Система для решения основных задач мореходной астрономии свешников 1 М. Л., Свешников



Скачать 42.05 Kb.
Pdf просмотр
Дата17.12.2016
Размер42.05 Kb.
Просмотров304
Скачиваний0

.СИСТЕМА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ОСНОВНЫХ ЗАДАЧ
МОРЕХОДНОЙ АСТРОНОМИИ

Свешников
1
МЛ, Свешников
2
А.М., Павлов
1
ДА, Лукашова
1
М.В.
1 Институт прикладной астрономии РАН
2 Чешский технический университет (CVUT), Прага В рамках работы по созданию электронной версии Морского астрономического ежегодника разработана программа для решения основных задач морской астронавигации. Программа написана в среде Windows на языке Си использует 2D графическую библиотеку Cairo. Задание осуществляется с помощью графической оболочки. Решение представляется в графической форме (планшета) и контрольного протокола решения в текстовой форме. При решении могут быть использованы как
МНК, таки метод Кондрашихина. Исключительно важным направлением развития морских астронавигационных эфемерид является создание программных комплексов для решения судоводительских задач [1]. В ИПА РАН была поставлена задача разработки специализированной астронавигационной системы Навигатор. В качестве первого этапа в ИПА РАН на основе комплекса ERA, дополненного системой Дельта, разработана интерактивная система удалённого доступа Штурман. Система предназначена для решения задач, описанных в двухгодичном Морском астрономическом альманахе (МАА-2), с точностью 0.1′, соответствующей этому изданию. Пользователь вызывает через Интернет страницу с системой ив диалоговом окне задачи задает исходные данные. После вычислений выдается протокол решения в форме, принятой в объяснении к МАА-2. Система Штурман имеет учебно-методическую направленность и доступна на сайте Института по адресу Однако система Штурман обладает рядом недостатков фиксированная точность решения 0.1′, небольшой набор примеров и неавтономность (зависимость от Интернета. Поэтому необходимо создание полноценной электронной версии МАА-2 и Морского астрономического ежегодника (МАЕ) (адмиралтейский номер №9002). Планируется, что эта система — Навигатор — будет обладать характеристиками, учитывающими пожелания штурманов ВМФ РФ. Целью настоящей работы является разработка формы решения типовых задач морской астронавигации, связанных с определением места судна и поправки компаса для последующего применения в системе Навигатор. Определение места судна (ОМС) основывается на измерениях высот светил (звезд, Солнца, планет. На рис. 1 показаны измерения высот h1, h2, h3 трех звезд в моменты Т1,
Т2, Т3 при движении судна вовремя наблюдений со скоростью V.

Рис. 1. Положение судна определяется на последний момент Т3.
Задание входных параметров осуществляется с помощью графической оболочки, обеспечивающей редактирование, диагностику входных параметров и запуск задачи. При программировании диалогового интерфейса использовались средства CWA (Св среде Visual Studio 2010 Ultimate. Введение данных производится заполнением соответствующих полей в стартовой странице (Рис .2). При ошибочном задании значений возникает сообщение об ошибке Рис. 2. Вид панели для ввода навигационной информации и измерений высот для случаях объектов. Более сложные диалоговые окна (boxes) содержат альтернативные значения параметров из фиксированного списка. Так бокс с названием Объект содержит названия Солнце, Луна, названия планет от Меркурия до Нептуна, обозначения 160-ти стандартных навигационных звезд ими дополнительных звезд c m < 4.0. Данные наблюдений для какого-либо объекта могут быть исключены, и в дальнейших расчетах этот объект не будет участвовать. Для ОМС по 3-м или 4-м объектам возможен выбор метода решения: МНК с равными или неравными весами высотных линий положения
(ВЛП) или метод Кондрашихина [2], учитывающий корреляционные связи между ВЛП.
При запуске задачи происходит передача данных в соответствующую вычислительную программу, написанную в среде Windows на языке С++. Данные наблюдений каждого объекта усредняются с учетом параметров движения судна и выявлением грубых измерений по малой выборке. Далее в программе используются фундаментальные эфемеридные данные Солнца, Луны и планет по теории ЕРМ-2004, созданной в ИПА РАН, каталог звезд, основанный на данных FK6/HIPPARCOS, и значения параметров вращения Земли (ПВЗ), публикуемые на сайте ИПА РАН. Рефракция учитывается по Пулковским таблицам 1985 г. Вычисления топоцентрических эфемеридных высот и азимутов светил ведутся с полной точностью 0.01″, характерной для «Астрономического ежегодника». При использовании же МАЕ или МАА-2 точность составляет 0.1´= 6″, а при «ручных» вычислениях, кроме того, используются таблицы
ТВА-57, допускающие ошибку до 0.3´. Редукция наблюдений производится в соответствии с рекомендациями МАС 2000-2012 гг. В случае выбора точности
вычислений вили вычисление нутации и прецессии ведутся по сокращенным рядам. Решение в графической форме (с выводом на планшет) осуществляется с помощью
2D графической библиотеки Cairo, согласованной с С. Вид планшета для разных задач представлены на рис. 3-6.. Вывод планшета и протокола на дисплей и их запись в форме файлов типа *.png и *.txt соответственно осуществляется операторами CWA. Рис. 3. Контроль места по одной ВЛП. Рис. 4. ОМС пом разновременным наблюдениям Солнца.
Рис. 5. ОМС по одновременным наблюдениям
х звезд (метод Кондрашихина).
Рис. 6. Определение широты и поправки компаса по Полярной
На рис. 3-5 приведены направления на наблюдаемые объекты (азимуты, положения ВЛП, фигура погрешности положения для х звезд, обсервованное место красная точка, сдвиг по широте Δφ и отшествие Δω относительно счислимых координат. Указаны значения обсервованных координат и радиальной ошибки определения для вероятности Р = 67%. На рис. 6 показано положение Полярной на небесной сфере в момент наблюдения и результаты определения широты и поправки компаса (ГКП). Кроме того, пользователю предоставляется контрольный протокол решения с исходными данными, промежуточными вычислениями и результатом решения задачи. Сравнение результатов, полученных при ОМС пом им звездам разными методами, приведено в табл. Видно, что, результаты определения оценок Δλ и Δφ, полученные пом им звездам, хорошо согласуются. Результаты по наблюдениям х звезд оказались менее точными (Δλ=0.05′ E, Δφ=1.55′ N, M1=0.90′-2.3′) и зависящими от разности азимутов наблюдаемых звезд. Результаты по ой звезде отличаются от представленных в табл. 1, хотя их формальная ошибка М подучается малой.
Табл. 1. Сопоставление некоторых методов решения для ОМС. Параметры
ОМС пом звездам
ОМС пом звездам
МНК веса равные)
МНК веса разные) метод
Кондра- шихина
МНК веса равные)
МНК веса разные) метод
Кондра- шихина
Δλ
0.′32 W
0.′29 W
0.′33 W
0.′45 W
0.′46 W
0.′31 W
Δφ
1.′20 N
1.′20 N
1.′27 N
1.′32 N
1.′35 N
1.′26 N
M1(P=67%)
±0.′61
±0.′34
±0.′34
±0.′78
±0.′44
±0.′45 Таким образом, наиболее надежной является обсервация, полученная по 4 линиям положения, имеющим попарно обратные азимуты. ОМС потрем линиям положения дает возможность установить только грубые промахи, ноне позволяет изучить возможные систематические погрешности. Обсервация по двум ВЛП не является надежной и рассматривается только как ориентировочная [3]. Обсервацию по 1 ВЛП следует использовать лишь в исключительных случаях.
Заключение. Предложенная структура формирования задач является удобной для использования. На ее основе может создаваться вычислительный комплекс планируемой системы Навигатор. Следует подчеркнуть, что, создание электронной версии МАЕ и
МАА-2 не означает завершения издания бумажных носителей эфемеридной морской астронавигационной информации. Недаром не только у нас в стране, но и за рубежом, несмотря на огромный технический прогресс в области электронной вычислительной техники и создания развитых спутниковых навигационных систем, до сих пор издаются различные морские пособия и таблицы. Ни одно судно не имеет право выйти в море без аналогов МАЕ и Мореходных таблиц.

Литература
1. Глебова НИ, Лукашова МВ, Нецветаев И. Ни др. Модернизация морских навигационных эфемерид // Труды конференции Навигация, гидрография и океанография (НГО-2011)», 2011, с.
2. Скубко Р. А, Шкатов МЮ. Мореходная астрономия. 2004, СПб: СПб ВМИ, т. 2, 270 с.
3. Гагарский ДА. Мореходная астрономия. 2014, М Морречцентр, 200 с.



Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал