Графическое счисление пути судна. Сущность графического счисления. Ведение графического счисления и решение задач при отсутствии дрейфа и течения. Прямая задачаодновременный учет дрейфа и течения

Учет движения судна с целью определения его текущих координат или нанесения места на карту называется счислением пути судна.

Посредством несложных расчетов или графических построений счисление должно в любой момент отображать место судна относительно окружающей обстановки с точностью, обеспечивающей навигационную безопасность, т.е. оно должно быть непрерывным, наглядным и точным.

Различают два вида счисления: графическое, при котором оно выполняется в виде графических построений на морских навигационных картах, и аналитическое, или письменное, при котором координаты судна вычисляются по формулам.

Оба вида счисления могут выполняться автоматически и вручную. В навигации наибольшее распространение получило графическое счисление, как отвечающее всем предъявляемым требованиям и особенно в части наглядности.

Автоматическое графическое счисление осуществляется с помощью специальных приборов - автосчислителей.

Графическое счисление вручную выполняется штурманом судна с использованием прокладочного инструмента. При этом приходится решать прямую и обратную задачи.

Прямая задача сводится к учету уже совершившегося перемещения судна, когда рулевому задан курс и известны показания лага в исходной и данной на момент расчета точках.

В этом случае решаются формулы (26), (34) для расчета ИК.

Если отсутствует дрейф от ветра и снос течением, то, проложив от исходной точки линию истинного курса, будем иметь на карте направление фактического перемещения судна. Это справедливо в том случае, если поправка курсоуказателя известна безошибочно, а рыскание рулевого незначительно и симметрично относительно заданного КК.

Линия курса на карте проводится простым карандашом мягкости «ТМ», толщиной, равной толщине меридианов и параллелей. Над ней указывается значение компасного курса и поправки компаса (рис. 32).

От исходной точки по направлению истинного курса откладывают найденное расстояние.Полученная таким образом с помощью счисления точка называется счислимой и обозначается на карте в виде перпендикулярного и симметричного к линии движения судна штриха длиной 5 мм. Точка подписывается в виде дроби: в числителе судовое время - часы и минуты, в знаменателе - соответствующее значение отсчета лага с точностью до 0,1. Черточка дроби проводится по линейке горизонтально.

Если в районе плавания действует течение и ветер, то выполняются соответствующие расчеты и построения для их учета.

Часто судоводителю приходится решать обратную задачу. Она возникает каждый раз, когда на карте намечается направление предстоящего движения судна или выполняются расчеты прибытия в заданную точку.

В этом случае от исходной точки на карте намечается линия предстоящего плавания судна и снимается ее направление. При отсутствии дрейфа от ветра и течения полученное направление является истинным курсом судна. Исходя из этого рассчитывают компасный курс для рулевого по формулам (27) и (35).

где Т 1 , ол 2 - время и отсчет лага в исходной точке;

Т 2 , ол 2 - время и отсчет лага прибытия в заданную точку.

Рассмотрим, какова точность счислимого места при условии отсутствия внешних факторов (ветра и течения).

Предположим, что судну необходимо перейти одним и тем же курсом из точки А в удаленную от нее на расстояние S точку В (рис. 33).

В связи с тем что поправка компаса известна судоводителю с какой-то ошибкой ± m 0 Δк, то судно, пройдя расстояние S, в зависимости от знака ошибки может оказаться либо в точке В", либо в точке В " .

Таким образом, ошибка места судна от ошибки в поправке компаса изобразится дугой ВВ" = ВВ", величина которой легко определяется из выражения

или для приближенных расчетов

Ошибка в учете пройденного судном расстояния ΔS из-за ошибки в поправке лага ±т Δл, выраженной в процентах, или коэффициента лага ±m кл, выраженной в долях К л , может быть определена по формулам

Рис. 33. Площадь вероятного место- Рис. 34. Эллиптическая ошибка счис-

нахождения судна лимого места судна

При положительном значении ΔS судно с учетом ошибки в его курсе окажется на дуге D"D", при отрицательном - на дуге С"С".

Отсюда можно сделать вывод, что при одновременном действии ошибок в показаниях компаса и лага место судна будет находиться в пределах так называемой фигуры погрешности C"D"D"C".

Заменяя полученную фигуру погрешности кругом с радиусом М с , получим

(61)

Круг радиуса М с принято называть кругом погрешности, а радиус М с - круговой (радиальной) ошибкой счисления.

