Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Тема: Автоматизация судовождения
Судовой навигационный комплекс.
Навигационным комплексом принято называть судовые технические средства, с помощью которых решаются задачи судовождения.
Основная задача навигационного комплекса проводка 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;
В настоящее время технической основой автоматизации операций судовождения стали электронные вычислительные машины (ЭВМ). Они берут на себя функции, связанные с обработкой и хранением информации, прогнозированием развития ситуаций, управление движением и т. д.
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.
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.
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; наличия системы контроля за состоянием аппаратуры и правильностью решения задач; умеренная стоимость.
Навигационные измерительные устройства.
Навигационные измерительные устройства, входящие в НАК, служат для измерения величин, характеризующих процесс судовождения. Эти величины обычно называются навигационными параметрами.
Навигационные параметры делятся на две группы: параметры, характеризующие движение судна, и навигационные параметры ориентиров.
В зависимости от измеряемого параметра, навигационные измерительные устройства подразделяются на измерители собственного движения и позиционные измерители.
Измерители собственного движения делятся в зависимости от вида измеряемого параметра на:
1) устройства для измерения направления (гироскопические и магнитные компасы, гироазимуты);
2) устройства измерения скорости и пройденного расстояния (различные типы лагов: гидравлические, индукционные, гидроакустические);
3) устройства измерения угловой скорости поворота (измеряется гиротахометрами.).
Позиционные измерительные устройства в зависимости от измеряемого параметра ориентиров подразделяются на:
Большую группу этих устройств в настоящее время составляют радиотехнические измерительные устройства.
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.
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.
В настоящее время в автоматизированных системах с ЭВМ используются три способа отображения информации:
1) световая сигнализация;
Под сигнализацией понимается сообщение оператору о факте перехода интересующей его величины из одного состояния, в другое состояние.
Например, сообщение судоводителю о возникновении нежелательного отклонения от курса, либо о появлении встречного судна, либо о возникновении опасности столкновения с другим судном.
2) регистрация;
Регистрация информации предназначается для записи в некоторой символической форме отдельных фактов и величин с целью их документирования.
В системах с ЭВМ для документирования информации в буквенно-цифровой форме применяются телетайпы и малогабаритные печатающие аппараты. Для документирования графической информации применяются графопостроители. В навигационных системах с помощью специальных построителей вычерчивается путь судна в меркаторской проекции. Масштаб карты для ведения прокладки, интервал нанесения точек пути судна, интервал картографической сетки и ряд других параметров заносятся в память прокладчика.
3) индикация;
Устройства индикации, служат для отображения оперативной информации о процессе судовождения. Наиболее распространенными из них являются дисплеи. 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).
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.
Автоматизированная судовая навигационная подсистема.
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.
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.
АСНП предоставляет возможность производить с помощью своих ЭВМ расчеты, связанные с планированием переходов. Перед выполнением таких расчетов маршрут плавания обычно должен быть определен судоводителем и введен в память ЭВМ по координатам точек поворота. ЭВМ по координатам этих точек и намеченной скорости движения вычисляет длину и время прохождения каждого участка пути, направление следования на нем, общую протяженность пути и ряд других элементов.
Характеристики современных АСНП.
Спутниковые АСНП.
Они включают в себя измерители собственного движения (гирокомпас, лаг), приемоиндикатор со встроенным вычислителем и антенное устройство.
Спутниковые АСНП решают задачи автоматического счисления пути судна, определений места по спутникам. Кроме того, они позволяют автоматически выполнять расчеты связанные, с планированием перехода, вычислять время будущих прохождений спутников и т. д.
Наиболее распространенными из них являются приемоиндикаторы американской “Транзит” типов МХ-1102 фирмы “Мэгнавокс” (США) и ФСН-70 японской фирмы “Фуруно”.
Морская навигационная “Транзит” является глобальной и всепогодной. Она включает в себя шесть искусственных спутников земли (ИСЗ), наземный комплекс и бортовую аппаратуру. ИСЗ служат ориентирами при обсервациях. Место судна находится путем привязки к положениям спутника при одном прохождении его над горизонтом. Все спутники системы “Транзит” находятся на полярных орбитах, высота которых лежит в пределах от 890 до 1220 км. Период обращения ИСЗ вокруг Земли составляет в среднем 1,75 часа.
Передаваемая спутником навигационная информация позволяет рассчитывать в бортовой аппаратуре положения спутника на выбранные моменты времени и получить отчеты доплеровского сдвига частоты.
Наземный комплекс СНС “Транзит” служит для измерения параметров радиосигналов, передаваемых со спутников, уточнения параметров орбит спутников, прогнозирования их движения. В наземный комплекс СНС “Транзит” входят четыре станции, размещенные в штатах Гавайи, Калифорния, Миннесота и Мэн.
Интегрированные АСНП. На отечественных судах и судах мирового флота уже эксплуатируется ряд интегрированных АСНП как отечественных, так и изготовленных фирмами США, Японии и других стран. В качестве примера такой АСНП рассмотрим систему “Навгайд-РС-1000”. Эта система включает в себя гирокомпас, индукционный и доплеровский лаги, РЛС, приемоиндикаторы РНС “Лоран-С”, СНС “Транзит” и основной прибор. Основной прибор объединяет вычислитель, дисплей и пульт управления.
“Навгайд-РС-1000” позволяет вести счисление пути судна, производить обсервации по РНС “Лоран-С”, СНС “Транзит” и РЛС, корректировать счисление при отдельном и совместном использовании средств обсерваций. В системе предусмотрена возможность выполнения расчетов, связанных с планированием переходов и выбором пути.
По сравнению с другими АСНП “Навгайд-РС-1000” имеет более широкие возможности воспроизведения и использования электронных карт. Информация навигационной карты вместе с ее наименованием и номером записывается на специальную кассету. В процессе эксплуатации системы, на судне данные электронной карты, кроме береговой черты, могут, дополнятся и изменятся с пульта с целью осуществления подготовки карты к работе с учетом намечаемого пути и времени перехода, т. е. Может быть проведен подъем карты. В процессе этой работы на карту может быть нанесен маршрут судна, включающий 30 поворотных точек, отмечены опасные зоны, изобаты, нанесены буи, знаки, дополнительно цифрами обозначены глубины и т. Д.
Карта воспроизводится на цветном дисплее с телевизионной разверткой. Береговая черта отмечается голубой линией, маяки выделяются красным цветом, буи - желтым. Характерными знаками обозначаются изобаты, границы фарватеров, зон разделения движения и т. Д.
Таким образом, интегрированная АСНП “Навгайд-РС-1000” не только осуществляет автоматический контроль за координатами положения судна и параметрами его движения, но и отображает навигационную ситуацию в районе плавания в наглядном виде на электронной карте, предоставляя судоводителю довольно обширную информацию, позволяющую повысить безопасность плавания.
Система “Навгайд-РС-1000” может работать в автоматическом режиме управления совместно с авторулевым.
6
PAGE 6