// Вие четете...

Ниво на океана

Изследване и проверка на РНС

„Не гледай кой е писал, гледай какво е написано.“

Измерването на навигационния параметър с помощта на РНС се съпровожда, както и при всички други измервания от редица систематични и случайни погрешности. Съвкупността от случайни отклонения се оценява обикновено с величината на средно квадратичната погрешност на радио навигационния параметър (РНП) с прийомите, които бяха разгледани по-рано.

Откриването на систематичните грешки е важна задача, която се осъществява с извършването на специални изследвания. Източниците на систематични грешки при измерване на РНП са различни. Сред тях се различават апаратурни, външни и методични. Най-голямо влияние при фазовите измервания оказва външната среда.

По-рано беше отбелязано, че в основата на РНС са заложени две свойства на електромагнитните колебания: способността да се разпространяват с постоянна скорост co = 299792,5 км/с и по най-краткото направление. Но тези свойства са присъщи само в идеална еднородна среда. В реални условия радиовълните се разпространяват в сферообразен вълновод, чийто ниска граница се явява повърхността на земята, а горната – йоносферата. Земната повърхност се отличава от идеалната сферична повърхност, а нейните електрически параметри (проводимост σ и диелектрическа проницаемост ε) се изменят в зависимост от температурата, влажността, минералния състав.

Атмосферата в пределите на 0 – 12 км височина представлява сама по себе си нееднородна и не стационарна газова среда. Нейното влияние води към общо намаление на фазовата скорост на радиовълните υа = co : n и увеличаване пътя на сигнала, заради изкривяването на траекторията, обусловена от изменението на показателя за пречупване n с височината.

Влиянието на постилащата повърхност води към намалението на скоростта на радиовълните по сравнение със скоростта в атмосферата υа. Степента на изменение зависи от морфологични и електрически характеристики за конкретното трасе.

Следователно, съвместното влияние на различните причини води към появата на систематична погрешност на РНП. При което, колкото и да е съвършена апаратурата, тази погрешност предварително не може да бъде отчетена.

Индикаторите на съвременните РНС се разчитат за напълно определена постоянна скорост c, свойствена за еднородна среда. В морската радио навигация в качеството на такава еднородна среда се приема нормалната атмосфера с параметри t = 15°C; p = 1013,2 хПа; eотн = 70%; n = 1,00033. За тези условия фазовата скорост на разпространение на радио вълните се приема равна υН = cо : nН = 299692 км/с. За конкретните системи в качеството на разчетна се приема значението на постоянната фазова скорост υо, получавана по експериментални данни.

Но каквато и скорост да бъде приета в качеството на постоянна, реалното й значение винаги в една или друга степен ще се отличава от приетата, предизвиквайки забележими систематична погрешност на РНП.

Други източници на систематични грешки се явяват отклоненията на характеристиките на РНС от разчетните значения, в задръжка на сигналите в тракта на бреговите и корабните станции, в несъвършенството на индикаторните устройства.

Не възможността за изследване и установяване на всеки източник на систематична погрешност разделено води към необходимостта за определяне и въвеждане на сумарна поправка.

Ще се обърнем към общия метод за определяне на систематичната погрешност по пътя на сравнението на резултатите от измерванията с еталоните значения. За случая на фазовите измервания този прийом ще представим със следния запис:

С цел получаване на надеждни значения на поправките непосредствено в района на работа се организират специални изследвания на РНС, получили названието калибровка.

В качеството на еталонни значения ψо тук се използват разчетни геодезични величини на РНП. Следователно, същността на калибровката се състои в определянето и отстраняването на разликата между истинското геодезичното ψо и непосредствено измереното φ значение на фазата в отделните пунктове на района на работа. Тези пунктове са получили названието контролни радио точки (КРТ).

За получаване на истинската геодезична разлика във фазите е необходимо да се разполага с точните координати на бреговите станции и КРТ. По тези координати се изчисляват истинските разстояния, а след това, ползвайки се от истинската скорост (υН или cо), геодезичното значение на фазите се получава:

– за далекомерните системи –

ψо = (S/cо)f;

– за разлико далекомерните системи –

Сравнявайки фазите: ψо – геодезична и φ – непосредствено измерена в контролната точка, получаваме

Разликата ∆к представлява сумата от систематичните и случайните грешки. За отделяне само на систематичната съставляваща от измерената величина РНП, φ се извършва многократно. След това, в съответствие с метода на най-малките квадрати, се получава оценка за неговото вероятното значение, а също средната квадратична погрешност, която едновременно се явява и оценка за точността на калибровката. Разликата

свободна от случайните погрешности (при достатъчно голямо брой на измервания) се нарича калибровъчна поправка и се въвежда във вид на фазово преместване в съответния канал на РНС.

В зависимост от условията на разместване, сроковете на подготовка и изискванията към точността на практика се използват няколко способа за калибровка:

– по водимите станции;

– по контролни точки;

– по точките на пресичане на базите или по продължението на базовите линии.

Калибровъчната поправка отстранява систематичната погрешност на измерванията, по същество, само в точката на калибровка. Но, отчитайки известното постоянство на източниците на тази погрешност, тя може да се използва и за близки участъци от работната зона.

Ако работната зона на РНС заема обширна площ, в пределите на която не са постоянни условията на разпространение на радио вълните, задачата за отчет на систематичната съставляваща може да бъде решена по два способа:

1) контролните точки се разполагат в различни участъци на работната зона; за всяка зона се получава своя калибровъчна поправка; по метода на най-малките квадрати се изчисляват вероятните значения за скоростта на разпространение на радиовълните и се ползват тези значения за целия район. Ако отклоненията на скоростта в отделните точки при това превишават допустимите предели, то се отчита специалната поправка ∆p по съответните трасета;

2) ако първия прием не може да се осъществи, то калибровъчната поправка ∆K се въвежда във фазовращателите на бреговите станции. За всички останали точки на работната зона систематични поправки се въвеждат за допълнително изместване на фазите по съответните трасета.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар