05_Tematy 11 Pozycja obserwowana

Temat : Pozycja obserwowana statku

Pozycj

obserwowan

nazywamy pozycj

statku wyznaczon

podstawie obserwacji (widocznych) stałych znaków nawigacyjnych

(nawigacja terrestryczna), obserwacji ciał niebieskich (astronawigacja) lub

wyznaczon

pomoc

radaru

systemów

nawigacyjnych

(radionawigacja, nawigacja satelitarna).

Pozycja zliczona zawiera bł

dy szczególnie, gdy mamy do czynienia z

dryfem i znosem. Po prowadzeniu

eglugi wył

cznie na podstawie pozycji

zliczonej ka

da pozycja nast

pna b

dzie zawierała bł

dy poprzednich,

nale

y wi

c d

ąŜ

do jak najcz

stszego okre

lenia pozycji obserwowanej

(PO).

Pozycj

obserwowan

otrzymujemy z przeci

cia co najmniej dwóch

linii

pozycyjnych

. Linia pozycyjna jest miejscem geometrycznym punktów na

powierzchni Ziemi, odpowiadaj

cych stałej warto

ci mierzonego parametru

nawigacyjnego (k

ta, odległo

ci, ró

nicy odległo

ci).

Linia pozycyjna

jest miejscem geometrycznym punktów na powierzchni

Ziemi, w których mierzony parametr nawigacyjny nie ulega zmianie. Z

jednego pomiaru otrzymujemy jedn

lini

pozycyjn

Parametrem nawigacyjnym

e by

ta pionowy, k

t poziomy, namiar,

odległo

ść

, ró

nica odległo

ci).

1. Linia pozycyjna

a) Linia pozycyjna z namiaru

Lini

namiaru

(

) otrzymujemy przez poł

czenie pozycji obserwatora z

namierzanym obiektem. Je

eli okre

limy k

t zawarty mi

dzy północn

ęś

południka rzeczywistego a

lini

namiaru

(

) i wykre

limy na

mapie Merkatora odpowiadaj

lini

pozycyjn

, to otrzymamy lini

prost

Linia pozycyjna z namiaru

na kuli ziemskiej jest ortodrom

i przeniesiona

na map

Merkatora jest krzyw

, ale przy małych odległo

ciach

(namierzane obiekty znajduj

w odległo

ci do 30 Mm) przyjmujemy,

jest

lini

prost

Namiarów na obiekty nawigacyjne dokonujemy za pomoc

namierników optycznych umieszczonych na kompasach

magnetycznych (NK) lub repetytorach

yrokompasu (N

radionamierników (radionamiar)

radarów nawigacyjnych (namiar radarowy)

Otrzymane namiary zamieniamy na

namiary rzeczywiste (NR)

i dopiero

wtedy wykre

lamy na mapie.

Linia pozycyjna

z namiaru

b) Linia pozycyjna z odległo

Odległo

ść

do znaku nawigacyjnego mo

emy wyznaczy

za pomoc

radaru,

pomiaru k

ta pionowego

Odległo

ść

z radaru

Pomiar odległo

ci radarem jest sposobem powszechnie stosowanym na statku

i w sprzyjaj

cych warunkach dostarcza do

ść

dokładnych wyników.

redni bł

d pomiaru przyjmuje warto

ść

od 1% do 3% zakresu radaru, na

którym dokonano pomiaru

Odległo

ść

z k

ta pionowego

W sytuacjach, w których nie mamy mo

liwo

ci pomiaru odległo

ci za pomoc

radaru, mo

emy j

obliczy

wykorzystuj

c k

t pionowy pod jakim widzimy znak

nawigacyjny, którego wysoko

ść

jest znana. K

t pionowy mierzymy za pomoc

sekstantu a odległo

ść

do znaku obliczamy za pomoc

wzoru lub wykorzystuj

tablice nawigacyjne.

d =

Gdzie:

- odległo

ść

do znaku nawigacyjnego w milach morskich

– wysoko

ść

znaku nawigacyjnego w metrach

– k

t pionowy w minutach k

towych

Dokonanie pomiaru odległo

ci do obiektu nawigacyjnego pozwala na

wykre

lenie linii pozycyjnej. Linia pozycyjna z odległo

ci jest miejscem

geometrycznym punktów jednakowo oddalonych od znaku nawigacyjnego.

Lini

pozycyjn

z odległo

jest

okr

o promieniu równym zmierzonej lub

obliczonej odległo

ci (d)

c) Linia pozycyjna z k

ta poziomego

Maj

c 2 znaki nawigacyjne (

) mo

emy zmierzy

t poziomy

(

)

zawarty

dzy tymi znakami a obserwatorem. K

t poziomy mierzymy za pomoc

sekstantu lub namiernika optycznego.

Lini

pozycyjn

z k

ta poziomego

jest

okr

przechodz

cy przez obserwatora i znaki nawigacyjne.

rodek tego

okr

gu znajduje si

w nast

puj

cy sposób:

Poł

czy

znaki A i B lini

prost

Od linii tej ze znaków A i B wykre

proste, pod k

tem

γ = 90°-α

Punkt przeci

cia si

prostych jest

rodkiem okr

gu b

cego lini

pozycyjn

z k

ta poziomego

eli k

> 90°

( czyli 90 -

α < 0

)

rodek okr

gu wyznacza si

odkładaj

c proste po przeciwnej stronie obserwatora

Okr

g nale

y wykre

promieniem równym odległo

ci od

rodka do jednego

ze znaków nawigacyjnych

α < 90º

Zmierzony sekstantem k

α = 60º

= 90°- α = 90º - 60º =

30º

α > 90º

Zmierzony sekstantem k

α = 120º

= 90°- α = 90º - 120º =

- 30º

1. Okre

lenie pozycji obserwowanej statku z jednego widocznego znaku

nawigacyjnego

eli jest widoczny jeden znak nawigacyjny, którego współrz

dne s

znane to

pozycj

obserwowan

statku mo

emy okre

za pomoc

namiaru i odległo

dwóch nierównoczesnych namiarów

a) Pozycja obserwowana z namiaru i odległo

Powstaje na wskutek przeci

cia si

linii pozycyjnych z namiaru i odległo

ci.

Do pomiaru obu parametrów nawigacyjnych najcz

ęś

ciej na statku

wykorzystywany jest radar. W sytuacji gdy dysponujemy namiernikiem

optycznym, ze wzgl

du na wi

ksz

dokładno

ść

nale

y go wykorzystywa

do namierzania obiektów. Odległo

ść

emy równie

okre

mierz

sekstantem k

t pionowy.

Przy okre

laniu pozycji obserwowanej nale

y zwróci

uwag

na to, aby czas

pomi

dzy pomiarem odległo

ci i wykonaniem namiaru był jak najmniejszy.

Dotyczy to szczególnie sytuacji gdy odległo

ść

okre

lamy poprzez pomiar k

pionowego. Po wykonaniu namiaru i okre

leniu odległo

ci wykre

lamy na

mapie dwie linie pozycyjne:

z odległo

ci (

) – wykre

laj

c okr

g o promieniu = okre

lonej odległo

rodku w pozycji znaku nawigacyjnego

z namiaru (

) – wykre

laj

c z morza prost

namiarem na znak

nawigacyjny

Miejsce przeci

cia si

tych linii wyznacza pozycj

obserwowan

1415

1430

28,5

KK = 076

º(+4º)

1430

b) Pozycja obserwowana z dwóch niejednoczesnych namiarów

Okre

lenie pozycji z dwóch niejednoczesnych linii pozycyjnych stosujemy,

gdy mi

dzy pierwszym a drugim pomiarem na ten sam lub ró

ne obiekty

upłyn

ł pewien odst

p czasu, w którym statek przebył pewn

drog

Pozycj

znajdujemy przesuwaj

c pierwsz

lini

pozycyjn

o drog

przebyt

do momentu drugiego pomiaru. W praktyce najcz

ęś

ciej mamy do czynienia

z przesuwaniem namiarów.

Przed dokonaniem drugiego namiaru

upewniamy si

, czy jego warto

ść

zmieniła si

o co najmniej 30° w

stosunku do pierwszego namiaru

. Ostry k

t przeci

cia wpływa ujemnie

na dokładno

ść

pozycji.

