Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

       На основе международных стандартов разработаны отечественные нормативы точности судовождения (ИНО-89). Они введены в действие Инструкцией по навигационному оборудованию (ИНО-89).

       Нормативы точности судовождения ИНО-89 разбиты по зонам плавания:

1. Зона стесненного плавания - включает в себя каналы, узкости, шхеры, акватории портов и гаваней с подходами к ним, а также устьевые участки судоходных рек. Плавание в зоне осуществляется, как правило, по строго определенным направлениям, обеспечивающим безопасный путь движения. Условия плавания в зоне отличаются ограниченной свободой маневра и требуют повышенного контроля за местоположением судна. На особо сложных участках зоны устанавливаются системы и посты управления движением судов. Применяется лоцманская проводка судов.

2. Прибрежная зона - часть моря, лежащая вдоль материкового берега, берегов архипелагов и отдельных островов, в которой возможно зрительное и радиолокационное наблюдение береговых ориентиров. Ширина прибрежной зоны принимается 30-50 миль. Плавание в зоне осуществляется в основном по рекомендованным путям или по фарватерам и только в отдельных районах допускается свободное плавание.

3. Зона открытого моря - водное пространство океанов и морей, лежащее в основном за пределами зрительной и радиолокационной наблюдаемости береговых ориентиров. Плавание в зоне открытого моря свободное или по объявленным рекомендованным путям.

 В табл. 2 даны отечественные нормативы точности судовождения ИНО-89.

 

 

Таблица 2

Зона Плавания	Допустимая средняя квадратическая погрешность определения места судна, Mд	Частота определений места судна, tд	Допустимое время измерения и обработки навигационных параметров, мин
Зона стесненного плавания: - акватории портов, гаваней	5-20 м	Непрерывно лоцманским методом, с применением высокоточных РНС
- узкие (шириной 100- 200 м) каналы и фарватеры Прибрежная зона: - фарватеры шириной 2-20 кбт	0,15 ширины канала, фарватера     0,2 ширины фарватера	1-5 мин   1-5 мин	0,5-1   0,5-1
- системы разделения движения	0,2 ширины полосы одностороннего движения	10-30 мин	1-3
- рекомендованные пути в расстоянии до 25 миль от берега	1-5 кбт	20-30 мин	1-3
- рекомендованные пути в расстоянии свыше 25 миль от берега	2 % от расстояния до берега, но не более 2 миль	1-2 ч	5-10
Зона открытого моря	2% от расстояния до опасности, но не более 2 миль	2-4 ч	10-15

 

Примечание: Приведенные в табл. 2 нормативы ИНО-89 соответствуют Резолюции ИМО А529(13) от 17 ноября 1983 г., но с вероятностью радиальной СКП 0,63 - 0,68.

 

ТОЧНОСТЬ ГРАФИЧЕСКОГО СЧИСЛЕНИЯ

В соответствии с резолюцией A.529(13) судоводителю необходимо знать своё место на любой момент времени. Для этого необходимы точные обсервации, а если получение таких обсерваций не может производиться непрерывно, то должен иметься метод оценки места судна между обсервациями, в качестве которого может использоваться счисление.

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. 1 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 (m_ПУ), поправки лага (m _Dл%) и пройденного расстояния (m_s).

Площадь возможного нахождения места судна можно охарактеризовать фигурой CDFE, эллипсом, который можно описать вокруг фигуры CDFE и окружностью с радиусом М_с, 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 (М _c) – 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 М_с можно использовать формулу, представленную ниже в общем виде:

(1)

При плавании несколькими курсами (см. рис 2) М_с в конечной точке можно рассчитать по формуле:

(2)

где M₁, M₂,…, M_i – СКП счислимого места на каждом курсе.

Расчётные формулы для вычисления М_с

Без учёта ветра и течения с вероятность P =68%

(3)

где m _к – СКП истинного курса (по данным гирокомпаса m_к=0,6¸1,8°);

m _Dл% – СКП поправки лага (см. ТТД лага);

S – расстояние, пройденное по счислению (по лагу или снятое с карты).

Для того, чтобы получить М_с c вероятностью P=95% необходимо значение М_с, полученное по формуле (3), увеличить в два раза, т. е.

