Технические средства судовождения реферат

Обновлено: 05.07.2024

Понятие судовождения ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Реферат Судовождение Выполнил:

Балакирев Владимир Эдуардович Проверил (а):

Тобольск 2009 г.

1. Судовождение особый вид производственной деятельности…5

2. Основные составляющие судовождения…7

2.1 Сущность лоции…7

2.2 Морская астрономия…8

2.3 Понятие навигации…10

Заключение

Список литературы

Введение

Судовождение или как его ещё называют кораблевождение — наука о том, как провести корабль из одного пункта в другой безопасным и наивыгодным путём. Актуальной наука является и в наши дни, поскольку зная её, можно избежать многие опасности, которые могут попасться судну.

Практическая сторона судовождения отрабатывается в процессе личного освоения методов и приёмов вождения судов и управления ими.

В судовождение входят следующие дисциплины: навигация, лоция, технические средства судовождения, гидрометеорология, мореходная астрономия и др.

На реке, в морском прибрежном и шхерном плаваниях, при проходе узкостей судоводитель маломерного судна выбирает курс и определяет свое местоположение визуально (на глаз), т. е. пользуется методом лоцманской проводки — лоцманский способ судовождения. Основа этого метода — хорошее знание лоции района плавания и личный опыт судоводителей.

Моря, прилегающие к странам, подробно описаны, произведены промеры их глубин, наиболее опасные места обставлены маяками и иными знаками. Такое подробное описание морей и океанов, с указанием того, как пролагать по ним путь корабля, чтобы не только миновать опасности, но и примениться к господствующим ветрам и течениям, составляет предмет лоции. Совокупность способов определения места корабля на карте, пользуясь компасом и лагом, составляет предмет навигации. При продолжительном плавании вне вида берегов, определение места по приёмам навигации бывает ненадежно и неточно, в виду погрешностей компаса и лага, а главным образом — неизвестности скорости и направления морских течений, зачастую меняющихся от ветра, поэтому в плавании определяют по крайней мере раз в сутки, если погода не мешает, широту и долготу корабля из астрономических наблюдений. Совокупность служащих для этого способов и приёмов составляет предмет мореходной астрономии.

1. Судовождение как особый вид производственной деятельности Судовождением называется наука, состоящая из комплекса дисциплин, знание которых необходимо для практики ведения судна кратчайшим и безопасным путем из одного географического пункта в другой. Она состоит из трёх основных отделов: лоции, навигации и мореходной астрономии.

Будучи прикладной наукой, судовождение включает в себя несколько разделов:

Лоция — часть науки о судовождении, дисциплина, предметом которой является изучение рек, озер, морей и океанов применительно к нуждам мореплавания и судоходства как по конкретным направлениям, так и по отдельным районам.

Задача лоции — обеспечить судоводителя необходимыми сведениями для выбора безопасного пути и контроля за движением судна при следовании по данному фарватеру или району в целом. В лоции описываются системы навигационного оборудования морских и судоходная обстановка речных фарватеров, даются различные сведения об естественных и искусственных ориентирах, навигационных опасностях, рельефе дна, данные о наивыгоднейших путях и расстояниях, а также другие сведения, необходимые судоводителю.

Лоция разделяется на морскую и речную. Искусственные внутренние водные пути, водохранилища, каналы и т. п. сооружены на базе той или иной реки и имеют отчасти естественные речные условия, поэтому речную лоцию ещё называют лоцией внутренних водных путей.

От лоции как части науки о судовождении, как дисциплины следует отличать специальную лоцию, в которой излагаются специфические условия плавания на каком-либо определенном море, реке, озере. Специальная лоция содержит гидрометеорологические сведения, описание безопасных путей судовых ходов, подводных и надводных препятствий, навигационного ограждения, рейдов и т. д. Такая специальная лоция, изданная дополнительным пособием, придается к карте.

По мере удаления судна от берега, когда точное определение места и выбор курса визуально становятся затруднительными, а иногда и вовсе невозможными, судоводитель должен пользоваться приборами, инструментами, картами. Выбор курса и определение места судна при помощи приборов, инструментов и карт на базе соответствующих расчетов называется штурманским методом судовождения.

Штурманский метод судовождения осуществляет контроль за движением судна при помощи инструментов и объединяет в себе два способа определения места: по земным ориентирам — навигация и по небесным светилам — мореходная астрономия. Навигационные методы судовождения изучаются в ведущей дисциплине судовождения — навигации. Приборы (компас, лоты, лаги, секстаны, хронометры) и их применение при различных условиях плавания изучает дисциплина, называемая технические средства судовождения.

Для судоводителя маломерного судна плавание вне видимости берегов является редким исключением и мореходной астрономией ему пользоваться почти не приходится. Основные части судовождения мы рассмотрим более подробно в следующих подпунктах.

2. Основные составляющие судовождения

2.1 Сущность лоции Основная задача мореплавания с самого его зарождения — безопасно провести судно из одного пункта в другой. Во время первых недалеких плаваний суда проводил морской проводник — лоцман. Он использовал свой опыт многократных плаваний в одном и том же районе либо устные рассказы моряков и ориентировался по приметному береговому рельефу и небесным светилам. По мере развития мореплавания появилась потребность провести судно из одного порта в другой не только безопасным, но и наиболее выгодным путем. Для этого было необходимо заранее выбрать путь судна и обеспечить его плавание именно по этому маршруту. Подобную задачу не могли осилить даже самые искусные лоцманы, и появилась необходимость создать соответствующие «средства судовождения, первыми из которых были карты и книги лоций, содержащие мировой опыт мореплавания, накопленный к тому времени. С дальнейшим развитием мореплавания и методов судовождения лоцманское искусство, основанное на личном опыте одного человека, превратилось в науку лоцию, имеющую свои методы и теорию.

