- •Введение
- •ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ.
- •ЗНАЧЕНИЯ ОСНОВНЫХ ТЕРМИНОВ.
- •1. Общие сведения о судовых навигационно-информационных системах.
- •1.1. Назначение и основные функции навигационно-информационных систем.
- •1.2. Состав системы.
- •1.3. Типы НИС.
- •1.4. Назначение НИС с учетом перспективы их развития.
- •2. Понятия об электронных картах.
- •2.1. Основные определения.
- •2.2. Геодезическая основа ЭК.
- •2.2.1. Понятие о геодезической системе отсчета горизонтальных координат карты.
- •2.2.2. Виды горизонтальных геодезических систем.
- •2.2.3. Перевод данных карты из одного горизонтального датума в другой.
- •2.2.4. Пути улучшения отсчета горизонтальных координат картографических объектов.
- •2.2.5. Вертикальные геодезические датумы.
- •2.2.6. Совершенствование отсчета вертикальных координат.
- •2.3. Проекции морских навигационных электронных карт.
- •2.3.1. Нормальная проекция Меркатора.
- •2.3.2. Поперечная меркаторская проекция.
- •2.4. Форматы данных электронных карт.
- •2.5. Разграфка ЭК.
- •2.6. Классификация электронных карт.
- •2.7. Характеристика векторных карт.
- •2.7.1. Состав данных векторных ЭК.
- •2.7.2. Синтез векторных карт и технологии их производства.
- •2.7.3. Официальные векторные карты.
- •2.7.4. Другие виды векторных карт.
- •2.7.5. Корректура карт ЭКДИС.
- •2.8. Особенности растровых электронных карт.
- •2.8.1. Основные сведения о растровых картах.
- •2.8.2. Официальные растровые карты для ЭКДИС.
- •2.8.3. Принцип корректуры растровых карт.
- •2.8.4. Достоинства и ограничения растровых карт.
- •2.9. Электронные каталоги карт и книг.
- •2.10. Распространение ЭК и корректур к ним.
- •3.1. Состав данных НИС и методы их хранения.
- •3.2. Основные виды информации НИС.
- •3.3. Статические базы данных.
- •3.4. Динамические базы данных.
- •3.5. Базы знаний.
- •3.6. Защита информации.
- •4. Датчики навигационной информации.
- •4.1. Характеристики навигационных измерительных устройств.
- •4.2. Позиционные датчики.
- •4.2.1. Требования к позиционным системам.
- •4.2.2. Среднеорбитальные спутниковые системы GPS и ГЛОНАСС.
- •4.3.Электронные магнитные компасы.
- •4.3.1. Общие сведения о магнитных компасах.
- •4.3.2. Магнетометры.
- •4.3.3. Состав электронного магнитного компаса.
- •4.3.4. Характеристики электронных МК.
- •4.4. Фиброоптические гирокомпасы.
- •4.4.1. Виды ГК и предъявляемые к ним требования.
- •4.4.2. Общие сведения о фиброоптических ГК.
- •4.4.3. Принцип работы фиброгирометров.
- •4.4.4. Характеристики фиброоптических гирокомпасов.
- •4.5. Спутниковые компасы.
- •4.6. Измерители скорости и проходимого расстояния.
- •4.7. Указатели скорости поворота судна, акселерометры, датчики параметров качки.
- •4.7.1. Датчики скорости поворота судна.
- •4.7.2. Акселерометры.
- •4.7.3. Датчики параметров качки.
- •4.8. Автоматические идентификационные системы.
- •4.8.2. Бортовая аппаратура АИС.
- •4.8.3. Информация, предоставляемая АИС.
- •4.8.4. Преимущества АИС перед РЛС и САРП.
- •4.9. Радиолокационные средства.
- •5. Средства общения НИС с оператором.
- •5.1. Пользовательский интерфейс.
- •5.2. Требования к отображению картографических данных.
- •5.3. Виды и методы представления картографической информации.
- •5.3.1. Виды отображения данных карт.
- •5.3.2. Обеспечение наглядности карт.
- •5.4. Отображение навигационных элементов.
- •5.5. Пути улучшения отображения информации.
- •5.6. Предложения по гармонизации отображения навигационных данных.
- •6. Требования ИМО к ЭКДИС
- •6.1. Назначение ЭКДИС.
- •6.2. Данные ЭК и их структура.
- •6.3. Ориентация изображения, режим движения, дополнительная информация.
- •6.4. Цвета и символы. Требования к дисплею.