М_{с P=95%} =2 М_{с P=68%}

С учётом ветра с вероятностью 95%

(4)

где  (m _a - СКП угла дрейфа; m _a=0,5¸1,5°).

Течение учитывается отдельным курсом.

(5)

 

Тогда формула для расчёта М_с с учётом течения с вероятностью 95% будет иметь вид

(6)

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%

(7)

 

Вышеприведённые формулы расчёта М_с являются априорными и имеют методические погрешности. На больших переходах приведенные формулы расчета а и b дают завышенные результаты, так как условия плавания меняются. Поэтому их можно применять на небольших расстояниях (см. табл. 2, t_д).

Опыт мореплавания дает основание рекомендовать следующие эмпирические (статистические) формулы для расчета а и b при плавании в открытых морях по счислению

где a_сут, b_сут – возможные смещения судна за сутки (определяются опытным путём на судне);

N – количество суток плавания (больше единицы).

На основании многолетних наблюдений получены следующие приближенные значения М_с для нормальных условий плавания в зависимости от пройденного расстояния:

без ветра и течения М_с = 0,02S;

с учетом дрейфа М_с = 0,03S;

с учетом дрейфа и течения М_c = 0,03¸0,07S.

Для вычисления М_с с вероятностью 95% по вышеприведённым формулам необходимо полученные значения также увеличить в два раза.

Если в течение ряда рейсов по одному маршруту собрать данные о невязках, то можно получить эмпирическую зависимость вида

,

где К_с – коэффициент счисления, рассчитываемый по данным невязок по статистической формуле (см. МОС)

 

	Рис 2.

 

 

Если после длительного перехода по счислению требуется проход через узкость, то рекомендуется проложить три вероятных линии пути: из двух касательных точек окружности М_с и точки D (рис. 2). Такую «тройную» прокладку (плавание, с использованием параллельных индексов) вести до получения надёжной обсервации. При этом рекомендуется рассчитать предельную СКП М_с с вероятность 99% путём увеличения М_с.

Параметры для оценки точности судовождения приведены в МТ-2000, в табл. 4.1-4.26 (с. 389).

 

Рекомендуемая литература

Ольховский В. Е. Навигация и промысловая навигация, 1979 г.

 

ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ОБСЕРВАЦИЙ

Классификация погрешностей наблюдений

При оценке точности обсерваций, полученным по нескольким линиям положения, существенное значение имеет характер ошибок наблюдений. Все ошибки при наблюдениях подразделяются на случайные, промахи и систематические.

Случайные ошибки – это ошибки, значения которых не подчиняются каким-либо функциональным математическим зависимостям, и могут менять свою величину и знак (СКП поправки лага - m _Dл%). Оцениваются средней квадратичной погрешностью. Случайные ошибки можно обнаружить путём многократного измерения одной и той же величины. Если при этом будут получаться различные результаты, то это означает наличие случайных погрешностей.

Систематические ошибки – это ошибки, величина и направление которых постоянны или изменяются по определённому закону (поправка компаса - DГК). Систематические ошибки нельзя обнаружить путём многократного измерения одной и той же величины, т. к. при этом все отчёты будут иметь одно и то же значение, сдвинутое на одну и ту же величину. Основной метод исключения систематических ошибок – это введение поправок.

Промахи – это грубые случайные погрешности, например, в отсчёте по прибору, превышающие значение случайной предельной погрешности. Для исключения этих ошибок необходимо быть внимательным и повторять наблюдения.

 

Оценка точности определения места судна по двум линиям положения

при влиянии случайных погрешностей.

Линия положения – это секущая или касательная (прямая линия) к изолинии вблизи счислимого места, аппроксимирующая (заменяющая) изолинию.

На рис. 3 точка F – место судна, полученное по двум линиям положения I-I и II-II. Из-за случайных ошибок каждая линия может сместиться параллельно самой себе на величину m_лп. Тогда место судна будет находиться в пределах площади, ограниченной параллелограммом abcd. Для более достоверной (строгой) оценки полученной обсервации используется эллипс, который вписывается в параллелограмм abcd (порядок построения см. в МТ-2000 на с. 540). При практических расчётах для оценки обсервованного места судна рекомендуется использовать окружность, как частный упрощённый случай эллипса. Для построения окружности достаточно определить её радиус М_o. Для этого воспользуемся линейными (векториальными) погрешностями v₁ и v₂ обсервованного места F.

Воспользовавшись уравнением окружности с центром в начале координат можно записать

          (8)

Найдём значение линейной погрешности v₁. Для этого рассмотрим треугольник Fv₁K на рис.3. Из этого прямоугольного треугольника получим:

               (9)

где m _ЛП – СКП линии положения;

q q - угол пересечения линий положения.

 

Аналогично можно получить выражение для v₂:

(10)

Подставив (9) и (10) в (8), получим РСКП обсервованного места

(11)

С учётом выражения для СКП линии положения

где m_u – погрешность навигационного параметра (см. табл. 4.3 МТ-2000, с. 392);

g – градиент навигационного параметра (см. табл. 5.47 МТ-2000, с. 470).

Окончательно получим

(12)

Недостаток формулы (12) заключается в том, что она не даёт представления о распределении ошибок по направлениям, но эта формула удобна при практических расчётах. Формула (12) применима для любых двух независимых линий положения. Анализ формулы (12) показывает, что полученное место будет тем точнее, чем больше будут значения градиентов, а угол пересечения линий положения ближе к 90° (30° < q < 150°).

Приведём рабочие формулы для расчёта РСКП обсервованного места судна при обсервации основными визуальными способами.

ОМС по двум горизонтальным углам с вероятностью 95%

где  - погрешность измерения горизонтального угла в минутах ( =1,1¢-2,1¢);

D_a, D_b, D_c – расстояния до ориентиров, снятые с карты;

d_ab, d_bc – расстояния между 1 и 2, 2 и 3 ориентирами;

q - угол пересечения линий положения (окружностей)

где B – угол между прямыми линиями, соединяющими ориентиры при среднем из них;

a , b - углы между ориентирами.

ОМС по двум пеленгам с вероятностью 95%

где  погрешность измерения пеленга в градусах (при измерении пеленга по гирокомпасу =0,4-1,7°);

D_a, D_b – расстояния до ориентиров, снятые с карты.

ОМС по двум расстояниям с вероятностью 95%

где  - погрешности измерения дистанций до ориентиров (при измерении дистанции по РЛС на шкале 15-16 миль =0,006D).

ОМС по пеленгу и расстоянию с вероятностью 95%

где D – расстояние до ориентира.

При определении места судна по трём линиям положения для расчёта РСКП обсервованного места можно использовать вышеприведённые формулы для расчёта РСКП обсервованного места по двум линиям положения, с уменьшением полученного результата на 20%, т. е. умножением на 0,8, т. к. третья линия положения улучшает точность обсервации примерно на 20%.

ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ СЧИСЛЕНИЯ

РСКП счислимого места (М_сч) за некоторый промежуток времени после последней обсервации, принятой за исходную для ведения счисления, можно рассчитать по формуле

где M_o – РСКП обсервованного места, принятого за исходное для ведения счисления;

M_c – РСКП текущего счислимого места.

Если M_o и M_c рассчитаны с вероятностью 68%, то полученное значение необходимо увеличить в два раза для получения М_сч с вероятностью 95%.

 

СВЯЗЬ МЕЖДУ СЧИСЛЕНИЕМ И ОБСЕРВАЦИЯМИ

Счисление и обсервации – это единый процесс, обеспечивающий движение судна по заданному маршруту. Нельзя пренебрегать ни счислением, ни обсервациями. Для контроля и повышения надёжности плавания необходимо осуществлять взаимный контроль обсервованных и счислимых мест судна, путём сравнения их РСКП с величиной невязки. Не следует спешить с переносом счисления в обсервованную точку, если РСКП обсервованного и счислимого мест примерно одинаковы и не превышают величины невязки.

Если

то счисление можно перенести в обсервованную точку.

Как правило, перенос счисления в обсервованную точку повышает точность счисления. Лучший контроль счисления – получение нескольких обсерваций, по возможности различными способами. Эти дополнительные обсервации позволяют выявить промахи и систематические ошибки.