Аналоговые системы автоматического

Счисления САС

 

3.3.1. Основные навигационные параметры

С давних времен мореплаватели мечтали знать местоположение своего корабля в любой момент времени. Первое время плавание осуществлялось вдоль берега, и место корабля приблизительно определялось по естественным береговым ориентирам. С появлением магнитного компаса и примитивного лага появилась возможность уходить в открытое море и, ведя очень приблизительное счисление, прибывать в пункт назначения. Оснащение кораблей и судов более современными средствами (гирокомпасы; вертушечные, гидродинамические и индукционные лаги) сделало счисление гораздо точнее, что повысило безопасность плавания. Однако счисление и прокладка пути корабля все еще велись вручную. Возникла настоятельная необходимость создания автоматических средств счисления пути корабля.

Первые счетно-решающие средства для счисления пути на кораблях появились в начале 30-х годов XX века. Однако значение курса и скорости в эти средства вводились вручную, что создавало неудобства в их эксплуатации и не обеспечивало необходимую точность счисления. И только с созданием синхронно-следящих систем на сельсинах и на вращающихся трансформаторах удалось устранить указанные недостатки и оснастить корабли первым отечественным автоматическим прокладчиком (АП) «Путь-1».

Целью настоящего занятия является рассмотрение теоретических положений построения систем автоматического счисления (САС). Начнем с их определения.

САС - корабельное навигационное устройство, предназначенное для автоматического вычисления текущих географических координат места и отображения пути корабля на морской навигационной карте (МНК) или планшете, а также трансляции вычисленных координат потребителям.

Напомним, что в современной теории навигации и практике кораблевождения в качестве географических координат места корабля применяются понятия широты и долготы.

Географической широтой φ точки наблюдателя (на рис. 3.24  точка Н) называется угол между отвесной линией этой точки (линия Н0) и плоскостью экватора. Широта измеряется дугой меридиана от экватора до параллели точки наблюдателя. Широты в каждом полушарии (северном N и южном S) считываются от экватора к соответствующему полюсу от 0 до 90°. Счет ведется в градусах, минутах и десятых долях минуты с присвоением широте наименования полушария, в котором находится наблюдатель.

 

 

Рис. 3.24. Географические координаты точки наблюдателя

Географической долготой λ точки наблюдателя называется угол между плоскостью гринвичского меридиана и плоскостью меридиана точки наблюдателя. Долгота измеряется меньшей дугой экватора от Гринвичского меридиана до меридиана точки наблюдателя. Гринвичский меридиан, как и экватор, тоже делит Землю на два полушария – восточное (E) и западное (W), поэтому долготе присваивается наименование полушария, в котором находится наблюдатель. Счет долготы ведется в градусах, минутах и десятых долях минуты от 0 до 180^о. Например, географические координаты Санкт-Петербурга записываются следующим образом:

φ = 59° 55´, 5 N;        λ = 30° 19´, 4E.

Как видим, обе координаты могут быть представлены либо в виде угловой величины, либо в виде линейной (длина соответствующей дуги соответствующей окружности).

В кораблевождении часто возникает необходимость рассмотрения взаимного положения двух точек на земной поверхности (рис. 3.25). Так, если корабль из точки В₁ с координатами φ ₁ и λ ₁ переместился в точку В₂ с координатами φ ₂ и λ ₂, то это перемещение можно учесть с помощью разности широт (РШ или Δ φ ) и разности долгот (РД или Δ λ ).

 

Рис. 3.25. Разность широт и разность долгот двух точек

Разностью широт двух точек называется меньшая дуга меридиана, заключенная между параллелями этих точек. Если корабль идет в северном направлении, то разности широт приписывается северное направление – к N, если в южном, то южное – к S.

Разность широт и ее знак определяется по формуле

                             (3.38)

 

и она изменяется в пределах от 0 до ±90°.

Разностью долгот двух точек называется меньшая дуга экватора, заключенная между меридианами этих точек. Если корабль идет в восточном направлении, то разности долгот приписывается восточное направление – к E, если в западном направлении, то - к W.

Разность долгот и ее знак определяется по формуле

                              (3.39)

и она изменяется в пределах от 0^о до ±180^о.

Плоскости, проходящие через отвесную линию ON (рис. 3.23), называют плоскостями вертикалов. Плоскость, перпендикулярная плоскости истинного меридиана, называется плоскостью первого вертикала. Пересекаясь с плоскостью истинного горизонта (на любой широте места) плоскость первого вертикала образует прямую E – W (восток-запад), т. е. направление на E и W.

Как РШ, так и РД также могут быть представлены в виде линейных величин (длина меньшей дуги меридиана или длина меньшей дуги экватора соответственно) или в виде величин угловых (центральный угол между точками начальной и текущей широты места, взятыми на меридиане начальной или текущей широты места – для РШ; угол, образованный перпендикулярами, опущенными из точек начальной и текущей широт места на ось вращения Земли в плоскости экватора (параллели) – для РД). 

И здесь очень важно обратить внимание на следующее. Соответствие между линейным и угловым представлениями РШ никак не зависит от долготы места, так как расстояние между любыми двумя параллелями одинаково на любой долготе. В части соответствия линейного и углового представления РД все обстоит иначе. Здесь угловое положение между начальной и текущей долготами места не зависит от широты, так как на любой широте стороны этого угла лежат в одних и тех же плоскостях и параллельны (на любой широте этот угол образуется линиями пересечения плоскостей начального и текущего меридианов с плоскостью экватора или параллели). А вот длины дуг, замыкающих стороны этого угла на окружности с радиусом Земли R (на экваторе) или на окружности с радиусом параллели (R_пар = Rcosφ ), как видим, от широты текущего места будут зависеть. И отношение этих длин определяется величиной (1/cosφ ).

Поэтому, при создании или изучении алгоритма решения задачи автоматического счисления координат текущего местоположения корабля, всегда необходимо точно понимать с какой формой представления (линейной или угловой) того или иного навигационного параметра мы имеем дело.

 

⇐ Предыдущая11121314151617181920Следующая ⇒

Поделиться: