Файл: Черниев, Л. Ф. Азбука судовождения.pdf

Рис. 24. Навигационные определения места судна:

нии, ибо в противном случае значение пеленга было бы другим. Прямая линия пеленга АП, которая в мо­ мент наблюдения имела значение ИП, и будет назы­

пеленге ВП Х. Следовательно, местом судна будет то­ чка пересечения двух линий пеленгов маяков А и В.

Способ определения места судна по двум пелен­ гам широко применяется в судовождении. Он прост, достаточно точен, удобен в наблюдениях, особенно учи­

когда наблюдают три маяка. В этом случае место суд­ на будет на пересечении трех линий пеленгов. Третий пеленг одновременно служит контролем достоверно­ сти, определения. Кроме маяков, пеленгуют и другие объекты (мысы, отдельные островки, горы, утесы, па­ мятники, приметные строения и т. д.), положения ко­

торых нанесены на картах.

При прокладке трех пеленгов может образоваться треугольник погрешностей. Его появление вызывают случайные и систематические погрешности. Если он по­ явился вследствие случайных погрешностей, то размеры его малы и не превышают 0,5 мили, т. е. размеров слу­ чайных погрешностей. Место судна в таком случае при­ нимают либо в его центре, если треугольник равносто­

погрешности. Чтобы установить причину, повторяют на­ блюдения. Если повторная прокладка по-прежнему

92

дает большой треугольник, тогда он вызван система­ тической погрешностью.

Систематические погрешности происходят из-за не­ верного положения пеленгуемого объекта на карте, неправильной поправки компаса и неодновременного пе­ ленгования объектов. Чтобы исключить погрешность в пеленге из-за неверного положения на карте пеленгуе­

ностью в принятой поправке компаса, легко определить и исключить. Для этого изменяют па несколько градусов полученные компасные пеленги и заново их прокла­ дывают на карте. Вновь полученный треугольник может оказаться больше или меньше прежнего, но по­ добный ему. После этого подобные вершины треуголь­ ников соединяют прямыми, которые пересекутся в од­ ной точке. Полученная точка будет местом судна, свободным от систематической погрешности (в пределах случайных погрешностей наблюдений). Саму системати­ ческую погрешность, в данном случае поправку компа­ са, определяют следующим образом. С карты снимают значения истинных пеленгов и, сравнивая их с соответ­ ствующими компасными пеленгами, вычисляют поправ­ ку компаса как среднее значение из трех разностей меж­ ду истинными и компасными пеленгами.

Что касается пеленгования, в котором измеренные пеленги должны соответствовать одному моменту, то необходимо всегда придерживаться следующего по­ ложения. В первую очередь пеленгуют объект, находя­ щийся ближе к диаметральной плоскости судна, и во всех случаях наблюдения выполняют быстро.

Если пеленгование по каким-либо причинам проис­ ходит медленно, а судно имеет большую скорость, то для уменьшения погрешности от разновременного пе­ ленгования пеленги необходимо приводить к одному мо-

93

менту. Для этого пеленгуют первый объект и получают пе­ ленг П'1, затем второй—П2и снова первый—П"и Полагая, что пеленги изменяются пропорционально времени, рас­ считывают средний из пеленгов первого объекта П\ =

= •— ---- ^.Для определения места прокладывают пе­

ленги П\ и П2. Судовое время и показание лага замеча­ ют при взятии второго пеленга П2-

Если место определяют по трем маякам, то наблюде­ ния и расчеты проводят аналогично предыдущим. Су­ довое время и отсчет лага записывают у обсервованной

точки.

Расстояния до маяков или других каких-либо при­ метных объектов наиболее часто измеряют при помощи радиолокатора, реже — дальномера. Существуют и дру­ гие способы, которые применяются большей частью на малых судах и яхтах, где отсутствуют радиолокаторы и дальномеры. Например, можно рассчитать расстояние D, если измерить секстаном угол видимого предмета а, высота Я которого заранее известна. Расчеты произво­ дятся по формуле D = H ctga. Для удобства в Море­ ходных таблицах приведена таблица расстояний по вер­ тикальному углу. Расстояния приведены (в милях) по высоте предмета и вертикальному углу. Сведения о вы­ соте предмета (маяк, огонь) можно получить из лоций, пособия «Огни и знаки» и т. д.

После того как получено расстояние, например D{ от

ком А. Здесь линией положения является окружность и можно утверждать, что место судна находится где-то на этой окружности, так как все ее точки равны измерен­ ному расстоянию до маяка А. Измерив расстояние D2 до второго маяка В, получают вторую линию положе­ ния — тоже окружность. Таким образом, судно находит­ ся одновременно и на второй окружности. Следователь-

94

но, место судна будет в точке пересечения этих окруж­ ностей.

Определение места судна по горизонтальным углам основано на свойстве вписанных в окружность углов и опирающихся на одну и ту же дугу. Известно, что все вписанные углы, вершины которых лежат на окружно­ сти и опираются на одну и ту же дугу, равны между со­ бой. Отсюда следует, что если измерить с судна угол а между двумя маяками А и В (рис. 24, в), то на карте можно провести окружность, вмещающую этот угол и проходящую через оба маяка. Судно находится где-то на этой окружности. Если дополнительно измерить еще один угол между одним из этих маяков и третьим, то по­ лучим дополнительную окружность. На пересечении этих двух окружностей будет обсервованное место судна.

