ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ СУДНА

Кодекс ПДНВ-95 в Главе II «Капитан и палубная команда», в табл. А.П-2 «Минимальные знания, понимание и умение для ка­питанов и старших помощников капитанов судов валовой вмести­мостью от 500 р.т. и более» содержит требование не только уметь определить местоположение своего судна всеми доступными спо­собами, но и проанализировать точность полученного места.

Измерения навигационных параметров, как правило, име­ют отклонения от истинного их значения. Эти отклонения назы­вают погрешностями навигационных параметров. Погрешности бывают систематические и случайные. Кроме того, существует особый вид погрешностей - промахи, возникающие как резуль­тат ошибок, допускаемых наблюдателем.

Систематические погрешности не меняют своего значения со временем, или меняют настолько незначительно, что практи­ческого значения эти изменения не имеют, или меняют, но закон изменения систематических погрешностей известен. На опреде­ление местоположения судна они влияют, уводя полученное мес­то от истинного постоянно в одну какую-либо сторону. Система­тические погрешности можно выявить сравнением с эталонным значением навигационного параметра и исключить из результа­та измерений. Систематические погрешности имеют знак и мо­гут быть использованы в виде поправки при измерениях. Напри­мер, сравнение истинного пеленга с компасным пеленгом позво­ляет получить поправку компаса и впоследствии исключать ее из компасных пеленгов.

Случайные погрешности возникают в результате хаотичес­кого воздействия целого ряда незначительных причин (влияние плотности атмосферы, неточное измерение расстояния до ори­ентира кругом дальности на экране РЛС, отсчет данных на кар­тушке компаса в зависимости от угла зрения наблюдателя и т.п.). Предвидеть случайные погрешности заранее невозможно, исключить их из измерений в виде поправки нельзя. Такая по­грешность имеет знак ± и показывает результат разброса значе­ний при измерении.

Охарактеризовать случайные погрешности можно постоян­ной величиной - средней квадратической погрешностью (СКП), получаемой из серии наблюдений в неизменных условиях. СКП можно вычислить по формуле Бесселя

х-значение единичного измерения в серии, х — среднее значение из серии измерений, n-количество измерений в серии.

Для получения места судна измеряют навигационные параметры - пеленги, расстояния, разности расстояний, частоты сигналов и др.

СКП навигационных параметров можно получить из навига­ционных справочников, руководств по организации штурманской службы и т.п. (например, из Бюллетеня Международной ассоциа­ции навигационных средств и маячных служб - МАМС).

Значения СКП навигационных параметров, позволяющие вычислить СКП места судна:

гирокомпасного пеленга m_гкп= ± 0,7°;

магнитного компасного пеленга m_мкп= ± 1,5°;

радиолокационного пеленга т_рлп= ± 1^о;

расстояния, измеренного по PJIC_т= 1% от шкалы дальности,

если шкала дальности D_ш =4 милям;

расстояния, измеренного по РЛС, m_D=0,6% от шкалы дальности,

если шкала дальности D_ш> 4 миль;

высоты небесного светила m_h=1,5.

Общая формула оценки точности обсервованного места судна

где М-СКП места судна,

0 - угол между градиентами навигационных параметров;

М_лп1 и М_лп2 - СКП первой и второй линии положения.

Так как измеряют не линии положения, а навигационные параметры, то следует перейти к погрешностям навигационных параметров. Такой переход выполняют через градиенты навига­ционных параметров

М_лп=------

где М_лп - СКП линии положения,

т_нп- СКП навигационного параметра,

g_нп— градиент навигационного параметра.

Средняя квадратическая погрешность места судна, получен­ного по пеленгам навигационных параметров

где ЛП- угол между пеленгами на ориентиры,

D₁иD₂ - расстояния до навигационных ориентиров.

Средняя квадратическая погрешность места судна, получен­ного по пеленгу и расстоянию

гд е D - расстояние до ориентира.

Приведенная выше формула позволяет рассчитать погреш­ность места, полученного по одному ориентиру. Если же пеленг измеряют на один ориентир, а расстояние измеряют до другого ориентира, то в этом случае формула принимает вид

где П - угол между ориентирами.

СКП подчиняется закону нормального распределения (Гаусса). Так как Резолюция А. 529( 13) предлагает обозначать место судна на картах фигурой с вероятностью нахождения в нем судна 95%, то радиус такой фигуры (окружности) R_g5% = 2М. В соответствии с за­коном нормального распределения (Гаусса) круговая СКП места суд­на представляет радиус М окружности, охватывающей место нахож­дения судна с вероятностью 68%.

Одно время шли споры, что считать навигационным пара­метром, измеряемым приемоиндикаторами навигационных си­стем - тот сигнал, который принимает прибор, или ту величи­ну, которую получают с приембиндикатора. В конечном счете приняли решение считать навигационным параметром то, что оператор снимает с приемоиндикатора. В этом случае у приемо-индикаторов, которые показывают географические координаты (Лоран-С, GPS, DGPS) навигационным параметром считают эти координаты.

Для GPS, работающих в режиме точных отсчетов PA (Precision Acquisition), если считать СКП для широты = 0,001, а для дол­готы т_х = 0,002\ то СКП места судна, полученного по GPS

составит + 2 -10 м.

Любознательные судоводители, которые захотят оценить СКП места, получаемого по судовому приемоиндикатору GPS, могут на стоянке измерить серию значений широт и долгот (10-15 измере­ний), обработать их по формуле Бесселя, получить СКП широты и долготы и по приведенной выше формуле получить погрешность места судна, основанную на измерениях судового приемоиндика­тора GPS.