В связи с неодинаковым влиянием на точность счисления ошибок в курсе судна и в пройденном расстоянии вероятное местонахождение судна лучше характеризует эллипс с полуосями (рис. 34):

Значение ошибок в поправках приборов судоводителю неизвестно, так как они имеют случайный характер. Для расчетов их значения принимаются на основе опыта практического плавания.
Анализ формулы (61) показывает, что ошибка знания места судна увеличивается пропорционально пройденному расстоянию. По этой причине периодически возникает необходимость исключать накопившуюся ошибку счисления с помощью обсерваций (обсервованных мест), т.е. определений места судна визуальными, радиотехническими и астрономическими способами. Расхождение между счислимым и обсервованным местом на один и тот же момент называется невязкой. Невязка выражается направлением из счислимой точки в обсервованную и расстоянием между ними в милях. Записывается в следующем виде: С = 305° - 2,8 мили. Знак невязки на карте представляет собой волнистую линию, соединяющую обе точки (см. рис. 32). Графическое изображение на морской карте пройденного судном маршрута, выполненное автоматически или вручную на основе измерений и вычислений, называется навигационной прокладкой.
Навигационная прокладка маршрута судна, выполненная предварительно исходя из намеченного маршрута судна, отвечающего требованиям безопасного плавания, поставленным задачам и экономической целесообразности, называется предварительной прокладкой.
Навигационная прокладка ведется с выходом судна непрерывно до его прибытия в порт или постановки на якорь. За исходную точку начала ведения прокладки принимается проход входных молов порта, боновых ворот, входного буя или обсервованное место судна.
На переходе задача судоводителя сводится к тому, чтобы фактическое движение судна как можно ближе совпадало с намеченным ранее маршрутом. Это даст возможность использовать расчеты, выполненные в процессе предварительной прокладки и, следовательно, облегчит работу судоводителя в море.

При плавании корабль находится на границе двух сред — воздушной и водной, перемещение которых оказывает на него влияние, отклоняя от курса и изменяя скорость движения.
Снос корабля ветром называется дрейфом. Ветер представляет собой поступательное перемещение воздушных масс. За направление ветра принимается направление (в градусах), откуда дует ветер. Скорость ветра измеряется в метрах за секунду или в баллах.

Рис.1
Пусть V0-скорость корабля относительно воды, обусловленная работой собственных движителей (рис. 1). Сопротивление воздуха движению корабля воспринимается наблюдателем на корабле как встречный поток воздуха, вектор скорости которого (-V0). Пусть u — вектор скорости истинного ветра. Встречный поток воздуха и истинный ветер, складываясь, образуют суммарный поток, наблюдаемый на движущемся корабле и называемый кажущимся (наблюденным) ветром. Вектор скорости кажущегося ветра равен геометрической сумме:
W = u + (-V0) = u — V0.
Скорость кажущегося ветра определяется автоматически с помощью анеморумбометра или вручную с помощью анемометра, направление КW — по анеморумбометру или по направлению флага или вымпела. Кажущийся ветер. Бездействуя на корабль под курсовым углом qW, вызывает полную аэродинамическую силу Р, приложенную к центру парусности корабля. Из-за преломляющих свойств надстройки направление действия силы Р в общем случае не совпадает с направлением кажущегося ветра. Под действием силы Р корабль смещается по направлению этой силы со скоростью дрейфа VДР.
Разложим скорость VДР на составляющие VДР X по диаметральной плоскости и VДР Y по траверзу. Скорость VДР X в зависимости от направления кажущегося ветра вычитается или складывается со скоростью V0. Если лаг работает, он учитывает эту скорость. Поэтому
Vл = V0 + VДР X.
Скорость VДР Y отклоняет корабль от заданного курса. Сложив геометрически скорость корабля Vл со скоростью VДР Y, получим вектор V фактической, или путевой, скорости корабля:
V = Vл + VДР Y.
Как видно, при сложении скоростей Vл и VДР Y корабль перемещается по направлению их равнодействующей.
Линия, по которой фактически перемещается корабль относительно дна моря под действием движителей и кажущегося ветра, называется линией пути при дрейфе. Диаметральная плоскость корабля при перемещении его по линии пути остается параллельной линии истинного курса. Это обусловлено тем, что рулевой постоянно удерживает заданный истинный курс. Следовательно, корабль перемещается по линии пути вперед не носом, а скулой.
Угол в плоскости истинного горизонта между северной частью истинного меридиана и линией пути при дрейфе называется путевым углом при дрейфе ПУ?.
Угол в плоскости истинного горизонта между линиями истинного курса и пути при дрейфе называется углом дрейфа?. Если ветер дует в левый борт корабля, угол дрейфа положительный (путевой угол при дрейфе больше истинного курса). При ветре с правого борта угол дрейфа отрицательный (путевой угол при дрейфе меньше истинного курса).
Угол дрейфа зависит от скорости и курсового угла кажущегося ветра, от скорости и конструктивных особенностей корабля: высоты и архитектуры надстроек, надводной части корпуса и формы обводов корпуса. Угол дрейфа измеряется с помощью дрейфомера. При отсутствии этого прибора углы дрейфа для различных условий плавания выбираются из таблицы дрейфа, составленной по опытным данным. Из рис. 1 видно:

Формулы — алгебраические, угол? берется со своим знаком.
В практике кораблевождения приходится решать в основном две задачи, связанные с дрейфом корабля. Прямая задача:
Рассчитать путевой угол при дрейфе ПУ? (линию пути корабля при дрейфе), если задан истинный курс.
Для решения этой задачи необходимо:
— определить знак угла дрейфа?;
— рассчитать курсовой угол qW кажущегося ветра;
— выбрать величину угла? из таблицы дрейфа по аргументам: по скорости корабля и qW;
— рассчитать путевой угол при дрейфе ПУ?, проложить линию пути на карте.
КК = 79,0°; Vл = 12,0 уз;
?ГК = + 1,0°; ветер 5° -12 м/с.
Решение:
Ветер дует в левый борт корабля — угол? положительный:
ИК = КК + ?ГК = 80,0°;
? = +4,0°; ПУ? = ИК + ? = 84,0°.

2.Прокладка истинных радиопеленгов в случае, если радиомаяк находится за пределами восточной или западной границами рамки карты.

Для нахождения положения определяющей точки (т. М’) через которую будет проведен радиопеленг на КРМК (т. А), необходимо:
1) ? из «РТСНО» выписать координаты КРМКА (?А, ?А);
2) ? рассчитать значение? ? = ?Р – ?А, где?Р – долгота боковой рамки карты;
3) ? провести на карте параллель КРМКА (?А– из «РТСНО») и отложить отрезок;
4) ? через т. А» провести дополнительный меридиан аа;
5) ? от т. А’ провести Лок. П КРМКА А до пересечения с аа – т. М;
6) ? от т. М по аа отложить отрезок и через полученную точку М’ провести радиопеленг на КРМК А? это и будет искомая линия положения (I–I).

), который позволяет перейти непосредственно к решению прикладных навигационных задач в яхтинге. В этой серии статей мы научимся вести счисление пути судна, оформлять его на морской навигационной карте, опять же, познакомимся с новыми понятиями. Ну как без этого (я про понятия).Для обеспечения безопасного яхтинга шкиперу необходимо ясно ориентироваться в окружающей обстановке и чётко знать место своей лодки. С целью решения этой задачи на карте выполняются графические построения, отражающие направление пути, значения компасных курсов, величины взятых пеленгов и расстояний, расчёты по безопасному расхождению с обнаруженными объектами и т.п. Весь комплекс таких построений и называется навигационной прокладкой.

Перед началом перехода яхтсмен изучают весь комплекс навигационных условий в предстоящем яхтинге и наносит на карту предполагаемый маршрут перехода и дополнительную информацию (производит подъём карты). Это — предварительная прокладка.

Как только яхта выходит, штурманский состав начинает вести тщательный учёт элементов движения, курсов, скоростей, сноса от намеченного пути. Под штурманским составом на яхте обычно понимается капитан. Кто же еще, он и жнец, и на дуде.. , ну вы поняли. Хотя иногда на лодке и присутствуют компетентные члены (не органы) экипажа, которые могут выполнить эту задачу. Впрочем я отклонился, вернемся к нашим.. , учету. Определяются и наносятся на карту местоположение судна, элементы воздействия внешних факторов (ветрового дрейфа и течения). Это — исполнительная прокладка.
Когда точное место яхты не определено навигационными или иными способами, его наносят на карту, используя значения курса, которым оно следует, параметров внешних воздействий (если они определены) и скорости. Это — метод счисления пути. Само счисление пути судна производится непрерывно в течение всего перехода и его данные исправляются, при необходимости, когда яхтсмен получает обсервованное место. Сама система счисления пути бывает двух видов — графическая и аналитическая.

Аналитическое счисление пути судна.

Аналитическое счисление пути судна подразумевает расчёт координат места яхты по формулам и известным данным и последующее нанесение его на карту. Этот метод счисления пути применяется, в основном, при океанском плавании, при использовании карт мелкого масштаба. В современном яхтинге эта система счисления пути судна не сильно востребована, занимаются ей, в нынешнее время только профессиональные штурманы, GPS им в помощь. Поэтому в данной статье мы ее рассматривать не будем. А вот графическое счисление пути судна разберем подробнее, тем более, что оно интуитивно понятно и позволяет даже начинающему яхтсмену определиться в пространстве без электроники (тьфу-тьфу-тьфу).

Графическое счисление пути судна.

Метод графического счисления пути судна подразумевает нанесение на карту линий пути с указанием курсов и других данных с учётом сноса (если известны его параметры). Сущность разницы между двумя этими системами счисления пути в том, что при аналитическом счислении пути судна выше указанный комплекс графических построений не выполняется, поэтому и труден в освоении широким кругом яхтсменов-любителей. Да и кому охота сидеть на тесном штурманском месте и заниматься арифметическими действиями. То ли дело заниматься там же, тем же занятием, но рисуя на карте увлекательные линии и стрелки. Главное не сильно увлечься рисованием и не испортить карту, без которой в яхтинге не обойтись.

Место судна, полученное только в результате любого метода счисления пути, называется счислимым местом. Остановимся пока на понятии счисления пути судна. Для начала предположим, что на яхту не действуют никакие внешние факторы (ни дрейф, ни течение). Тогда ясно, что путь судна ляжет по линии его курса и оно пройдёт за определённый промежуток времени расстояние, равное произведению его скорости на величину этого промежутка времени.

Путь яхты, проложенный на карте, называется путевым углом. На линии пути яхт откладывается пройденное лодкой расстояние. Расстояние это может быть теоретически определено умножением скорости на время, но практически оно снимается с показаний лага, т.к. лаг отсчитывает именно пройденное расстояние, а скорость он уже «вычисляет». В точке начала графического счисления пути судна отмечается время и отсчёт лага (Т1 и ОЛ1), в виде дроби, в числителе которой — время (с точностью до минуты), а в знаменателе — отсчёт лага (с точностью до 0.1 морской мили). Эти данные наносятся на карту возле каждого счислимого места (при наличии обсервации — у обсервованного места). Курс судна прокладывается из точки начала счисления. Относительно этой точки производятся остальные расчёты и построения. Частота нанесения счислимых и обсервованных точек определяется решением капитана в зависимости от условий и сложности яхтинга.

Счисление пути судна, решение графических задач.

Теперь, когда мы немного познакомились со счислением пути судна и прокладкой, можно перейти и к непосредственному решению графических задач. Итак, приступим. По имеющимся координатам наносим на карту счислимое место, из которого будем вести дальнейшую прокладку (это может быть и обсервованное место, принципиальной разницы никакой, только обозначения отличаются).
При этом пусть нашими исходными данными будут: начальный момент времени 00.00; начальный отсчёт лага 00,0; скорость судна — 12 узлов. Ясно что в практическом парусном яхтинге с такой скоростью никто не ходит, но не будем забывать о «братьях наших меньших» — моторных яхтах. А подобные расчеты и для них актуальны. Несмотря на то, что они лишены важной составляющей истинного яхтинга – паруса, в море они подвергаются тем же факторам, что и парусные яхты.

Прокладываем из этой точки линию курса, пользуясь параллельной линейкой и штурманским транспортиром. Начальный курс пусть будет 100°, течение и дрейф нам пока не известны, а поэтому не учитываются. И не забудьте перевести, взятое с судового компаса, компасное значение курса в истинное. Проходит один час яхтинга. Время будет 01.00. Отсчёт лага — 12,0. Отметим на карте эту счислимую точку на 01.00. Далее, ещё через час, нам нужно будет повернуть на новый курс — 180°. Но пока отметим только точку на 01.00.
Настал момент времени 02.00. И мы, как нам было нужно, повернули на курс 180°. Из точки, соответствующей нашему моменту времени, просто проложим новый курс. При этом мы всё ещё только ведём графическое счисление пути судна. Обсерваций у нас нет. Ещё через полчаса будем поворачивать на новый курс 225°. А сейчас наш отсчёт лага равен 24,0. Вычислим, какое расстояние нам нужно отложить на линии курса, чтобы получить счислимую точку.

РОЛ(разность отсчетов лага) = 24 — 12 = 12 — откладываем 12 морских миль.

Не забываем над новой линией курса написать значение курса. Через полчаса будет момент времени 02.30, а отсчёт лага — 30,0. Откладываемое расстояние снова рассчитываем, как было указано выше:
РОЛ = 30 — 24 = 6 — откладываем 6 морских миль, отмечаем нашу счислимую точку и прокладываем новый курс.

Теперь, предположим, что у нас появилась возможность точно определить место нашей яхты мы сделаем обсервацию через 15 минут. Соответственно, момент времени будет 02.45, а отсчёт лага — 33,0.

Опаньки! А наша обсервованная точка не совпадает со счислимой. Что это означает в нашем методе счисления пути судна? А так сразу точно и не скажешь. Не все в яхтинге так просто.
Мы лишь можем предположить, что у нас ошибочно определено место яхты или на нее действуют либо течение, либо ветровой дрейф.

Более точно мы сможем судить о причине несовпадения, только имея несколько обсерваций. Их положение относительно счислимых точек проанализируем и посмотрим, что да как. Для этого мы далее будем производить определения места каждые 15 минут. На рисунке нашей прокладки будут видны счислимые точки и рядом с ними обсервованные.
Обратите внимание, что между счислимой и обсервованной точками нет волнистой линии (невязки). Это значит, что мы не приняли обсервацию к учёту и продолжаем вести графическое счисление пути судна, полагая наше место на проложенной линии курса. Это не значит, что сама обсервация взята под сомнение. Просто пока мы думаем, а обстоятельства яхтинга позволяют нам обсервованную точку пока к учёту не принимать. При плавании же, например, в стеснённых условиях мы постоянно определяем место судна и ориентируемся по обсервациям. Но об этом позже.

Вернёмся к нашей карте. Мы видим, что обсервованные точки ложатся всё дальше и дальше от счислимых. Это уже система. Ищем причины, приступаем к анализу. Первое, на что нам необходимо обратить внимание, это — по какой, прямой или кривой, линии располагаются наши точки. Если по кривой (гиперболе какой-нибудь, к примеру — но, главное, по правильной кривой), то мы имеем полное право полагать, что ориентир, используемый для определения места яхты в нашем методе счисления пути судна, неправильно нами опознан и мы, беря значения навигационных параметров (пеленгов и дистанций, например) одного ориентира, на карте откладываем их от другого. В этом случае нужно немедленно произвести опознание ориентира (ориентиров) всеми доступными способами. (Не стоит забывать и о контроле с помощью GPS). Если наши точки располагаются по прямой, то это означает, что на яхту действует какой-то внешний (и притом линейный) фактор.

Проще говоря, либо ветер нас сносит, либо течение, либо и то и другое. А как это определить? В принципе, несложно. В яхтинге всегда можно найти выход. Тут нужно запомнить два важных правила:

Лаг учитывает дрейф (при небольших углах дрейфа).

Лаг течение не учитывает.

Если сильно не умничать, то это выглядит так. Измеряем на карте расстояния между двумя счислимыми точками и соответствующими им по времени обсервованными. Если эти расстояния равны, то мы имеем дело с дрейфом. Лагу это всё равно, он учитывает дрейф. Что нет дрейфа, что есть, расстояние лаг указывает (если конечно исправен) относительно правильно.

Как раз в нашем случае так и есть, то есть нас дрейфует. Но вот если расстояния между парами счислимых и соответствующих им обсервованными точками отличаются, и величина этого отличия постоянна мы, несомненно, столкнулись с действием течения.

Но чтобы не перегружать данную статью и мозги вдумчивого читателя, о влиянии дрейфа и течения на счисление пути судна мы поговорим позже, в .

По материалам книги "Основы навигации" А.Е.Селезнев

Счисление пути судна – нахождение текущих координат судна по направлению и пройденному расстоянию – является основой штурманского (инструментального) метода судовождения и позволяет на любой момент времени получить место судна (его счислимые координаты).

Счисление пути ведется непрерывно в течение всего времени плавания судна.

Счисление пути позволяет в любой момент времени оценить положение судна относительно намеченного пути, а также обнаружить неточности (промахи) в обсервациях.

Графическое счисление пути судна выполняется на путевых МНК по данным основного курсоуказателя и измерителя скорости (пройденного S ), исправленным их поправками, с учетом дрейфа от ветра (a °), сноса судна течением (b °) и маневренных элементов судна.

Письменное (аналитическое) счисление вручную практически не используется (только при океанских переходах).

При графическом счислении на путевой карте прокладываются:

[ линия истинного курса (ИК) – при плавании без учета дрейфа от ветра и течения;

[ линия пути – при учете дрейфа от ветра, течения или суммарного сноса.

Если без построения навигационного треугольника скоростей будет допущена большая погрешность счисления пути судна, то на карте строится этот треугольник.

Вдоль линии пути, как правило, сверху подписывают ГКК …(+1,0°) КК a (или β или С) .

Счислимое место судна при графической прокладке на МНК обозначают засечкой перпендикулярной линии пути (курса) в следующих случаях :

1. ¨ каждый час при плавании вблизи берегов;
2. ¨ в моменты смены вахт каждые 4 часа (в открытом море);
3. ¨ при переходе с карты на карту (при отсутствии обсерваций);
4. ¨ при каждом определении места судна;
5. ¨ в иных случаях по указанию капитана или по усмотрению ВПК.

Рядом с засечкой счислимого места судна проводят горизонтальную черту – параллельно параллели и над ней проставляют судовое время (17.32), а под ней – отсчет лага (28,3). Если лаг не работает, то под чертой ставят прочерк .

При переходе с карты на карту у точек переноса на обеих картах проставляют: , № МНК с которой переносят точку.

При наличии автосчислителя координат (в ПИ СНС), текущее счислимое место судна рассчитывается автоматически по данным введенных курса и скорости (автоматически от компаса и лага или вручную) и индицируется на дисплее. Поворотные точки, а также путевые точки, с указанной капитаном частотой, наносятся на путевую МНК вручную и обозначаются условным знаком. Эти точки могут соединяться линиями пути, образуя исполнительную прокладку. При автовводах курса и (или) скорости такое счисление всегда точнее ручного за счет учета небольших изменений курса и (или) скорости, в том числе и рыскания судна.

При выходе из района частого маневрирования капитан указывает ВПК путевую точку, которую следует принять за исходную точку исполнительной прокладки на карте.

Если исполнительная прокладка практически совпадает с предварительной прокладкой, счислимые поворотные и путевые точки отмечаются на линии выбранного пути.

Надежность и точность счисления обеспечиваются исправной работой судовых приборов, достоверностью их поправок, принимаемых к учету, точностью удержания судна на курсе, правильным учетом влияния ветра и течения на путь судна.

Счисление контролируется равенством отрезков между путевыми точками, проложенными через равные промежутки времени (30 мин., 60 мин. и т.д.).

Угол ветрового дрейфа и изменение принятой к счислению скорости судна из-за влияния ветра (при отсутствии лага) определяют на основе накопленной информации и учитывают в графическом счислении.

Элементы течения выбирают из навигационных пособий или определяют при анализе невязок.

Следует иметь в виду, что фактические значения дрейфа (a °) и сноса судна течением (b °) могут отличаться от учитываемых. Ветровой дрейф и снос течением заново оценивают при каждом изменении курса и (или) скорости судна и учитывают с разрядностью до целых градусов.