Определение места судна по горизонтальному углу является одним из наиболее точных способов. Его до­ стоинство заключается еще и в том, что отпадает необ­ ходимость в пеленговании. Последнее обстоятельство важно тем, что на некоторых судах, например яхтах, не всегда имеется нактоуз или пеленгование невозмож­ но произвести по каким-либо причинам.

Рассмотрим практическую сторону самого общего случая, когда измерены углы трех смежных объектов А, В и С (рис. 25). Углы измеряют секстаном (см. ниже). Чтобы измерения привести к одному моменту, вначале измеряют угол аь например между объектами А и В, затем угол р между объектами В я С, и угол а2. Тогда

Показания судового времени и лага замечают в мо­ мент измерения угла р. Построения проще выполнять с помощью кальки. Для этого из произвольной точки О на

9 5

Рис. 25. Определение ме­ ста судна по горизон­ тальным углам

кальке проводят прямую ов и по обе стороны от нее у

через объекты А, В и С. Место судна на карту можно перенести уколом циркуля в точке О.

Существует еще много других линий положения (изолиний). Здесь уместно упомянуть о тех, которые об­

ит. д.

Вданном случае линией положения будет гипербола

(см. рис. 24, г).

Гиперболические линии положения широко применя­ ются в современных радионавигационных системах, предназначенных для определения места судна.

Во всех случаях мы рассмотрели однотипные ли­ нии положения и как ими пользуются при определении места судна. В практике судовождения часто применя­ ются комбинированные способы, например пеленг и рас­

9 6

онных приборов, расположения береговых ориентиров, гидрометеорологических условий плавания и ряда дру­ гих причин.

Все эти методы в основном носят визуальный харак­ тер наблюдений и обладают большой точностью.

Существует много различных способов оценки точно­ сти обсервации, каждый из которых приемлем для оп­ ределенного метода получения места судна-

Мы уже говорили о том, что роль обсерваций в счис­ лении пути судна огромна. Они не только уточняют по­ ложение места судна, но и вводят исправления в приня­ тые для этого поправки лага и компаса, а также уточ­ няют принятые величины дрейфа и течения. В тех слу­ чаях, когда обсервованное место не совпадает со счислимым местом на одно и то же судовое время, в счисление пути судна вводят исправления. На карту наносят обсервованное место, делают невязку от счислимого места к обсервованному и далее от него ведут про­ кладку.

С развитием мореплавания улучшились навигацион­ ные приборы и методы счисления пути, но особенно раз­ вились способы и средства определения места судна. В этой области большие заслуги принадлежат советско­ му ученому В. В. Каврайскому.

Определение места судна по небесным светилам

Астрономия — одна из старейших наук и с момента возникновения играла большую роль в практической деятельности человека. Наряду с решением ряда жиз­ ненно необходимых задач, она предложила приемы и методы ориентировки на Земле и создала способы ис­ числения времени. На основании астрономических на-

блюдений составляются точные и детальные географи­

ческие карты.

Особенно важную роль в мореплавании астрономия стала играть при больших морских переходах, а затем и в океанских плаваниях. Вначале в открытом море ориентировались по Солнцу, а ночью — по звездам теми же методами, что и на суше. Дальнейшее совер­ шенствование астрономических методов и приборов находилось в тесной связи с ростом науки и техники. Потребности мореплавания послужили причиной откры­ тия обсерваторий и создания астрономических инстру­ ментов для наблюдения за небесными светилами.

Мореходная астрономия как наука, изучающая спо­ собы определения места судна в море по небесным све­ тилам, возникла в XV в. В истории ее развития особо важное место занимает изобретение секстана и хроно­ метра, а затем открытие и освоение высотных линий

положения.

Астрономические методы определения места судна в море имеют ряд преимуществ, например: полная незави­ симость определений от береговых объектов, простота инструментов, служащих для наблюдений, независи­ мость точности определения от расстояния судна до бе­ рега. Последнее преимущество выгодно отличает астро­ номические методы от радиотехнических. Вместе с тем астрономические имеют и свои недостатки: в плохую по­ году (облачность, туман и т. д.) место судна определить невозможно; астрономические вычисления трудоемки и требуют специальных знаний и навыков.

Сущность астрономических определений места судна в море сводится к построениям на морской карте линий положения, пересечение которых дает обсервованное ме­ сто судна. Эти линии называют высотными линиями по­ ложения. Измеренные высоты светила из любой точки высотной линии положения этого светила будут равны между собой.

9 8

Таким образом, любое определение места судна осно­ вано на измерении высоты светила (рис. 26), соответст­ вующих вычислений и построений высотных линий поло­ жения на морской навигационной карте.

Под высотой светила понимают угол, заключенный между плоскостью истинного горизонта и направлением от глаза наблюдателя на светило. Измерение высоты све­ тила в море и приборы, служащие для этой цели, суще­ ственно отличаются от методики измерения высоты на суше и береговых приборов, которые предварительно устанавливают на прочную основу (фундамент, треногу и т. д.). Горизонтальные круги астрономических прибо­ ров при помощи уровней приводят в плоскость горизонта, а плоскости вертикальных кругов должны проходить че­ рез зенит. После этого из наблюдений получают высоты светил или другие какие-либо величины.

Основным морским астрономическим угломерным ин­ струментом является секстан. Этим прибором измеряют высоты светил над видимым морским горизонтом. Сек­ стан относится к группе отражательных угломерных ин­ струментов. Измерение высот светил основано на прин­