PGS_4_prilozhenie

обтягивающего корпус судна по шпангоуту антенны и имеющего посредине блок для пропускания троса с диском, маркировка троса должна быть выполнена с учетом конструкции используемого дополнительного приспособления.

4 Порядок работы при калибровке следующий:

а) эхолот включается за некоторое время до начала калибровки, предусмотренное инструкцией по эксплуатации для установления рабочего режима измерений.

б) Диск (доска) последовательно опускается на каждый горизонт калибровки от минимальной до максимальной, а затем поднимается от максимальной до минимальной глубины калибровки. Глубина погружения диска устанавливается по маркам на тросе, которые должны находиться на поверхности воды весь промежуток времени фиксации данного горизонта калибровки. Эхолот регулируется так, чтобы на эхограмме или на экране дисплея получилась четкая запись отраженного от диска сигнала. Тарирующий диск удерживается на каждом горизонте калибровки столько, чтобы на эхограмме получилась четкая линия записи отраженного от диска сигнала длиной не менее 10 мм. На эхограмме, в моменты, когда судно стоит на ровном киле и без крена, а марка находится на поверхности воды, на эхограмме делаются оперативные отметки и записываются глубины калибровки, считываемые по маркам на тросе.

Такие же операции производятся при подъеме диска с максимальной до минимальной глубины калибровки.

в) Во время калибровки на эхограмме фиксируется и записывается напряжение судовой электросети, время, дата, место (номер планшета) и координаты точки калибровки. В случае калибровки способом определения средней скорости звука в слое воды от минимального до максимального горизонта калибровки на эхограмме записывается значение параметра скорости звука, введенное в эхолот, чтобы показания эхолота были равны глубине погружения диска.

5 Калибровку эхолота по записям на эхограммах необходимо обрабатывать и систематизировать в полевой период в журнале съемки, относящемся к данному планшету.

Суммарная поправка ∆zТ определяемая калибровкой, вычисляется по формуле

zT zГТ zэ,

(1)

где zГТ – горизонт калибровки - отсчет глубины погружения калибровочного диска по маркам на тросе;

zЭ – глубина погружения диска, измеренная эхолотом (снятая с эхограммы).

По результатам калибровки составляется таблица, а затем строится график суммарной поправки ∆zТ как кусочно-линейная функции глубины калибровки, каждый отрезок которой представляется уравнением прямой, коэффициенты которой для каждого диапазона глубин калибровки могут

112

быть внесены в память ЭВМ для возможности автоматического определения поправки в зависимости от измеренной глубины.

В случае калибровки способом определения среднего значения скорости звука введенного в эхолот, чтобы показания эхолота были равны глубине погружения диска, рассчитанное среднее значение скорости звука по значениям, зарегистрированным при калибровке, вводится в эхолот на период съемки данного района.

Рисунок 2 - Вид эхограммы при калибровке однолучевого эхолота с помощью калибровочного диска (доски) способом определения средней скорости звука в слое воды от минимального до максимального горизонта калибровки

113

Приложение 11

к пункту. 2.1.3.3

Методика проверок и калибровки многоантенных эхолотов

1 Проверочные испытания многоантенных эхолотов

1.1 Проверочные испытания Контроль инструментальной погрешности многоантенного эхолота

производят в соответствии с инструкцией по его использованию.

1.2Для определения глубины сплошного перекрытия облучаемых зондирующим гидроакустическим импульсом зон между смежными антеннами многоантенного эхолота необходимо поочередно погружать в воду на тросе калибровочного устройства металлический диск диаметром не менее 300 мм посередине между каждыми двумя смежными антеннами забортного устройства. С появлением на бумажной ленте самописца записи эхосигнала от диска одновременно по двум смежным каналам многоантенного эхолота по маркам троса отсчитывается глубина перекрытия между этими антеннами. Таким же образом поступают при медленном подъеме диска, а из полученных значений выводится среднее.

За глубину сплошного перекрытия многоантенного эхолота в целом принимается наибольшая из полученных глубин перекрытия между смежными антеннами, увеличенная на углубление ближайшей к килю антенны, смонтированной в днище судна.

1.3Для определения минимальной глубины, фиксируемой многоантенным эхолотом, диск калибровочного устройства погружается последовательно под каждым преобразователем забортных устройств, и по маркам линя отсчитывается глубина погружения диска, при которой на эхограмме появится запись эхо-сигналов от него. Наблюдения повторяются при подъеме диска, и выводится среднее значение минимальной глубины.

За минимальную глубину, фиксируемую многоантенным эхолотом в целом, принимается наибольшая из зафиксированных минимальных глубин, увеличенная на углубление ближайшего к килю врезного преобразователя.