- •6.5. Предварительная прокладка.
- •6.6. Исполнительная прокладка.
- •6.7. Регистрация данных. Сигнализация и индикация.
- •6.8. Точность. Сопряжение с другой аппаратурой.
- •6.9. Режим РКДС.
- •7.1. Управление изображением карт.
- •7.2. Планирование пути.
- •7.3. Счисление, обсервации, прокладка пути.
- •7.4. Мониторинг прохождения маршрута.
- •7.5. Контроль навигационной безопасности
- •7.6. Использование радиолокационной информации
- •7.7. Работа с АИС.
- •7.8. Регистрация информации
- •7.9. Предоставление справок.
- •7.10. Решение дополнительных задач.
- •7.11. Обновление данных и обмен ими.
- •7.12. Управление движением судна.
- •7.13. Другие функции.
- •7.14. Учет погодных условий.
- •8. Достоинства и недостатки НИС.
- •8.2. Понятие об источниках погрешностей НИС.
- •8.3. Недостатки цифрования карт и средств отображения
- •8.4. Качество картографических данных.
- •8.5. Погрешности, обусловленные ошибками датчиков информации.
- •8.6. Влияние отличия координатных систем.
- •8.7. Погрешности интерпретации данных. Риск передоверия.
- •9. НИС речных судов.
- •9.1 Общие сведения.
- •9.2. Характеристика речных ЭКДИС.
- •9.3. Требования, предъявляемые к ИЭКДИС.
- •9.4. Принцип совмещения радиолокационного изображения с картой.
- •Список литературы.
4.6. Измерители скорости и проходимого расстояния.
Лаги являются датчиками скорости судна и проходимого им расстояния. В настоящее время на судах применяются относительные и абсолютные лаги. Первые измеряют скорость судна относительно воды, а вторые – относительно грунта.
Принципы работы, конструкция и эксплуатация основных видов лагов достаточно полно освещены в литературе для судоводителей. Поэтому здесь дается лишь краткая характеристика этих приборов.
Требования к лагам. Минимальные эксплуатационные требования к измерителям скорости и проходимого расстояния определены в Резолюции ИМО А.824(19), 1995г. Ниже приведен ряд положений из этого документа.
Значение скорости в лагах может показываться как в цифровом, так и в аналоговом виде. Информация о проходимом расстоянии должна отображаться в цифровой форме с шагом, не превышающим 0.1 морской мили.
Если лаг имеет режимы измерения скорости «относительно воды»
и«относительно грунта», то название используемого в данный момент режима следует показывать на устройстве отображения.
Когда прибор способен определять вектор путевой скорости, то необходимо иметь возможность отображения значения продольной и поперечной ее составляющих.
Погрешность показания скорости на глубокой воде при отсутствии ветра, течения, приливных явлений не должна превышать 2% от скорости судна, или 0.2 узла (в зависимости от того, что больше).
Для таких же условий требуется, чтобы погрешность отсчетов проходимого расстояния была в пределах 2% от его значения или 0.2 морской мили за каждый час (в зависимости от того, что больше).
Если какая-то из причин (состояние моря, глубина под килем, скорость звука в воде, дифферент и т.д.) влияют на показания скорости
ипроходимого расстояния, то необходимо в документации лага иметь детальное описание этого эффекта.
Эксплуатационные качества прибора не должны ухудшаться при бортовой качке до ±100 и килевой качке – до ±50.
Электромагнитные лаги. Лаги современных судов могут измерять скорость на переднем и заднем ходу. Из относительных лагов такой способностью обладают электромагнитные (индукционные)
лаги. К этому виду измерителей скорости относятся: лаги «ИЭЛ-2», «ЛИ-2», «ЛЭМ-2» (Россия), датчики “Aquaprobe” (EM100) и
“Aquacatch” (EM200) фирмы Chernikeeff Instrument Ltd.
153
(Великобритания), лаг “SAL-EM” фирмы Jungner Marine AB (Швеция),
прибор “Naviknot II” фирмы C.Plath (Германия), оборудование “Skipper EML 224” фирмы Skipper Electronics A/S (Норвегия) и ряд других. По своим эксплуатационным характеристикам все эти лаги удовлетворяют требованиям ИМО.
Электромагнитные лаги обычно измеряют продольную составляющую скорости судна. Имеются и двухкоординатные лаги, например, “Skipper EML 224”, который показывает как продольную, так и поперечную составляющие скорости судна. Ряд лагов могут работать как в однокоординатном, так и в двухкоординатном режиме измерения скорости.
