О точности показаний приемоиндикатора спутниковой радио-навигационной системы

Кищенко Сергей Сергеевич,

аспирант кафедры управления судном Московской государственной академии водного транспорта.

Судовой приемоиндикатор спутниковой радио-навигационной системы (СПИ СРНС) сейчас стал один из основных помощников штурмана на мостике. Посмотрим на практическую точность приемоиндикатора.

В качестве эталона при измерении местоположения судна для проверки СПИ СРНС берется следующее:  

- используется навигационная карта-план с масштабом 1:5000-1:10000. Как известно точность бумажной карты составляет укол циркуля = 0,1 мм. Значит, точность снятия координат с таких карт составляла 0,5 – 1 м. [1];

- далее берется за отчет угол причала и, зная длину судна и расположение антенны, высчитывается положение антенны спутниковой радионавигационной системой (СРНС).

Ниже представлены графики показаний судового приемоиндикатора в стандартном режиме.

Рис.1. Изменение показаний GPS по широте с течением времени.

На рис.1 тонкая линия (— и —) это средние значения показаний судового приемоиндикаторов, по которым можно судить об отклонении показаний в какой-то конкретный момент времени от средних значений. Данные собирались по разным портам мира, здесь приводятся графики, сделанные в порту Гамбурга, гавань Остхайвен по широте (Рис. 1) и по долготе (Рис. 2)

Измерения производились с помощью двух разных приемоиндикаторов: SPR-1400 и KGP-97, карты использовались BA карты – Британского адмиралтейства, поправки с карты были учтены (смещение точки, полученной при помощи СРНС на карте).

Для удобства для широты и для долготы были построены отдельные графики. Из графика (Рис. 1) видно, что показания  судового приемоиндикатора не постоянны, а меняются по некоему закону и чем в большем временном интервале мы снимаем показания, тем больше они отличаются от средних значений. В момент начала снятия показаний судового приемоиндикатора KGP-97 заметно сильное отклонение показаний от среднего значения показаний на 0,6 секунды дуги земного меридиана.

Учитывая, что угловая минута дуги земного меридиана равна 1852,3 м, то высчитанное отклонение получается 18,5 м. Далее из графика на Рис.1 видно, что показания с 3 по 57 минуту остаются неизменными и затем снова происходит резкий скачок – отклонение показаний.

Рис.2. Изменение показаний GPS по долготе с течением времени.

По графику Рис.2 можно заметить, что у SPR-1400 показаний с течением времени сильно не изменяются, тогда, как у KGP-97 происходят резкие отклонения показаний от средних значений на интервалах от 3 до 19 мин, далее на интервалах 33-39, 46-51 минуты.

Координаты точки установки антенны следующие:

Широта = 53°31’,525N, Долгота = 09°58’,3E.

Принимая во внимание, что 1 угловая минута дуги земного меридиана примерно равно 1 морской миле, что равно 1852,3 метра, то подсчитанная разница между показаниями приемоиндикатора и высчитанными с карты, будет составлять:

У SPR-1400 Δφ = 10,79 м, Δλ = 124,3 м.

У KGP-97 Δφ = 0,96 м, Δλ = 91,1 м.

Здесь видно сильно отклонение по долготе у обоих судовых приемоиндикаторов, причем довольно существенное, сопоставимое с длиной судна.

По собранным статистическим материалам можно выявить некоторые закономерности зависимости точности судового приемоиндикатора от следующих факторов:

1)                 от возраста аппаратуры - чем новее прибор, тем меньше его показания отклоняются от средних значений;

2)                 от  точек местоположения судна - на отклонения сильно влияет географическое положение судна;

3)                 от момента включения судового приемоиндикатора СРНС, поскольку точность определения местоположения носит стохастический характер и приобретает постоянный характер после 30-50 минут в зависимости от различных факторов.

Литература.

  1. Соловьёв Ю. А. Системы спутниковой навигации. - М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2003.

  2. Коновалов В.В, Кузнецова Н.П., Мельников Н.П., Причкин О.Б. Судовые радиона­вигационные приборы, 5-е изд., перераб. и доп. -М.: Транспорт, 1989.

Поступила в редакцию 06.11.2008 г.