- •Математические основы судовождения
- •Содержание
- •Введение
- •Введение
- •Раздел 1 элементы общей теории вождения морского судна
- •Навигационный сигнал как носитель навигационной информации.
- •1.1.1 Общие положения
- •1.1.2 Классификация средств и методов навигации
- •1.1.3 Классификация методов получения навигационной информации
- •1.2 Навигационное пространство и элементы движения судна.
- •3 Навигационные параметры, их измерения. Классификация методов и средств
- •1.3.1 Навигационная информация и ее классификация
- •6) Параметры движения других судов (целей) и другие навигационные величины.
- •1.3.2 Погрешности навигационных элементов
- •Раздел 2 Геометрия земного сфероида
- •2.1. Геоид, апиоид, референц-эллипсоиды
- •2.2. . Главные радиусы кривизны, длины дуг
- •2.3. Геодезическая линия и локсодромия
- •2.4. Прямая и обратная геодезические задачи
- •Раздел 3 математическая картография
- •3.1. Основные понятия и определения
- •3.2 Элементы общей теории искажений
- •3.3. Картографические проекции
- •3.4. Цилиндрическая равноугольная проекция
- •3.5 Построение промыслово-навигационного планшета в меркаторской проекции.
- •Раздел 4 теория определения места судна с оценкой точности
- •4.1 Изолинии и линии положения
- •4.2 Графоаналитический метод.
- •4.3 Влияние случайных ошибок измерений на точность определяемого по двум лп места.
- •4.3.1 Смещение и вес лп.
- •4.3.2 Эллипс погрешностей
- •4.4 Графические методы отыскание вероятнейшего места судна при избыточном числе линий положения.
- •4.4.1 Действие систематических ошибок.
- •4.4.2 Действие случайных ошибок.
- •4.4.3 Совместное действие систематических и случайных ошибок.
- •4.5.4 Отыскание вероятнейшего места судна при неравноточных измерениях.
- •Штурманский метод.
- •Центрографический метод
- •4.5 Общий случай построения эллипса погрешностей
- •4.6 Определение места судна и оценка точности аналитически.
- •4.6.1 Аналитическое определения места судна .
- •4.6.2 Аналитическая оценка точности места судна.
- •Порядок и способы решения задач определения места судна (омс) с оценкой точности
- •Раздел 5 использование разновременных лп
- •5.1 Общий случай решения основной задачи судовождения
- •5.2 Метод исправленного крюйс-пеленга.
- •5.3 Общий случай слп.
- •5.4 Частные случаи применения слп
- •98309 Г. Керчь, Орджоникидзе, 82.
4.3 Влияние случайных ошибок измерений на точность определяемого по двум лп места.
4.3.1 Смещение и вес лп.
Ошибки в измерениях навигационного параметра к ошибкам в изолиниях, а значит, и в ЛП, которые их заменяют. Навигационные параметры по которым строятся изолинии и ЛП, могут получаться совершенно разными способами и иметь величины ошибок имеющих разные размерности и величины, учитывая это для унификации удобно применять среднеквадратическое смещение ЛП равное
(4.4)
mнп – СКП навигационного параметра,
g – его градиент
Она показывает, на сколько линейных единиц смещается ЛП при заданной величине СКП. Величину mнп называют смещением ЛП или полосой ЛП, т.к. при изменении абсолютного значения Uo, на величину mнп провести соответствующие этим значениям U'= Uo – mнп U''= Uo+ mнп границы, которые определят среднеквадратическую полосу положения. Вероятность поподания истинного сначения в эту полосу определяется вероятностью погрешности навигационного параметра, для СКП 0.67, для предельной СКП 0.997, более подробно об этом говорилось ранее.
При оценке точности рассматривается вероятность попадания истинного места судна в пределы фигуры ошибок, а не отклонения или ошибки от истинного места судна. Теоретически необходимо рассматривать вероятность того, что фигура погрешности данной формы и площади данного размера, расположенная в данном месте накроет точку истинного места. Практически рассматривают отклонение, полагая центр фигуры вероятнейшим местом. На практике считают, чтобы погрешности измерения параметров распределены беспрерывно, т.е. мест судна бесконечно много.
Для оценки точности места судна в судовождении применяют: эллипсы и круги погрешностей.
4.3.2 Эллипс погрешностей
При ОМС составляется и решается уравнение, прокладывается изолиния или ЛП отягощенная ошибками измерений. Величины и знаки истинных ошибок измерений носят случайный характер, и учесть их можно лишь статистически.
Вывод формул оценки точности места базируется на предположениях:
Грубые ошибки или промахи, пропущенные при измерениях, исключены.
Компенсированы систематические ошибки измерений
Ошибки вычислений и графики малы и несущественны
Случайные ошибки измерения подчинены нормальному закону распространения случайных величин.
Д
остоинства
оценки места судна эллипсом.
Он имеет строго теоретическое обоснование.
Это единственная кривая, во всех точках которой плотность вероятности ошибки постоянна.
Вероятность попадания истинного места судна в область, ограниченную эллипсом, больше, чем у любой другой фигуры одинаковой с эллипсом площади.
Эллипс дает рассеяние мест судна по направлениям.
При двух ЛП на практике, достаточно вписать приближенный эллипс в четырёхугольник, образованный полосами погрешностей. При этом вероятнейшим местом судна будет точка пересечения ЛП - центр эллипса погрешностей из-за того, что в элементарно малых окрестностях этой точки вероятность нахождения места судна больше, чем в аналогичных окрестностях любой другой точки.
Для строгого
построения эллипса погрешностей
рассматриваются векториальные ошибки
,
линии положения 1 и 2 по направлению ЛП2
и ЛП1.
Учитывая, что
вектора
-
сопряжённые полуоси эллипса используют
теорему Аполлония
(4.5)
или
(4.6)
Где угол, определяющий направление большой полуоси эллипса, который всегда откладывается внутри острого угла от более точной ЛП.
Ещё один способ расчета эллипса погрешностей по 2-м ЛП, заключается в использовании таблицы прил. № 5 к МТ-75 Аргументами для входа в таблицу служат величины
и
(4.7)
Полуоси рассчитывают по формуле:
Таблица приложений S составлена по преобразованным формулам Аполлония.
(4.8
)
