// Вие четете...

Приложни науки

Изисквания към точността на плаване.

„Който се страхува от морето не пътешества.

Изискванията към експлоатационните качества на Световната Спътникова Радио навигационна Система (ССРНС) при плаване в крайбрежни води се разделят на относително по-малко високи – в акватории с не висока интензивност на движение и умерени при стеснени условия на корабоплаване – и по-строги – в тези води, където две или макар и една от споменатите характеристики могат да бъдат отнесени към следните категории на сложност. Както се вижда, разликата на една зона от друга имат доста приблизителен характер. Не спасяват положението и опитите за конкретизация на признаците за различия на акваториите по пътя на регламентиране на разстоянията до най-близката навигационна опасност в акваторията, с конфигурацията на корабоплавателните пътища, а също така с интензивността на движение в района. Първата от споменатите категории се явява качествена и напълно зависима от географските условия в конкретния район.

Изискванията към характеристиката точност на плаване в двете крайбрежни зони са еднакви. Величината на допустимата погрешност на мястото трябва да бъде не повече от 10 метра с ниво на вероятност 95%.

В „далечната крайбрежна зона” (разстояние до най-близката опасност от 3 до 5 мили при не висока интензивност на движение) честотата на определяне на мястото трябва да бъде не по-малка от един път на 2 секунди. Величината на диференциалните поправки трябва да се обновява на всеки 30 с. Показателя „достъпност до сигнала” трябва да бъде не по-малък от 99,5% за летния период. При изпълнение на условията за достъпност до сигнала непрекъснатостта на функциониране на системата трябва да бъде не по-малка от 99,85% в продължение на 3 часа. Показателя „цялостност на системата” (тоест промеждутъкът от време, в течение на който към потребителите трябва да постъпва предупреждение за това, че характеристиките на сигнала са изкривени, и тези данни не трябва да се използват за осигуряване на навигационната безопасност на плаване) не трябва да бъде повече от 10 с.

Плаването в тази зона обикновено се осъществява по система от установени корабни пътища. Като правило, ширината на полосите на движение тук са от порядъка на единици мили или от по стотина метра. Очевидно е, че зададената точност на мястото надеждно осигурява възможността да се удържа кораба в пределите на разрешената полоса на движение.

Следва да се има в предвид, че всяка обсервация може да се счита изпълнена само след като получените координати бъдат нанесени на картата. При ръчно изпълнение на прокладката на пътя, резултатите от всяко определено място, постъпващи от приемния индикатор с интервал не по-голям от 2 с, не могат да бъдат показани на картата. Даже при усилен състав на ходовата вахта едва ли ще има възможност мястото да се отбележи на картата по-често от 5-10 минути. По такъв начин, ще бъдат загубени повече от 99% от потенциално достъпната навигационна информация (едно определяне на мястото, от 150-300).

От гледна точка на обичайната навигационна практика, такова намаляване на обема на информацията не е чак толкова драматично, както следва от прякото съпоставяне на приведените цифри. Действително, скока на мястото с „период” от няколко секунди фактически ще свидетелства за случайни блуждаещи координати в пределите на погрешността на самите обсервации (10 м с вероятност 95%), дотолкова доколкото инерционните характеристики на морските подвижни обекти изключват възможността за такива премествания. Ясно е, че точността на знание на текущите координатите, в промеждутъка между отметките на местата на картата ще се влошава, но във всеки момент тя ще може да бъде възстановена.

Влиянието на разглеждания фактор може да бъде изключено в случай на използване на електрона картографска навигационна информационна система (ЕКНИС), осигуряваща автоматично изобразяване на резултатите от всяко определяне на мястото при подходящ избор на мащаба на картата, който в тези условия трябва да бъде от порядъка 1:25000-1:50000 (при това разрешението на екрана от 0,3 мм, съответства на 8-15 м).

В „близката крайбрежна зона” с няколко се увеличават изискванията към показателя „достъпност” и „непрекъснатост на работа на системата”. Показателя „достъпност” тук трябва да бъде не по-малък от 99,8% за 2 годишен период. Показателя „непрекъснатост на работа” трябва да бъде не по-малък от 99,97% в течение на 3 часа.

Плаването в тази зона се осъществява по много тесни, отколкото в предишната зона, корабоплавателни пътища, фарватери и естествени и изкуствени канали, ширината на които може да се ограничава до десетки метра (например, ширината на Морския канал на пристанище Санкт Петербург, на различните участъци се изменя от 80 до 120 м при ширина на кораба 40 метра). В последния случай ще е необходимо да се осигури движението по осевата линия, което и определя най-строгите изисквания към точността и надеждността на навигационната информация.

По-рано тази задача се е решавала с помощта на створно оборудване, което и сега запазва своето значение. Даденото средство позволява непрекъснато да се контролира положението на кораба относно оста на фарватера с точност осигуряваща линейната чувствителност на створа (от единица до две десетки метра в зависимост от конкретните условия).

