§ 77. Определение места корабля по пеленгам на три ориентира
Сущность способа.
С корабля одновременно измеряются пеленги на три ориентира. Изолинией, соответствующей пеленгу, измеренному на ориентир
А (рисунок внизу слева) при небольших расстояниях до ориентира на карте в проекции Меркатора, будет прямая, проведенная через ориентир
А под углом, равным истинному пеленгу на этот ориентир. Аналогично изолиниями, соответствующими пеленгам, измеренным на ориентиры
В и С, будут также прямые, проходящие через ориентиры под углами, равными истинным пеленгам на эти ориентиры. Точка
Мо пересечения трех проведенных таким образом изолиний (линий положения) и представляет собой
обсервованное место корабля.
Если в опознании одного из ориентиров, а равно в измерениях пеленгов или при их прокладке будет допущена ошибка, то
линии пеленгов в одной точке не пересекутся, а образуют треугольник, называемый треугольником погрешностей. Таким образом,
измерение третьего пеленга позволяет получить простой критерий для суждения о надежности обсервации и обнаружения допущенных при ее выполнении ошибок. Это является важным достоинством определения места корабля по трем пеленгам. Поскольку, кроме того, измерения, обработка их результатов и прокладка линий положения на карте весьма просты, этот способ является основным при определении места корабля для обеспечения навигационной безопасности плавания, а в некоторых случаях и при использовании оружия. Он может применяться всегда, когда в видимости корабля находится не менее трех ориентиров, а к точности определения места не предъявляется особо высоких требований, которые вынуждали бы применять другие, более точные, но и более сложные способы:
по двум углам. с помощью радионавигационных систем и т. д.
Приступая к определению места корабля, в первую очередь надо выбрать ориентиры для пеленгования. Как будет показано ниже,
наибольшая точность определения места достигается при пеленговании ориентиров, наиболее, близких к кораблю, разность пеленгов на которые
возможно ближе к 120°, или по крайней мере расположенных так, чтобы корабль находился внутри треугольника, вершинами которого являются эти ориентиры. Если все ориентиры расположены в одной половине горизонта, то наивыгоднейшая
разность двух смежных пеленгов должна быть около 60°; во
всяком случае надо стремиться, чтобы для любой пары ориентиров она была не меньше 30°.
Выбрав и опознав ориентиры на местности, приступают к их пеленгованию.
Измерение пеленгов на ориентиры производится с помощью пеленгатора гироскопического или магнитного компаса. На подводных лодках для этого можно пользоваться перископом. Если отсчет пеленга непосредственно снят быть не может, измеряется курсовой угол по
азимутальному кругу перископа. Одновременно с измерением курсового угла должен быть замечен курс по компасу. Компасный пеленг рассчитывается по формуле
КП = КК + КУ.
Чтобы уменьшить ошибки, возникающие вследствие перемещения корабля за время измерений,
первыми следует измерять пеленги на ориентиры, находящиеся по носу или за кормой корабля, а последними — близкие к траверзу;
отсчет лага и момент времени по часам замечать непосредственно вслед за измерением последнего пеленга. Если скорость хода корабля велика, а быстрое измерение пеленгов по каким-либо причинам невозможно, следует прибегать к приему приведения пеленгов к одному моменту.
Исправив приведенные компасные пеленги поправкой компаса
ИП1 = КП1 + ΔК;
ИП2 = КП2 + ΔК; ИП3
= КП3 + ΔК,
можно приступить к их прокладке на карте в той же последовательности, в какой производилось пеленгование.
На карте следует проводить лишь небольшие отрезки линий пеленгов близ точки их пересечения; ненужные участки линий стирать.
Если все три линии пеленгов пересеклись в одной точке, она и принимается за
обсервованное место корабля. Если линии пеленгов в одной точке не пересеклись, а образуют
треугольник погрешностей, размеры
которого невелики, место корабля берется: в равностороннем треугольнике — в его середине, в равнобедренном — ближе к меньшей его стороне. Обозначив обсервованную точку
условным знаком (кружок) и надписав рядом дробью момент по часам и отсчет лага, надо нанести на карту
счислимую точку, соответствующую моменту обсервации,
показать невязку и сделать запись на правой странице навигационного журнала.
Если размеры треугольника погрешностей велики (превышают 5 мм), то это говорит о том, что
в опознании ориентиров, измерении, исправлении или прокладке пеленгов допущена большая ошибка. Надо сразу найти ее причину: проверить правильность опознания ориентиров, записей, расчетов, прокладки.
Если ошибка не будет найдена, следует повторить определение места, тщательно контролируя правильность всех действий. Если и в этом случае получен
треугольник погрешностей и при этом ориентировка и размеры треугольников погрешностей оказываются существенно различными, то
причиной появления треугольника погрешностей надо считать случайные ошибки измерений. Следует принять меры к их уменьшению (повышению точности пеленгования), а если это невозможно —
считать обсервованные точки находящимися всегда внутри треугольников погрешностей.
Если размеры и ориентировка треугольников погрешностей остаются примерно одинаковыми, а
невязки невелики или имеют почти равное направление, то это говорит о том, что
во всех определениях места содержатся одинаковые ошибки. В первую очередь надо еще раз тщательно проверить правильность опознания ориентиров или попытаться определять место по другим ориентирам. Если есть полная уверенность, что ориентиры опознаны правильно, можно
предположить причиной появления треугольника погрешностей ошибку в учитываемой поправке компаса и проверить это предположение, определив ее или сличив
показания компаса с дублирующим курсоуказателем.
Предположим, что выполненный таким образом анализ, дополненный анализом работы компаса, показал, что ошибка в его поправке возможна. Тогда ее определение можно выполнить двумя способами.
1. Рассчитать горизонтальные углы между направлениями на ориентиры как разности соответствующих пеленгов
a = КП2
- КП1 ; b
= КП3 - КП2
и получить место на карте по двум горизонтальным углам с помощью протрактора или кальки. Снять с карты истинные пеленги от обсервованной точки на ориентиры, найти их разности с компасными пеленгами:
ΔК' = ИП1
- КП1 ,
ΔК'' = ИП2
- КП2 ,
ΔК''' = ИП3
- КП3
и рассчитать поправку компаса как их среднее
значение ΔК = ( ΔК'
+ ΔК'' + ΔК''')
/ 3.
Произвести определение места по пеленгам еще раз (можно с использованием других ориентиров), принимая для исправления пеленгов новое значение поправки компаса, Если теперь линии пеленгов будут пересекаться в одной точке или треугольник погрешностей будет невелик, то это можно считать подтверждением сделанного предположения и правильности исключения ошибки в поправке компаса.
2. Изменить все пеленги на один и тот же угол
e (например, на
+2°) и опять проложить их на карте (рисунок слева). Ясно, что углы,
образованные проложенными при этом линиями пеленгов, будут равны углам между линиями пеленгов, проложенными первый раз. Действительно, если рассмотрим, например, пеленги, проложенные от первого и второго ориентиров, то
КП2 + ΔК +
e - (КП1
+ ΔК + e) =
КП2 - КП1 =
a
.
Следовательно, точка пересечения Е1 линий пеленгов, проложенных от первого и второго ориентиров в
первый раз (являющаяся одной из вершин первоначального треугольника погрешностей), точка пересечения
Е2 линий пеленгов, проложенных от первого и второго ориентиров вторично (после того как все пеленги были изменены на один и тот же угол
e), и точка Мо, которую мы получили бы, если бы нанесли место по двум горизонтальным углам
a и
b, рассчитанным из пеленгов первым способом, лежат на одной и той же окружности, проходящей через ориентиры
А и В и вмещающей угол
a. Аналогично можно сказать, что точка
F1
пересечения линий пеленгов, проложенных от второго и третьего ориентиров,
являющаяся одной из вершин первоначального треугольника погрешностей, соответственная вершина
F2 вторичного треугольника погрешностей и точка
Мо лежат на окружности, проходящей через ориентиры
В и С и вмещающей угол
b. И, наконец, соответственные вершины
G1 первого треугольника погрешностей,
G2—второго треугольника погрешностей и точка
М0 лежат на окружности, проходящей через ориентиры
A и С и вмещающей угол
a +
b.
Таким образом, если через вершину Е1 первого треугольника погрешностей и соответственную вершину
Е2 второго треугольника провести дугу окружности, вмещающей угол
a; через соответственные вершины
F1 и
F2 старого и нового треугольников погрешностей—дугу окружности, вмещающей угол
b, и через соответственные вершины
G1 и
G2 треугольников погрешностей— дугу окружности, вмещающей угол
a +
b, то все три проведенные нами дуги пересекутся в точке Мo, представляющей собой
обсервованное место корабля, свободное от влияния ошибки в поправке компаса.
Но, поскольку ошибка поправки компаса обычно бывает невелика,
рассмотренные нами точки E1 и
Е2, F1 и F2,
G1 и G2 будут находиться недалеко от точки Мо, а проходящие через них окружности можно без значительного ущерба для точности заменить прямыми линиями.
Следовательно, для исключения постоянной ошибки, одинаковой во всех трех пеленгах, надо выполнить следующие действия:
а) изменить три пеленга на один и тот же угол
e (например, на —2° или на +3°) и проложить эти измененные пеленги на карте;
б) соединить сходственные вершины первоначального и нового (полученного после изменения всех пеленгов на угол
e) треугольников погрешностей прямыми линиями;
в) в точке пересечения этих прямых найти обсервованное место, в котором влияние постоянной погрешности пеленгования (ошибка поправки компаса) будет исключено;
г) измерить на карте истинные пеленги на ориентиры от точки
Мо; найдя разности, которые они составляют с соответствующими компасными пеленгами, рассчитать их среднюю величину, представляющую действительную поправку компаса;
д) последующими определениями по трем пеленгам проверить правильность найденного значения поправки компаса.
Поскольку прямые линии, в пересечении которых получается место корабля, заменяют собой дуги окружностей, вмещающих горизонтальные углы
a и
b, по существу, этот способ эквивалентен определению места по двум горизонтальным углам и ему присущи те же недостатки. В частности, и тут
может иметь место случай неопределенности, когда корабль находится на окружности, проходящей через все три ориентира, или вблизи нее. Чтобы избежать случая неопределенности, расположение ориентиров, предназначенных для пеленгования, должно быть таким же, как и при определении места по двум углам.
