Учебное пособие по математическим основам судовождения

Санкт-Петербург , 2002

УДК 656.61.052:527:62 ББК 39.471.1 А 94

Афанасьев В.В., Логиновский В.А.

А 94 Расчет координат места судна по избыточным навигационным измерениям: Учеб. пособие по математическим основам судовождения. - СПб.: ГМА им. адм. С.0. Ма­карова, 2002. - 40 с.

В учебном пособии рассмотрены теоретические основы определения места судна и линейные методы расчета координат. Дано разъяснение таких основных понятий, как навигационная функция, навигационный параметр, навигационная изолиния, градиент навигационной функции. Изложены вопросы линеаризации навигационных функций, рассмотрены аналитические и графоаналитические методы расчета координат.

Предназначено для курсантов III курса очного и студентов заочного обучения судоводи­тельского факультета.

Рекомендовано к изданию на заседании кафедры судовождения. Протокол № 9 от 30 апреля 2002 года.

Рецензенты:

Трегубов B.C., ст. науч. сотр. (Гос.НИНГИ);

Брусенцов В.П., канд. техн. наук, доц. (Государственная морская академия им. адм. С.0. Макарова).

Введение

Определение координат места судна и оценка их точности являются основными задачами морской навигации. Точное знание координат места судна определяет уровень безопасности плавания и существенно влияет на экономические показатели его работы. В настоящее время задачи определения места решаются как с помощью методов классической навигации, так и автоматизированными средствами, наиболее популярными из которых являются спутниковые навигационные системы. Для повышения точности и надежности определения координат измеряется избыточное число навигационных или радионавигационных параметров. Современные многочисленные алгоритмы расчета координат и оценки их точности по измеренным параметрам строятся на базе классических методов линейной алгебры, основой которых является метод наименьших квадратов (МНК). Линеаризация навигационных функций позволяет построить универсальные и однозначные алгоритмы расчета координат, независимо от измеряемого параметра. Для современного изложения МНК используется математический аппарат матричного исчисления.

Грамотное использование навигационной техники требует от судоводителя знания и понимания как физических, так и математических процессов обработки измеренной информации.

Учебное пособие предназначено для изучения вопросов расчета координаты места судна при избыточных измерениях.

Целью курсовой работы на тему «Расчет координат места судна по избыточным навигационным измерениям» по дисциплине Математические основы судовож­дения (МОС) является изучение основ теории навигационных функций и линейных методов обработки навигационной информации, включая классический вариант с применением современного матричного исчисления.

Работа выполняется на листах бумаги формата А4 и включает две части:

теоретическую и расчетную.

Содержание курсовой работы приведено в прил. 1, образец титульного листа дан в прил.2.

В конце курсовой работы необходимо оставить два чистых листа формата А4, которые будут использоваться при защите.

Вычисления в курсовой работе выполняются с полной разрядной сеткой калькулятора. Если расчет был произведен на компьютере, то при защите работы необходимо показать умение применять использованное программное обеспечение.

Теоретические основы

определения места судна

Глава содержит определения навигационного параметра, навигационной функции, градиен­та навигационной функции, навигационной изолинии, и описания их использования для расчета координат места судна.

Общие сведения

Счисление пути судна с помощью автономных средств навигации (лаг, гирокомпас), кроме важного преимущества, которое заключается в автономности определения счислимых координат, обладает и существенными недостатками. Эти недостатки характеризуются погрешностями курсоуказателей (компасов) и относительных измерителей скорости (лагов). На показания лагов влияют гидрометеорологические факторы (ветер, волнение, течение, качка). Погрешности счисления растут во времени, снижая точность счислимых координат. Для их компенсации применяют внешние измерения, на точность которых указанные факторы влияния не оказывают. С помощью таких измерений можно получить координаты места судна, которые называются обсервованными, а сама процедура получения координат называется обсервацией. Таким образом, координаты места судна могут быть счислимыми и обсервованными. В большинстве случаев обсервованные координаты точнее счислимых, хотя бывает и наоборот.

Для определения обсервованных координат с помощью различных навигационных средств измеряются навигационные параметры (НП).