148232 (692256), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Естественно, если объект не перемещается, направление движения узнать не получится. Исключение составляют достаточно большие объекты (например, самолёты), где есть возможность установить 2 приёмника (например, на концах крыльев). При этом координаты двух точек можно получить сразу, даже если объект неподвижен, и перейти к пункту 5.
Ещё одно ограничение обусловлено точностью определения координат спутниковыми системами позиционирования и влияет, главным образом, на тихоходные объекты (пешеходов).
Гироазимут
Гироазимут - навигационное гироскопическое устройство, предназначенное
- для сохранения заданного направления в горизонтальной плоскости, по которому первоначально ориентирована главная ось гироскопа; и
- для измерения углов поворота относительно заданного направления (углов рыскания).
Гироазимут: гироскопический прибор, предназначенный для сохранения заданного азимутального направления. В гироазимуте применяется уравновешивающий гироскоп с 3 степенями свободы, у которого центр тяжести совпадает с геометрическим центром (точкой подвеса), поэтому на гироазимут не влияют силы инерции, возникающие при маневрировании и качке судна. Гироазимуты применяют как курсоуказатели. Для превращения гироскопа в гироазимут, указывающий постоянное направление относительно меридиана, следует рассчитать уход (отклонение) главной оси гироскопа относительно плоскости истинного меридиана и компенсировать его. Эту функцию выполняет азимутальный корректор. Гироскоп не имеет устойчивого равновесного положения относительно горизонтальной системы координат в азимуте, поэтому во всех гироазимутах главная ось гироскопа искусственно удерживается в плоскости горизонта с помощью горизонтального корректора.
Автопрокладчик
Автопрокладчик прибор автоматически прокладывающий курс судна на навигационной карте получая показания курса от гирокомпаса, а данные о пройденном расстоянии от лага.
Согласно общепринятому определению, автопрокладчик, прибор, автоматически прокладывающий курс судна на навигационной карте, получая показания курса от гирокомпаса, а данные о пройденном расстоянии от лага или по сигналам радионавигационной системы. Прежде автопрокладчик называли одографом.
Автопрокладчик - навигационный прибор, автоматически ведущий прокладку на навигационной карте при получении:
- показаний курса от гирокомпаса;
- данных о пройденном расстоянии от лага или по сигналам радионавигационной системы; а также
- поправок на дрейф и течение.
Астрономические приборы навигации
Секстан (Октан)
Секстан [сс1] (происхождение: от лат. sextans, sextantis — шестая часть)— это измерительный инструмент, используемый для измерения величины угла между двумя видимыми объектами. Обычно секстан используется для измерения возвышения астрономического объекта над горизонтом с целью определения географических координат. Например, измерив угол возвышения Солнца в полдень, можно вычислить широту. С помощью секстана можно измерять углы до 140°.
Длина шкалы секстанта составляет 1/6 от полного круга или 60°, отсюда и название секстана. Октант — похожий прибор, но с более короткой шкалой (1/8 круга или 45°), который использовался до 1767, пока его не заменил секстан. В 1767 первое издание навигационного альманаха собрало в своих таблицах лунные расстояния, что позволило навигаторам вычислять текущее время, зная угол между солнцем и луной. Однако, этот угол иногда больше 90°, и поэтому не может быть измерен с помощью октанта.
В секстане используется принцип совмещения изображений двух объектов при помощи двойного отражения одного из них. Этот принцип был изобретён Исааком Ньютоном в 1699 году, но не был опубликован. Два человека независимо изобрели секстан в 1730: английский математик Джон Хадли и американский изобретатель Томас Годфри. Секстан вытеснил астролябию как главный навигационный инструмент.
Секстан увековечен на небе астрономом Гевелием в виде одноименного созвездия.
Современный секстант
Главная особенность, которая позволила секстану вытеснить астролябию, заключается в том, что при его использовании положение астрономических объектов измеряются относительно горизонта, а не относительно самого инструмента. Это дает бо́льшую точность.
При наблюдении через секстан, горизонт и астрономический объект совмещаются в одном поле зрения, и остаются неподвижными относительно друг друга, даже если наблюдатель находится на плывущем корабле. Это происходит, потому что секстан показывает неподвижный горизонт прямо, а астрономический объект — сквозь два противоположных зеркала.
Использование секстана для определения возвышения солнца над горизонтом
Изображение в секстане совмещает в себя два вида. Первый — вид неба через зеркала. Второй — вид горизонта. Секстан используют, регулируя рычаг и установочный винт до тех пор, пока нижний край изображения астрономического тела не коснется горизонта. Точный момент времени, в который проводится измерение, засекает ассистент с часами. Затем угол возвышения считывается со шкалы, верньера и установочного винта, и записывается вместе со временем.
После этого нужно преобразовать данные с помощью некоторых математических процедур. Самый простой метод — нарисовать равновозвышенный круг используемого астрономического объекта на глобусе. Пересечение этого круга с линией навигационного счисления или другим указателем даёт точное местоположение.
Секстан — чувствительный инструмент. Если его уронить, то дуга может погнуться. После падения он может потерять точность.
Секстан - угломерный инструмент отражательного типа для измерения высот небесных светил и углов на земной поверхности. Система зеркал в Секстане обусловливает ход лучей, который исключает ошибку, вызываемую небольшим отклонением плоскости инструмента от плоскости измеряемого угла. Благодаря этому измерение углов Секстана можно производить держа его в руке даже в условиях качки. Идея устройства Секстана принадлежит И. Ньютону (1699),а сконструирован он англичанином Дж. Гадлеем и американцем Т. Годфреем в 1731 г. независимо друг от друга. Помимо мореходной астрономии Секстан используется в навигации и гидрографии для измерения горизонтальных углов между береговыми ориентирами и определения по ним точного местонахождения судна. С помощью навигационного Секстана можно производить измерения с точностью до нескольких десятых долей минуты. Некоторые специальные морские и авиационные Секстаны имеют гироскопические устройства и др. искусственные уровни и приспособления, позволяющие производить астрономические измерения при отсутствии видимого горизонта относительно плоскости истинного горизонта. Для увеличения точности отсчета и упрощения процесса измерения такие Секстаны оборудуют осредняющими механизмами, дающими средний отсчет за время измерений, а некоторые Секстаны имеют устройства, дистанционно регистрирующие моменты измерений и соответствующие им отсчеты.
Квадрант
Квадрант состоит из пластины с делениями для отсчёта углов, проградуированной обычно до π / 2 (четверти окружности), откуда происходит название, и прикреплённой к пластине одним концом планки либо телескопа для фиксации угла.
Лаги и лоты[сс1]
Лот – измеритель глубины
Лот — гидрографический и навигационный прибор для измерения глубины.
Первоначально (во времена парусного флота) в качестве лота использовалась гиря, обычно свинцовая, с тонкой веревкой (лотлинем) для измерения глубины. Лот опускался с носовых русленей судна. Иногда на нижней части гири формировалось углубление, которое смазывали салом, чтобы к нему прилипали частицы грунта для определения характера дна.
Лоты по принципу измерения глубины делятся на ручные, механические и гидроакустические (эхолоты).
Ручной лот представляет собой конический или пирамидальный груз массой 3.5-5 кг, с закреплённым тросом-лотлинем, на который нанесены метровые или футовые метки (марки). Существует разновидность лота — диплот (нидерл. dieplood), который используется для измерения больших глубин, и отличается особо тяжелым грузом в 20-30 кг. Измерение идёт по отсчёту длины лотлиня при ослаблении натяжения в момент касания дна. Недостатком лотов этого типа является необходимость проведения измерений на малой скорости (до 3-5 узлов, т.е. 5-9 км/ч на глубинах до 50 м) или при остановке судна и трудность определения момента касания дна на больших глубинах.
Механический лот представляет собой прибор для измерения гидростатического давления воды у дна, простейший вариант механического лота - вертикальная заполненная воздухом трубка, запаянная с верхней стороны и погружённая нижним открытым концом в воду. Глубина определяется по высоте подъёма воды (например, по смыву или изменению цвета краски, нанесённой на внутренние стенки трубки). Так как вертикальность лотлиня в случае измерений механическим лотом значения не имеет, механический лот может использоваться для измерений глубин до 200 м на ходу (до 16 узлов, т.е. 28 км/ч). Механические лоты для измерения больших глубин называют глубомерными машинами.
Эхолот измеряет глубины по времени прохождения акустического импульса, отражённого от дна.
В настоящее время лоты в качестве навигационных приборов практически повсеместно вытеснены эхолотами, однако при океанографических исследованиях используются лоты-батометры, снабжённые устройствами для измерения температуры, отбора проб воды на глубине и грунтозахватами для отбора проб донного грунта.
Корабельный лаг
Лаг — прибор, предназначенный для измерения скорости движения судна.
В древности в качестве лага использовался (и используется по сей день на небольших судах) ручной, или секторный лаг. Он представляет собой доску треугольной формы (сектор) с привязанной к ней верёвкой (линем, лаглинем) и грузом. На лине на определённом расстоянии друг от друга завязываются узлы. Доска выбрасывается за корму и пересчитывается количество узлов, ушедших за борт за определенное время (обычно 15 секунд или 1 минуту). Отсюда пошло измерение скорости судна в узлах, 1 узел численно равен 1 морской миле в час.
Принцип работы современных приборов основан на измерении напора воды, или гидролокации морского дна. Самый распространенный лаг представляет собой вертушку, вращающуюся под напором воды. Число оборотов вертушки за единицу времени определяется с помощью электронного или механического устройства. Обычно вертушка лага закрепляется на корпусе судна, но на небольших судах используют портативный вариант лага, в котором вертушка выбрасывается за корму на тросе, а измерительный механизм находится в руках у матроса.
Навигационный прибор для измерения, скорости и пройденного судном расстояния относительно воды или грунта. Первый называется относительным лагом, а второй — абсолютным. По принципу действия относительные лаги подразделяют на гидродинамические и индукционные (электродинамические или электромагнитные). Гидродинамические лаги работают по принципу измерения и компенсации гидродинамического давления, возникающего в морской среде при движении судна. Гидравлическое устройство передает полное и статическое давление воды к чувствительному элементу. Последний представляет собой механический дифманометр, который регистрирует гидродинамическое давление (разность полного и статического) и преобразует его в механическое усилие, воздействующее на электромеханическое вычислительное устройство, в котором оно преобразуется в скорость, пропорциональную измеряемому давлению. После введения поправки получается истинная скорость относительно воды, преобразующаяся в вычислительном устройстве в пройденное судном расстояние. Через датчики данные скорости и расстояния подаются на репитеры. В зависимости от чувствительности элемента гидродинамические лаги бывают вертушечные и с механическими и жидкостным (ртутным) дифманометрами. Вертушечные Л. измеряют частоту вращения вертушки в воде при движении судна. По этой частоте определяют пройденное судном расстояние, которое затем пересчитывают в скорость. Механические лаги измеряют скорость судна по величине гидродинамического давления, жидкостные — по высоте столба ртути, пропорциональной давлению. Гидродинамические лаги измеряют скорость судна относительно воды в пределах 2—50 уз (погрешность не более 0,5 уз) и пройденное расстояние (погрешность не более 0,02 мили). Индукционные или электромагнитные лаги измеряют электродвижущую силу, индуцируемую в проводнике, находящемся под воздействием магнитного поля (закон Фарадея). В подводной части судна в герметичном обтекателе установлен электромагнитный (датчик). При движении судна магнитные силовые линии индуцируют в слое морской воды, являющейся хорошим проводником, ЭДС, величина которой пропорциональна скорости судна относительно воды и снимается с помощью установленных по обеим сторонам датчика электродов. Напряжение сигналов, поступающих от датчика, преобразуется и усиливается. Оно может быть подано на специальное устройство, которое вырабатывает импульсы напряжения с частотой, пропорциональной пройденному расстоянию (до 200 на каждую милю). Индукционные лаги имеют более высокую чувствительность (работают при скорости судна от 0,1 до 25—70 уз); могут измерять скорость на переднем и заднем ходу; более просты и надежны в эксплуатации. Точность измерения расстояния составляет 1—2 % пройденного судном пути.
Для измерения скорости относительно дна моря (абсолютный лаг) применяют гидроакустические лаги (как правило, на крупнотоннажных судах для безопасного плавания в открытом море, постановки, съемки с якоря, безопасного подхода судна к причалу при швартовке и др.).
-
Современные навигационные системы
Радионавигация и радиомаяки
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