2 Калибровка многоантенного эхолота.

2.1 Перед калибровкой необходимо выполнить настройку эхолота и необходимые проверки, предусмотренные инструкцией по эксплуатации прибора. Необходимо также выполнять измерение скорости звука на вертикальном профиле, чтобы обновить данные для вычисления поправок на скорость звука.

Для определения систематической погрешности углов крена используются данные с галса, проложенного на участке с ровным дном. Разность глубин на концах съемочного профиля позволяет вычислить систематическую погрешность датчика крена.

Для корректировки погрешности в местоположении глубины вследствие временной задержки системы определения места с момента обсервации до момента измерения глубины каждой антенной используют

114

данные, полученные на совпадающих галсах, проложенных в противоположных направлениях через участок дна с характерными формами рельефа дна.

Для определения рассогласования осей системы координат антенны эхолота по курсу используются данные с двух галсов, проложенных через участок дна с характерными формами рельефа дна в одном и том же направлении. При наличии такого рассогласования в зоне перекрытия будут наблюдаться расхождения глубин.

2.2 Определение времени запаздывания выработки координат системой определения места и моментом измерения навигационных параметров.

Время задержки или запаздывания - сдвиг по времени между моментом выработки координат системой определения места и моментом измерения навигационных параметров.

Процедура определения временного сдвига состоит в пробеге судном двумя парами съёмочных галсов на различных скоростях по участку акватории с равномерно наклоненным морским дном. Чем больше градиент глубин по галсу, тем выше разрешение искомого параметра. Наклон должен быть достаточной протяженности, чтобы гарантировать осуществление представительной выборки.

Запаздывание получают для каждой антенны, измеряя продольное смещение профиля глубин по направлению галсов из-за различных скоростей судна. Чтобы исключить влияние дифферента судна, галсы следует проложить одним и тем же курсом. Полосы покрытия на галсах должны полностью перекрываться.

Запаздывание t получают из уравнения

t			x	,	(1)
	v	2	v
			1

где x - смещение в плане между двумя профилями для каждой антенны; v1 и v2 - скорости судна на галсе 1 и 2 соответственно.

Полученные значения временной задержки для каждого преобразователя усредняют.

2.3 Определение рассогласования по углу рыскания

Рассогласование по углу рыскания – суммарный угол рассогласования датчика курса и конструктивной оси кронштейнов забортного устройства с продольной осью горизонтной системы отсчета в горизонтальной плоскости судна.

Процедура определения рассогласования по углу рыскания для забортного устройства по левому и правому борту состоит в установке на дно бетонного якоря, размер которого должен быть не менее 1 м × 1 м × 1м, и в пробеге двумя парами взаимно обратных галсов на той же самой скорости таким образом, чтобы одну и ту же точку протяженного поднятия дна перпендикулярно его продольной оси. Полосы покрытия на галсах должны перекрываться полностью.

115

После определения запаздывания рассогласование по азимуту получают измерением продольного смещения профилей глубин по направлению галсов.

Величина азимутального рассогласования α, может быть получена из уравнения:

x

arctg , (2)

L

где x - отстояние в плановом положении батиметрической особенности на смежных взаимно обратных галсах;

L - отстояние от точки измерения глубины центральной антенной. 2.4 Определение рассогласования по углу крена

Рассогласование по углу крена - суммарный угол отклонения вертикали инерциального устройства измерения углов качки и перпендикуляра к конструктивной оси кронштейна забортного устройства относительно местной вертикали в поперечной плоскости судна. Процедура определения рассогласования по углу крена состоит в пробеге пары взаимно обратных галсов съёмки на той же самой скорости на участке акватории с горизонтально плоским дном. Полосы покрытия на галсах должны полностью перекрываться.

После определения запаздывания и рассогласований по азимуту рассогласование по крену получается измерением смещения по вертикали точек зондирования дна для каждой антенны на взаимно обратных галсах.

Чтобы исключить влияние запаздывания по времени, рассогласования азимуту, систему нужно ввести поправки в измеренные глубины на эти параметры.

Смещение по углу качки d R, может быть получено из уравнения:

				z
		R	arctg		,	(3)
				2 y

где z - вертикальное смещение глубин, измеренных идентичным антеннами на взаимно обратных галсах;

y - расстояние от точки измерения центральной антенной. Используемое для обработки данных измерений программное

обеспечение должно располагать диалоговыми инструментами и обеспечивать вычисление указанных выше трех параметров с привлечением набора измерительной информации: данных измерения датчиков угловой и вертикальной качки, данных обсерваций по радионавигационной системе и курса, геометрические ординаты теоретического чертежа каждого датчика (датчиков угловой и вертикальной качек, преобразователей MАЭ), данные вертикального профиля скорости звука в воде. Вычисление смещения должны быть сделаны по нескольким выборкам, чтобы получить среднюю величину. Смещения могут иметь неопределенность, величина которой соответствует стабильности датчиков динамического движения судна –

116

датчиков угловой и вертикальной качек, рыскания. Вычисление систематических отклонений по углам и времени основано на сравнении глубин на идентичных профилях измеренных глубин, поэтому полученные данные должны быть обработаны на предмет исключения грубых ошибок и нахождения вероятнейших значений измерений глубины.

117

Приложение 12

к ст. 2.1.3.3

Методика калибровки многолучевого эхолота

1 Определение рассогласования осей датчика бортовой и килевой качки

сосями судовой системы координат по углам крена, дифферента и рыскания.

1.1Измерения крена, дифферента и вертикальной качки датчиками угловой и вертикальной качки.

Датчики угловой и вертикальной качки (датчики динамического движения судна - в зарубежной терминологии) используются, чтобы компенсировать угловую и вертикальную качки судна: крен, дифферент, рыскание и высоту вертикального перемещения судна при вычислении глубины и ее положения по измеренным наклонному расстоянию от антенны эхолота до точки отражения на дне и направлению приема отраженного сигнала. Для возможности вычисления глубины используются данные, вырабатываемые датчиком динамического движения. Это - углы поворота судовой системы координат относительно горизонтной (оси горизонтной системы параллельны осям геодезической системы координат, а начало совпадает с началом судовой координатной системой отчета): угол поворота

судна вокруг его продольной оси (крен - R), угол поворота судна вокруг его поперечной оси (дифферент - P), угол поворота судна вокруг его вертикальной оси - рыскание судна (α) (см. рис. 1) и высоту вертикальной качки.

Рисунок 1 - Параметры, измеряемые датчиком динамического перемещения судна (xL, yL, zL – оси горизонтной системы, x, y, z – оси судовой координатной системы отчета) слева направо: рыскание, крен и дифферент

Определение углового ориентирования приборной координатной системы отчета (ПКСО) датчика бортовой и килевой качки (ДБКК) в судовой координатной системе отсчета (СКСО) имеет целью обеспечить требуемую точность измерения глубин и их местоположения при съемке рельефа дна в диапазоне глубин менее 20 м и должно проводиться с точностью в пределах 0,05° для дифферента и крена и 0,3° для рыскания.

Определение углового ориентирования ПКСО ДБКК в СКСО выполняется в следующем порядке: сначала необходимо установить рассогласование приборной и судовой координатных систем отсчета по углу рыскания, а затем - по углам крена и дифферента. Практически, однако, эти

118

измерения часто объединяются из-за ограничений по времени, оставляя небольшую остаточную погрешность, которая должна быть исправлена калибровкой по участку дна с характерными формами рельефа дна.

Поскольку в результате калибровки необходимо найти рассогласование между осями ДБКК и СКСО, калибровка выполняется по опорному направлению, фиксированному в СКСО. В качестве такого направления выбирается диаметральная плоскость судна, положение которой определяется фиксированными точками на палубе судна, расстояние которых от диаметральной плоскости однозначно определяется по строительному чертежу судна.

Калибровка должна проводиться при стоянке судна у прямолинейного участка причальной стенки, направление которой должно быть определено геодезически с точностью не хуже 1,5 .

Калибровка по курсу производится при двух противоположных направлениях оси абсцисс СКСО постановкой судна к стенке поочередно левым и правым бортом и заключается в определении геодезического направления данной оси и его сопоставления с показаниями курсоуказателя ДБКК. Такой подход компенсирует систематические погрешности определяемого направления диаметральной плоскости. Взаимное положение диаметральной плоскости судна, точек, фиксирующих ее положение на судне, и точек причальной стенки при калибровке ДБКК по углу рыскания показано на рисунке 2.

Процедура калибровки состоит в одновременном измерении расстояний (М1 и M2 на рис. 2) от выбранных на палубе точек на соответствующем борту, повернутому к причальной стенке, как показано на рис. 2, и снятия отсчетов курсоуказателя ДБКК. Для обеспечения требуемой точности калибровки выполняется не менее 10 серий одновременных измерений курса и расстояний (М1 и M2) между опорными точками и причальной стенкой. Полученные данные измерений осредняются.

Сложение средних значений измеренных расстояний до причальной стенки и отстояний опорных точек от диаметральной плоскости, а также учет расстояний между опорными точками по оси абсцисс СКСО, снятых с чертежа судна, позволяет теперь вычислить среднее значение угла между осью СКСО и причалом и, таким образом, азимут оси абсцисс СКСО. Далее вычисляется разность геодезического и полученного значений направлений диаметральной плоскости судна.

Измерения повторяется при противоположном его положении судна относительно причала. Вычисленная разность геодезического и полученного значений усредняется со значением, полученным при противоположном положении судна относительно причала. Полученная величина и представляет необходимую поправку, которую следует учитывать при вычислении координат антенны МЛЭ в геодезической координатной системе отсчета.

119

1

нтенна

ентр тяжести

судна

нтенна приемника

РНС

Рисунок 2 - Положение судна относительно причальной стенки при определении рассогласования осей абсцисс ДБКК и СКСО по углу рыскания

Крен судна будет влиять на получаемые результаты калибровки, поскольку используемые опорные точки на борту судна не будут, вероятно, иметь той же самой высоты в пределах СКСО, и более высокая точка будет смещена поперек судна больше чем нижняя. Когда судно накренено, любой дифферент будет или уменьшать или усиливать этот эффект. Найденные угловые рассогласования должны, таким образом, быть исправлены, используя дифферент, крен и разность высот между используемыми опорными точками. Повторение калибровки в двух направлениях не обязательно уравновесит этот эффект, поскольку это зависит, был ли крен только вызван людьми, которые стояли около кнехтов (уравновешивается), или загрузкой судна (не уравновешивается).

1.2 Калибровка датчика угловой качки по углам дифферента и крена После того как рассогласование по оси рыскания между ПКСО ДБКК и

СКСО определено, необходимо установить рассогласование по углам дифферента и крена. Для этой цели также используются выбранные на палубе опорные точки, по которым определяется положение диаметральной плоскости судна. Определение рассогласования по углам крена и дифферента может быть выполнено тремя различными способами:

1)в доке, используя результаты геодезической съемки высот выбранных точек на судне помощью тахеометра;

2)в доке, используя нивелирование опорных точек;

3)на плаву, используя нивелирование.

1.2.1 Определение рассогласования по углам крена и дифферента в доке, используя данные тригонометрического нивелирования.

120

При нахождении судна в доке и при наличии условий для геодезических измерений с помощью тахеометра выполняется высотная съемка опорных точек судна. Для этого в зависимости от условий видимости на берегу в местной системе координат (с произвольными началом и уровнем отсчета высот) создается планово-высотная сеть съемочных точек. Далее из каждой точек этой сети с помощью тахеометра измеряются вертикальный угол на каждую из опорных точек на судне и измерение с помощью лазерного дальномера расстояния до этих точек. Одновременно на судне берут отсчет на ДБКК по углам крена и дифферента. По измеренным расстояниям и вертикальным углам вычисляют высоты судовых опорных точек, а по расстояниям между этими точками, снятым со строительного чертежа судна,

сучетом их высот относительно плоскости XOY судна вычисляют истинные углы крена и дифферента судна. Разности между вычисленными значениями углов крена и дифферента с измеренными с помощью ДБКК представляют калибровочные поправки в углы, измеряемые ДБКК.

1.2.2Определение рассогласования по углам крена и дифферента в доке, используя нивелирование.

Для выполнения калибровки данным способом на берегу создается высотная сеть с условным уровнем отсчета высот. Затем из пунктов высотной сети с использованием нивелиров и нивелирных реек проводится измерение превышений выбранных на судне опорных точек относительного условного нуля высот. Одновременно с проведением геодезических измерений по ДБКК отсчитываются значения углов крена и дифферента. По полученным из нивелирования высотам судовых опорных точек и по расстояниям между этими точками, снятым со строительного чертежа судна

сучетом их высот относительно плоскости XOY судна вычисляют истинные углы крена и дифферента судна. Разности между вычисленными значениями углов крена и дифферента с измеренными с помощью ДБКК представляют калибровочные поправки в углы, измеряемые ДБКК.

1.2.3Определение рассогласования по углам крена и дифферента на плаву, используя нивелирование.

Если постановка судна в до невозможна или условия не позволяют выполнить геодезические измерения у дока, калибровка ДБКК по углам крена и дифферента проводится нивелированием прямо на борту судна. Как и в предыдущем случае, для этого используются фиксированные точки на борту судна как опорные. Проблема состоит в том, что судно находится в воде и поэтому подвержено качке даже в процессе калибровки. Поэтому для калибровки данным способом предпочтительно используется нивелир с фиксированной оптической трубой (глухой нивелир).

Нивелир устанавливается на борту симметрично между точками, которые будут использоваться для нивелирования (на рис. 3 показано взаимное положение опорных точек и точек установки нивелира для калибровки по дифференту и крену). Для удобства, нивелир устанавливается так, чтобы один винт подставки нивелира занял положение по направлению

121