При использовании автосчислителя координат следует:

1) ® своевременно вручную вводить новые курс и (или) скорость судна после завершения маневра (если нет автоввода данных от лага и (или) компаса);

2) ® подключать автоввод сноса только в районах сравнительно стабильных течений, выключать его вблизи берегов при значительных изменениях элементов движения судна (ЭДС) и разбросе невязок.

При использовании автоматизированных регистрирующих устройств навигационных комплексов, частота регистрации данных устанавливается в зависимости от района плавания, скорости судна и частоты его маневров.

Счисление координат судна (счислением) называется вычисление текущих координат судна от известных координат по времени, курсу и скорости с учетом влияния на судно ветра и течения. Графическое счисление выполняется непосредственно на морской навигационной карте с использованием штурманских прокладочных инструментов (параллельной линейки, транспортира и циркуля измерителя) и называется графическим счислением или навигационной прокладкой . Навигационная прокладка это графическое изображение на морской карте пройденного судном маршрута (или части его), выполненное автоматически или вручную на основе измерений и вычислений. Если счисление выполняется по формулам и таблицам, оно называется аналитическим (письменным). Прокладка может быть предварительной и исполнительной. Предварительной прокладкой называется навигационная прокладка маршрута судна, выполненная предварительно, исходя из намеченного маршрута, отвечающего требованиям плавания, поставленным задачам и экономической целесообразности. При выборе пути судна руководствуются двумя условиями:

1. безопасность плавания,

2. экономичность перехода (как правило, это наименьшая затрата времени) .

Выбранный маршрут наносится на навигационные генеральные карты с указанием курсов, длительности пути на курсе и точек поворота или ориентиров в точках поворота. Дальнейшая задача судоводителя сводится к обеспечению движения судна по намеченному пути и контролю за этим движением (исполнительная прокладка). Навигационная прокладка начинается с момента выхода судна с акватории порта и заканчивается в момент прихода судна в порт (от причала до причала). Основным методом непрерывного учета положения судна является графическое счисление. Оно заключается в систематическом нанесении положения судна на карту по данным о его движении и пройденного расстояния, а также сведениям о течении и дрейфе. Начальная точка счисления должна быть известна. Место судна, координаты которого получены по счислению, называются счислимыми.

Контроль прокладки производится путем измерения различных навигационных параметров (пеленгов, расстояний, разности расстояний и высот светил) и получения места судна путем обсервации по двум, трем и более линиям положения.

Геометрические величины, измеряемые непосредственно или же получаемые косвенным путем для определения места судна в море по береговым и небесным светилам называются навигационными параметрами .

Геометрическое место точек, отвечающих постоянному значению величины, измеренной для обсервации (навигационного параметра) называется изолинией. Изолиния в общем случае является кривой линией. Для обсервации необходимо иметь лишь небольшие отрезки изолиний в точке пересечения их под углом друг к другу. Отрезки изолиний без особой погрешности можно заменить отрезками прямых, касательных к изолинии или их секущими. Касательная или секущая к изолинии называется линией положения . Изолиниями могут быть пеленг, изостадия (окружность), изогона (окружность), гипербола.

Все графические работы, выполняемые на карте, состоят из отдельных элементов задачи. К таким задачам относят снятие с карты координат судна или нанесения места судна на карту, расчет и прокладка курсов и пеленгов, измерение расстояний между определенными точками. При ведении прокладки решаются задачи двух типов: прямая и обратная.

Первая (прямая) задача предусматривает только учет движения судна, когда курс рулевому задан.

ИК = КК + Dк.

Рассчитывают истинный курс и прокладывают на карте линию курса в виде прямой от исходной точки. При отсутствии сноса от течения и ветра (дрейфа) линия истинного курса будет совпадать с путевым углом, следовательно, судно будет перемещаться по проложенному на карте курсу. На карте у точки, принятой за исходную для ведения счисления, надписывается время с точностью до 1 минуты и отсчет лага с точностью до 0,1 мили (). Дальнейшее нанесение положения судна на любой момент времени производится по расстоянию, пройденному судном по лагу от исходной точки. Положение судна на линии проложенного курса отмечается каждый час при плавании вблизи берегов и каждую вахту – при плавании в открытом море, а также при любом изменении курса или скорости. Каждую счислимую точку обозначают чертой длиной около 5 мм, перпендикулярной предшествующему курсу. Каждую обсервованную точку отмечают специальным знаком, присвоенным данному виду обсервации.

В практике судовождения обратная задача встречается гораздо чаще и состоит в том, что судну необходимо следовать заданным ИК. В этом случае рулевому задается предварительно рассчитанный КК, исходя из проложенного ИК.

КК = ИК - Dк.

И ОЛ 2 = ОЛ 1 + РОЛ

Время прихода в расчетную точку рассчитывают:

T 2 = T 1 + DT = T 2 +

Вдоль линии курса надписывается компасный курс судна, в скобках - поправка компаса.

