Источники погрешности датчиков магнитного поля

30.11.2021 1. Склонение

Силовые линии магнитного поля Земли редко строго параллельны меридианам. Угловая разница в градусах между направлением силовых линий и меридианом называется отклонением. Линии, соединяющие точки с равными склонениями, называются изогонами. Силовые линии магнитного поля не описывают больших кругов между магнитными полюсами и нарушаются местными условиями. Магнитное поле не статично, а медленно меняется.

Склонение (склонение − в американском английском), можно считать постоянным в пределах ограниченной области, но оно меняется по всей поверхности Земли, в том числе, и со временем. Существуют различные изменения: суточные, связанные с процессами магнитной активности в ионосфере. Вдобавок к этому, земная кора также вносит свой вклад в магнитные аномалии. Это вызывает локальные изменения склонения. Информацию о величине отклонений можно найти в "компасной розе", которая находится на картах. Склонение называется восточным или "положительной", когда магнитный север лежит к востоку от меридиана, и наоборот, для западным или "отрицательным" склонением. Розы компаса,     карты также предоставляют информацию о годовой скорости изменения склонения.

 

 Изменение происходит из-за того, что магнитные полюса не совпадают с географическими полюсами. Кроме того, существуют местные возмущения магнитного поля. (Карта из mapAblfity. com)

 Знак для области магнитного возмущения

Мировая магнитная модель США/Великобритании − Эпоха 2010.0
Склонение основного поля (D)

На электронных картах нет розы компаса с информацией о склонении. Но спутниковый приемник можно запрограммировать с помощью WMM, мировой магнитной модели. Когда спутниковый приемник и электронный компас являются частью сети, курс компаса может быть автоматически скорректирован с учетом склонения. Вычисление склонения в заданном положении: Геомагнитные данные NOAA WMM Home.

Внешняя роза компаса показывает истинные курсы и пеленги. Внутреннее кольцо, исходная точка O которого выровнена по направлению магнитного поля Земли, поэтому показывает магнитные курсы и склонение

Компас взят с карты, показывая информацию о размере и годовом изменении склонения. 
Склонение, в этом случае, на 2016 год составит: 4,5° + (6x 0,2)==5,7°E

2. Отклонение

Стальные суда имеют постоянное фиксированное магнитное поле, которое нарастает по мере сборки судна. Во время движения в металле индуцируется дополнительное изменяющееся магнитное поле в зависимости от курса и широты судна.

Принято обозначать магнитные полюса синим и красным цветом. Северный магнитный полюс − синий. Это соглашение приводит к тому, что ориентированный на север конец магнита компаса окрашивается в красный цвет.

Постоянный магнетизм индуцируется в металле судна во время строительства, в зависимости от используемых материалов и ориентации в магнитном поле Земли. Это поле остается независимым от курса судна

 

Стрелка компаса направляется горизонтальными составляющими магнитного поля

Угол между магнитным полем Земли и магнитным полем на компасе называется отклонением. Отклонение варьируется в зависимости от выбранного курса и положения компаса на судне. Подвижные магнитные объекты в непосредственной близости от компаса изменят отклонение.

Отклонение уменьшается как величина, обратная квадратному корню из расстояния (1/Ва) от магнитного источника. Это означает, что влияние магнитного объекта на датчик сильно уменьшается по мере увеличения расстояния между ними.

Некоторые типы металла (полупостоянные) обладают магнитными характеристиками, которые являются промежуточными между постоянными и индуцируемыми. Этот вид металла становится намагниченным, если судно держит курс в течение значительного периода времени, но это не проявляется до тех пор, пока судно не совершит следующее крупное изменение курса. Создается эффект запаздывания, который со временем уменьшается и который невозможно компенсировать.

Отклонение, вызванное постоянным магнитом, максимально на двух курсах и равно нулю на двух других. Когда постоянный магнетизм судна таков, как показано на рисунке, тогда сила, заставляющая стрелку компаса ориентироваться на север, ослабляется на северном курсе и усиливается на южном

Отклонение с горизонтальным магнитным металлом, ориентированным по вертикали.

Стрелка компаса примет свое направление в окружающем ее магнитном поле. Это направление является результатом силы и направления магнитных полей Земли и судна. В зависимости от ссылки источники имеют разные названия

Существует несколько способов определить отклонение магнитного компаса. Это стандартная операционная процедура для выполнения рутинного контроля отклонения компаса во время плавания по разным курсам и на основе этих наблюдений составление таблицы отклонений. Это определяет остаточное отклонение, которое не компенсируется. Полное устранение отклонения требует регулировки компаса.

Контрольная точка необходима, как для регулировки, так и для устранения отклонений. Это обеспечивается либо ведущей линией между двумя объектами, например, ведущими маяками, либо углом, который считывается с другого компаса.

Когда истинный курс или пеленг с карты корректируется на изменение, результат называется магнитным курсом или магнитным пеленгом. Если компас на борту сравнивается с этим результатом, то разница дает отклонение (с правильным знаком).

Магнитный курс −·Курс по компасу = Отклонение Магнитный пеленг − Компасный пеленг = Отклонение (для выбранного курса!)

Если магнитный курс больше, чем курс по компасу, то отклонение положительное, а в обратном случае отрицательное.

Отклонение варьируется в зависимости от курса, расположения компаса на борту, фактической широты и степени крена судна. Разные компасы в одном и том же месте будут иметь одинаковое отклонение. Отклонение должно оцениваться по крайней мере на восьми, а предпочтительно и более курсах.

Сравнение с гирокомпасом

Гирокомпасы также имеют ошибки, которые обычно можно компенсировать. Если нет, то необходимо учитывать ошибку гироскопа.

Курс гироскопа сначала корректируется на изменение. Изменение знака дает магнитный курс. Если это затем сравнить с курсом, показанным магнитным компасом, то можно получить отклонение с правильным знаком.

Скорректированный курс гироскопа	000 º
Вариация с измененным знаком (W)	+(-) 004 º
Магнитный курс	004 º
Направление по компасу	- 006 º
Отклонение с правильным знаком	- 002 º

 Считывание магнитного компаса на крыше мостика через перископ для сравнения с гирокомпасом

Расчет отклонения с использованием транзита

Направление транзита (ведущая линия) определяется двумя точками на поверхности земли. Измерьте направление на карте.

Выровняйте судно по маршруту и ведите его вдоль него. Считайте курс по компасу. Разница между значением карты и значением компаса вызвана изменением и отклонением. Отклонение устраняется путем вычисления его с противоположным знаком. Лучшие транзиты проходят через пару навигационных отметок, направление которых, указано в качестве пеленга на карте.

Расчет отклонения с использованием пеленга

Если на судне имеется пелорус, то для отклонения всех курсов достаточно одной ведущей линии.

Истинное направление ведущей линии корректируется на изменение с использованием противоположного знака. В результате получается магнитный пеленг. Он сравнивается с пеленгом пелоруса и разница заключается в отклонении для этого курса по компасу.

Пеленг по спутниковому приемнику

Спутниковый приемник можно использоваться для получения истинного пеленга на объект. Введите местоположение объекта в качестве путевой точки. Это можно сделать несколькими способами: введя широту и долготу, отметив объект на электронной карте с помощью курсора или пройдя рядом с объектом и сделав отметку в спутниковом приемнике.

После этого прибор будет подавать непрерывный пеленг на объект. Его можно настроить так, чтобы он показывал магнитный пеленг, который затем можно сравнить с пеленгом компаса. Разница заключается в отклонении.

Важно отметить, что параметр GPS Курс над землей (COG) не может использоваться в этом контексте, поскольку COG получается путем усреднения за определенный период времени и зависит от запаса хода и течений.