W przedstawionej metodzie nale

y rozró

dwa warianty:

brak dryfu i znosu,

wyst

puje dryfu i znosu.

brak dryfu i znosu KDd = KDw = KR

w dowolnym momencie wykonujemy pierwszy namiar (

)

wykre

lamy KDd = KDw = KR przecinaj

cy namiar pierwszy (

) – miejsce

przeci

cia wyznacza punkt

po pewnym czasie wykonujemy drugi namiar (

) – ró

nica k

towa mi

dzy

namiarami co najmniej 30º

z punktu

odkładamy

∆ logu

dzy namiarami – powstanie punkt

Przez punkt

wykre

lamy równoległ

, która przecinaj

wyznaczy pozycj

obserwowan

dla

momentu odczytu NR

KDd = K

Dw = KR

1200 OL= 25,5 NR

= 130º

1215 OL= 29,5 NR

= 210º

∆ logu = 4,0 Mm

∆ logu =

4,0 Mm

1210

29,5

wyst

puje dryf i znos

maj

c dany

dryf

obliczamy

KDw

i w dowolnym momencie wykonujemy

pierwszy namiar (

)

wykre

lamy KDw przecinaj

cy namiar pierwszy (

) – miejsce przeci

cia

wyznacza punkt

po pewnym czasie wykonujemy drugi namiar (

) – ró

nica k

towa mi

dzy

namiarami co najmniej 30º

z punktu

odkładamy

∆ logu

dzy namiarami – powstanie punkt

Przez punkt

wykre

lamy równoległ

, która przecinaj

wyznaczy

pozycj

obserwowan

dla

momentu odczytu NR

KDw

1400 OL= 35,0 NR

= 130º

1430 OL= 41,0 NR

= 210º

∆ logu = 6,0 Mm

∆ logu =

6,0 Mm

1430

41,0

Przez punkt

odkładamy wektor (K

) – powstanie punkt

Okre

lenie pozycji obserwowanej statku z dwóch widocznych znaków

nawigacyjnych

eli s

widoczne dwa znaki nawigacyjne, których współrz

dne s

znane to

pozycj

obserwowan

statku mo

emy okre

za pomoc

dwóch namiarów

dwóch odległo

namiar i k

t poziomy

odległo

ść

i k

t poziomy

a) Pozycja obserwowana z dwóch namiarów

Namierzaj

c dwa znaki nawigacyjne, otrzymujemy pozycj

obserwowan

momencie obserwacji, na przeci

ciu si

tych dwóch namiarów. Namiary

nale

y wykonywa

szybko aby mo

na było je uzna

za namiary

jednoczesne.

Najpierw namierzamy ten znak, którego namiar zmienia

wolniej (znajduj

cy si

w pobli

u osi symetrii statku)

, a nast

pnie

znak le

Ŝą

cy w pobli

u trawersu (namiar zmienia si

szybko).

Przy wykonywaniu namiarów nale

y zwróci

uwag

aby ró

nica mi

dzy nimi

była wi

ksza ni

30º.

Po wykonaniu namiarów wykre

lamy je na mapie a pozycja obserwowana

znajduje si

w miejscu ich przeci

cia.

1719

1734

12,5

KK = 076

º(+4º)

1734

b) Pozycja obserwowana z dwóch odległo

Mierz

c odległo

ci do dwóch znaków nawigacyjnych, otrzymujemy pozycj

obserwowan

na przeci

ciu si

dwóch okr

gów b

cych liniami pozycyjnymi

z odległo

ci. Metoda okre

lania pozycji z dwóch odległo

ci radarowych jest

sto stosowana w praktyce, lecz odległo

ci te mo

na równie

uzyska

mierz

c sekstantem k

ty pionowe

1535

1605

74,5

KK = 075

º(+2º)

1605

c) Pozycja obserwowana z namiaru i k

ta poziomego

Maj

c dwa znaki nawigacyjne mo

emy równie

namierzy

jeden ze znaków

(

) oraz zmierzy

sekstantem k

t poziomy (

) mi

dzy tymi znakami. Pozycja

obserwowana powstanie w miejscu przeci

cia si

namiaru z okr

giem

cym lini

pozycyjn

z k

ta poziomego.

1425

1440

28,5

KK = 076

º(+3,5º)

1440

c) Pozycja obserwowana z odległo

ci i k

ta poziomego

eli mamy mo

liwo

ść

pomiaru odległo

ci tylko do jednego z kilku widocznych

obiektów znajduj

cych si

w gł

bi l

du a całkowitej poprawki jest niepewna i

uniemo

liwia dokładne okre

lenie pozycji z namiarów, to wówczas pozycj

wyznaczamy

z k

ta poziomego zmierzonego sekstantem i odległo

ci. Pozycja obserwowana

powstanie w miejscu przeci

cia si

dwóch okr

gów b

cych liniami pozycyjnymi z k

poziomego (

) oraz odległo

ci (

). Odległo

ść

okre

lamy za pomoc

radaru lub z k

pionowego.

1555

1615

49,5

KK = 076

º(-1,5º)

1615

Okre

lenie pozycji obserwowanej statku z trzech widocznych znaków

nawigacyjnych

eli s

widoczne trzy znaki nawigacyjne, których współrz

dne s

znane to

pozycj

obserwowan

statku mo

emy okre

za pomoc

trzech namiarów

trzech odległo

dwóch k

tów poziomych

a) Pozycja obserwowana z trzech namiarów

Aby otrzyma

dokładn

pozycj

z trzech namiarów nale

y spełni

nast

puj

ce warunki:

całkowita poprawka kompasu magnetycznego (

) powinna by

dokładna

namiary powinny by

wykonane szybko (w miar

liwo

ci powinny by

równoczesne).

eli wymienione warunki zostan

spełnione, to namiary przetn

jednym punkcie.

Niedokładno

ci poprawek i kre

lenia spowoduj

powstanie trójk

ta bł

dów.

Przy małym trójk

cie bł

dów pozycj

przyjmujemy w

rodku koła

wpisanego w trójk

t bł

dów.

1805

1820

41,5

KK = 074

º(-2,5º)

1820

b) Pozycja obserwowana z trzech odległo

eli mamy mo

liwo

ść

zmierzenia trzech odległo

ci do znaków

nawigacyjnych to powinni

my t

liwo

ść

wykorzysta

. Najcz

ęś

ciej pomiaru

dokonujemy za pomoc

radaru. W przypadku gdy linie pozycyjne z odległo

nie przetn

w jednym punkcie i powstanie trójk

t bł

dów, to pozycj

obserwowan

nale

y przyj

ąć

rodku tego trójk

ta.

1805

1820

41,5

KK = 074

º(-2,5º)

1820

c) Pozycja obserwowana z dwóch k

tów poziomych

Pozycja z dwóch kątów poziomych (α i β) jest pozycją bardzo

dokładną i nie wymaga Ŝadnych poprawek, poniewaŜ wartości

mierzonych kątów są tak dokładne, Ŝe nie jesteśmy ich w stanie

wykreślić na mapie, w stosunku do tego, jak je odczytaliśmy.

Pozycję obserwowaną z dwóch kątów poziomych moŜemy

wyznaczyć, uŜywając do tego:

Protraktora - przyrząd nawigacyjny do szybkiego wykreślania

na mapie pozycji statku,.

Kalki technicznej –

Trójkątów nawigacyjnych

Cyrkla

Identyfikujemy trzy obiekty (A, B, C), które bierzemy pod uwag

pomiarów np. latarnie morskie, stawy czy inne stałe znaki nawigacyjne

Mierzymy mi

dzy nimi dwa k

ty poziome

oraz

tak aby:

- k

był k

tem pomi

dzy obiektami A i B

- k

był k

tem pomi

dzy obiektami B i C

Pami

taj !!!

Zmierzony k

t poziomy nie powinien by

mniejszy od

030°

i nie wi

kszy ni

150°

Wyznaczanie PO za pomoc

trójk

tów nawigacyjnych.

Poło

enie obiektów namierzanych oraz statku, mo

e doprowadzi

nast

puj

cych przypadków:

oba k

ty s

mniejsze od 90º (

< 90º i

< 90º )

jeden z k

tów jest k

tem prostym a drugi jest mniejszy od 90º

(

= 90 º i

< 90º lub odwrotnie)

jeden z k

tów jest k

tem prostym a drugi jest wi

kszy od 90º

(

= 90º i

> 90º lub odwrotnie)

jeden z k

tów jest mniejszy a drugi jest wi

kszy od 90º

(

> 90 i

< 90 oraz odwrotnie)

oba k

ty s

tami prostymi (

= 90º i

= 90º)

oba k

ty s

ksze od 90º (

> 90º i

> 90º)

Obliczamy dopełnienie zmierzonych k

tów

oraz

czyli:

- k

= (90º -

)

- k

= (90º -

)

Przykład 1.

Oba kąty są mniejsze od 90º.

α = 70º , β = 50º

Obliczamy dopełnienie zmierzonych kątów α oraz β czyli:

- kąt α

= (90º - 70

) = 20

- kąt β

= (90º - 50

) = 40

Ze środkowego obiektu B

prowadzimy proste poprzez

zewnętrzne obiekty A i C.

(linie bazowe)

Od obiektów

rysujemy dwie linie prostopadłe

do uprzednio narysowanych prostych

Wykreślamy dwa dopełnienia zmierzonych kątów α oraz β czyli kąty α

=20º oraz

=40º

. Kąty wykreślamy w stosunku do linii prostej łączącej obiekty, wierzchołek

kątów to obiekt środkowy (Obiekt

0º

Wykreślone ramiona kątów przecinają się z

prostymi przechodzącymi przez obiekty

Miejsca przecięcia wyznaczają nam dwa

punkty

. Łączymy linią prostą punkty

oraz wykreślamy prostopadłą do tej linii

przechodzącą przez punkt

0º

90º

Miejsce przecięcia się tych dwóch linii

wyznacza pozycję obserwowaną.

Przykład 2.

Jeden z kątów jest kątem prostym a drugi jest mniejszy od 90º

α = 90º

β = 50º

- kąt α

= (90º - 90

) = 0

- kąt β

= (90º - 50

) = 40

Ze środkowego obiektu B

prowadzimy proste poprzez

zewnętrzne obiekty A i C.

Od obiektu C rysujemy linie prostopadłą do linii BC.

W przypadku gdy

= 0º nie rysujemy linii

prostopadłej z obiektu A

Wykreślamy dopełnienie zmierzonego kąta β czyli β

=40º

. Kąt wykreślamy tak

jak w poprzednim przykładzie.

0º

Wykreślone ramię kąta przecina się z prostą przechodzącą przez

obiekt

. Miejsca przecięcia wyznacza nam dwa punkty

Kąt

wynosi

0º

więc ma punkt

na pozycji obiektu

, czyli

pokrywa się z nim.

Przykład 3.

Jeden z kątów jest kątem prostym a drugi jest większy od 90º

α = 90º

β = 120º

- kąt α

= (90º - 90

) = 0

- kąt β

= (90º - 120

) =

- 30º

JeŜeli wartość kąta α

lub β

jest mniejsza od zera

(czyli zmierzone kąty są większe od 90 stopni)

to od obiektów

linie prostopadłe do linii bazowych

rysujemy w kierunku przeciwnym

a od linii bazowej

odkładamy wartość bezwzględną kątów α

lub β

= 30º

Wykreślone ramię kąta przecina się z prostą przechodzącą przez

obiekt

. Miejsca przecięcia wyznacza nam punkt

Kąt

wynosi

0º

więc ma punkt

na pozycji obiektu

, czyli

pokrywa się z nim.

Wykreślamy kąt będący wartością bezwzględną dopełnienia zmierzonego kąta β

czyli β

=30º

Identyfikujemy trzy obiekty (A, B, C), które bierzemy pod uwag

pomiarów np. latarnie morskie, stawy czy inne stałe znaki nawigacyjne

Mierzymy mi

dzy nimi k

ty poziome

Wykre

lamy 2 linie pozycyjne z k

tów poziomych

Miejsce przeci

cia si

linii pozycyjnych wyznacza pozycj

obserwowan

Wyznaczanie PO za pomoc

trójk

tów i cyrkla.

Identyfikujemy trzy obiekty (A, B, C), które bierzemy pod uwag

pomiarów np. latarnie morskie, stawy czy inne stałe znaki nawigacyjne

Mierzymy mi

dzy nimi k

ty poziome

Z mapy zdejmujemy odległo

ci mi

dzy znakami tak aby:

- odległo

ść

była odległo

pomi

dzy obiektami A i B

- odległo

ść

była odległo

pomi

dzy obiektami B i C

Mierzymy mi

dzy nimi dwa k

ty poziome

oraz

tak aby:

- k

był k

tem pomi

dzy obiektami A i B

- k

był k

tem pomi

dzy obiektami B i C

Obliczamy dwa promienie okr

gów b

ce liniami pozycyjnymi:

Wyznaczanie PO za pomoc

cyrkla.

R =

2 sin

R =

2 sin

Znajdujemy

rodki tych okr

gów w punktach:

- O

- powstanie na przeci

ciu okr

gów o promieniu D

rodkach w

obiektach A i B

- O

- powstanie na przeci

ciu okr

gów o promieniu D

rodkach w

obiektach B i C

lini

pozycyjn

dla k

wykre

lamy promieniem

z punktu

lini

pozycyjn

dla k

wykre

lamy promieniem

z punktu

mierzymy odległo

obliczamy

wykre

lamy sze

ść

okr

gów

miejsce przeci

cia si

dwóch ostatnich wyznacza pozycj

obserwowan

Sposób wykre

lania