04°00Е 04°20¢

Рис. 1.24

Прямая задача Обратная задача

КК – задан ИК – снят с карты

+(±)d - из таблицы девиации по КК -(±)d – с карты

МК – магнитный курс МК – магнитный курс

+(±)d – склонение с карты -(±)d - из табл. девиации по МК

При прямой задаче выбранные склонение и девиация со своим знаком складываются с КК и МК, а при обратной задаче – вычитаются из ИК и МК.

Учет дрейфа и постоянного течения при прокладке.

Дрейфом судна называется смещение движущегося судна с линии истинного курса под воздействием ветра. Дрейф судна создается кажущимся ветром. Направлением ветра называют то направление, откуда он дует (говорят: ветер дует в компас). Если ветер дует в левый борт судна, то говорят судно идет левым галсом (л/г или л/б), по отношению к ветру.

Если ветер дует в правый борт, то судно идет правым галсом (пр/г или пр/б). Направление равнодействующей сил давления ветра (Р ) в общем случае не совпадает с направлением вектора скорости кажущегося ветра (W).

Величина угла дрейфа зависит от многих факторов: осадки, размеров и формы надводной и подводной частей корпуса судна, курсового угла и скорости кажущегося ветра, скорости хода судна. Для учета дрейфа при прокладке необходимо знать угол дрейфа. Имеется ряд способов его определения, но все они не являются точными, что приводит иногда к значительному отклонению от намеченного на карте пути.

Разложим эту силу (Р ) на две составляющие: продольную (Р 1) и поперечную (Р 2).

(+), а при ветре правого галса знак при угле дрейфа a будет (-).

ПУ a =- ИК + a. ИК = ПУ a - a. (1.41)

При учете дрейфа на карте прокладывают только линию путевого угла дрейфа. Так как лаг учитывает влияние ветра на скорость судна (Р 1), то и расстояние можно учитывать, откладывая по линии пути (Sл = РОЛ Кл).

Р Рис. 1.25

Расчеты по прямой и обратной задачам удлиняются по сравнению с расчетами без влияния ветра.

Поперечная составляющая Р 2 вызывает дрейф судна. Поэтому при ветре судно перемещается относительно воды не вдоль диаметральной плоскости, а под некоторым углом к ней (a), называемым углом дрейфа. Линия АВ, по которой перемещается судно, называется линией пути при дрейфе, а угол ПУ a , который она составляет с истинным меридианом, называется путевым углом дрейфа. При ветре левого галса углу дрейфа a присваивается знак (+) плюс, при ветре правого галса – знак (-) минус.

C

Поступательное движение водной массы в морях и океанах называется течением. Элементами течения являются его скорость и направление. Направление течения определяется мнемоническим правилом: «течение идет из компаса». Направление течения показывают в градусах, а иногда в румбах, скорость выражается в узлах.

Под действие упора движителя, судно получает движение относительно воды по направлению диаметральной плоскости (Vл).

Если вода имеет движение относительно Земли, то скорость судна относительно Земли определится геометрической суммой скоростей:

И судно будет перемещаться по направлению вектора , если скорость судна и течения постоянны по величине и направлению, суммарная скорость также будет неизменна и судно пойдет по прямой АС.

Рис. 1.27

Угол ПУ между северной частью истинного меридиана и направлением движения судна называется путевым углом (путем), а линия пути АС будет линией пути на течении. Угол b между линиями истинного курса (ИК) и путевым углом (ПУ) называется углом сноса от течения .

Скорость V будет истинной скоростью судна (относительно дна).

ПУ = ИК + (±)b ИК = ПУ – (±)b. (1.42)

Знак у b зависит от направления сноса. Если течение направлено в левый борт, то знак у b (+), а если в правый борт, то знак у b (-).

Учет течения сводится к решению треугольников (скоростного и путевого). Вначале графически складывают векторы скоростей судна и течения, а затем решают путевой треугольник АВС.

Различают прямую и обратную задачи графического решения треугольника скоростей. Прямая задача .

В прямой задаче по заданным ИК, Vл, Кт и Vт требуется рассчитать угол b, ПУ и V (Рис.1.27). Для получения линии пути ПУ из точки А проводим линию ИК и на ней от точки А откладываем отрезок, равный вектору скорости судна по лагу (V Л) в условном масштабе. Обычно берется количество миль в масштабе карты, проходимое судном за час или полчаса. Из конца вектора скорости судна (V Л) проводим вектор скорости течения (V Т) в том же масштабе. Соединив точку А с концом вектора скорости течения (Vт), получим

линию пути судна (ПУ). Снимаем с карты направление этого пути для сравнения с истинным

курсом (ИК) и получения угла сноса от течения (b).

b = ПУ – ИК. (1.43)

Для получения счислимой точки за любой временной промежуток плавания по путевому углу, необходимо по линии истинного курса (ИК) отложить пройденное по лагу расстояние (Sл = РОЛ Кл). Полученную на ИК точку сносим по линии направления течения на линию путевого угла (ПУ) (точки В и С). Надписи на карте производятся над или под линией пути (ПУ) и параллельно ей. Порядок записи таков: пишется ГКК рядом в скобках его поправка, а затем величина сноса от течения со своим знаком (ГКК 69° (-2°) b = +6°).

+(±)d = из таблицы девиации

+(±)d = с карты

+(±)b = из построения

Обратная задача

В этой задаче необходимо по заданному ПУ b , Vл, Кт и Vт рассчитать угол сноса течением (b) и ИК (Рис.1.28).

Задача решается следующим образом:

Пусть на карте проложена линия ПУ (АК). Из точки А прокладываем вектор скорости течения V T , выраженный количеством миль. Из конца вектора скорости течения V T раствором циркуля, равным скорости судна V Л, делаем на линии ПУ судна засечку (точка С). Соединив точку С с концом вектора скорости течения переносим ее параллельно в начальную точку А, проведя линию истинного курса АD.

Нахождение счислимой точки при уже построенном треугольнике скоростей, производится так же, как и в прямой задаче. По расстоянию Sл находим на линии ИК точку В, и затем через точку В проводим линию, параллельную вектору скорости течения Vт. Пересечение этой линии с линией ПУ и будет счислимым местом судна (точка С).

Кроме графического учета течения существует и аналитический, который применяется при автоматизации судовождения.

Т Рис.1.28

ПУ b = направление, снятое с карты

-(±)b = получен расчетным путем (ПУ – ИК)

-(±)d = с карты

-(±)d = из таблицы девиации по МК

Совместны учет дрейфа течения

При одновременном действии ветра и течения судно будет подвергаться как дрейфу, так и сносу течением. Угол, на который линия пути отклонится от линии истинного курса (ИК), называется суммарным углом сноса (С).

С= ПУ – ИК (1.44)

Знак угла суммарного сноса (С) получается из приведенной формулы: если ПУ >ИК, то знак будет плюс (+), если ПУ < ИК, то знак будет минус (-). Если же известны величины угла дрейфа (a) и угла сноса течением (b), то знак суммарного сноса определится из алгебраического их сложения. С= a + b (1.45)

При наличии ветра и течения решаются также прямая и обратная задачи, как и при наличии только течения. При решении прямой задачи сначала учитывают дрейф и на карту наносят линию пути ПУa. Затем учитывают течение, строя треугольник скоростей, причем скорость судна откладывается по линии путевого угла дрейфа (ПУa), а не по линии ИК.

В обратной задаче при заданном ПУ решают треугольник скоростей, при этом из построения получают не направление ИК, а направление ПУa. Затем снимают направление пути дрейфа (ПУa) и находят истинный курс: ИК = ПУa - a, а также

b = ПУ - ПУa и С= a + b.

На карте под (или над) линией путевого угла делается запись о компасном курсе, его поправке и о суммарном угле сноса (ГКК (-2) С= -12)

В общем виде решение задачи выглядит таким образом:

Прямая задача Обратная задача

+(±)d = из таблицы девиации - (±)b = из построения

+(±)d = с карты-(±)a = принятый

+(±)a = принятый для счисления - (±) d = с карты

+(±)b =-(±) d = из таблицы дв .

Пример 1. В широте j = 53°00¢ N судно следует ИК = 75,0° со скоростью 12 узлов. Учитывается течение 335° – 1,1 узла. Определить угол сноса судна течением b.

Решение : От исходной точки, от которой проложен ИК = 75,0°. Откладываем расстояние, пройденное судном за один час (скорость судна) S Л.

От полученной точки на ИК откладываем по направлению течения снос судна течением за один час (скорость течения) S Т = 1,1 мили.

Соединяем исходную точку с полученной на векторе течения и с помощью параллельной линейки и транспортира снимаем отсчет ПУ = 69,0°.

- ИК = 75,0°

Пример 2. В широте j = 53°00¢ N судно следует, имея скорость по лагу 12 узлов . На карте от исходной точки проложен ПУ = 52,8°. На судне учитывается течение 143° – 1,0 узел. Определить ИК и b.

Решение : Из исходной точки проводим линию направления течения и на ней откладываем отрезок, равный скорости течение V T =1.0 узл.

Из полученной точки радиусом, равным скорости судна 12 узлов, на линии ПУ делаем засечку и соединяем обе точки прямой.

С помощью параллельной линейки транспортира снимаем значение ИК = 48,8°

Рассчитываем угол сноса течением b.

- ИК = 48,0°

Пример 3 . Дано: ПУ = 356,6°, b = - 6,2°, a = + 4,0°, D ГКК = -1,2°. Определить ГКК.

Решение : ПУ = 356,6

- b = - 6,2

- a = +4,0

- D ГКК = -1,2

Решение : Из НШСР -86 (таблица № 3) выбираем m K = 0,7°, m DЛ% = 0,5%, тогда

b = 0,0174 * 0,7 * 100 = 1,218

a = 0,01 * 0,5 * 100 = 0,5

M = Öb 2 + a 2 = Ö1,48 + 0,25 = 1, 3 мили.

Контрольные вопросы

1. Какой знак (+) или (-) присваивается углу дрейфа правого борта?

4. Какая приближенная зависимость СКП графического счисления от пройденного расстояния?

5. С чего начинают решение обратной навигационной задачи при учете течения?