СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИСТИННОЙ ПОПЕРЕЧНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СКОРОСТИ СУДНА ПРИ КАЛИБРОВКЕ ЛАГОВ НА ВИЗУАЛЬНОЙ ТРАВЕРЗНОЙ МЕРНОЙ ЛИНИИ С ТЕОДОЛИТНЫМИ ПОСТАМИ Российский патент 2008 года по МПК G01S15/00 

Изобретение относится к области навигационной гидроакустики и предназначено для определения истинной поперечной составляющей скорости судна при калибровке лагов.

Под истинной скоростью понимается скорость судна, измеренная без помощи лага с погрешностью, по крайней мере в 3 раза меньшей, чем погрешность скорости, измеренной лагом [1, стр.190].

Калибровка лага в общем случае заключается в определении истинных и измеренных лагом (лаговых) продольной и поперечной составляющих скорости судна.

Известны способы определения истинной продольной составляющей скорости судов на мерных линиях [1, стр.195-198] и способы определения истинных продольной и поперечной составляющих скорости с помощью радиотехнических средств [1, стр.198-204].

Основным недостатком известных способов определения истинной скорости на мерных линиях является то, что они не позволяют определить истинную поперечную составляющую скорости судна. Достоинством этих способов является отсутствие необходимости установки на судно дополнительных аппаратных средств.

Основным недостатком способов, использующих радиотехнические средства является необходимость установки на судно дополнительной громоздкой аппаратуры, требующей электропитания. Этот недостаток особенно ощутим при калибровке лагов, устанавливаемых на подводные аппараты, объем помещения которых, ограниченность энергоресурса и специфичность электропитания (аккумуляторы) не позволяют разместить и задействовать на них дополнительную радиотехническую аппаратуру.

Наиболее близким аналогом предлагаемого способа является способ, описанный в [1, стр.197]. Этот способ определения истинной продольной составляющей скорости судна, характеризуется следующими операциями:

- мерную линию оборудуют двумя теодолитными постами. Установку теодолитов и их ориентирование производят геодезическими способами. Линии визирования теодолитов выставляют перпендикулярно к линии курса судна, определяют расстояния между точками установки теодолитов;

- в момент прохождения линии визирования первого теодолита заранее обусловленной точки судна по радио подают команду и запускают секундомеры на обоих теодолитных постах. При прохождении судном линии визирования второго теодолита секундомеры останавливают;

- истинную скорость определяют по пройденному расстоянию (длине пробега, равной расстоянию между теодолитами) и среднему времени прохождения этого расстояния;

- связь между постами и судном осуществляют по радио.

Недостатком рассмотренного способа является отсутствие в нем операций, позволяющих определить поперечную составляющую истинной скорости, возникающую при сносе или дрейфе судна в поперечном направлении.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности определения истинной поперечной составляющей скорости судна при калибровке лагов на визуальной мерной линии с теодолитными постами.

Для обеспечения указанного технического результата в способ определения истинной составляющей скорости судна при калибровке гидроакустических лагов на визуальной мерной линии с теодолитными постами, состоящий в том, что при движении судна с постоянной скоростью по линии постоянного курса мимо двух теодолитных постов, теодолиты которых установлены на берегу на расстоянии S один от другого, и определен пеленг с первого теодолита на второй, линии визирования теодолитов установлены перпендикулярно к линии, соединяющей точки установки теодолитов, и к линии курса судна, измеряют время пробега судна t между моментами прохождения линий визирования первого и второго теодолитов заранее обусловленной точкой судна, введены новые признаки, а именно: в момент прохождения заранее обусловленной точкой судна линии визирования первого теодолита вторым теодолитом определяют угол α₂ между направлением на заранее обусловленную точку судна и линией, соединяющей точки установки теодолитов, затем в момент прохождения заранее обусловленной точки судна линии визирования второго теодолита первым теодолитом определяют угол α₁ между направлением на заранее обусловленную точку судна и линией, соединяющей точки установки теодолитов, а истинную поперечную составляющую скорости судна V_попер определяют по формуле

Сущность способа поясняется чертежом, на котором в проекции на горизонтальную плоскость изображены:

T₁, Т₂ - теодолиты;

ИП - истинный пеленг, направление на предмет, определяемое углом между нордовой частью плоскости истинного меридиана и вертикальной плоскостью, проходящей через место наблюдателя и наблюдаемый предмет;

ИК - истинный курс судна - угол, заключенный между нордовой частью истинного меридиана и диаметральной плоскостью (ДП) судна (ДП судна совпадает с линией истинного курса);

β - угол сноса - угол между нордовой частью истинного меридиана и линией пути; направление, по которому перемещается судно относительно водной среды.

При отсутствии дрейфа или сноса судна линии курса и пути совпадают.

Кроме того, на чертеже показаны линии визирования теодолитов, линии истинного курса и пути судна, направление сноса или дрейфа, продольная, поперечная составляющие скорости судна и вектор скорости.

Способ характеризуется следующими операциями:

- судно, следуя постоянным курсом с постоянной скоростью, следует мимо двух теодолитных постов, стационарно расположенных на берегу. Заранее определены расстояние между постами и истинный пеленг с первого поста на второй.

Для обеспечения параллельности линии, соединяющей точки установки теодолитов и линии истинного курса судна, значение курса принимают равным значению истинного пеленга с первого теодолита на второй. Линии визирования теодолитов, обеспечивающие возможность определения момента прохождения через них судна, выставляют перпендикулярно к линии, соединяющей точки установки теодолитов, т.е. перпендикулярно и к линии истинного курса судна, чем обеспечивается прямоугольность треугольников, образующихся в проекции на горизонтальную плоскость при прокладке на ней линий визирования и линии истинного курса судна.

При пересечении судном линии визирования первого теодолита от места его установки подают команду на второй теодолит и одновременно пускают секундомеры на обоих постах. Команду подают по радио, либо по визуальной связи. При приближении судна к линии визирования первого теодолита вторым теодолитом начинают следить за перемещением судна и в момент пересечения линии фиксируют вторым теодолитом угол α₂. Затем линию визирования второго теодолита устанавливают перпендикулярно к линии курса судна, а первым теодолитом начинают слежение за перемещением судна. В момент пересечения судном линии визирования второго теодолита по команде с него останавливают секундомеры на обоих постах и фиксируют угол α₁. По показаниям секундомеров вычисляют среднее время пробега судна между моментами пересечения судном линий визирования. Из прямоугольных треугольников, имеющих общее основание S, углы α₁ и α₂ определяют истинное смещение судна в поперечном направлении, вызванное дрейфом, либо ветровым сносом d_попер=S(tgα₂-tgα₁).

По найденным смещению судна и времени, за которое оно произошло, находят истинное значение поперечной составляющей скорости. Определение составляющих скорости судна и подводных аппаратов выполняется в надводном положении.

Погрешность определения поперечной составляющей скорости предлагаемым способом, пренебрегая малыми погрешностями измерения расстояния между теодолитами и временем пробега судна, можно с достаточной для практики точностью оценить по формуле

где: V_прод - продольная составляющая скорости, σ_α погрешность определения углов теодолитом.

Например, применительно к подводному аппарату при S=400 м, V_прод=2 м/с, t=200 c, α₁=15°, α₂=20°, σ_α=10'=0,0029 рад, σv_попер=0,009 м/с.Современные лаги имеют погрешность определения скорости примерно 0,027 м/с [1, стр.98-99], и, следовательно, предложенный способ может быть применен для определения истинной составляющей поперечной скорости для калибровки таких лагов.

Таким образом, заявленный технический результат следует считать достигнутым.

Источники информации

1. К.А.Виноградов и др. "Абсолютные и относительные лаги", Справочник, Л., Судостроение, 1990 г.

Изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для определения истинной поперечной составляющей скорости судна при калибровке лагов. Сущность: способ состоит в том, что при прохождении судном с постоянной скоростью мимо двух теодолитных постов, расстояние между которыми известно, и значения пеленга с первого поста на второй и курса судна равны, помимо измерения времени прохождения судна мимо постов с них определяют направления на судно в момент прохождения его мимо первого, а затем второго поста. Пользуясь тем, что линии визирования теодолитов и линия, соединяющая точки их установки, образуют прямоугольные треугольники, вычисляют поперечную составляющую скорости судна по формуле где S - расстояние между теодолитами, t - время прохождения судном линий визирования теодолитов. Технический результат: обеспечение возможности определения истинной поперечной составляющей скорости судна при калибровке лагов на мерной линии с теодолитными постами. 1 ил.

Способ определения истинной составляющей скорости судна при калибровке гидроакустических лагов на визуальной мерной линии с теодолитными постами, состоящий в том, что при движении судна с постоянной скоростью по линии постоянного курса мимо двух теодолитных постов, теодолиты которых установлены на берегу на расстоянии S один от другого, и определен пеленг с первого теодолита на второй, линии визирования теодолитов установлены перпендикулярно к линии, соединяющей точки установки теодолитов, и к линии курса судна, измеряют время пробега судна t между моментами прохождения линий визирования первого и второго теодолитов заранее обусловленной точкой судна, отличающийся тем, что в момент прохождения заранее обусловленной точкой судна линии визирования первого теодолита вторым теодолитом определяют угол α₂ между направлением на заранее обусловленную точку судна и линией, соединяющей точки установки теодолитов, затем в момент прохождения заранее обусловленной точки судна линии визирования второго теодолита первым теодолитом определяют угол α₁ между направлением на заранее обусловленную точку судна и линией, соединяющей точки установки теодолитов, а истинную поперечную составляющую скорости судна V_попер определяют по формуле