// Вие четете...

Ниво на океана

Определяне на мястото с помощта на РНС.

„Няма да научиш ново, ако не знаеш старото.“

При извършване на хидрографски работи определянето на мястото на кораба се извършва, като правило, с помощта на радио навигационни системи.

Измерването на радио навигационните параметри с помощта на РНС се базира на две фундаментални свойства на електромагнитните вълни:

1) в еднородно пространство радио вълните се разпространяват по най-краткото направление;

2) скоростта на разпространение на радио вълните в свободното пространство остава постоянна.

При избора на радио навигационна система е необходимо да се изхожда от това, на колко те съответстват на редица конкретни изисквания, основни сред които се явяват:

1) далечина на действие – максимално допустимо отдалечение от бреговите станции на района на работа;

2) точност на определяне на мястото, зависеща от погрешността на измерване на навигационния параметър;

3) надеждност – способност на апаратурата да съхрани неизменни своите параметри в течение на определен интервал от време;

4) бързина на определяне на мястото – времето, използвано за измервания, тяхната обработка и получаването на координатите;

5) технологична съвместимост – възможност за включване в състава на автоматизираните хидрографски комплекси;

6) пропускателна способност – количеството на корабите, които могат едновременно да определят своето място с помощта на дадената РНС;

7) устойчивост на смущения – възможност за извършване на измервания в условията на естествени и изкуствени радио смущения;

8) простота на обслужване и експлоатация;

9) габарити и тегло на бреговите и особено на бордовата апаратура;

10) икономичност – стойност на радио навигационните устройства и тяхното обслужване.

За извършване на хидрографски изследвания в прибрежните райони се използват преимуществено специални високо точни системи, разставяни за периода на изпълнението на работите. По метода на обработка на навигационната информация тези системи могат да бъдат не автоматични, полуавтоматични и автоматични. През последните години всички процеси по получаването на навигационната информация, нейната обработка и управлението на кораба се осъществява в автоматичен режим.

В отдалечени райони на океана се използват преимуществено радиотехнически средства за навигационно осигуряване (СНО). Като правило, те не удовлетворяват изискванията за точност. Методиката за използване на радио техническите СНО се изучават в курса по навигация. При осигуряването на хидрографските изследвания много по щателно се определят и уточняват всевъзможни поправки, а обработката на разнородните параметри за получаване на вероятните координати се осъществява по метода на най-малките квадрати.

По нататък ще разгледаме методиката на използване само на радио навигационните системи, специално предназначени за хидрографски изследвания. Надеждно и достоверно определяне на мястото на хидрографския кораб се осигурява преди всичко от тактико – техническите свойства на радио навигационните системи, заложени в тяхната конструкция. Но пълната реализация на техническите възможности на РНС зависи също така от редица условия от методичен характер, загрижеността от съблюдаването на които се явява непосредствена задача на хидрографа.

Съвкупността от прийоми, насочени към достигане на най-ефективна работа и пълна реализация на техническите възможности на РНС, представлява основното съдържание на методиката за тяхното използване.

Независимо от това, каква РНС е избрана за определяне на мястото , методиката за нейното използване включва, като правило, разработка на следния кръг от въпроси, съставляващи важна част от техническия проект за извършване на хидрографските изследвания:

1) разставяне на бреговите станции;

2) геодезична подготовка на района за работа;

3) подготовка на планшетите;

4) изследване и проверка на радио навигационната система;

5) извършване и обработка на измерванията; оценка на точността.

Всяка радио навигационна система осигурява определяне на мястото в пределите на някаква ограничена акватория. Размерът на такава акватория зависи от няколко фактора: диапазон на радио вълните, мощност на радио навигационната станция и нейното разположение, характера на излъчване и тези параметрите на електромагнитното поле, които се използват за измерване. При това определяща роля тук играе не само наличието на сигурен радио прием, но най вече възможността за получаване на координатите със зададена точност.

Акваторията, в пределите на която е възможно определянето на мястото по измерени параметри на електромагнитното поле със зададена точност се нарича работна зона на РНС.

По-рано беше показано, че най-пълна представа за точността на определеното място дава елипсата на грешките. Следователно, изчерпателна представа за работната зона на РНС може да се получи посредством полето на погрешностите. С тази цел за сравнително гъста мрежа от точки се разчита и се строи елипсата на грешките със зададена вероятност. Недостатък на така представената работна зона е в големия обем разчети и графични построения, а също така и в малката нагледност.

На практика за повечето случаи работните зони се ограничават, макар и не съвсем напълно, но по-нагледно и по-просто от линиите построени по постоянните значения на средно квадратичната погрешност на мястото M.

В този случай работна зона на РНС се нарича частта от акваторията, ограничена от изолиниите на зададеното значение на средно квадратичната погрешност на определяне на мястото.

Задавайки постоянни значения на геометричните фактори, се изчисляват координатите на редица точки относно, например, една от станциите на РНС: съединяват тези точки с плавна крива и получават рисунката на изолинията на равните точности. За някои способи за определяне на мястото линията на равните точности представляват сами по себе си прости криви, които могат да се построят с графични прийоми. Така, например, при далекомерния способ, както това следва от формула (11.1), линиите на равните точности сами по себе си представляват окръжности, вместващи ъгъл θ (изогони).

За построяването на схемите на работните зони следва да се използват специални пособия „Разчет и построяване на схеми за работните зони на радио навигационните системи и радио маяци”.

По този начин, изборът на точките за установяване на бреговите станции е свързан преди всичко със съобразяването с геометричните фактори.

Другата група от фактори, оказваща влияние на разместването на наземните станции се обуславя от необходимостта за съблюдаване на определени технически условия. Така, разстоянието между бреговите станции не трябва да превишава някои пределни значения, което е свързано с принципа на работа на РНС, характера на разпространение на радио вълните, мощността на предавателите или с някакви други технически данни. Пределното разстояние между бреговите станции се указва обикновено в правилата за използването на РНС.

Трасето, по което се разпространяват радио вълните, не трябва да пресича крупни форми на релефа и да преминава над големи участъци от сушата. Поради това местата за установка на станциите е необходимо да бъде избрано по възможност най-близко до морето, преимуществено на силно издадени в морето носове. При бази с значителна протяжност желателно е по-голямата част от тях да бъде разположена над морето. При това линиите на базите не трябва да преминават в непосредствена близост до уреза на водата, на границата на смяна на постилащата повърхност.

За осигуряване на по-голяма мощност излъчването на станциите следва да се установяват на почва с добра проводимост, признак за което се явява не голямата дълбочина на разполагане на подпочвените води, влажност и соленост.

Площадката за монтажа на антенните на системите трябва да бъдат равна и хоризонтална, а близо до тях не трябва да има обекти, които да са вторични излъчватели.

И накрая, третата група фактори са организационни. Избраните пунктове трябва да са разположени в такива райони, където е възможно да бъде доставена апаратурата и личния състав. Близо до пунктовете на развръщане на бреговите станции трябва да има източници на питейна вода и енергоснабдяване, средства за свръзка, медицински учреждения. Желателно е развъртането на станциите да е близо до населени пунктове или до маяци и други брегови обекти, свързани с дейността на флота.

Необходимо е да се отчитат също така хидрометеорологичните условия в района на установка на РНС: вятър, валежи, бури, наводнения.

Също така, не е без значение наличието на опорна геодезична мрежа и крупно мащабни или топографски карти.

Геодезичната подготовка на района на работа се състои в определяне на координатите на бреговите станции, а също така в установката на брега, на вода или на дъното на допълнителни пунктове, необходими при изследване на радио навигационните системи, за привързване към изходните величини на навигационните параметри или за контрол на надеждността на определение на мястото.

Координатите на точките на установка на мачтата на бреговите станции се определят като пунктове от аналитичната мрежа със средна квадратична погрешност не по-голяма от 2 м относно изходните пунктове.

За определяне на координатите могат да бъдат използвани кой да е от методите, удовлетворяващи по точност указаните изисквания. При това обезателно трябва да се предвиди контрол на определенията, а също така и допълнителни измервания. Ако близо до точката на установка на антената има геодезичен пункт, то определянето на координатите се извършва с измерване на разстояния и прилежащи ъгли.

В практиката са възможни и такива случаи, когато пунктовете от опорната мрежа е на голямо отдалечение и за определяне на координатите на бреговата станция се изисква прилагането на полигонометрични ходове или построяването на мрежа от триъгълници. Безусловно, такива работи са съпроводени с големи разходи на време и възниква въпросът за допустимото опростяване на прийомите за определяне на координатите на бреговите станции.

За прокладка на галсите в процеса на изпълнение на хидрографските работи обикновено се използва мрежа от изолинии. Способите за разчет и построяване на стадиометричната и хиперболичната мрежи бяха разгледани по-рано.

Тук ще се спрем на някои особености по изготвянето на планшетите, произтичащи от спецификата на радио техническите способи за определяне на мястото.

А. Избор на мащаба.

Мрежата от изолинии, използвана за прокладка на точките в процеса на снимка на релефа, се строи непосредствено на работните планшети или на калки на отчетните планшети. Ако мащаба на планшета е зададен, то задачата за неговия избор, естествено не възниква. В този случай при оценка на средната квадратична погрешност на положението на точките трябва да се отчита сместването на изолиниите под влиянието на погрешността на прокладката.

Опитно е установено, че средно квадратичната сместване mП на нанасяните отрязъци от изолиниите на планшета съставлява 0,5 мм. Това сместване съответства в натура на средното квадратично сместване εП = 5C.10ˉ4, изразено в метри.

По този начин, погрешността на прокладката е пропорционална на знаменателя C на мащаба на планшета.

При планиране на хидрографските работи се стремят към достигане на най-висока точност, възможна в дадените условия. Следователно, за много случаи е важно да се използват такива мащаби на планшетите, при които погрешността на прокладката да не влошава точността на координатите.

Възможни са две условия, които е необходимо да се отчитат при избора на мащаба на планшета:

1) погрешността на прокладката не трябва забележимо да влияе на точността на определяне на параметрите, свойствени за РНС;

2) сумарната погрешност на определяне на мястото (с отчет на погрешността на прокладката) не трябва да превъзхожда допустимата за дадения вид работи.

Б. Оцифровка на изолиниите в мрежата

За облекчаване и ускоряване на прокладката на определените точки мрежата от изолинии на планшета се оцифрова не в линейна размерност, а в тези единици, които непосредствено се снемат от индикаторите на радио навигационните системи: фазови цикли, микро секунди и т.п. За удобство при интерполирането изолиниите, построени на планшета, трябва да са с кръгло значение на навигационния параметър.

В. Поправки за редуциране на дължините

Във връзка с това, че радиовълните се разпространяват по най-кратките направления, радио навигационните системи измерват дължините на геодезичните линии или разликите в тези дължини на сфероид.

На планшетите (или картите) в проекция Гаус изостадиите или хиперболите се стрият по закона на тази проекция и внасят в тях положение на неизбежно изкривяване. Следователно, независимо от способа на оцифровка надписаните на изолиниите, значенията на разстоянията или разлики в разстоянията не отговарят на положението на изолиниите на планшета. За отстраняване на това несъответствие и изключване на погрешността в положението на определяната точка може да се постъпи по два способа:

1) преди прокладката на планшета се редуцира всяко измерено разстояние или разлика в разстоянията на плоскостта на проекцията, въвеждайки поправки, разчитани по формула (9.4);

2) при построяването на мрежа предварително се отчитат тези разлики и смествайки изостадиите или хиперболите на такава величина, така че тяхното положение на планшета да съответства на истинската величина на навигационния параметър на местността.

Напълно разбираемо е, че поправки за редуциране на дължините или разлики в разстоянията трябва да се отчита само в тези случаи, когато сместването на изолиниите стане по-голямо от обикновената погрешност на графичното построяване.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар