Определение места судна по двум горизонтальным углам, сущность способа (лекция № 6)

1.

Калининградский государственный технический университет
«Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота»
Морской институт
Кафедра судовождения и безопасности мореплавания
Раздел 7 «Определение места судна по визуальным
наблюдениям навигационных ориентиров»
Лекция № 6 (7.2)
Тема: «Определение места судна по двум горизонтальным
углам, сущность способа. Точность способа и пути ее
повышения. Достоинства и недостатки способа, техника его
выполнения».
«Навигация и лоция»
Калининград
2022
Доцент кафедры судовождения и безопасности мореплавания,
кандидат военных наук, доцент Щавелев В.П.
1

2.

Учебная цель лекции. Учебные вопросы.
Учебная цель:
- формирование конвенционных компетентностей в части,
касающейся определения места судна по двум горизонтальным
углам.
Учебные вопросы:
1. Определение места судна по двум горизонтальным углам,
сущность способа.
2. Точность способа и пути ее повышения. Достоинства и
недостатки способа, техника его выполнения.
2

3.

Литература
3
Основная:
1. Дмитриев В.И, Рассукованый Л. С. Навигация и лоция, навигационная
гидрометеорология, электронная картография (+CD). Учебник. – Москва: Моркнига,
2018 . – 312 с.
2. Дмитриев В.И., Григорян В.Л., Катенин В.А. Навигация и лоция. Учебник для
вузов (3-е издание переработанное и дополненное)/Под общ. ред. д.ф.т.н., проф.
В.И. Дмитриева. – М.: «МОРКНИГА», 2009. – 458 с.: ил.

4.

Первый учебный вопрос
1. Определение места судна по двум горизонтальным
углам, сущность способа.
4

5.

Сущность способа определения места судна по двум
горизонтальным углам
5
Является одним из самых старых визуальных способов определения
места. Применим при наличии в видимости не менее трех ориентиров.
Способ может использоваться во всех случаях прибрежного плавания,
когда к точности места судна предъявляются высокие требования
(высокая точность обсервации): (при плавании по узким фарватерам,
постановке судна на якорь, при ведении дноуглубительных работ,
бурении скважины, прокладки кабеля, поисковых работ и т.п.).
Кроме того, способ применяется при сомнениях в поправке компаса.
1. В данном способе ОМС навигационным параметром является
горизонтальный угол между направлениями на два навигационных
ориентира, измеренный секстаном с точностью в одну минуту. Поэтому
ОМС по двум горизонтальным углам относится к разряду
высокоточных .
2. Навигационной изолинией, соответствующей горизонтальному
углу является изогона - окружность, проходящая через ориентиры и
вмещающая измеренный и исправленный поправкой горизонтальный угол.

6.

Определение места судна по двум горизонтальным углам
6
3. Сущность способа определения места судна предусматривает, что оба
угла 1 и 2 измеряются одновременно. На практике такое измерение возможно
только при наличии двух наблюдателей. Если наблюдатель один, необходимо оба
наблюдения привести к одному моменту. Для этого сначала измеряется один угол 1,
затем угол 2, и опять угол 1. В расчет принимается угол 2 и среднее значение угла 1
= (1 + 1). Показания лага и время замечаются в момент измерения угла 2.
Применение этого метода имеет смысл только:
- при большой скорости судна;
- ведении прокладки повышенной точности на карте крупного
масштаба.
Уменьшения влияния неоднородности наблюдения можно
добиться выбором соответствующего порядка измерения углов:
1. Первым измеряется угол , для которого смещение навигационной
изолинии за время между наблюдениями ориентиров будет минимальным,
2. Первым измеряется угол, требующий большего времени для
измерения.
Время и отсчет лага относятся к моменту второго наблюдения.

7.

Определение места судна по двум горизонтальным углам
7
Если планируется серия обсерваций по горизонтальным углам, то перед
выходом судна в море на крупномасштабной карте вычерчивается сетка изолиний
горизонтальных углов семейство изогон (окружностей), соответствующих
различным углам . Центр окружности, имеющий угол i, находится на
перпендикуляре к середине базы b – отрезку между ориентирами - в удалении от
нее равном:
H = 0,5 bi ctg i
Изогоны каждой пары ориентиров проводятся различным цветом. Каждая
изогона оцифровывается соответствующим значением угла i.
Определение места судна в этом случае существенно ускоряется. Оно
сводится к нахождению точки пересечения двух изогон, соответствующих
обсервованным углам i.
4. При измерении горизонтального угла между визуально наблюдаемыми
ориентирами расстояние до них не должно превышать 10 – 12 миль, эта
окружность является плоской (изогона).
Градиент горизонтального угла g направлен к центру изогоны.
Модуль градиента g] = g, определяется выражением:
g=
(1)
где b – расстояние между навигационными ориентирами (база);
D1D2 - расстояние до 1-го и 2-го ориентиров от места измерения (т. С).

8.

Определение места судна по двум горизонтальным углам
5. Центр изогоны (т. О) (рис. 1) удален от центра базы на расстояние
Н = ctg
(2)
радиус кривизны определяется выражением
R = cosec
(3)
8

9.

Определение места судна по двум горизонтальным углам
∆
b/2
А
b
90-
∙
D1
О
b/2
90Н
∆В
D2
g
С
Рисунок
1
–
Построение изогоны
9
Построение изогоны может осуществляться двумя
способами:
нахождение центра изогоны и ее радиуса по формулам
(2) и (3);
нахождение центра изогоны путем графических
построений:
- из точек А и В под углом (90- )° к базовой линии
проводятся два луча, а из середины базы (точка b)
восстанавливаем перпендикуляр к линии базы;
- все три линии при правильном построении
пересекаются в одной точке – центре изогоны.
Точность способа.
Точность изогоны оценивается средней квадратической погрешностью mИЛ,
рассчитываемой по формуле:
mИЛ = =
(4)
где - СКП измеренного (с учетом поправок) горизонтального угла, рад.
В свою очередь
² = ос² + DOC ²
(5)
где ос – СКП отсчета секстана (при измерении угла секстаном);
DOC – СКП учитываемой поправки секстана.

10.

Определение места судна по двум горизонтальным углам
10
Горизонтальные углы между направлениями на навигационные
ориентиры могут быть получены следующими приемами:
непосредственным измерением углов навигационным или промерным
секстаном;
измерением визуальных пеленгов на ориентиры и их последующей
обработкой.
При использовании секстана полученные в результате измерения углы (в
градусах и угловых минутах) исправляются
поправкой секстана ОС,
включающую в себя:
- поправку индекса i ;
- инструментальную поправку s. Таким образом, горизонтальный угол
рассчитывается по формуле: = ОС + ОС = ОС + (i + s)
где ОС – отсчет секстана.
При использовании второго приема значения горизонтальных углов
получаются как разности измеренных тем или иным способом пеленгов
навигационных ориентиров (П1, П2, П3):
1 = П 2 - П1 ,
2 = П3 - П 2
Такой прием рекомендуется к применению, когда все направления,
измеренные с помощью компаса, содержат постоянную, но неизвестную
погрешность.

11.

Выводы по учебному вопросу
1. Способ определения места судна по двум горизонтальным
углам является одним из самых старых визуальных способов и
применим при наличии в видимости не менее трех ориентиров.
2.
Навигационной
изолинией,
соответствующей
горизонтальному углу является изогона - окружность,
проходящая через ориентиры и вмещающая измеренный и
исправленный поправкой горизонтальный угол.
3. Горизонтальные углы между направлениями на
навигационные ориентиры могут быть получены основными
приемами непосредственным измерением углов навигационным
секстаном и измерением визуальных пеленгов на ориентиры и их
последующей обработкой.
При измерении горизонтального угла между визуально
наблюдаемыми ориентирами расстояние до них не должно
превышать 10 – 12 миль.
11

12.

Нанесение точки места судна на МНК
Нанесение точки места судна на МНК с помощью
протрактора или кальки. Случаи неопределенности и их
признаки.
12

13.

Нанесение точки места судна на МНК
13
В практике применения способа ОМС по двум горизонтальным углам
реализуются три способа получения места на морской навигационной карте:
1. Построением навигационных изолиний.
2. С помощью протрактора.
3. С помощью кальки.
∙
О1
onst
o
∆B
2
∆С
∙
I.
Первый
способ
(построение
навигационных изолиний) является наиболее
точным,
позволяющим
выявить
случай
неопределенности при одноразовом ОМС и не
требует специальных навыков у судоводителей
(рис. 2).
Способ находит широкое применение при
построении сеток изолиний, соответствующих
измеренным горизонтальным углам.
F
О2
onst
Рисунок 2 – Определение места
судна по двум горизонтальным
углам
Если измерить горизонтальный угол между вторым (В) и третьим (С)
ориентирами, то будет получена вторая навигационная изолиния 2 = const (рис. 2).
В пересечении первой и второй изолиний получим обсервованное место судна (т.
F). Обе изолинии пересекаются в двух точках, однако неоднозначность не имеет
места, так как в одной из этих точек находится средний ориентир.

14.

Нанесение точки места судна на МНК
14
II. Второй способ (с помощью
протрактора) находит применение в
однократной обсервации.
При его реализации крайние подвижные
линейки
протрактора
устанавливаются
относительно
средней
неподвижной
линейки под углами 1 и 2. Затем грани
линеек совмещаются с изображениями
соответствующих ориентиров на карте.
Центральная
точка
протрактора
соответствует обсервованному месту судна.
Рисунок 3 – Протрактор
Протрактор - судовой навигационный
прибор,
предназначенный
для
графического
нанесения
на
карту
местоположения судна определённого по
двум горизонтальным углам.

15.

Нанесение точки места судна на МНК
В
С
А
1
2
Рисунок 4 – Калька
15
III. Третий способ (с помощью
кальки) применяется, когда на судне
отсутствует протрактор (рис. 4).
Из произвольной точки на
кальке проводятся три луча, углы
между
которыми
равны
измеренным горизонтальным углам
1 и 2. Накладывая на карту,
добиваемся такого положения, при
котором лучи проходят через
изображения
навигационных
ориентиров.
Место
судна
фиксируется углом циркуля в точке,
из которой проведены лучи.

16.

Случай неопределенности
∙
d1
∆
А
D2
D1
1
2
F
o
∆В
d2
∆ С
D3
Рисунок 5 – Случай
неопределенности
16
Случай неопределенности имеет место тогда, когда
все три ориентира и место судна оказывается на
одной окружности (рис. 5).
Признаком случая неопределенности является
соблюдение равенства 1 +2 + = 180°,
где - угол между базовыми линиями при среднем
ориентире
Неопределенность
исключается
при
следующем
взаимном
расположении
ориентиров:
все три ориентира располагаются на одной прямой ( = 180°);
средний ориентир располагается ближе к счислимому месту судна,
чем крайние ( > 180°);
счислимое место судна находится внутри треугольника,
образованного ориентирами;
счислимое место судна находится на равных расстояниях от всех
трех ориентиров.

17.

Выводы по учебному вопросу
1. Нанесение точки ОМС по двум горизонтальным
углам
на морскую навигационную карту может
осуществляться
тремя
способами:
построением
навигационных изолиний, с помощью протрактора и с
помощью кальки.
2. При данном способе ОМС имеет место случай
неопределенности тогда, когда все три ориентира и место
судна оказывается на одной окружности.
Неопределенность исключается при определенном
взаимном расположении навигационных ориентиров.
17

18.

Второй учебный вопрос
2. Точность способа и пути ее повышения. Достоинства
и недостатки способа, техника его выполнения.
18

19.

Оценка точности обсервации по горизонтальным углам
19
I. По горизонтальным углам.
Радиальная погрешность обсервованного места МО рассчитывается по
формуле:
МО =
где mГУ - СКП измерения горизонтального угла;
D1, D2, D3 - расстояния до ориентиров;
d1, d 2
- расстояния между ориентирами;
= 360 – (α + + В);
( и – измеренные углы; В – угол при среднем ориентире).

20.

Определение места судна по двум горизонтальным углам
Точность способа.
Радиальная
средняя
квадратическая
погрешность
рассчитывается по формуле:
МО = ЛП1 + ЛП2
В соответствии с известными формулами, имеем:
m ЛП1 = = = = 1,
Тогда
m ЛП2 = = =
места
20
судна
= 2.
МО =
где – угол пересечения линий положения.
В большинстве случаев m = m2 = m, а = 360° - (1 + 2 + b)
(6)
Пути повышения точности способа ОМС по горизонтальным углам:
- выбирать ориентиры, имеющие большие базовые расстояния d1 и d2;
- выбирать как можно меньшие расстояния D1, D2 и D3 от судна до
ориентиров;
- повышать точность измерения горизонтальных углов.

21.

Точность способа. Достоинства и недостатки способа
21
СКП обсервации по горизонтальным углам в средних условиях:
- D = 8 ÷ 10 миль;
- b = 3 ÷ 5 миль;
- = 45°
оценивается величиной
МО = 0,1 ÷ 0,3 кбт.
Достоинства способа:
не требует для своей реализации наличия на судне курсоуказателя;
является самым точным из визуальных способов определения места.
Недостатки способа:
трудоемкость;
наличие случаев неопределенности;
отсутствие контроля (вследствие чего возможны незамеченные
промахи).

22.

Выводы по второму учебному вопросу
1. Радиальная средняя квадратическая погрешность
места судна рассчитывается по специальной формуле,
основными
аргументами
которой
являются
СКП
измерения
горизонтального
угла,
расстояния
до
ориентиров и расстояния между ориентирами. СКП
обсервации по горизонтальным углам в средних условиях
оценивается величиной МО = 0,1 ÷ 0,3 кбт.
2. Основными путями повышения точности способа
ОМС по горизонтальным углам является выбор
ориентиров, имеющие большие базовые расстояния,
выбор как можно меньшие расстояния от судна до
ориентиров
и
повышение
точности
измерения
горизонтальных углов.
22

23.

Задание на самостоятельную работу
1. Изучить материал лекции и законспектировать.
2. Вопросы для самоконтроля:
15
23
1.
Сущность
определения
места
судна
по
двум
горизонтальным углам.
2. Как называется навигационная изолиния горизонтального
угла.
3. Порядок построения навигационных изолиний на МНК при
определении места судна по двум горизонтальным углам?
4. Способы получения места на морской навигационной карте
при определении места судна по двум горизонтальным углам.
5. Как нанести точку места судна на МНК с помощью
протрактора.
6. Как нанести точку места судна на МНК с помощью кальки.
7. Случаи неопределенности при определении места судна по
двум горизонтальным углам и их признаки.
8. Точность способа определения места судна по двум
горизонтальным углам .
9. Рекомендации по повышению точности определения места
судна по двум горизонтальным углам.
10. Достоинства и недостатки способа определения места
судна по двум горизонтальным углам.