параллельные индексы в навигации
Способы оперативного контроля движения судна при плавании вблизи берегов. Метод параллельных индексов.
При плавании в стесненных водах, где судно как правило движется по рекомендованным путям или фарватерам практически непрерывно необходим контроль за движением судна по заданному пути одновременно с наблюдением окружающей обстановки. Непрерывный контроль за движением судна основан на следующих свойствах радиолокационного изображения:
Методы непрерывного контроля основаны на глазомерной оценке положения судна относительно характерных ориентиров навигационных опасностей или ограждающих их изолиний.
1. Ограждающее или опасное расстояние применяется для непрерывного контроля, за положением судна относительно навигационных опасностей при плавании вблизи берегов и в узостях.
Определение и исправление инструментальной поправки секстана. Определение поправки индекса. Порядок выполенения наблюдений небесных светил и вычисления элементов линий положения. Определение вероятного места судна.
При измерении высот светил необходимо учитывать поправку секстанта С, которая включает инструментальную ошибку прибора и личную ошибку штурмана при измерении. Вследствие того, что поправка секстанта зависит от личной ошибки наблюдателя, необходимо, чтобы ее определение производилось тем штурманом, который будет пользоваться данным секстантом.
Величина поправки секстанта с течением времени может изменяться за счет ударов и сотрясений прибора в процессе его эксплуатации. Поэтому поправку секстанта необходимо периодически проверять, но не реже одного раза в три месяца, а также при подготовке к выполнению особо ответственных заданий.
В практике применяются следующие наиболее распространенные способы определения поправки секстанта: измерение высоты светила в момент его кульминации; прокладка астрономических линий положения; сравнение широты места наблюдателя, снятой с карты, с широтой, полученной по измеренной высоте Полярной звезды.
Параллельные индексы
Современные радиолокационные станции (РЛС) предназначены для обнаружения надводных объектов и берегов в условиях ограниченной видимости, определения места судна, обеспечения плавания в узкостях, расхождения со встречными судами.
При плавании вдоль побережья или в стесненных водах необходимо особо тщательно контролировать движение судна по линии пути. Этот контроль должен включать периодические определения места судна, которые сочетались бы с непрерывным контролем местоположения судна относительно заданной линии пути, т.е. контроль смещения судна под воздействием внешних факторов. Метод параллельных индексов дает возможность непрерывного контроля судна относительно линии пути.
При изображении обстановки в относительном движении место судна на экране РЛС неподвижное в центре развертки, а эхо сигналы неподвижных объектов
Рис.1. Параллельные индексы на экране РЛС
(островов, берегов, буев и т.д.) перемещаются на экране в сторону обратную движению судна, параллельно линии пути и со скоростью равной скорости судна в масштабе экрана.
В режиме относительного движения и ориентации относительно севера используется метод параллельных индексов для непрерывного контроля движения судна. Параллельные индексы – это линии, которые выставляются на экране РЛС параллельно линии пути и на расстоянии от центра развертки (судна), равном заданному расстоянию, которое планируется при прохождении ориентира. Линия, выставленная на экране РЛС, не меняет своего направления и расстояния относительно центра развертки при смене курса. При движении судна на экране РЛС перемещается ориентир, к которому выставлена линия параллельно курсу и на расстоянии, на котором планируется его пройти. Если наблюдатель обнаружит на экране РЛС отклонение ориентира от выставленной линии, это означает, что судно начинает отклоняться от линии пути под воздействием внешних сил, либо по другим причинам. Судоводитель в этом случае должен произвести корректировку курса.
В современных РЛС можно выставлять до 4-х линий. Это дает возможность:
— к выбранным ориентирам выставлять по две линии параллельных линиям пути, которые будут определять минимальное и максимальное расстояния, т.е. выставляется заданный судоводителем коридор для движения судна (на рис. 1 выставлены параллельные индексы для линии пути 220°, при движении судна мыс, заключенный между двух линий, должен перемещаться в обратном направлении движения судна между параллельных линий);
— заблаговременно выставлять линии параллельно следующему курсу, что позволит контролировать процесс поворота по изображению на экране РЛС и более точно выйти на следующую линию пути (на рис. 1, выставлены параллельные индексы для следующей линии пути равном 151°);
— использовать линии в качестве секущих для определения момента начала перекладки руля для поворота судна на следующий курс.
Это самая простая и быстрая технология судовождения, которая дает непрерывный контроль движения судна. Параллельные индексы должны планироваться для каждой части прибрежного перехода. Подобно всем радиолокационным методам, плавание по параллельным индексам должно быть опробовано в ясную погоду во время прохода по одному курсу для того, чтобы персонал мог полностью познакомиться с этим методом перед тем, как он будет использован ночью, в условиях ограниченной видимости, при плавании в стесненных водах.
Метод параллельных индексов
В ряде САРП имеются устройства для проведения линий через произвольные точки экрана индикатора ситуации. Эти линии могут быть использованы для проведения границ опасных зон (рис. 4.1) или параллельных индексов, по которым должен перемещаться приметный радионавигационный ориентир при движении судна по заданной траектории без отклонений. Параллельные индексы проводятся от навигационного ориентира и поворотных точек в сторону, противоположную курсу судна Электронные карты. В целом ряде САРП имеется возможность создания и хранения электронных карт. Для создания электронной карты в запоминающее устройство по координатам точек вводят рекомендованныепути, системы разделения, наиболее важные буи и плавмаяки. Стабилизация электронной карты осуществляется по выбранным оператором неподвижным точечным радиолокационным ориентирам. Хранение в памяти нескольких карт одновременно и их поочередный вызов на индикатор дают возможность перекрывать значительную часть маршрута перехода.
Наличие на экране электронной карты значительно упрощает не только обеспечение навигационной безопасности, но и общую оценку обстановки, включая учет предполагаемых маневров целей. В то же время вследствие используемой стабилизации относительно грунта при больших значениях сноса из-за ветра и течения возможна неверная оценка ракурсов целей.
А.М.Байрашевский, А.В.Жерлаков. Судовая электроника и радионавигационные приборы. М. Транспорт. 1996 г.203c.
Судовые радиолокационные станции. Атлас. М. Транспорт. 1992г.127c.
А.В. Песков. Применение САРП.
Одесса. М. Транспорт.1995 г.163 c.
Ó Николай Иванович Величко
Использование РЛС и САРП
Тираж_____экз. Подписано к печати_____________.
Заказ №________. Объем________п.л.
Изд-во “Керченский государственный морской технологический университет”
27.2. Параллельная индексация
Одной из основных предпосылок, предпринимаемых при формулировании подробного плана рейса, является такая — судно будет придерживаться планируемого курса настолько точно, насколько внешние условия (такие как трафик) позволят. Поэтому во время выполнения спланированного рейса, движение судна по предстоящему пути должно внимательно контролироваться и любые отклонения от курса распознаваться и исправляться. Короче говоря, те, кто управляют судном, должны придерживаться курса. Конечно, придерживаться курса является более важной функцией в стеснённых водах, чем в открытых, поэтому мы рассмотрим прием, применяемый во время плавания в стеснённых водах.
Без сомнения вам хорошо рассказывали об умении придерживаться курса. В дополнение, вы, вероятно, предпочитаете определенные приемы и аппаратуру, применяемую в следовании курсу при различных условиях работы, и вы не собираетесь прочитать лекцию по основе судовождения на данном этапе вашей карьеры. Однако в пределах этого курса есть прием судовождения, который заслуживает внимания. Этот прием называется построением параллельного индекса. Некоторые из вас (или все вы) могут использовать, как положено, некоторые аспекты этого приема. Это важный прием и мы здесь выполняем его по двум причинам:
1. Построение параллельного индекса позволяет судоводителю непрерывно контролировать положение судна относительно его предстоящего пути и дает возможность воспользоваться в полной мере преимуществами плана рейса.
2. Построение параллельного индекса, будучи один раз выполненным, позволяет лицу, не являющемуся напрямую ответственным за судовождение, контролировать положение судна по отношению к предстоящему пути с малыми усилиями или вообще без них. Это является высокоэффективным в организации команды мостика, где ответственность является чертой характера (матрицей) всего персонала на мостике.
Техника приема основывается на том, что при стабилизированном относительном движении на экране, след фиксированного объекта будет двигаться поперек экрана в направлении, которое является точным отображением курса, по которому следует данное судно на скорости, соответствующей скорости судна относительно грунта.
Проведенные параллельные линии по краю указателя пеленга могут быть использованы в качестве вспомогательных при нанесении прямых индекса для дополнения указателя пеленга. Следует помнить, что параллельная индексация — это путь к безопасному судоходству, и она не заменяет требование к определению положения на обычных расстояниях, используя все доступные штурману методы.
При использовании радара для определения положения и контроля, проверьте:
a) общее действие радара;
b) достоверность определенного объекта (-ов);
c) погрешность гироскопа гирокомпаса;
d) точность круга ПКД, визира и курсовой метки.
Расчет таблицы “wo Position”
Чтобы сделать такую таблицу, используют диаграмму маневренных элементов (МЕ), на которой в первой четверти окружности циркуляции находят точку касания, соответствующую углу поворота судна. Для малых углов поворота такие таблицы не рассчитывают, зато они весьма полезны для больших изменений курса. Для выполнения табличных расчетов используют транспортир и параллельную линейку, прикладываемых под углом 40 градусов и выше, к первоначальному курсу судна, как к меридиану, и затем их сносят параллельно до касания с кривой окружности. Точки касания будут соответствовать углам поворота. Это выполняют через каждые 10 градусов от 40 до 90. Такие точки определяют упреждение (выдвиг) и прямое смещение (трансфер) для каждого поворота. Графически полученные величины сносят в таблицу. Таких таблиц может быть несколько.
Проверка этой процедуры для судов с винтом левого вращения, а также осуществление расчетов для судов в балласте и с грузом с минимальной и полной скоростью и разными углами перекладки руля являются осуществимыми для судна. Спецификационные таблицы по положению судна должны быть сделаны с коррекцией, основанной на практической циркуляции судна. Таким образом мы получим пригодную таблицу расчетов предварительных поворотов изменяющегося курса судна. После расчета этих параметров важно учесть конструктивные особенности судов, а точнее расстояние между полюсом вращения и глазом наблюдателя на мостике. На судах, где мостик находится на корме (балкера, танкера), такая дистанция может достигать кабельтова.
Расчеты параметров при плавании на течении, влияющим на скорость, определяют с помощью пропорции:
ADV (c): ADV = V (c): V rev
ADV (c) = (ADV X V (c)): V rev.
Образцы таблиц, которые приведены ниже, выполнены с точностью 1/100 масштаба и полностью могут быть применимы практически. Когда судно делает поворот на большой угол, то его путь не всегда будет соответствовать кривой окружности и, следовательно, есть необходимость знать его положение в период поворота.
Но, несмотря на это, наибольшая ценность — это знание места и времени начала перекладки руля. Если кривые циркуляции вправо и влево различны, расчет делают раздельно. Если одинаковы, то можно пользоваться диаграммой одной стороны.
Рекомендуется сделать таблицы раздельно, в грузу и балласте. Это зависит от особенностей судна. Чтобы использовать табличные данные упреждения для вашего водоизмещения, рассчитывают прямое смещение и на ее величину сносят параллельно курсу (с которого делают поворот) вспомогательную линию до пересечения с новым курсом. В точке пересечения судно должно быть обязательно. От этой точки прокладываем назад расстояние, равное величине упреждения. Затем в конце дистанций восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с начальным курсом. Точка пересечения и будет точкой “WO”. Как только вы определили место начала действий, проведите через нее конкретные пеленга или дистанции.
Третья фаза — выполнение. План разработан, обсужден и одобрен. Теперь он принят к исполнению. Это значит, что методы, используемые для выполнения плана, должны быть обеспечены по возможности наилучшими ресурсами. Окончательные подробности должны будут утверждены, когда может быть установлено реальное время перехода. Тактика, необходимая для осуществления плана, затем может быть согласована и должна включать много элементов.
Мониторинг движения судна. Мониторинг удостоверяет, что судно продвигается по предопределённому плану перехода, и он является первостепенной функцией вахтенного офицера. Для этого он может быть один, либо иметь поддерживающий вахтенный персонал или действовать в качестве поддержки и источника информации для другого офицера, управляющего судном. Состоит мониторинг из серии функций, анализирующих результаты и действующие на базе таких категорий, как:
Метод определений Клиренс под килем
Визуальные пеленга Маршрутные точки
Частота определений Расстояние пробега
Оценка места положения Дистанция открытия и скрытия объектов.
Глубины Секторы огней
Ошибочное пересечение пути Показатели клиренса
How To Use Parallel Indexing Techniques For Ship Navigation?
Position plotting is a vital element of passage planning and monitoring. Safety of navigation lies upon the fact as to how accurately position of the vessel has been ascertained. While transiting open seas or coastal waters, narrow canals, river passages or port and harbour approaches – the basic foundation of navigation lies on position fixing.
Various methods are available for position fixing, including visual bearings, radar fixes, terrestrial and celestial observations and GPS fixes. Each of these methods can be used in combination or alone to verify against each other and ascertain ship’s position with required levels of precision and accuracy depending upon the location of the vessel.
Image for Representation Purpose Only (Credits: portofgothenburg.com)
For e.g. In open seas where traffic density is scarce a celestial observation or GPS fix is an acceptable method for position fixing, however in coastal congested water or traffic separation schemes or narrow channels, canals and river passages radar, visual or terrestrial bearings are more reliable as compared to GPS fixes.
While transiting a traffic lane or following a traffic separation lane or passing a shoreline/rock, close by vessel must be kept on the track planned and thus cross track distance should be zero or kept to minimum as the available sea room is less to avoid a hazard or danger.
Parallel indexing is a technique used as a measure to monitor the progress of a vessel on the track and to minimise the cross track distance and to keep vessel at a safe distance from the shoreline or rock. The basic principle of this method is that in order to maintain and follow a particular course – a bearing line drawn parallel to the original course with a known and fixed perpendicular distance between both the lines is used as a reference. The increase or decrease of the perpendicular distance between the bearing lines drawn parallel to course-line and ship’s position at any time will indicate cross track deviation from the initial planned course and thus advise a mariner if he/she is falling out of a traffic lane, entering a traffic separation zone or closing in to a navigational danger.
The reference point from which the bearing line parallel to course line is drawn is taken as a fixed buoy, light house, headland, jetty, fixed platform or fixed radar conspicuous object. Thus the imaginary line drawn parallel to the course to steer from a fixed object is always at a fixed distance from it. While a ship follows course to steer, parallel indexing ensures it always remains at a fixed distance from a hazard. Thus parallel indexing is a method to alert mariner that he has come close to a navigational hazard.
Parallel indexing technique can be used as it is provided in the options menu of radar where distance between parallel lines can be fixed and it can also be set to maintain safe distance from two fixed objects simultaneously on either side of a vessel. Upon selecting Parallel Index lines in options menu – a set of floating lines parallel to each other appears on the screen. The orientation of these lines can be set by using the EBL marker and the distance between these lines adjusted by the VRM marker.
Another method is to use a floating EBL, which is to be offset and positioned at the hazard or object and aligned parallel to the course to steer. A floating VRM circle of a fixed radius can be placed on the object so that the course to steer is a tangent to this range circle. As the ship comes inside, the VRM circle gives indication to mariners to alter course to stay at a safe distance from the danger.
Parallel indexing from floating objects cannot be accepted unless they have been first checked for a position. A floating object will not give an accurate position. As an important part of passage plan, Parallel indexing is a recommended feature to be incorporated in various legs of the passage.
Solas Ch. V reg. 34, IMP Res. A 893 and OCIMF Guidelines require prudent selection of fixed objects before using them for parallel indexing.