и расстояниям до нескольких ориентиров; г) когда наблюдается только один ориентир — по пеленгу

и расстоянию.

Необходимо иметь в виду, что при малых расстояниях до ориентиров (менее 30—40 каб.) более точными являются ли­ нии положения, полученные в результате пеленгования, соот­ ветственно, предпочтительнее определения по пеленгам; при больших дальностях следует предпочитать обсервации по расстояниям.

Т о ч е ч н ы е о р и е н т и р ы в с т р е ч а ю т с я с р а в н и т е л ь н о р е д к о ; ч а ­ щ е п р и х о д и т с я о п р е д е л я т ь с я п о п р о с т р а н с т в е н н ы м о р и е н т и ­ р а м — п о к о н т у р а м б е р е г о в о й ч е р т ы .

3. Определение места корабля по контурам береговой черты

Используя радиолокационную станцию, надо отчетливо представлять себе особенности изображения на экране инди­ катора кругового обзора. Это изображение весьма наглядно, на экране индикатора мы наблюдаем как бы в плане пред­ меты, окружающие корабль: другие корабли, берег и даже ино­

7S

гда эхо-сигналы от облаков и дождя. Однако при всей своей наглядности изображение значительно отличается от плана и не дает полной картины окружающей обстановки. Надо уметь «читать» изображение, опознавать наблюдаемые объек­ ты по нх эхо-сигналам на экране индикатора. При этом надо иметь в виду следующее:

1. Изображения всех объектов на ИКО как бы «размазы­ ваются» в поперечном (перпендикулярном линии пеленга) направлении на величину, равную ширине диаграммы направ­ ленности антенны в горизонтальной плоскости. Это размазы­ вание тем больше, чем больше расстояние до объекта. По этой причине проливы между островами и входы в бухты на больших расстояниях могут не различаться. Условия, при ко­ торых два объекта видны на ИКО раздельно, определяются

•разрешающей способностью станции по дальности и по на­ правлению.

2. Возвышенности экранируют расположенную за ними местность, изображения от которой на ИКО не получается. Поэтому полуострова часто выглядят на ИКО как острова, а отдельные горы на берепу как острова, разделенные проли­ вами.

3. При отражении УКВ радиоволн от поверхности пред­ метов могут иметь место два предельных случая: зеркальное отражение от «гладкой» поверхности (рис. 43а), происходя­ щее по известному закону оптики — угол отражения р равен

углу падения а (эти углы измеряются от нормали к поверхно­ сти), и рассеянное отражение (рис. 436), когда радиоволны неровностями, «шероховатостями» предмета рассеиваются в разные стороны, в том числе и обратно к облучающей пред­ мет радиолокационной станции. Зеркально отражающий пред­ мет может дать импульс на экране ИКО радиолокационной станции только в одном случае: когда угол падения равен нулю; от рассеянно отражающего предмета эхо-сигнал можеч получиться и при отличных от нуля углах падения.

«Шероховатыми», отражающими рассеянно можно считать

79

предметы, размеры неровностей которых больше длины вол­ ны. Надо иметь в виду, что характер отражения, помимо свой­ ств отражающей поверхности, зависит от угла падения. Если он близок к 90° (луч «скользит» по поверхности), преобла­ дает зеркальное отражение— радиоволны уходят в простран­ ство за предметом, отражение в направлении облучающей станции отсутствует, и эхо-сигнал от предмета на ИКО не на­ блюдается. По этой причине такие объекты, как низкие пес­ чаные мысы и косы, плавающий лед, покрытые снегом поло­ гие склоны холмов и гор обычно обнаруживаются лишь на очень Небольших расстояниях.

Отмеченные выше особенности определяют собой своеобра­ зие изображения местности на экране радиолокационной стан­ ции, которое особо наглядно заметно при его сравнении с кар­ той (р и с. 44). Эти особенности приводят к тому, что измере­ ние пеленгов на такие ориентиры, как мысы, выступы берега, оконечности островов, обычно весьма неточно и дает -неопре­

деленные, неоднозначные результаты, зависящие от мощности импульса, усиления приемника и других не поддающихся точ­ ному учету факторов. Ясно, что для точного определения места корабля должен применяться такой способ измерений, чтобы эти факторы не влияли на его результаты. Этому тре­ бованию удовлетворяет измерение расстояний до ближайших к кораблю участков берега, т. е: кратчайших, расстояний до бере­ говой черты. Для этого ПКД подводится так, чтобы он касался

80

кратчайших расстояний до береговой черты, он называется

способом кратчайших расстояний. Одновременно с измерением каждого расстояния с целью облегчения опознания ориенти­ ров измеряются пеленга на точки касания.

Способ нанесения обсервованной точки на карту (р и с. 45) как бы имитирует применяемый способ измерения. На прозрач­

Часто поступают проще, обходясь без помощи кальки: опо­ знав на карте точку 'береговой черты, до которой измерялось расстояние, проводят из нее, как из центра, дугу окружности раствором циркул-я, равным в масштабе карты измеренному расстоянию. Обеервовапным местом считается точка пересече­ ния нескольких проведенных таким образом дуг окружностей или, если они в одной точке не пересекаются, — центр образу­ емой ими фигуры погрешностей.

В случаях, когда расстояния до берега превышают даль­ ность радиолокационного горизонта, а также при измерении расстояний до невысоких, пологих мысов, кос и пляжей следу­ ет остерегаться грубых ошибок в опознании ориентиров. Бли­ жайший к центру ИКО эхо-сигнал может происходить не от уреза береговой черты, а от предметов, расположенных за ней (прибрежных обрывов за низким пряжем, удаленных .гор

ит. д.).

Вкомплект современных навигационных радиолокационных станций входит картосличительная приставка (блок совме­ щения радиолокационного изображения с картой), например, блок «Пальма» (рис. 46). ИКО блока совмещения А имеет устройство, позволяющее получить изображение в масштабе навигационной карты. Смотря в полупрозрачное зеркало В