23 февраля 2016г.
Современная концепция обучения морских специалистов предполагает широкое использование в учебном процессе различных тренажеров, однако, несмотря на известные достижения в создании системы проектирования и использования тренажерных комплексов в учебном процессе, задача выбора оптимального состава тренажерных средств для подготовки специалистов остается актуальной.
Практическая часть работы заключается в рассмотрении навигационного тренажера NTPRO 5000, имеющий широкий спектр задач и возможностей в решении и тренинга различного плана навигационных упражнений и ситуаций: определение местоположения судна по различным навигационным приборам (GPS, РЛС и т.д.); маневрирование в различных районах плавания и точное определение ОМС с помощью ориентира (маяка, буя и т. д.); задание внешних условий плавания (приливы, течения, атмосферные фронта.); задание свойств судна (установка авторулевого, радионавигационного оборудования, установка UAIS, навигационных сигналов.); планирование маршрута (прокладка по карте, задание свойств маршрута, редактирование.);задание синхронизации с внешним источником GPS.
Специальные упражнения: швартовые операции; якорные операции; буксирные операции; операции с автоматическими операциями; навигация в ледовых условиях; рыбопромысловые операции; поисково- спасательные операции; операции с подводными лодками; операции с вертолетами и самолетами; операции с подводными лодками; совместное маневрирование кораблей в ордерах; упражнения с системой динамического позиционирования; работа с электронными картами (ECDISTraining).
Целью работы была задача рассмотреть с помощью ECDIS полученные результаты с РЛС и GPS для определении местоположения судна при плавании в узкостях, с различного ракурса, то есть, заданы были различные варианты, такие как:
-различные маневры (изменение курса на 45, 90, 180.);
-изменение ориентира (различные маяки, буи.);
-различные районы плавания.
Поэтому мной более детально была проработана задача на предмет определение места судна с помощью интегрирования двух сигналов от навигационных приборов GPS, РЛС. Исследованы были данные с этих навигационных приборов. При решении данных задач использовался один тип судна OILTANKER 82.078тонн; одна скоростьV=5,2; одни погодные условия: ветер 5,0 узл, течение-0, а также использовались два района плавания: MALAKKASTRAIT и ПРОЛИВ БОСФОР, то есть плавание в узкостях и плавание по системам разделения движения.
Исследование данных определения местоположения судна с навигационных приборов: EСDIS, RADAR/FRPA (РЛС/САРП), GPS/AIS, NAVY-CONNING. Различные виды задач и упражнений будут более детально разработаны, проанализированы и в дальнейшем будут использоваться как методическое пособие по лабораторным работам по предмету ТСС.
Вывод.
Увеличение невязки вызвано следующими факторами:
1. Отдаленность ориентира (буя): при полученной информации от четырех разных ориентиров (буев), при одинаковом маневре, прослеживается увеличение невязки в зависимости от отдаленности ориентира (буя). На данных диаграммах изображена динамика роста невязки с четырех задач.
Значения невязки представлены на Рисунке 1.
Этап 1 - судно следует постоянным курсом; Этап 2- судно совершает маневр
90̊ ͦ;
Этап 3 - судно следует
новым курсом
Таким образом можно сделать вывод, что причиной
роста невязки является,
дальность расположения буя (ориентира), которое
влияет на передачу точности
определения местоположения судна. Необходимо использование наивыгоднейших РЛС – маяков
ответчиков для опорного
эхо- сигнала при маневрировании в узкости. В данном
случае рекомендацией является подбор
ориентира максимально приближенного к судну.
1. Погрешности в зависимости от высоты спутника GPS Были проанализированы данные, полученные с трех задач:
-задача 1 - различные маневры
на один ориентир;
-задача 2 - совершение одного маневра на различные ориентиры;
-задача 3 - дополнительная проверка
данных при плавании
в другом районе.
В ходе анализа
данных,
полученных в результате проделанных
задач,
были
учтены технические характеристики навигационных приборов GPS, ECDIS, РЛС, их варианты погрешностей, а именно определение места судна по спутнику , возможно,
когда судно находится
в зоне его радиовидимости , при этом особенно качественные (надежные) обсервации получаются, если угловая высота
на горизонтом находится
в пределах от 10̊ до 75̊ . При
малых высотах бывает
высокий уровень
помех и большое
затухание радиоволн
в атмосфере. При больших высотах изолинии пересекаются под очень острым
углом, что приводит
к большим погрешностям по долготе.
2. Разность координат ОМС по GPS и с навигационных карт: при использовании спутниковой обсервации следует
также иметь в виду методическую погрешность, возникающую от применения в спутниковой РНС и при составлении морских навигационных карт различных референц-эллипсоидов и различных опорных геодезических систем. Поэтому
координаты места судна, определенного по спутниковой GPS, могут не совпадать с координатами места, снятого с карты. Расхождения могут быть от несколько десятков
до несколько сотен метров.
3. Задержка информации РЛС является основным
ограничением, т. е. наличие
значительного интервала времени (1-3 мин.) между изменением ситуации вследствие маневра. Кроме того, вследствие радиолокационных помех, волнения моря, метеорологических аномалий,
малой отражающей поверхности некоторых судов и объектов отдельные цели могут быть вообще не обнаружены или не обнаружены своевременно.
4. Погрешность тренажера: на фоне погрешностей и не точностей в работе навигационного оборудования нельзя не учитывать и фактор погрешностей,, возникших из-за математических моделей движения самого судна (погрешности тренажера), а также математических моделей
самих погрешностей (Фильтрация Калмана).
При анализе
проделанных задач
, где в первом варианте
происходит рост значений
невязки при изменении маневра на 45
ͦ,
90 ͦ, и на
180 ͦ,также во второй
задаче, где наблюдается увеличение данных невязки
при изменении расстояния и пеленга с различными ориентирами, при равном маневре, так и в третей
задач с изменением района плавания, тенденция роста динамики
значения
невязки
с
двух
данных
систем
координат,
GPS и РЛС, не уменьшилась.
Из сказанного
нужно отметить, что целью работы являлось
рассмотрение навигационной задачи на предмет определения местоположения судна, в зависимости от изменения
значения курса, выявили увеличение погрешности определения ОМС при использовании GPS. Вследствие чего, необходимо контролировать положение вторичной системы позиционирования с помощью РЛС – ECHOREFERENCE, функционал ECDIS, которые отражают место судна при изменении
пеленга (дистанции) на опорный эхо-сигнал выбираемого ориентира в непрерывном режиме. (В навигации непрерывность составляет 1 секунду.)
Но определение места судна с помощью данных систем для безопасного плавания
недостаточно, так как они отображают местоположение приемных антенн, а значения контура
судна, отображаемого на электронной карте, имеют погрешность.
Исходя из всего сказанного визуальный контроль, в реальных условиях плавания, в целях безопасности обязателен. (В условиях
тренажерного комплекса
NTPRO 5000 отсутствует имитация
визуального контроля
в виду ограниченной лицензии.)
Список литературы
1.
Андреенков, В.Г. Теория устройства судна/ А.В. Самохвалов: Учеб. пос. для вузов водного
транспорта. – 3- е изд., перераб.
и доп.- Новороссийск: НГМА, 2003.-176 с.
2. Смирнов, Е.Л. Технические средства судовождения/ А.В. Яловенко, А.А. Якуменков. Теория: Учебник для вузов/Под ред. Е.А. Смирнова. – М.: Транспорт, 1988. – 376 с.
