Ортодромическая система координат .

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 5Следующая ⇒

Эта система координат нашла широкое применение в современных устройствах счисления пути. В ортодромической системе координат одна из дуг большого круга (обычно совмещаемая с линией заданного пути), играет роль условного экватора.

Другая дуга большого круга, лежащая в плоскости перпендикулярной плоскости условного экватора (обычно это дуга, проходящая через исходный пункт маршрута (ИПМ), - играет роль условного начального меридиана (рис. 1.7)

Точка ИПМ служит началом координат, ось X совмещается с условным экватором и ориентируется в направлении полета, а ось Z - с условным начальным меридианом и ориентируется так, чтобы уклонение вправо от оси полета было положительным. Тогда координата X будет играть роль условной долготы, координата Z - роль условной широты.

Особенностью системы является то, что вблизи условного экватора условные меридианы и параллели образуют практически прямоугольную сетку, что позволяет при незначительных отклонениях от ортодромии не учитывать сферичность Земли и от решения задач на сфере переходить к решению задач на плоскости.

Важным преимуществом этой системы является возможность ее применения в любых районах земного шара. Ортодромическая система координат наиболее полно соответствует условиям применения гироскопических курсовых приборов, обеспечивающих полет по ортодромической линии пути.

Преимущества полета по ортодромии.

В зависимости от курсовых приборов самолета полет по маршруту может выполняться по ортодромии или локсодромии.

Локсодромия — спиральная линия, проходящая по поверхности земного шара и пересекающая меридианы с одним и тем же постоянным углом α , называемым локсодромическим путевым углом.

Си Си Си

α α локсодромия

Рис.1 Вид локсодромии на карте.

При полете по локсодромии, с использованием магнитных компасов, (магнитных курсовых систем), линия фактического пути самолета не совпадает с прямой линией, проложенной на карте из-за схождения меридианов к точке полюса.

При длине участка в 600 км максимальное уклонение самолета от ортодромической линии пути достигает 8—10 км, т. е. выходит за пределы допустимой точности самолетовождения.

Ортодромия — это дуга большого круга, проходящего через две точки на земной поверхности, являющаяся линией кратчайшего расстояния между этими точками на земной поверхности.

Ортодромия пересекает меридианы под разными путевыми углами.

Си Си Си

β₁ β₂ β₃ ортодромия

Рис.2 Вид ортодромии на карте.

На различных полетных картах ортодромия на расстояниях до 1000—1200 км практически совпадает с прямой. Поэтому, маршрут полета на картах всегда прокладывается по ортодромии.

Для уменьшения уклонения самолета от ортодромической линии пути, большие участки маршрута делят на ряд участков с таким расчетом, чтобы средний МПУ отличался от МПУ на концах отрезка не более чем на 1—2°. При полетах по таким участкам периодически меняют значение МПУ по причине схождения меридианов и изменения магнитного склонения по району полета.

Но, даже при таком дроблении участков маршрута фактическая линия пути по локсодромии отклоняется от прямой линии, проложенной на карте, что усложняя контроль пути по пеленгам радиотехнических средств, расположенных в ППМ.

При полете от радионавигационной точки или на радионавигационную точку контроль пути по направлению ведется по радиопеленгам. Известно, что линия всякого радиопеленга является ортодромией. Но при полете по локсодромии фактическая линия пути самолета отходит от ортодромической линии, проложенной на карте. Поэтому при полете по локсодромии трудно установить по радиопеленгам причину уклонения самолета от проложенного на карте маршрута.

Таким образом, локсодромическая система счисления пути при полете даже на участках небольшой протяженности, не обеспечивает нужной точности самолетовождения и создает проблемы для зональной навигации, как в верхнем, так и в нижнем воздушном пространстве при использовании спутниковых навигационных систем (СНС) и маяков VOR.

Для повышения точности самолетовождения и упрощения решения многих навигационных задач полеты необходимо выполнять по ортодромии.

Ортодромия пересекает меридианы под разными углами, и полет по этой линии с помощью магнитного компаса невозможен.

Для полета по ортодромии определяются ортодромические путевые углы относительно опорных меридианов. По ортодромическим путевым углам рассчитываются ортодромические курсы с учетом влияния ветра, которые выдерживаются с помощью специальных курсовых устройств, таких, как курсовая система (ТКС-П), ГМК -1. гирополукомпас ГПК-52 астрономический компас ДАК-ДБ-5. и др.

При полете самолета с ортодромическим или условным курсом линия фактического пути на карте изображается прямой линией, т. е. так же, как и линия заданного пути.

Положение самолета относительно ЛЗП в этом случае можно точно определить по пеленгам радиотехнических средств, расположенных в поворотных пунктах маршрута.

Сравнивая ортодромический пеленг с ортодромическим путевым углом, можно безошибочно установить наличие уклонения самолета от ЛЗП.

Рассматривая полеты по ортодромии и локсодромии, следует учитывать и экономичность полетов. Из определения ортодромии следует, что кратчайшим расстоянием между двумя пунктами будет путь по ортодромии.

Если бы полеты между пунктами вылета и назначения проводились по прямой, то разница пути по ортодромии и локсодромии достигала бы нескольких сот километров. Например, при полете из Москвы в Хабаровск, длина пути по ортодромии была бы короче длины пути по локсодромии на 552 км.

Ортодромический способ самолетовождения тесно связан с одной насущной проблемой. По мере развития гражданской авиации возрастает необходимость автоматизации процесса самолетовождения и пилотирования самолетов, поэтому многие самолеты в настоящее время оборудованы автоматизированными навигационными комплексами.

В основу работы этих комплексов положена ортодромическая система координат, которая позволяет наиболее просто программировать полет и решать задачи самолетовождения.

Главная ортодромия. Опорный меридиан.

Азимут главной ортодромии.

Главной ортодромией - принято называть ортодромию, направление которой совпадает с общим направлением маршрута.

ППМ₁

КПМ

Гл. ортодромия

ИПМ

ППМ₂

Рис. 3 Главная ортодромия.

Использование главной ортодромии упрощает определение заданных ортодромических путевых углов (ОЗПУ) измерением на карте углов пересечения (УП) или углов разворота (УР) и определения ортодромических курсов (ОК).

Си о (опорный меридиан)

ППМ₁

УР₁ КПМ

У го

УП₁

УП₂

ИПМ

УР₂

ППМ₂

Рис. 4 Азимут (А) главной ортодромии (У го)

Азимут главной ортодромии (А) – угол, заключенный между северным направлением истинного меридиана (Си) начальной точки маршрута (ИПМ) и главной ортодромией (У го).

Опорный меридиан (Со) - меридиан, относительно которого производится измерение ОК на отдельном участке или на протяжении всего маршрута полета. Опорные меридианы выбираются с таким расчетом, чтобы между ними расстояние не превышало 1000—1200 км. На картах опорные меридианы выделяют красным цветом.

Угол разворота (УР) - угол, на который изменяется направление пути от ППМ.

Угол пересечения (УП) - это угол между направлением главной ортодромии и ЛЗП.

3. Определение ортодромических путевых углов.

Полет по ортодромии может выполняться с сохранением системы отсчета курса или по частным ортодромиям.

При подготовке к полету с сохранением системы отсчета курса,

опорный меридиан начальной точки маршрута используется для определения путевых углов нескольких участков или всего маршрута.

При выполнении полета с сохранением системы отсчета курса в качестве опорного меридиана принимают истинный (Си) или магнитный (См) меридиан исходной точки маршрута (ИПМ).

Ортодромические путевые углы (ОЗМПУ или ОЗИПУ) определяют измерением на карте начального ОЗПУ и углов разворота (УР) или углов пересечения (УП).

Для определения ОЗПУ с использованием угла разворота (УР) необходимо:

- Измерить на карте ОЗПУ нач. от принятого за начало отсчета опорного меридиана (ОЗИПУ или ОЗМПУ);

ОЗИПУ₁ = ЗИПУнач.

- Измерить на карте углы разворотов (УР) по участкам маршрута;

- Рассчитать значения ОЗПУ по остальным участкам маршрута.

ОЗИПУ₂ = ОЗИПУ нач + УР₁

ОЗИПУ₃ = ОЗИПУ₂ - УР₂

При правом развороте УР прибавляются, при левом - вычитаются.

Для уменьшения суммарной погрешности при определении ОЗПУ с использованием углов разворота – этот способ используют не более чем для трех участков маршрута!

Сио (опорный меридиан)

ОЗИПУ нач.

ППМ₁

УР₁ КПМ

ИПМ

УР₂

ППМ₂

Рис. 5. Определение путевых углов через УР

Чтобы избежать накопления ошибок, когда число поворотных пунктов более трех, путевые углы рассчитывают по азимуту главной ортодромии и углу пересечения.

Си (опорный меридиан)

ППМ₁

КПМ

У го

УП₁

УП₂

ИПМ

ППМ₂

Рис. 6. Определение путевых углов через УП

С этой целью:

1. Измерить на карте азимут главной ортодромии (А);

2. Измерить на карте углы пересечения линии заданного пути с главной ортодромией по участкам маршрута и рассчитать значения ОЗПУ.

ОЗИПУ₁ = А – УП₁. ОЗИПУ₂ = А + УП₂. ОЗИПУ₃= А – УП₃. и тд.

В общем виде: ОЗИПУ = А ± УП

При правом развороте УП прибавляются, при левом - вычитаются.

Для полета в обратном направлении выбираются новые опорные меридианы, относительно которых определяются ОЗПУ, поэтому они отличаются от путевых углов первоначального направления полета на величину, не равную 180°.

В полете по ортодромии с сохранением системы отсчета курса необходимо, периодически, в намеченных точках коррекции, осуществлять корректировку курсовой системы с учетом рассчитанных значений поправок.

Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 526; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 5 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!