Теория устройства и эксплуатации магнитного компаса. Принцип работы Электронного магнитного компаса

земля представляет собой природный постоянный магнит с полюсами и магнитным полем. Это позволяет создавать приборы типа магнитного компаса для решения различных практических задач.

Н – горизонтальная составляющая напряженности магнитного поля Земли; Ζ- вертикальная составляющая напряженности магнитного поля Земли. След от сечения вертикальной плоскостью, проходящей по направлению силы земного магнетизма в данной точке, называется плос­костью магнитного меридиана. Горизонтальный угол между плоскостями истинного или географического и магнитного меридианов наз магнитным склонением d. Вертикальный угол между плоскостью истинного меридиана и магнитной осью подвешенного магнита наз магнитным наклонением J.

Всякое направление на поверхности Земли определяется углом в вертикальной плоскости между плоскостью истинного меридиана и вертикальной плоскостью, проходящей через наблюдателя и объект наблюдения. Н=ТcosJ с приближением к магнитным полюсам угол J увеличивается и показания компаса становятся менее точными. Известно, что вектор напряженности магнитного поля Земли и его составляющие лежат в плоскости магнитного меридиана. Известно также, что угол в горизонтальной плоскости между истинным и магнитным меридианами является склонение d. Если в данной точке известно положение одного из меридианов и склонение, то легко определить положение другого меридиана. ЧЭ магнитного компаса – устройство, воспринимающее действие магнитного поля и дающее возможность определять направление этого поля. Магнитный компас с помощью своего чувствительного элемента непрерывно указывает магнитный курс судна и дает возможность измерять магнитные пеленги объектов наблюдения. Однако, это справедливо, если вокруг компаса отсутствуют ферромагнитные материалы, но на реальном судне масса деталей изготовленных из этих материалов. Поэтому ЧЭ магнитного компаса будет отклоняться из магнитного меридиана, т.е. приобретать девиацию. Т.о. реальный магнитный компас на реальном судне будет показывать компасный курс и позволит определять компасный пеленг. Если известна девиация, то от компасных можно перейти к магнитным, а затем при помощи склонения и к истинным.

Морской магнитный компас состоит из следующих узлов:

1. Чувствительного элемента. Служит для непрерывного указания направления магнитного меридиана. ЧЭ находится под воздействием не только магнитного поля Земли, но и магнитного поля судна. Для устройства ЧЭ можно использовать магнитные стрелки, индукционные бруски, земной индуктор, ЭЛТ, гиромагнит и др.

2. Устройства для указания курса.

3. Устройства для взятия пеленга.

4. Девиационного устройства.

5. Дистанционной передачи.

6. Вспомогательных устройств.

В настоящее время во многих системах электронные приборы заменяют устаревающую технологию намагниченной иглы, показания которой часто ошибочны из-за внешних факторов, таких как: вибрация, наклон, ускорение, а также внешние магнитные поля, которые мы уже упоминали. К тому же традиционный компас сложно приспособить к цифровому считыванию или компьютерному интерфейсу, и, следовательно, его сложно внедрить в навигационную систему. Большинство электронных компасов основано на датчиках, называемых магнитометрами. Магнитометр – это прибор для измерения интенсивности одного или нескольких составляющих магнитного поля Земли. Данный прибор, как и традиционный компас, является аналоговым прибором, линейно или не линейно реагируя на изменения в магнитном поле, в котором он находится. Его импульсы могут быть преобразованы для возможности их ввода в микропроцессор. Сначала магнитометры и схожая с ними электроника были очень громоздкими, но благодаря прогрессу в технологии полупроводников, они настолько уменьшились в размерах, что теперь некоторые из них даже встраиваются в интегральные схемы.

Типовой электронный компас создается при помощи установки двух магнитометров под правильными углами на плоской горизонтальной опоре. Каждый датчик измеряет одину из компонент горизонтального поля - по оси H опоры и по оси Z.

2. Использование РЛС для определения места судна при различных условиях.

а) Принцип работы РЛС Радиолокационная станция – импульсное дистанционно-азимутальное радионавигационное устройство, предназначенное для обнаружения надводных объектов и определения направления на эти объекты и расстояния до них с помощью ультракоротких радиоволн. В основу положен эхолокационный метод. Принцип действия состоит в измерении разности времени между моментом приема и излучения. - пассивный метод (прием собственного сигнала, цель не участвует в создании сигнала). При активном режиме можно увеличить передаваемая дальность, можно ввести дополнительную информацию например свой позывной. Скорость распространения радиоволн постоянна = 300 000 км/с.

б) Режимы работы РЛС

ü относит. движение

ü истинное

ü ориентировка по курсу и по норду

ü масштаб изображения (шкала дальности)

ü основа грамотной эксплуатации РЛС- правильный выбор режима ее работы, особенно если она в составе САРП.

в) Основные эксплутационные хар-ки

ü Максимальная дальность обнаружения D_р=2,4 √h_д (мили) где h_д – действующая высота антенны (м)

ü Дальность обнаружения объектов зависит от отражающей способности объекта, которую можно определить опытным путем, и гидро метеорологических факторов (диапазон 3см и 10 см)

ü Минимальная дальность действия РЛС (мертвая зона и ее значение)

ü разрешающая способность по углу и расстоянию между объектами

ü точность радиопеленгования и измерение дистанции выбирается из хар-к РЛС или точнее определяется из серий измерений расчетом СКП или выбирается из НШСР.

г) Навигационное использование РЛС включает в себя решение следующих задач:

ü Чтение радиолокационного изображения (берег, малые суда, искусственные сооружения, и.т.п.) РЛО,РЛС-маяки ответчики.

ü Определение места судна с помощью РЛС начинается с опознания береговой линии способом веера пеленгов или расстояний (с калькой), а также способом параллельных пеленгов (на кальке от счислимых точек откладывается пеленга и дистанции до мысов на их траверзах, а затем совмещают кальку с мысами – получаем своеобразное счислимо-обсервованное место.)

ü Определение места по пеленгу и дистанции с точностью М (в случае одного ориентира)

ü ОМС по трем дистанциям.

ü Выбор пути с помощью контрольных дистанций при входе в узкость (касанием переменным кругом дальности РЛС берегов узкости на экране с тем, чтобы двигаться посередине узкости.)