Графическое счисление и его точность

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).

Далее рассчитывают пройденное по лагу или частоте вращения винтов расстояние с использованием известных формул (38) и (48).

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).

Далее измеряют расстояние по намеченному курсу до заданной точки и рассчитывают время и отсчет лага прибытия в нее:

где Т₁, ол₂ — время и отсчет лага в исходной точке;

Т₂, ол₂ — 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 ± m⁰Δк, 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.