Навигационные ошибки

16.11.2021

Навигационные приборы редко показывают истинные показания. Точно так же, как часы идут быстрее или медленнее, термометры показывают слишком тепло или слишком холодно, поэтому навигационные приборы, включая компас, лаг, радар и спутниковые приемники, могут показывать несколько неправильные данные. Погрешность измерения определяется, как разница между истинным значением и измеренным значением.

  

Навигатор считывает показания приборов или производит визуальные наблюдения.
Исправлены известные ошибки.
Наблюдения наносятся на карты, которые считаются моделью реального мира. Но карты не идеальны изображения реального мира. Даже спутниковые приемники и электронные карты имеют ошибки.
Навигатор должен оценить пределы безопасности в зависимости от качества наблюдений и карт

Ошибки приводят к невозможности передачи точного результата полученного с инструмента значения на электронную карту или диаграмму.

Сумма ошибок приборов и методов влияет на точность навигации и должна регулироваться с учетом достаточного запаса прочности. Вычисление и оценка источников ошибок − одна из важнейших задач навигатора, которая постоянно повторяется.

Источники ошибок могут быть исправлены с помощью:

При навигации с помощью бумажных карт на них наносятся курсы, расстояния и координаты. Навигационная система показывает местоположение автоматически, но можно определить курсы, расстояния и пеленги на электронной карте.

Площади, углы и расстояния могут быть измерены до их правильных значений на глобусе, но для описания поверхности Земли на плоской поверхности необходимо пожертвовать по крайней мере одним из этих параметров. (Исключение составляют карты на небольших участках, таких как, например, гавань).

Проблема решается с помощью проекций карты, которые представляют собой математические методы или геометрические конструкции, в которых каждая точка на поверхности земли представлена соответствующей точкой на карте. Однако необходимо выбрать проекцию, которая, насколько это возможно, дает наиболее подходящее представление для конкретной ситуации.

Ошибки диаграммы могут быть угловыми, площадными или расстояниями. Углы и расстояния важны для навигатора, но области имеют меньшее значение.

Равноудаленные проекции сохраняют расстояния от некоторой стандартной точки или линии.

Конформные проекции воспроизводят локальные углы на поверхности земли с тем же углом на карте

Проекции равной площади воспроизводят площади в их правильных относительных пропорциях.

Существует значительное количество различных методов проецирования, каждый из которых, имеет свои более или менее серьезные отличия по сравнению с поверхностью, которую он воспроизводит. Выбор проекции зависит от необходимых характеристик конечного результата и следует помнить, что другие аспекты карты будут менее реалистичными.

 Заголовок карты с проекцией и масштабом

Проекция Меркатора была изобретена в 1559 году Герхардом Меркатором и с тех пор является самой популярной для навигации на море. Угол локсодрома можно измерить в любом месте карты с помощью транспортира.

Для того, чтобы локсодром, который пересекает все меридианы под одинаковым углом, был прямой линией на карте, меридианы должны быть параллельными несмотря на то, что в действительности они сходятся на полюсах.

Меркатор достиг этого, сохранив минуты долготы постоянными на графике и увеличив минуты широты в той же степени, в какой должны были уменьшиться минуты долготы.

Это сохраняет правильное соотношение между минутами широты и минутами долготы.

                 

В этой проекции земной шар рассматривается как заключенный в цилиндр, и точки на поверхности земли проецируются на него. Цилиндр образует касательную к земле вдоль меридиана. Точки на поверхности земли, наиболее близкие к контакту с касательной, проецируются с небольшими ошибками.

Проекция Гаусса особенно подходит для воспроизведения регионов в высоких широтах с ориентацией в основном с севера на юг. Его иногда называют Поперечным Меркатором. Меридианы представлены изогнутыми линиями, которые сходятся на полюсах.

Шкала долготы увеличивается с расстоянием от касательного меридиана. Локсодром − это не прямая линия. Когда небольшая область, близкая к касательному меридиану, представлена в масштабе 1:50000 или больше, то карту Гаусса можно использовать в качестве карты Меркатора, поскольку ошибки в этом случае незначительны. 

Наиболее важными особенностями карты Меркатора являются:

Карту Гаусса можно рассматривать, как построенную для нахождения координат на поверхности земли у поверхности цилиндра, расположенного по касательной к меридиану. В этих условиях точки, близкие к касательной, будут испытывать незначительные искажения

В открытом океане навигатор может выбрать большой круг, так как расстояние короче, чем вдоль локсодрома. Большой круг всегда будет находиться ближе к полюсу, чем локсодром, что может привести к ухудшению погоды вдоль большого круга. Один из компромиссов состоит в том, чтобы объединить участки большого круга и участки локсодрома, так называемый составной парусный. Большие круги нарисованы в виде прямых линий в конической проекции Ламберта и Гномонической проекции.

 

Точно так же можно представить координаты на поверхности земли, перенесенные в виртуальный конус, который образует касательную к земле. Конус, пересекающий поверхность земли по двум стандартным параллелям, дает диаграмму с небольшими искажениями в этих областях.

В дополнение к разработке курсов (глава 6) и позиций (глава 7) на карте навигатору также придется рассмотреть такие вопросы, как "Сколько времени потребуется, чтобы добраться... ?" и "Как далеко мы продвинулись с такой скоростью?" "Как быстро мы едем?" и так далее.