Лоция как предмет представляет собой часть науки судовождения, в которой рассматриваются вопросы выбора морского пути и навигационного обеспечения судовождения, а также морские опасности и средства оборудования морских путей. Лоциями называются и специальные книги, служащие руководством для плавания, в которых приведена подробная навигационная и гидрометеорологическая характеристика океанов, морей и их частей (заливов, проливов).

2.2 Мореходная астрономия Астрономия — одна из древнейших наук, заниматься которой учёные стали ещё до н. э.

Среди наук судовождения обязательной является и наука об определении места судна в море астрономическими способами с помощью соответствующих инструментов и получившая название мореходной астрономии, которая является разделом практической астрономии, удовлетворяющей нужды судовождения. Поскольку мореходная астрономия тесно связана с навигацией, её иногда называют астронавигацией (18, "https://referat.bookap.info").

Предметом мореходной астрономии является разработка способов определения по небесным светилам и навигационным искусственным спутникам Земли места судна в море и поправки приборов курсоуказания.

В мореходной астрономии используют инструменты и методы, отличающиеся от береговых, так как наблюдения приходится — выполнять на судне, находящемся в море, а судно является подвижной платформой.

В курс мореходной астрономии входят основы сферической и практической астрономии. Сферическая астрономия изучает методы определения положения светил на небесной сфере, законы видимого движения, светил, вопросы измерения времени. Практическая астрономия рассматривает методы наблюдений для определения координат небесных светил, времени и способы определения места судна в море.

Мореходная астрономия позволяет определить поправку компаса по наблюдениям небесных светил, рассчитать время восхода и захода Солнца, начала и конца утренних и вечерних сумерек и определить некоторые другие величины во всех морях и океанах Земли. Принцип астрономических способов определения места судна в море основан на зависимости, которая существует между географическими координатами места наблюдателя на земной поверхности и положением светила на небесной сфере.

Несмотря на развитие радионавигационных средств судовождения, мореходная астрономия не потеряла своего значения и в настоящее время.

Для астрономических наблюдений не нужны береговые сооружения, они не зависят от расстояния до берега, но для проведения астрономических наблюдений необходимы хорошие метеорологические условия, т. е. чистое небо и ясно видимый горизонт.

При Петре I мореплавателей называли навигаторами. В настоящее время слово навигация употребляется в двух значениях: в практическом, как период судоходства, например зимняя навигация, продление навигации, и в более общем — как наука навигация, изучающая вопросы судовождения.

Навигация — ведущий предмет среди других наук судовождения. Она разрабатывает основы судовождения, учёта движения судна в море, который обеспечивает безопасность плавания. Кроме того, рассматривает целый комплекс вопросов: основные понятия о Земле; способы определения мореплавателем основных направлений и расстояний на поверхности Земли; методы определения поправок мореходных приборов; ведение прокладки пути судна на морских навигационных картах; определение места судна навигационными способами. Из них главными являются: ведение прокладки, т. е. построение на карте пути судна и определение места судна различными навигационными способами — по направлениям на береговые предметы.

Навигация — точная наука, основой для которой является математика, но применяя точные математические методы навигации, не всегда точно можно определить место судна, поскольку в море на него действуют две стихии — водная и воздушная — волны, течения и ветры, сбивающие судно с пути, по которому оно должно передвигаться. Поэтому в навигации, помимо знания теоретических методов, обосновывающих точность судовождения, необходимы опыт и искусство судоводителя. Только знание научных математических основ навигации в сочетании с опытом могут обеспечить безопасность судна в любых условиях плавания.

Заключение

Таким образом, судовождение необходимо для подготовки к управлению маломерными моторными судами, в морском прибрежном и речном плавании.

Хотя нужны не все разделы науки для судоводителя, но знать их также необходимо. Разделы, которые входят в судовождение — лоция, навигация, морская астрономия, искусственные водные пути, гидрометеорология и другие, но основными являются первые три.

У каждого из разделов свой предмет изучения. Предмет лоции — описание морей и океанов, с указанием того, как пролагать по ним путь корабля, чтобы не только миновать опасности, но и примениться к господствующим ветрам и течениям.

Предмет навигации составляет совокупность способов определения места корабля на карте, пользуясь компасом и лагом. При продолжительном плавании вне вида берегов, определение места по приёмам навигации бывает ненадежно и неточно, в виду погрешностей компаса и лага. И, наконец, предмет мореходной астрономии составляет совокупность служащих для этого способов и приёмов. Всё это и входит в такую науку как судовождение.

1. Вавилов А. М. , Хохленков М. Т. Речные суда. Устройство и организация службы: Учебник для профтехучилищ. — М.: Транспорт, 1982. — 152 с.

2. Карлов Б. И. , Певзнер В. А. , Слепенков П. П. Учебник судоводителя-любителя (управление маломерными судами). Изд. 4-е, перераб. и доп. М., ДОСААФ, 1976.

3. Ольшамовский С. Б. Судовождение и правила по внутренним судоходным путям. Изд. 3-е перераб. и доп. Изд-во Транспорт. М., 1976 г., 296 с.

4. Павленко В. Г. Элементы теории судовождения на внутренних водных путях. Изд-во Транспорт. М, 1971 г., 144 с.

На ходовом мостике находятся приборы и устройства, необходимые для управления судном. Навигационные приборы – предназначены для определения местоположения судна и измерения отдельных элементов его движения:

компасы
гироазимуты
автопрокладчики
лаги
лоты
эхолоты
секстаны и другие устройства

Компасы

Компас – основной навигационный прибор, служащий для определения курса судна, направлений (пеленгов) на различные объекты. На судах применяются магнитные и гироскопические компасы.

Магнитные компасы используются в качестве резервных и контрольных приборов. По назначению магнитные компасы делятся на главные и путевые. Главный компас устанавливают на верхнем мостике в диаметральной плоскости судна, так, чтобы обеспечить хороший обзор по всему горизонту (рис. 3.1). Изображение шкалы картушки при помощи оптической системы проектируется на зеркальный отражатель, установленный перед рулевым (рис. 3.2).

Путевой магнитный компас устанавливают в рулевой рубке. Если главный компас имеет телескопическую передачу отсчета к посту рулевого, то путевой компас не устанавливают.

На магнитную стрелку на судне действует судовое магнитное поле. Оно представляет собой совокупность двух магнитных полей: поля Земли и поля судового железа. Этим объясняется, что ось магнитной стрелки располагается не по магнитному меридиану, а в плоскости компасного меридиана. Угол между плоскостями магнитного и компасного меридианов называется девиацией.

В комплект компаса входят: котелок с картушкой, нактоуз, девиационный прибор, оптическая система и пеленгатор.

На спасательных шлюпках используется легкий, небольшой по размерам компас, не закрепленный стационарно (рис. 3.3).

Гирокомпас – механический указатель направления истинного (географического) меридиана, предназначенный для определения курса объекта, а также азимута (пеленга) ориентируемого направления (рис.3.4–3.5). Принцип действия гирокомпаса основан на использовании свойств гироскопа и суточного вращения Земли.

Гирокомпасы имеют два преимущества перед магнитными компасами:

они показывают направление на истинный полюс, т. е. на ту точку, через которую проходит ось вращения Земли, в то время как магнитный компас указывает направление на магнитный полюс;
они гораздо менее чувствительны к внешним магнитным полям, например, тем полям, которые создаются ферромагнитными деталями корпуса судна.

Простейший гирокомпас состоит из гироскопа, подвешенного внутри полого шара, который плавает в жидкости; вес шара с гироскопом таков, что его центр тяжести располагается на оси шара в его нижней части, когда ось вращения гироскопа горизонтальна.

Гирокомпас может выдавать ошибки измерения. Например, резкое изменение курса или скорости вызывают девиацию, и она будет существовать до тех пор, пока гироскоп не отработает такое изменение.

На большинстве современных судов имеются системы спутниковой навигации (типа GPS) и/или другие навигационные средства, которые передают во встроенный компьютер гирокомпаса поправки. Современные конструкции лазерных гироскопов не выдают таких ошибок, поскольку вместо механических элементов в них используется принцип разности оптического пути.

Электронный компас построен на принципе определения координат через спутниковые системы навигации. Принцип действия компаса:

1. На основании сигналов со спутников определяются координаты приемника системы спутниковой навигации.

2. Засекается момент времени, в который было сделано определение координат.

3. Выжидается некоторый интервал времени.

4. Повторно определяется местоположение объекта.

5. На основании координат двух точек и размера временного интервала вычисляется вектор скорости движения:

направление движения;
скорость движения.

SC-130 спутниковый компас - Основные особенности:

Не требует технического обслуживания
Точность определения курса 0,25°. Идеально подходит для установки на средних по размеру и крупных судах для навигации в переполненных судами портах
Использование ГНСС Галилео и ГЛОНАСС для получения максимальной точности. За счет приема сигналов от спутников различного типа исключается проблема отсутствия сигнала из-за недостаточного количества спутников
Сверхмалое время инициализации – 90 секунд
Удобное подключение к существующей судовой сети через Ethernet
Высокая скорость слежения 40°/с (в два раза больше, чем требуется ИМО для высокоскоростных судов)
Высокоточные данные о бортовой/килевой качке в аналоговом и цифровом форматах для стабилизаторов качки, гидролокаторов, и др.
Контроль скорости перемещения носа и кормы судна для безопасной швартовки

Эхолот

Навигационный эхолот предназначен для надежного измерения, наглядного представления, регистрации и передачи в другие системы данных о глубине под килем судна (рис. 3.7). Эхолот должен функционировать на всех скоростях судна от 0 до 30 узлов, в условиях сильной аэрации воды, ледяной и снежной шуги, колотого и битого льда, в районах с резко меняющимся рельефом дна, скалистым, песчаным или илистым грунтом.

На судах устанавливаются гидроакустические эхолоты. Принцип их работы заключается в следующем: механические колебания, возбуждаемые в вибраторе-излучателе, распространяются в виде короткого ультразвукового импульса, доходят до дна и, отразившись от него, принимаются вибратором-приемником.

Эхолоты автоматически указывают глубину моря, которую определяют по скорости распространения звука в воде и промежутку времени от момента посылки импульса до момента его приема (рис. 3.8).

Эхолот должен обеспечивать измерение глубин под килем в диапазоне от 1 до 200 метров. Указатель глубин должен быть установлен в рулевой рубке, а самописец – в рулевой или штурманской рубке.

Для измерения глубин применяется также ручной лот в случаях посадки судна на мель, промера глубин у борта во время стоянки у причала и т. п.

Ручной лот (рис. 3.9) состоит из свинцовой или чугунной гири и лотлиня. Гиря выполняется в форме конуса высотой 25–30 см и весом от 3 до 5 кг. В нижнем широком основании гири делается выемка, которая перед замером глубины смазывается солидолом. При касании лотом морского дна частицы грунта прилипают к солидолу, и после подъема лота по ним можно судить о характере грунта.

Разбивка лотлиня производится в метрических единицах и обозначается по следующей системе: на десятках метров вплетаются флагдуки различных цветов; каждое количество метров, оканчивающееся цифрой 5, обозначается кожаной маркой с топориками.

В каждой пятерке первый метр обозначается кожаной маркой с одним зубцом, второй – маркой с двумя зубцами, третий – с тремя зубцами и четвертый – с четырьмя.

Лаг – навигационный прибор для измерения скорости судна и пройденного им расстояния. На морских судах применяются механические, геомагнитные, гидроакустические, индукционные и радиодоплеровские лаги.

относительные лаги, измеряющие скорость относительно воды;
абсолютные лаги, измеряющие скорость относительно дна.

Гидродинамический лаг – относительный лаг, действие которого основано на измерении разности давления, которая зависит от скорости судна. Основу гидродинамического лага составляют две трубки, выведенные под днище судна: выходное отверстие одной трубки направлено к носовой части судна; а выходное отверстие другой трубки находится заподлицо с обшивкой. Динамическое давление определяется по разности высот воды в трубках и преобразуется механизмами лага в показания скорости судна в узлах. Кроме скорости, гидродинамические лаги показывают пройденное судном расстояние в милях.

Индукционный лаг – относительный лаг, принцип действия которого основан на зависимости между относительной скоростью проводника в магнитном поле и наводимой в этом проводнике электродвижущей силой (ЭДС). Магнитное поле создается электромагнитом лага, а проводником является морская вода. Когда судно движется, магнитное поле пересекает неподвижные участки водной среды, при этом в воде индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости перемещения судна. С электродов ЭДС поступает в специальное устройство, которое вычисляет скорость судна и пройденное расстояние.

Гидроакустический лаг – абсолютный лаг, работающий на принципе эхолота. Различают доплеровские и корреляционные гидроакустические лаги.

Геомагнитный лаг – абсолютный лаг, основанный на использовании свойств магнитного поля Земли.

Радиолаг – лаг, принцип действия которого основан на использовании законов распространения радиоволн.

На практике отсчеты лага замечают в начале каждого часа и по разности отсчетов получают плавание S в милях и скорость судна V в узлах. Лаги имеют погрешность, которая учитывается поправкой лага.

Радионавигационные приборы

Судовая радиолокационная станция (РЛС) предназначена для обнаружения надводных объектов и берега, определения места судна, обеспечения плавания в узкостях, предупреждения столкновения судов (рис. 3.10).

В РЛС используется явление отражения радиоволн от различных объектов, расположенных на пути их распространения, таким образом, в радиолокации используется явление эха. РЛС содержит передатчик, приемник, антенно-волноводное устройство, индикатор с экраном для визуального наблюдения эхо-сигналов.

Принцип работы РЛС следующий. Передатчик станции вырабатывает мощные высокочастотные импульсы электромагнитной энергии, которые с помощью антенны посылаются в пространство узким лучом. Отраженные от какого-либо объекта (судна, высокого берега и т. п.) радиоимпульсы возвращаются в виде эхо-сигналов к антенне и поступают в приемник. По направлению узкого радиолокационного луча, который в данный момент отразился от объекта, можно определить пеленг или курсовой угол объекта. Измерив промежуток времени между посылкой импульса и приемом отраженного сигнала, можно получить расстояние до объекта. Так как при работе РЛС антенна вращается, излучаемые импульсные колебания охватывают весь горизонт. Поэтому на экране индикатора судовой РЛС создается изображение окружающей судно обстановки. Центральная светящаяся точка на экране индикатора РЛС отмечает место судна, а идущая от этой точки светящаяся линия показывает курс судна.

Судовые РЛС позволяют за короткий промежуток времени определить курс и скорость встречного судна и избежать, таким образом, столкновения.

Средства автоматической радиолокационной прокладки (САРП) – это радиолокационные информационно-вычислительные комплексы, выполняющие автоматическую обработку радиолокационной информации. САРП выполняет следующие операции (рис. 3.11):

ручной и автоматический захват целей и их сопровождение;
отображение на экране индикатора векторов относительного или истинного перемещения целей;
выделение опасно сближающихся целей;
индикацию на табло параметров движения и элементов сближения целей;
проигрывание маневра курсом и скоростью для безопасного расхождения;
автоматизированное решение навигационных задач;
отображение элементов содержания навигационных карт;
определение координат местоположения судна на основе радио-локационных измерений.

Автоматическая информационная система (АИС) является морской навигационной системой, использующей взаимный обмен между судами, а также между судном и береговой службой для передачи информации о позывном и наименовании судна для его опознавания, координатах, сведений о судне (размеры, груз, осадка и др.) и его рейсе, параметрах движения (курс, скорость и др.) с целью решения задач по предупреждению столкновений судов, контроля за соблюдением режима плавания и мониторинга судов в море.

Электронные картографические навигационные информационные системы (ЭКНИС) являются эффективным средством навигации, существенно сокращающим нагрузку на вахтенного помощника и позволяющим уделять максимум времени наблюдению за окружающей обстановкой и выработке обоснованных решений по управлению судном (рис. 3.12).

Основные возможности и свойства ЭКНИС:

Спутниковая система навигации – это система, состоящая из наземного и космического оборудования, предназначенная для определения местоположения (географических координат), а также параметров движения (скорости и направления движения и т. д.) для наземных, водных и воздушных объектов (рис. 3.13).

GPS – это глобальная навигационная спутниковая система определения местоположения Global Position System. Система включает группировку низкоорбитальных навигационных спутников, наземные средства слежения и управления и самые разнообразные, служащие для определения координат. Принцип определения своего места на земной поверхности в глобальной системе позиционирования заключается в одновременном измерении расстояния до нескольких навигационных спутников (не менее трех) – с известными параметрами их орбит на каждый момент времени, и вычислении по измененным расстояниям своих координат.

Навигационные инструменты

Навигационный секстан – угломерный инструмент (рис. 3.14), служащий:

в мореходной астрономии – для измерения высот светил над видимым горизонтом;
в навигации – для измерения углов между земными предметами.

Морской хронометр – высокоточные переносные часы, позволяющие получать в любой момент достаточно точное гринвичское время (рис. 3.15).

Судовое время определяется по меридиану местонахождения судна и чаще всего корректируется ночью вахтенным офицером. Так, например, при изменении долготы на 15° на восток часы переводятся на 1 час вперед, а при изменении долготы на 15° в западном направлении – на 1 час назад.

Для того чтобы в машинном отделении, столовой команды, каютах, салонах, барах, камбузе иметь точное и одинаковое показание времени, устанавливают электрические часы, корректируемые от главных часов, находящихся на мостике.

К прокладочным инструментам относятся (рис. 3.16):

измерительный циркуль – для измерения и откладывания расстояний на карте;
параллельная линейка – для проведения на карте прямых, а также параллельных заданному направлению линий;
навигационный транспортир – для построения и измерения углов, курсов и пеленгов на карте.

Кроме этого, на мостике находятся журналы, папки с документацией, навигационные карты, обязательные справочники и пособия и др. (рис. 3.17).

Судовождение или как его ещё называют кораблевождение – наука о том, как провести корабль из одного пункта в другой безопасным и наивыгодным путём. Актуальной наука является и в наши дни, поскольку зная её, можно избежать многие опасности, которые могут попасться судну.

Моря, прилегающие к странам, подробно описаны, произведены промеры их глубин, наиболее опасные места обставлены маяками и иными знаками. Такое подробное описание морей и океанов, с указанием того, как пролагать по ним путь корабля, чтобы не только миновать опасности, но и примениться к господствующим ветрам и течениям, составляет предмет лоции. Совокупность способов определения места корабля на карте, пользуясь компасом и лагом, составляет предмет навигации. При продолжительном плавании вне вида берегов, определение места по приёмам навигации бывает ненадежно и неточно, в виду погрешностей компаса и лага, а главным образом – неизвестности скорости и направления морских течений, зачастую меняющихся от ветра, поэтому в плавании определяют по крайней мере раз в сутки, если погода не мешает, широту и долготу корабля из астрономических наблюдений. Совокупность служащих для этого способов и приёмов составляет предмет мореходной астрономии.

1. Судовождение как особый вид производственной деятельности

Судовождением называется наука, состоящая из комплекса дисциплин, знание которых необходимо для практики ведения судна кратчайшим и безопасным путем из одного географического пункта в другой. Она состоит из трёх основных отделов: лоции, навигации и мореходной астрономии.

Будучи прикладной наукой, судовождение включает в себя несколько разделов:

Лоция – часть науки о судовождении, дисциплина, предметом которой является изучение рек, озер, морей и океанов применительно к нуждам мореплавания и судоходства как по конкретным направлениям, так и по отдельным районам.

Задача лоции – обеспечить судоводителя необходимыми сведениями для выбора безопасного пути и контроля за движением судна при следовании по данному фарватеру или району в целом. В лоции описываются системы навигационного оборудования морских и судоходная обстановка речных фарватеров, даются различные сведения об естественных и искусственных ориентирах, навигационных опасностях, рельефе дна, данные о наивыгоднейших путях и расстояниях, а также другие сведения, необходимые судоводителю.

Штурманский метод судовождения осуществляет контроль за движением судна при помощи инструментов и объединяет в себе два способа определения места: по земным ориентирам – навигация и по небесным светилам – мореходная астрономия. Навигационные методы судовождения изучаются в ведущей дисциплине судовождения – навигации. Приборы (компас, лоты, лаги, секстаны, хронометры) и их применение при различных условиях плавания изучает дисциплина, называемая технические средства судовождения.

2. Основные составляющие судовождения

2.1 Сущность лоции

Основная задача мореплавания с самого его зарождения - безопасно провести судно из одного пункта в другой. Во время первых недалеких плаваний суда проводил морской проводник - лоцман. Он использовал свой опыт многократных плаваний в одном и том же районе либо устные рассказы моряков и ориентировался по приметному береговому рельефу и небесным светилам. По мере развития мореплавания появилась потребность провести судно из одного порта в другой не только безопасным, но и наиболее выгодным путем. Для этого было необходимо заранее выбрать путь судна и обеспечить его плавание именно по этому маршруту. Подобную задачу не могли осилить даже самые искусные лоцманы, и появилась необходимость создать соответствующие "средства судовождения, первыми из которых были карты и книги лоций, содержащие мировой опыт мореплавания, накопленный к тому времени. С дальнейшим развитием мореплавания и методов судовождения лоцманское искусство, основанное на личном опыте одного человека, превратилось в науку лоцию, имеющую свои методы и теорию.

2.2 Мореходная астрономия

Астрономия - одна из древнейших наук, заниматься которой учёные стали ещё до н. э.

В мореходной астрономии используют инструменты и методы, отличающиеся от береговых, так как наблюдения приходится – выполнять на судне, находящемся в море, а судно является подвижной платформой.

2.3 Понятие навигации

При Петре I мореплавателей называли навигаторами. В настоящее время слово навигация употребляется в двух значениях: в практическом, как период судоходства, например зимняя навигация, продление навигации, и в более общем – как наука навигация, изучающая вопросы судовождения.

Навигация – ведущий предмет среди других наук судовождения. Она разрабатывает основы судовождения, учёта движения судна в море, который обеспечивает безопасность плавания. Кроме того, рассматривает целый комплекс вопросов: основные понятия о Земле; способы определения мореплавателем основных направлений и расстояний на поверхности Земли; методы определения поправок мореходных приборов; ведение прокладки пути судна на морских навигационных картах; определение места судна навигационными способами. Из них главными являются: ведение прокладки, т. е. построение на карте пути судна и определение места судна различными навигационными способами – по направлениям на береговые предметы.

Навигация – точная наука, основой для которой является математика, но применяя точные математические методы навигации, не всегда точно можно определить место судна, поскольку в море на него действуют две стихии – водная и воздушная – волны, течения и ветры, сбивающие судно с пути, по которому оно должно передвигаться. Поэтому в навигации, помимо знания теоретических методов, обосновывающих точность судовождения, необходимы опыт и искусство судоводителя. Только знание научных математических основ навигации в сочетании с опытом могут обеспечить безопасность судна в любых условиях плавания.

Хотя нужны не все разделы науки для судоводителя, но знать их также необходимо. Разделы, которые входят в судовождение – лоция, навигация, морская астрономия, искусственные водные пути, гидрометеорология и другие, но основными являются первые три.

У каждого из разделов свой предмет изучения. Предмет лоции - описание морей и океанов, с указанием того, как пролагать по ним путь корабля, чтобы не только миновать опасности, но и примениться к господствующим ветрам и течениям.

1. Вавилов А.М., Хохленков М.Т. Речные суда. Устройство и организация службы: Учебник для профтехучилищ. – М.: Транспорт, 1982. – 152 с.

2. Карлов Б.И., Певзнер В.А., Слепенков П.П. Учебник судоводителя-любителя (управление маломерными судами). Изд. 4-е, перераб. и доп. М., ДОСААФ, 1976.

3. Ольшамовский С.Б. Судовождение и правила по внутренним судоходным путям. Изд. 3-е перераб. и доп. Изд-во Транспорт. М., 1976 г., 296 с.

4. Павленко В.Г. Элементы теории судовождения на внутренних водных путях. Изд-во Транспорт. М, 1971 г., 144 с.

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Балтийская Государственная Академия

Кафедра ТЭС и ПР.

Реферат по теме:

Глава 1. Элементы судовых навигационных автоматизированных комплексов.

1.0 Понятие о судовом навигационном комплексе

1.1 Навигационные измерительные устройства.

1.2 средства обработки навигационной информации.

1.3 Математическое обеспечение навигационных автоматизированных комплексов.

1.4 Средства отображения навигационной информации.

Глава 2. Автоматизированная судовая навигационная подсистема.

2.0 Назначение и решаемые задачи.

2.1 Принцип автоматического счисления пути судна.

2.2 Характеристики современных АСНП.

Глава 3. Автоматизированная подсистема управления движением судна по курсу.

3.0 Назначение и решаемые задачи.

3.1 Типовые аналоговые авторулевые.

Глава 4. Судовые автоматизированные комплексы и системы навигации и управления движением.

4.0 Навигационная система “ Дата Бридж ”

4.1 Комплексная автоматизация “ судов будущего ”.

Список использованной литературы

Глава 1. Элементы судовых навигационных автоматизированных комплексов.

1.0 Понятие о судовом навигационном комплексе.

Навигационным комплексом принято называть судовых технических средств, с помощью которых решаются задачи судовождения.

Существенное значение для анализа структуры навигационного комплекса и выполняемых им функций имеет рассмотрение решаемой с помощью комплекса задачи проводки судна из порта отхода в порт назначения. Эта задача может быть разделена на следующие основные задачи: выбор маршрута перехода; подбор карт и пособий на переход, приведение их на современный уровень, а также накопления другой информации, необходимой для безопасного выполнения перехода; оперативная коррекция выбранного пути и скорости движения в процессе перехода на основе оценки состояния окружающей среды как в непосредственной близости от судна, так и на всем пути следования к порту назначения; обеспечения точности плавания по намеченному маршруту.

С развитием научно-технического прогресса выполнение операций судовождения автоматизируются, и навигационный комплекс пополняется средствами автоматизации. Когда уровень автоматизации в комплексе становится заметным, его начинают называть автоматизированным. В настоящее время технической основой автоматизации операций судовождения стали электронные вычислительные машины (ЭВМ), а также микропроцессоры и микроЭВМ. Они берут на себя функции, связанные с обработкой и хранением информации, прогнозированием развития ситуаций, управление движением и т. Д.

Включая выбор мер, повышающих эффективность решения задач. Наиболее развитой к настоящему времени является автоматизация операций задачи, реализации стратегии плавания, включая прокладку движения встречных судов.

Создаваемые навигационные автоматизированные комплексы (НАК) отличаются друг от друга по уровню и содержанию автоматизации, принципу построения и другим признакам. По уровню автоматизации различают комплексы с низким, средним и высоким уровнем автоматизации.

В зависимости от принципа построения выделяют децентрализованные разобщенные комплексы, централизованные комплексы и комплексы с иерархической децентрализацией (модульные комплексы). Первые комплексы включают в себя ряд разобщенных устройств для автоматического выполнения простейших операций, например для стабилизации курса, для счисления пути и т. Д. Учет взаимосвязей решаемых задач при таком принципе автоматизации полностью ложиться на судоводителя.

В централизованных НАК решение круга возложенных на них задач производится одной ЭВМ. Такое построение НАК было характерным для начала этапа комплексной автоматизации, когда ЭВМ были сравнительно дорогостоящими и круг решаемых с помощью средств автоматизации задач не слишком велик. В частности, отечественный НАК "Бриз" является централизованным. Достоинством централизованной структуры комплексов стала возможность учета информационной взаимосвязи решаемых при судовождении задач. Опыт эксплуатации централизованных НАК выявил ряд их недостатков. При высоком уровне автоматизации операций судовождения чрезвычайно возрастает сложность математического обеспечения ЭВМ, резко повышаются требования к ее производительности, надежности взаимодействию с внешней средой, режимам обработки информации. Кроме того, централизованные системы имеют пониженную живучесть, т. к. Выход из строя ЭВМ приводит к прекращению функционирования всей системы.

При модульном построении комплекс подразделяется на ряд в определенной степени самостоятельных подсистем, решающих определенные задачи из входящих в главную задачу системы. Таким образом, модульные НАК состоят из отдельных подсистем (модулей) различных уровней, каждая из которых может функционировать как самостоятельно, так и в рамах всей системы, подчиняясь командам подсистем высшего уровня. Модульные комплексы более гибки, чем централизованные. В настоящее время модульное построение НАК является преобладающим.

НАК включает в себя следующую аппаратуру: навигационные измерительные устройства (гирокомпас, лаг, эхолот, Приемники различных систем определения места), одну или несколько ЭВМ, устройства преобразования информации для ЭВМ, средства отображения информации, аналоговые управляющие устройства. В силу специфики эксплуатации к аппаратуре комплекса предъявляются следующие требования: наличие минимальных размеров, массы и потребляемой мощности; высокая надежность работы; возможность работы в условиях качки, вибрации, ударов, в широком диапазоне при изменениях температуры и повышенной влажности; простота эксплуатации и решения предусмотренного круга задач; наличия системы контроля за состоянием аппаратуры и правильностью решения задач; умеренная стоимость.

1.1 Навигационные измерительные устройства.

Навигационные измерительные устройства, входящие в НАК, служат для измерения величин, характеризующих процесс судовождения. Эти величины обычно называются навигационными параметрами. Они могут быть разделены на две группы: параметры, характеризующие движение судна, и навигационные параметры ориентиров. В зависимости от того, к какой группе относится измеряемый параметр, навигационные измерительные устройства подразделяются на измерители собственного движения и позиционные измерители.

Измерители собственного движения обычно делятся в зависимости от вида измеряемого параметра на устройства для измерения направления, скорости и пройденного расстояния, угловой скорости поворота. К первым относятся гироскопические и магнитные компасы, гироазимуты; ко вторым - различные типы лагов: гидравлические, индукционные, гидроакустические. Угловая скорость при поворотах измеряется гиротахометрами. К точности показаний измерительных устройств, предъявляются определенные требования, иногда установленные в международном масштабе.

Позиционные измерительные устройства в зависимости от измеряемого параметра ориентиров подразделяются на угломерные, дальномерные, разностно-дальномерные и комбинированные. Большую группу этих устройств в настоящее время составляют радиотехнические измерительные устройства, которые находят широкое применение в НАК. Эти измерительные устройства являются частью РНС определения места, включающих наземные станции или космические объекты и бортовую аппаратуру.

Особую группу радиотехнических измерительных устройств составляют РЛС. Они служат датчиками информации об окружающей судно обстановке и используются для измерения пеленгов и расстояний объектов. РЛС применяются как при определении положения своего судна, так и для нахождения элементов движения других судов. Важную роль играют они при обеспечении безопасности плавания в условиях плохой видимости.

Совокупность навигационных измерительных устройств на судне должна создавать объективную возможность решения задач судовождения с требуемой точностью и надежностью. Поэтому повышение точности и надежности судовождения в первую очередь связывается с совершенствованием навигационных измерительных устройств.

1.2 средства обработки навигационной информации.

Навигационные ЭВМ. Техническую основу автоматизации судовождения составляют ЭВМ. ЭВМ по своей природе универсальны, так как их главной особенностью является принцип программного управления, согласно которому вычисления производятся в соответствии с программами, помещенными в память машины. Это делает ЭВМ при разработке соответствующих программ пригодными к решению разнородных задач, встречаемых в навигации. ЭВМ обладают высоким быстродействием и дают возможность обрабатывать информацию синхронно с ходом процесса в реальном масштабе времени, как требуется при управлении движущимися объектами. ЭВМ обеспечивает любую требуемую точность вычислений, что имеет большое значение при решении навигационных задач. ЭВМ имеют запоминающие устройства большой емкости, позволяющие запомнить необходимые при управлении судном многочисленные сведения об ориентирах, навигационных опасностях, элементах движения встречных судов и т. д.

1.3 Математическое обеспечение навигационных автоматизированных комплексов.

Под математическим (программным) обеспечением системы понимается совокупность программ, которые хранятся в памяти ЭВМ, входящих в автоматизированную систему. Математическое обеспечение специализированных ЭВМ обычно делят на две части: общую и специальную. Первая служит для обеспечения вычислительного процесса, обеспечения удобства работы с машиной, контроля за ее работой, обеспечением отладки программы и т. д. Эта часть программного обеспечения тесно связана с характеристиками ЭВМ, а ее разработчиками обычно являются производители ЭВМ. Специальная часть математического обеспечения ЭВМ включает программы прикладных задач. Для электронных вычислительных машин, входящих в состав НАК, это программы счисления пути судна, нахождения обсервованного места, управления движением судна, обработки радиолокационной информации и т. д.

Касаясь автоматизации судовождения, необходимо отметить, что ЭВМ не только позволяют освободить от трудоемких вычислений, но и предоставляют определенные возможности для повышения точности и надежности решения задач по сравнению с существовавшими средствами обработки информации.

Анализируя основные отличия от традиционной, машинной, обработки данных в современных НАК, можно заметить, что они состоят как в более эффективном использовании статистической и структурной избыточности информации, так и в более полном учете динамики протекающих в системе процессов.

1.4 Средства отображения навигационной информации.

Отображения навигационной информации заключается в демонстрации перед судоводителем данных, характеризующих процесс судовождения. Эти данные требуется отображать в различной форме: буквенно-цифровой, графической, картинной. Оперативность, наглядность и полнота отображения навигационной информации имеют большое значение в повышении эффективности управления судами и обеспечении безопасности плавания. Поэтому средства отображения информации играют в автоматизированных комплексах первостепенную роль.

Особое значение в НАК имеют устройства индикации, которые служат для отображения оперативной информации о процессе судовождения. Наиболее распространенными из них являются дисплеи. Широкое распространение дисплеев в системах с ЭВМ обусловлено их высоким быстродействием, хорошей надежностью, бесшумностью работы, возможностью отображения информации в цвете и в различных формах (буквенно-цифровой, графической, картинной ), а также рядом других эксплуатационных удобств. Снабженные специальной клавиатурой дисплеи являются удобным средством взаимодействия судоводителя с навигационной ЭВМ и с аппаратурой НАК при решении задач судовождения.

Во вспомогательных средствах отображения навигационной информации на малых экранах (в цифровых табло, буквенно-цифровых формулярах, светопланах) все более широкое применение находят дискретные устройства представления данных. Экраны этих устройств представляют собой матрицы из отдельных элементов, способных излучать свет или менять свою прозрачность в зависимости от величины приложенного напряжения. Управляя каждым элементом экрана, можно получить на нем требуемое изображение.

Глава 2. Автоматизированная судовая навигационная подсистема.

2.0 Назначение и решаемые задачи.

АСНП решает задачи, связанные с выбором пути, контролем за перемещением судна и прогнозированием его движения. Основной задачей АСНП является контроль за движением судна, состоящий в определении координат и параметров траектории по измерениям навигационных параметров. Основная задача АСНП подразделяется на задачу счисления пути судна, задачу обсерваций и задачу определения элементов сноса по ряду обсервованных мест. Задача счисления пути состоит в определении текущего места судна относительно известного начального положения, по измерениям элементов собственного движения, с учетом информации о возмущающих движение факторах: течении, ветре, погрешностях приборов. Задача обсервации заключается в нахождении координат места судна по одновременным либо практически одновременным измерениям параметров ориентиров, таких как пеленг, расстояние и т. д. При решении задач обсервации используется информация приемоиндикаторов различных радиотехнических навигационных систем и других устройств, с помощью которых измеряются параметры ориентиров. Задача определения элементов сноса по обсервациям состоит в уточнении координат места судна и составляющих его скорости по результатам разновременных обсерваций. Кроме названных задач АСНП решает и ряд вопросов связанных с определением поправок приборов, выбора пути судна, прогнозированием его движения, нахождением предполагаемого времени прихода в точки поворота и конечный пункт и т. д.

Основным требованием к качеству решения задачи контроля за движением судна является обеспечение высокой точности и надежности получаемых результатов, где точность определяется величиной обычной для функционирования системы погрешностей, а надежность - вероятностью отсутствия в результатах аномальных погрешностей и сбоев.

Читайте также: