Параметры навигационной безопасности плавания и их допустимые значения

3.7. Допустимые интервалы времени между последовательными обсервациями и между определениями течений

Известно, что погрешности счисления возрастают с течением времени. Поэтому очередная обсервация должна быть произведена через интервал, не превышающий того промежутка времени, при котором погрешность счислимого места не выйдет за допустимые пределы.

При плавании (без использования ИНС) в открытом море и в прибрежных районах этот интервал находится c помощью формулы (1.6.1), в которой СКП счислимого места рассматривается, как допустимая СКП, а СКП счисления раскрывается с помощью формул (1.6.6). С учетом этого допустимый интервал счисления, выраженный в часах, определяется решением формулы (1.6.1) относительно времени t:

                              (3.7.1)

где Мо – радиальная СКП последней обсервации, мили; Кс – коэффициент точности счисления; Мд – допустимая радиальная СКП места, определяемая по правилам, изложенным выше, мили.

Первая формула (3.7.1) используется при плавании в открытом море, вторая – при плавании в прибрежных районах.

Допустимый интервал между определениями места может быть задан директивно вышестоящим командованием в виде конкретной величины tз. Кроме того, следует учитывать, что по правилам хорошей штурманской практики, независимо от заданного или допустимого интервала между обсервациями, на каждом курсе должно быть произведено минимум две обсервации – одна сразу же после поворота на данный курс, а другая перед поворотом на очередной курс. Поэтому могут быть три варианта определения  дискретности обсерваций:

– если длительность плавания данным курсом t больше величины tз, а эта величина в свою очередь больше интервала tд, вычисленного по формуле (3.7.1), то есть tд < tз < t, то за допустимый интервал принимается наименьший из указанных то есть величина tд, рассчитанная по формуле (3.7.1). Этот вариант чаще всего используется в открытом море;

– если длительность плавания данным курсом больше директивного интервала tз, но меньше величины tд, то есть tз < t < tд, то за допустимый интервал принимается директивный tз. Этот вариант характерен для условий прибрежного плавания;

– если длина линии курса S такова, что время плавания этим курсом со скоростью V меньше интервалов tз  и tд, полученного по формуле (3.7.1), то за допустимый интервал принимается величина

,                                (3.7.2)

где to –  время производства обсервации; Dt –  время, необходимое для оценки обстановки и для предвычисления очередных поворотных данных.

Этот вариант чаще всего используется в узкости, когда плавание совершается с частой сменой непродолжительных по времени курсов. Если при расчете интервала по формуле (3.7.2) результат получится отрицательный, то следует либо уменьшить расчетную скорость, либо избрать другой, менее трудоемкий способ определения места.

Пример.

Продолжительность плавания данным курсом t = 1,3 ч, директивный интервал между обсервациями tз = 1,0 ч. Определить дискретность обсераций на этом курсе, если радиальная СКП места в данном районе Мо = 0,8 мили, радиальная допустимая СКП Мд = 1,0 миля, коэффициент точности счисления Кс  = 1,2.

Р е ш е н и е: по формуле (3.7.1) вычисляют tд = 0,7 ч; так как tд < tз < t, то за допустимый интервал между обсервациями на данном курсе принимается величина tд = 0,7 ч = 42 мин.

Рассмотрим допустимые интервалы между определениями элементов морского течения.

Поскольку морские течения обладают случайной изменчивостью, то выявленная составляющая вектора скорости течения с течением времени устаревает. Поэтому элементы течения, полученные в результате обработки обсерваций или по показаниям абсолютного и относительного лагов, могут учитываться ограниченный интервал времени, после которого их учет не повышает, а понижает точность счисления [15].

Для оценки допустимого интервала времени tд, в течение которого целесообразно учитывать выявленное течение, будем исходить из предположения о том, что на небольшом отрезке времени квазипостоянная составляющая скорости морского течения изменяется несущественно.

Дисперсия выявленного течения определяется формулами (1.6.11). Течение целесообразно учитывать до тех пор, пока эта дисперсия будет меньше суммарной дисперсии скорости течения, обусловленной его природной изменчивостью. Поэтому, принимая дисперсии скорости течения по координатным осям одинаковыми, можно написать:

                         (3.7.3)

Напомним, что здесь sпр – среднее квадратическое значение быстроизменяющейся (переменной) составляющей скорости течения, sп – среднее квадратическое значение квазипостоянной составляющей скорости течения.

Раскрывая нормированную автокорреляционную функцию, соответствующую первой автокорреляционной функции (1.6.9), и решая полученное неравенство относительно t = tд, получим выражение для искомого временного интервала, определяющего дискретность определения элементов морского течения:

                          (3.7.4)

Для численного значения параметров, указанных в табл. 1.6.1 и отражающих осредненные данные для Мирового океана, получены интервалы tд (ч), приведенные в табл. 3.7.1.

Т а б л и ц а 3.7.1

Видно, что интервалы между определениями элементов морского течения для реального диапазона скоростей корабля находятся в пределах двух часов.

Учитывая, что течение сохраняет свои инерционные качества в течение времени, при котором нормированная автокорреляционная функция изменяет численное значение от единицы до 0,5, указанные в таблице значения в реальных условиях должны быть еще меньше.

При пренебрежимо малой квазипостоянной составляющей и при указанном изменении нормированной автокорреляционной функции интервал между определениями элементов течения может быть определен по более простой приближенной формуле

                          (3.7.5)

где

Интервалы tд, рассчитанные по этой формуле, в два с лишним раза меньше указанных в табл. 3.7.1.

При выводе двух последних формул предполагалось, что погрешности определения элементов течения пренебрежимо малы.

Пример.

При плавании корабля в океане со скоростью 12 уз определили вектор скорости течения. Определить продолжительность его учета, если по многолетним гидрологическим наблюдениям в данном районе плавания выявлены следующие параметры случайной функции скорости морского течения: s2п = 0,1 уз2, s2пр = 0,25 уз2, aпр = 0,1 + (V / 10)2/3.

Р е ш е н и е: по формуле (3.7.4) вычисляется искомый интервал tд = 0,98 ч »1ч.

Смотрите также

История парусных судов и образования яхтенного вида спорта

Назначение, сущность и разновидности счисления

Методика проведения искусственной вентиляции легких и закрытого массажа сердца