Диапазоны значений скорости судна, измеряемых электромагнитными лагами, зависят от вида аппаратуры. Для лагов обычных гражданских морских водоизмещающих судов этот диапазон находится в пределах от –20 до +60 узлов.
Приведем для примера основные эксплуатационные характеристики лага ЛЭМ-2:
–диапазон скоростей: от –6 до 60 узлов;
–инструментальная погрешность: ≤0.1 уз (V от –6 до 50уз) и ≤0.15 уз (V от 50 до 60уз);
–погрешность вычисления расстояния S: ≤0.01 мили (S до 100 миль), и
≤0.1% (S свыше 100 миль);
–время прихода в готовность после включения: меньше 5 мин.
Гидроакустические доплеровские лаги. Согласно
переработанному правилу 19, главы V конвенции СОЛАС-74 для судов валовой вместимостью 50 тыс. рег.т. и более становится обязательным абсолютный лаг для измерения продольной и поперечной составляющих скорости судна относительно грунта. Для измерения абсолютной скорости на морских судах применяются гидроакустические доплеровские и корреляционные лаги.
Взависимости от вида решаемой судном задачи эти измерители скорости подразделяются на лаги для использования на переходах (Speed Log), приборы для швартовки (Docking Log) и комбинированные лаги.
Вкачестве примеров доплеровских измерителей первого вида можно назвать: аппаратуру «ЛА-53» (Россия), датчики “SRD-331”, “SRD-421/S”, “SRD-401” фирмы Sperry Marine (США), оборудование “DOLOG 20” фирмы STN Atlas Marine Electronics (Германия), лаг “JLN 203” фирмы Japan Radio Co., Ltd (Япония) и ряд других.
Названные приборы с высокой точностью измеряют скорость судна, как на переднем, так и на заднем ходу. Глубины работы этих лагов по грунту могут достигать 600÷800 м. При плавании на больших глубинах эти лаги работают относительно слоя воды. В этом случае
154
при измерении скорости не учитывается перемещение этого слоя относительно грунта (течение).
Доплеровский лаг в абсолютном режиме работы имеет точность измерений: скорости – около ±0.2%, пройденного расстояния – ±0.2%, угла сноса – ±0.20.
Приведем характеристики доплеровского лага “DOLOG 20”
фирмы STN Atlas Marine Electronics при работе его по грунту:
– |
диапазон измерения продольной скорости – |
от –5 до +30 уз; |
– |
диапазон измерения поперечной скорости – |
от –5 до +5 уз; |
–точность измерений скорости – 0.01 узла или 0.2% от измеряемого значения, в зависимости от того, что больше;
–максимальная глубина работы по грунту – 600 м.
Гидроакустические корреляционные лаги. По сравнению с доплеровскими измерителями скорости и проходимого расстояния корреляционные лаги имеют следующие достоинства:
•одновременно измеряют скорость и глубину под килем;
•на точность измерения скорости судна не влияют условия распространения звука;
•благодаря широким диаграммам направленности, акустические антенны не требуется стабилизировать на качке.
Ккорреляционным измерителям скорости и пройденного расстояния относятся лаги “SAL-840”, “SAL-860” фирмы Consilium Marine (Швеция).
Корреляционный лаг характеризуется высокой точностью:
погрешность измерения скорости лежит в пределах ±0.1 уз, пройденного расстояния – ±0.2%, глубины под килем – ±1%.
Для примера приведем характеристики доплеровского лага “SAL860” фирмы Consilium Marine при измерении абсолютной скорости судна:
–диапазон измерения продольной скорости – от –8 до +30 уз;
–диапазон измерения поперечной скорости – от –8 до +8 уз;
–точность измерений скорости – 0.1 узла или 0.5%, в зависимости от того, что больше;
–максимальная глубина работы по грунту – 300 м.
Врежиме работы относительно воды этот лаг измеряет скорость в диапазоне от 0 до +30 узлов. Точность измерения скорости относительно воды составляет 0.1 узла (V до 10 узлов) и 1%, когда V больше 10 узлов. Погрешность в проходимом относительно воды расстоянии лежит в пределах 1% от его значения.
Радиодоплеровский лаг. Этот датчик предназначается для судов
сдинамическими принципами поддержания, а также для ледоколов. Он служит для измерения продольной, поперечной скорости судна и проходимого им расстояния относительно поверхности моря, льда или суши.
155