Експлоатационните характеристики на ССРНС при нейната работа в диференциален вариант, дава възможност за надеждно осигуряване на плаването по оста на каналите при всякакви условия на видимост. Но при реализация на такъв метод на корабоводене следва да се отчитат и редица негови особености. За разлика от плаването по створ в дадения случай се появява допълнително задържане при откриването на отклонението от осевата линия и осъществяването на управляващо въздействие за възвръщане към средата на канала. На практика, ако в първия случай (плаване по створ) рулевия непрекъснато наблюдава створните знаци, незабавно определя даже тенденцията към отклонение, а това (при диференциален режим на работа) ще се види едва на картата, или на дисплея на приемния индикатор, и след това може да се оцени значимостта на отклонението и да се вземе решение за величината и продължителността на действието за париране на сноса.

При ръчна прокладка на пътя с точност на мястото, осигурявана от ССРНС, се изисква много бързина. Така, при интервал от 1 минута между нанасянето на местата и при величина на страничната съставляваща на скоростта на течението от 0,2-0,3 възела, погрешността на мястото за този интервал се увеличава в 1,5 пъти (от 10 до 15 метра). Не се подобрява положението и при осветяване на дисплея на приемния индикатор величината на страничното отклонение, дотолкова доколкото цифрите, изменящи се на всеки две секунди, ще характеризират случайно разхвърлени места в пределите на площта на неопределеност на положението на кораба (в първо приближение – кръг с радиус от 10 м).

При автоматична прокладка на пътя на екрана на ЕКНИС се изчисляват всички постъпващи в приемника отметки на координатите. При мащаб на ЕНК 1:10000 на дисплея може да бъде различена величината на тенденцията на страничното отклонение в порядъка на единици метри (посредством визуалното осредняване на местата).

От тук следва, че практическата реализация на потенциалната точност на ССНС е възможна само при използване на мостика на електрона картографска информационна навигационна система или с помощта на автоматична система на управление „по зададена траектория”.

Приведените по-горе изисквания към точността на мястото могат да бъдат надеждно реализирани при диференциалния режим на работа на ССРНС GPS и ГЛОНАСС.

Както е известно, от 1 май 2000 г в системата на GPS е отменен режима за ограничен достъп. В резултат, реалната точност на определяне на мястото се е повишила до 14 метра при ниво на вероятност от 95% и до 19 м при ниво 99%, което не изключва необходимостта от използването на диференциалния режим на работа на системата.

През ноември 1997 г на 20-та Асамблея на ИМО е била приета Резолюция А.860(20) „Морска политика в областта на развитие на Глобалните Спътникови Навигационни системи”, в която са приведени перспективните изисквания в общ порядък към системите с такова назначение.

През ноември 2001 г 22-та Асамблея е утвърдила измененията към указния документ, формулираните в Резолюция А.915(22) „Преразгледани положения на морската политика и изискванията към перспективите на Световната Спътникова Навигационна Система (ССНС)”. Това ново издание заменя споменатата Резолюция А.860(20).

Резолюция А.915(22) включва в себе си обширен списък с определения на термини, отнасящи се за дадената област, в това число и такива като „достъпност на сигнала”, „достъпност на системата” (в последния случай се отчита и надеждността на корабната апаратура) и „цялостност на системата”.

В Приложенията към нея се указват перспективни (за период след 2010 г.) изискванията към точността и показателите за надеждност на получаваната навигационна информация при осигуряване на общото мореплаване (general navigation), а също така и на други видове мирни дейности на море.

В първия случай изискванията към точността се установява, равна на 10 метра (при ниво на вероятност 95%) по целия Световния океан. За някои видове дейности на море (такива, например, като изпълнение на хидрографски работи или поставяне на подводни тръбопроводи) счита се за необходимо повишаването на точността до 1 метър, а при автоматична постановка на кораба в док даже до десети от метъра. С ожесточаването на изискванията към точността се увеличават и изискванията към показателите за надеждност на получаване на информацията: цялостност, признак за изработка на предупредителен сигнал за нарушаване на целостността на системата, за достъпност.

Независимо от високите експлоатационни характеристики на действуващите ССНС, по света продължават оживени дискусии за необходимостта от създаването на още една, но вече гражданска международна система „Галилео”. Технически проблем тук няма, и цялата сложност се заключава само в осигуряване на финансирането на този грандиозен международен проект. Ако се отдаде, той да се осъществи, тогава надеждността на радио навигационното осигуряване на мореплаването може да се счита за извънредно висока и значително покриваща реалните потребности на мореплаването.

По този начин, успехите в развитието на науката и техниката, постигнати през последното десетилетие на XX век и в началото на XXI столетие позволяват да се реализират най-смелите мечти на много поколения мореплаватели в областта на навигационното осигуряване на всички видове дейности на море.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар