Картплоттеры, GPS и введение в радар

Предварительные требования

Перед этим уроком вы должны:

• Уметь наносить место на бумажную карту по широте и долготе, а также по пеленгу и расстоянию.
• Понимать курс, пеленг, истинный и магнитный, склонение и девиацию, а также уметь рассчитать курс с учётом приливного течения.
• Знать, как определять место счислением (DR) и прокладкой (EP), а также как определять место по визуальным пеленгам, створам и глубине.
• Понимать условные знаки карт и геодезическую основу (datum), знать значение узлов, морских миль и кабельтовых.
• Пройти уроки Day Skipper по картам, планированию перехода и правилам предупреждения столкновений. Правила плавания понадобятся вам, когда на радаре появится другое судно.

Береговая программа RYA Day Skipper включает использование электронных навигационных средств, а практический курс предполагает, что вы используете GPS и картплоттер в повседневной навигации. Руководство RYA по электронной навигации и руководство «Введение в радар» (G34) подробнее раскрывают обе темы; этот урок охватывает тот же материал на уровне Day Skipper. Работа с радаром на уровне полной компетенции изучается на отдельном курсе RYA по радару.

Цели обучения

К концу этого урока вы сможете:

• Простыми словами объяснить, как работает GPS, что он даёт и насколько он точен.
• Правильно настроить GPS или картплоттер, включая геодезическую основу, единицы измерения и формат координат.
• Создавать, использовать и управлять путевыми точками и маршрутами, а также читать экран навигационных данных.
• Определять и использовать боковое отклонение от линии пути (XTE), COG, SOG, пеленг на путевую точку (BTW), расстояние до путевой точки (DTW), VMG и ETA.
• Распознавать ограничения и типичные отказы GPS и картплоттеров и проверять их показания.
• Описать принцип работы радара и назначение его основных регуляторов: дальность, усиление, настройка, подавление помех от волнения, подавление помех от дождя, яркость.
• Использовать электронную пеленгаторную линию (EBL), переменный маркер дистанции (VRM) и неподвижные кольца дальности для измерения расстояния и пеленга.
• Интерпретировать картинку радара, включая радарные тени, ложные эхо и пропущенные цели.
• Понимать индикацию «курс вверх», «север вверх» и «курс вверх по курсу», а также относительное и истинное движение.
• Понимать, что такое AIS, что он показывает и чего не показывает.
• Указывать ограничения электронных средств и необходимость постоянного визуального наблюдения (правила МППСС 5 и 7).

Электроника: слуга, а не хозяин

Электронная навигация изменила то, как мы ходим под парусами. Современный картплоттер показывает ваше место на карте с точностью до нескольких метров, обновляется каждую секунду и может предупредить о мелях, сносе с курса и приближающихся судах. Это замечательный инструмент и очень опасный, если ему слепо доверять. Каждый год несколько яхт в британских водах садятся на мель, уверенно следуя за плоттером через камень, который был показан на экране, но на который никто не посмотрел, или потому что карта была увеличена недостаточно, чтобы его показать, или потому что карта в плоттере устарела.

Совет RYA прост. Используйте электронику как один из источников информации среди нескольких. Регулярно сверяйте своё место с чем-то независимым: визуальным пеленгом, створом, изобатой, дистанцией по радару. Держите под рукой бумажную карту или второе устройство и ведите письменный журнал, чтобы вы могли продолжать навигацию, если электроника выйдет из строя.

Click to zoom

Как работает GPS

Глобальная система позиционирования (GPS) эксплуатируется Соединёнными Штатами. Созвездие из не менее чем 24 спутников обращается на высоте около 20 000 км. Каждый спутник непрерывно передаёт свою позицию и чрезвычайно точный сигнал времени, получаемый от бортовых атомных часов. Приёмник измеряет задержку сигнала от каждого видимого спутника, переводит задержки в расстояния и находит точку, где эти расстояния пересекаются.

• Имея сигналы от трёх спутников, приёмник теоретически может определить место в двух измерениях, если его собственные часы идеальны.
• У приёмников дешёвые часы, поэтому им нужен четвёртый спутник, чтобы вычислить и место, и погрешность часов. На практике приёмник отслеживает восемь и более спутников.
• Чем больше спутников в хорошей геометрии, тем точнее определение места. Показатель HDOP (горизонтальное геометрическое снижение точности) говорит о качестве геометрии: низкое значение, например от 1 до 2, — отлично; выше 5 — плохо.

Существуют и другие системы: ГЛОНАСС (Россия), Galileo (Европейский союз) и BeiDou (Китай). Большинство современных картплоттеров и ручных приёмников используют несколько систем, что повышает доступность. В этом уроке термин GPS включает их все.

Точность

Современный морской GPS-приёмник обычно точен в пределах от 3 до 10 метров по горизонтали в 95 процентах случаев. С системами дифференциальной коррекции на основе спутников (EGNOS в Европе, WAAS в Северной Америке) точность часто лучше 3 метров. Это намного точнее большинства бумажных карт, точность которых ограничена геодезической съёмкой, на основе которой они созданы, и в некоторых старых съёмках может составлять десятки и даже сотни метров.

Определение места по GPS не абсолютно. В узком входе в гавань 10 метров могут отделять фарватер от камня. Учитывайте это.

Что даёт GPS

GPS предоставляет:

• Место: широту и долготу, а также время.
• COG: путевой угол по дну, направление, в котором вы фактически движетесь относительно дна, в градусах.
• SOG: путевую скорость по дну, в узлах.
• Время: UTC с точностью до доли секунды.

Он не даёт курса (направления, куда смотрит нос) и скорости относительно воды, если к нему не подключены соответствующие датчики. Если вас сносит вбок приливным течением, COG и курс будут различаться; если судно неподвижно, COG теряет смысл и будет резко меняться.

Геодезическая основа

Геодезическая основа (datum) — математическая модель Земли, относительно которой измеряются широта и долгота. GPS работает в WGS 84 (Всемирная геодезическая система 1984). Карты, созданные по более старым съёмкам, составлены в других геодезических основах, например OSGB 36 в Великобритании или ED 50 в Европе. Одни и те же широта и долгота в разных основах различаются: разница может составлять 100 метров и более.

Современные карты Адмиралтейства построены в WGS 84, и карта сообщает об этом в примечании рядом с заголовком. Если карта построена в другой основе, примечание указывает, на сколько сместить позицию GPS (в минутах широты и долготы, например «сместить позиции на 0,05 минуты к северу и 0,03 минуты к востоку») перед нанесением.

• Настройте GPS и картплоттер на WGS 84, соответствующую используемой карте.
• Читайте примечание о геодезической основе на каждой бумажной карте, прежде чем наносить место по GPS.
• На электронных картах программа учитывает основу, но только если в плоттере она задана правильно.

Незамеченная ошибка геодезической основы — именно та ошибка, которая сажала яхты на камни. Это веская причина сверять нанесённое по GPS место с визуальной проверкой.

Настройка картплоттера

Настраивайте плоттер до выхода в море, а не тогда, когда он понадобится. Основные параметры:

• Геодезическая основа: WGS 84 (проверьте примечание о геодезической основе карты).
• Формат координат: градусы и десятичные минуты (например, 50°48,12′ с.ш.). Это соответствует масштабу бумажной карты, где одна минута широты — одна морская миля, и это формат, которым пользуются спасательная служба и береговая охрана на VHF.
• Единицы: морские мили, узлы, метры для глубин, градусы. Не путайте футы и саженые.
• Опорный север: истинный или магнитный. Большинство плоттеров могут показывать курсы и пеленги в любом из них. Выберите один и придерживайтесь его. Распространённое правило: работать в истинных значениях на карте и переводить в магнитные только для рулевого.
• Источник курса: плоттер может использовать COG (из GPS), флюксгейтный компас или авторулевой. На малом ходу COG ненадёжен.
• Время: UTC или местное, установите явно.
• Сигналы тревоги: глубина, мелководье, прибытие, дрейф на якоре, сход с курса и низкий заряд батареи. Установите разумные пределы.
• Ориентация карты: север вверх, курс вверх или курс по курсу.
• Опасная изобата и безопасная глубина: установите равными осадке плюс запас, чтобы плоттер затенял мелководье. На затенённой воде относитесь к картине с осторожностью.

Click to zoom

Растровые и векторные карты

Электронные карты бывают двух видов.

• Растровые карты — отсканированные изображения бумажной карты (Admiralty Raster Chart Service, ARCS). Они выглядят точно как бумажная карта и содержат ту же информацию, но вы не можете запрашивать объекты или переключать слои, а при увеличении их трудно читать.
• Векторные карты (ENC, или частные системы, такие как C-MAP и Navionics) — базы данных объектов: глубин, огней, буёв, камней. Вы можете коснуться объекта, чтобы увидеть его данные, выключить слои и включить сигнал тревоги, когда ваш маршрут пересекает опасность. Но отображение зависит от настроек карты: на некоторых масштабах мелкие объекты (одиночный камень, затонувший предмет, кабель) убираются, чтобы не загромождать картинку, и могут быть скрыты.

Векторный картплоттер охотно позволит вам уменьшать масштаб, пока опасный камень не исчезнет. Всегда увеличивайте масштаб до уровня, соответствующего вашему месту, когда подходите близко к берегу, и сверяйтесь с бумажными картами и лоцманской книгой. Поддерживайте карты в актуальном состоянии: устаревшая карта может показывать буй, который переместили или убрали.

Официальные ENC (электронные навигационные карты) и векторные карты Адмиралтейства исправляются еженедельно. Более дешёвые частные карты имеют ограниченные исправления и могут содержать собственные ошибки. Убедитесь, что в плоттере есть правильная версия для вашего района, и помните, что ни одна электронная картографическая система не является законной заменой официальным бумажным картам на судне, подпадающем под действие SOLAS; тем не менее яхтам стоит иметь бумажные карты в качестве резерва.

Путевые точки и маршруты

Путевая точка — именованная позиция, сохранённая в GPS, обычно введённая как широта и долгота или отмеченная на экране карты. Маршрут — список путевых точек в последовательности, с переходами между ними. Плоттер ведёт вас от каждой путевой точки к следующей и показывает пеленг и расстояние.

Хорошая практика работы с путевыми точками

• Располагайте путевые точки в безопасных водах так, чтобы прямая линия между ними уверенно обходила все опасности. Проверяйте каждый переход маршрута на экране и, желательно, на бумаге.
• Не ставьте путевую точку на буй или знак. В загруженных водах вы можете столкнуться с ним или с другими судами, идущими к той же точке. Поставьте её на кабельтов или около того с безопасной стороны от знака.
• Давайте путевым точкам понятные имена по схеме, которую вы понимаете (например, «Needles ch» для входа в фарватер Нидлз).
• Записывайте широту и долготу каждой путевой точки в журнал и сверяйте положение с картой, чтобы поймать ошибки ввода. Путевые точки, введённые числами, могут быть ошибочны на градус или минуту без всяких признаков.
• Сверяйте пеленг и расстояние, которые показывает плоттер, с цифрами на карте для данного перехода.
• Уделяйте особое внимание радиусу прибытия и настройке автоматического перехода, которая переключает на следующий переход, когда вы оказываетесь в заданном расстоянии. Выключите её, если не хотите, чтобы плоттер сам переключал переходы через опасный участок.
• Составьте заранее маршрут и сохраните его, но не следуйте ему как по рельсам. Пересматривайте его с учётом реальных прилива и ветра.

Маршрут, показанный на картплоттере, — всего лишь линия между двумя точками. Он не знает о приливе, ветре или камне в 50 м в стороне. Продолжайте проверять.

Планирование перехода с плоттером

Плоттер — очень хороший способ планирования: вы можете создать маршрут, прочитать расстояния, рассчитать общее время перехода на вашей крейсерской скорости и добавить ETA на каждой путевой точке. Но принципы планирования, изложенные в уроке о планировании перехода, по-прежнему действуют: высоты приливов, приливные течения, погода, гавань-убежище и план отхода на каждом переходе. Распечатайте или запишите основные данные в бумажный план.

Навигационный экран

Данные, которые отображаются, когда вы идёте к путевой точке, почти одинаковы на любом GPS или плоттере. Выучите значение каждого.

Боковое отклонение (XTE)

Маршрут от одной путевой точки до следующей — прямая линия, линия пути. Боковое отклонение — перпендикулярное расстояние от вашего места до этой линии, показываемое в морских милях (или кабельтовых) с направлением (слева или справа от линии пути, по левому или правому борту). Если XTE равно 0,2 мили справа, вы на два кабельтова правее запланированной линии.

XTE измеряет, насколько далеко вы отклонились от запланированной линии, а не то, насколько хорошо вы управляете рулём. Это ключевая цифра для того, чтобы держаться безопасной линии мимо опасностей. Если запланированная линия проходит в полумиле от мыса, сигнал тревоги по XTE в 0,2 мили даст вам запас.

Наблюдайте, как меняется XTE, когда вы управляете. Классическая ошибка — гнаться за пеленгом на путевую точку: держать курс прямо на точку отовсюду, после того как вас снесло в сторону приливным течением. Тогда вы идёте по кривой и подходите к точке вдоль направления течения, а не вдоль запланированной линии пути. Вместо этого ведите судно, чтобы вернуться на линию, используя показания XTE и курс с учётом прилива.

COG и курс

На приливных водах ваш COG отличается от курса; разница между ними — следствие дрейфа и приливного течения. Это полезно. Когда вы идёте по компасному курсу через приливное течение, GPS-COG показывает вам фактическую траекторию. Если вы идёте по запланированной линии, COG равен пеленгу запланированного перехода. Если COG, скажем, на 10 градусов правее запланированной линии, вы видите, что вас сносит вправо, и можете скорректировать.

Полезная рутина: каждые полчаса наносите место по GPS и сравнивайте фактическую траекторию с запланированной. Сравните расчётные приливное течение, направление и скорость сноса с тем, что показывает GPS. Разница между вашим местом DR (по лагу и компасу) и определением по GPS — это и есть точное влияние приливного течения и дрейфа.

Использование XTE на практике: пример

Вы идёте из путевой точки A в путевую точку B, 12 миль, по линии пути 090 градусов истинных. Через час плоттер показывает: BTW 084, DTW 6,3 мили, XTE 0,4 мили влево (по левому борту), COG 088, SOG 5,8. Течение сносит вас к северу от линии пути.

Вы понимаете, что должны держать курс правее линии пути, чтобы вернуть XTE к нулю. Измените курс примерно на 10 градусов к югу от запланированного, следите, как уменьшается XTE, и верните курс к пеленгу линии пути, когда XTE дойдёт до нуля. Зная теперь величину сноса, вы можете рассчитать новый курс, чтобы удерживать линию.

Не идите курсом, равным BTW от вашего места, когда приливной снос сильный. При XTE 0,4 мили и 6,3 мили до цели пеленг 084 — лишь краткосрочная поправка; вам нужно также учитывать продолжающийся прилив.

Ограничения и виды отказов GPS

GPS надёжен, но может ошибаться или потерять сигнал. Знайте виды отказов.

• Потеря сигнала. Спутники скрыты высокими скалами, дамбами или высокими зданиями либо во время грозы. Место на плоттере застывает или дрейфует; экран может показывать «no fix» (нет определения). Знайте, как выглядит потеря сигнала на вашем приборе.
• Глушение и подмена. Радиочастотные глушители могут блокировать сигнал GPS, а в некоторых районах мира, включая части восточного Средиземноморья и Балтики, GPS намеренно глушили или подменяли ложными позициями. Если плоттер показывает место, которое не совпадает с тем, что вы видите, доверяйте своим глазам.
• Ошибки геодезической основы, как описано выше.
• Многолучевые ошибки. Сигналы, отражённые от зданий или конструкций рядом с антенной, дают ложное место.
• Проблемы с антенной. Неисправный кабель или разъём, вода в разъёме или экранирование металлом поблизости.
• Отказ питания. Разряженная батарея, перегоревший предохранитель или ослабленное соединение. Плоттеры берут питание от той же сети, что и приборы, поэтому один отказ может отключить сразу несколько систем.
• Ошибки оператора. Неправильная геодезическая основа, неверная путевая точка (переставленная цифра), неверная единица измерения, ожидание у руля в темноте, слишком далёкий масштаб, использование изношенной карты или неверное чтение экрана на солнце.
• Ограничения карты. Карта может быть плохо измерена. Точность GPS превышает точность многих карт, поэтому нанесённая лодка может оказаться на камне, который на самом деле в 50 м от неё, или наоборот.
• Проблемы с дисплеем. Экраны, которые выцветают на ярком свете, запотевают внутри или выходят из строя от брызг воды.

Click to zoom

Защита

• Сверяйте плоттер с независимой информацией каждые 15–30 минут, а в лоцманском плавании чаще: компасный пеленг на нанесённый объект, створ, дистанция по радару, глубина, совпадающая с картой.
• Ведите письменный журнал с местом по GPS, временем, показанием лага и компасным курсом, чтобы вы могли вернуться к DR и EP, если электроника выйдет из строя.
• Держите бумажные карты и средства для нанесения на них, а также ручной GPS или ручной пеленгатор как резерв. Держите запасные батареи для ручного прибора.
• Не выключайте сигналы тревоги плоттера и умейте их отключать, не выключая совсем.
• Не смотрите на экран, когда должны смотреть в окно. Самая частая причина столкновений в ясную погоду — член экипажа, уставившийся в экран.
• Тренируйтесь: закройте экран и ведите переход только по бумажной карте и компасу.

Человек за бортом и другие функции

У большинства плоттеров есть кнопка MOB, которая сразу записывает ваше место и показывает пеленг и расстояние обратно к этой точке. Нажмите её в тот момент, когда кто-то упал за борт; сохранённое место — лучшая исходная точка для поиска. Проверьте эту функцию до выхода в море, поскольку настройки у разных приборов различаются. Другие полезные функции:

• Сигнал дрейфа на якоре: срабатывает, если судно выходит за заданный радиус от места якорной стоянки. Установите радиус с учётом круга разворота и блуждания GPS.
• Запись трека: сохраняет ваш прошлый путь, удобно для возвращения обратно в гавань в тумане.
• Данные приливов и наложения течений: некоторые системы накладывают на карту стрелки приливных течений по прогнозам. Относитесь к ним как к ориентировочным.
• Наложение AIS: показывает цели на карте.
• Сигналы глубины: от подключённого эхолота.

Введение в радар

Радар (RAdio Detection And Ranging) когда-то был оборудованием судов и больших моторных яхт. Компактные антенны и экраны сейчас обычны на крейсерских яхтах. Day Skipper не обязан быть квалифицированным пользователем радара, но должен понимать, как работает радар, что он показывает и где его слабые места. Курс RYA по радару и руководство RYA «Введение в радар» (G34) полностью охватывают эту тему.

Как работает радар

Антенна на мачте посылает импульсы микроволновой энергии узким лучом, вращаясь на 360 градусов примерно 20–30 раз в минуту. Каждый импульс распространяется, попадает в объекты, и небольшая доля его энергии отражается обратно. Прибор измеряет задержку между импульсом и возвратом. Радиоволны распространяются с известной скоростью, поэтому задержка даёт дальность до цели. Направление антенны в момент возврата даёт пеленг. Экран строит картину: яркие пятна (эхо) на правильной дальности и пеленге, с вашей лодкой в центре.

Большинство радаров для малых судов работают в X-диапазоне (длина волны около 3 см, 9,4 ГГц), который даёт хорошую картинку мелких целей. Некоторые используют S-диапазон (10 см), который лучше справляется с дождём, но требует большей антенны. Антенны с открытой решёткой (вращающаяся планка) дают более узкий луч и лучшую чёткость, чем купольные антенны (небольшая закрытая вращающаяся антенна); узкий луч точнее для пеленгов.

Что радар показывает хорошо, а что плохо

Эхо зависит от размера, формы, материала и угла цели, а не только от её размера. Хорошие отражатели:

• Стальные суда и металлические конструкции.
• Буи с радиолокационными отражателями, рэконы и маяки.
• Крутые скалы и стены гавани, обращённые к вам.
• Дождевые шквалы и грозовые облака.

Плохие отражатели:

• Небольшие лодки из стеклопластика и дерева. Стеклопластиковая яхта даёт слабое и переменчивое эхо, особенно на волнении. Имейте в виду: маленькая яхта может быть невидимой на радаре судна.
• Низкие берега, песчаные пляжи и отмели, которые полого уходят в воду и отражают энергию в сторону.
• Всё, что находится за другим объектом (см. радарную тень).
• Навигационные знаки без отражателей.

Радиолокационные отражатели

Установка радиолокационного отражателя повышает шанс, что судно вас увидит. Пассивный отражатель, установленный как можно выше и в правильной ориентации (обычно одним углом октаэдрического отражателя вверх), лучше, чем ничего. Характеристики малых отражателей различаются, и многие заметно уступают значению, которое рекомендовало Морское и береговое агентство. Ищите отражатель, соответствующий стандарту ISO 8729, и рассмотрите активный отражатель или усилитель радиолокационной цели. Даже тогда ни один отражатель не гарантирует обнаружения, поэтому ведите собственное визуальное наблюдение и не рассчитывайте на то, что вас увидят.

Регуляторы радара

Изучите основные регуляторы. Разные приборы используют разные названия и меню, но функции одинаковы.

Дальность

Переключатель дальности задаёт расстояние, которое представляет радиус экрана, например 0,75, 1,5, 3, 6, 12 или 24 мили. Неподвижные кольца дальности — равномерно расположенные окружности, которые помогают оценивать расстояние.

Выбирайте самую короткую дальность, которая показывает то, что вам нужно. В стеснённых водах используйте от 0,75 до 3 миль, чтобы видеть детали. На открытой воде используйте 6–12 миль для раннего обнаружения судов. Периодически переключайтесь на большую дальность, чтобы смотреть вперёд, и возвращайтесь к меньшей для деталей. Цель, опасная на 3 милях, уже видна на 12 милях.

Click to zoom

Усиление

Усиление регулирует чувствительность приёмника. Если оно слишком низкое, слабые эхо пропадают. Если слишком высокое, экран заполняется шумовой зернистостью, которая скрывает настоящие цели. Устанавливайте усиление так, чтобы лёгкая фоновая зернистость едва была видна, затем немного уменьшите его.

Настройка

На некоторых приборах настройка подстраивает приёмник под точную частоту передатчика. Настраивайте по самым сильным эхо далёкой цели, используя индикатор настройки. Многие современные приборы настраиваются автоматически. Плохо настроенный радар показывает слабые эхо и пропускает цели.

Click to zoom

Помехи от волнения

Волны рядом с лодкой отражают импульсы радара и заполняют центр экрана ярким скоплением эхо, которое может скрыть малые цели (включая другую яхту, буи и малые суда). Регулятор подавления помех от волнения (STC, регулировка чувствительности во времени) снижает усиление на малой дальности. Увеличивайте его только до тех пор, пока помехи не распадутся на точки, которые больше не скрывают цели; чрезмерное использование скрывает настоящие цели вблизи центра. Слишком сильный STC может убрать малую лодку на расстоянии 0,5 мили. Сильное волнение против ветра даёт больше помех, чем по ветру.

Помехи от дождя

Дождь, снег и град возвращают эхо пятнистыми областями, которые маскируют цели за ними. Регулятор подавления помех от дождя (FTC, быстрая постоянная времени) разбивает отражения от дождя, так что цели выделяются. Используйте его умеренно и выключайте, когда он не нужен. Это также полезный способ увидеть дождевой шквал: по радару можно определить, где сильный дождь, и обойти его.

Прочие регуляторы

• Яркость и контраст регулируют яркость экрана. Ночью делайте экран тусклее, чтобы сохранить ночное зрение.
• Подавление интерференции уменьшает зернистые узоры, вызванные другими радарами поблизости.
• Охранные зоны (сигналы тревоги) подают сигнал, когда цель входит в зону, заданную вокруг лодки. Полезно на ночной вахте, но это средство поддержки наблюдения, а не замена ему.
• Следы эха показывают прошлые траектории целей в виде послесвечения, что помогает судить об их движении.
• Ожидание/передача. Радар излучает микроволновую энергию, поэтому переключайте его в режим ожидания, когда он не нужен, и никогда не стойте близко к антенне во время передачи. Держитесь вне луча.

Ориентация и режимы движения экрана

Ориентация

• Курс вверх (head-up): нос лодки всегда вверху экрана. Наблюдаемые пеленги отсчитываются относительно лодки. Это просто, но картинка поворачивается, когда вы рыскаете или меняете курс.
• Север вверх (north-up): север вверху, а линия курса вращается. Это соответствует карте, поэтому удобно сравнивать с ней. Для этого радару нужен входной сигнал от компаса.
• Курс по курсу (course-up): заданный курс удерживается вверху. Это даёт стабильную картинку, соответствующую направлению вашего движения.

Относительное и истинное движение

• Относительное движение: ваша лодка остаётся неподвижной в центре, а всё остальное движется относительно вас. Неподвижный буй кажется движущимся вниз по экрану с вашей скоростью.
• Истинное движение: суша остаётся неподвижной на экране, а движущиеся цели перемещаются по своим реальным траекториям. Ваша лодка движется по экрану. Для этого нужны входные сигналы скорости и компаса.

Пользователи Day Skipper в основном будут видеть относительное движение в режиме «курс вверх» или «север вверх».

Измерение дистанций и пеленгов: EBL и VRM

Два измерительных инструмента:

• EBL (электронная пеленгаторная линия): линия от центра экрана, которую вы поворачиваете, чтобы совместить её с целью. Прибор показывает её пеленг — относительно носа или истинный (либо магнитный), в зависимости от настройки.
• VRM (переменный маркер дистанции): окружность регулируемого размера, которую вы увеличиваете, пока она не коснётся ближнего края цели. Прибор показывает дальность.

Прибор показывает дальность и пеленг до цели, и вы можете нанести их как линию положения.

Что даёт лучшую линию положения

Радар — хороший дальномер и плохой пеленгатор. Дальность точна примерно до одного-двух процентов от используемой шкалы дальности, но пеленг ограничен шириной луча (обычно 2–5 градусов), что делает пеленги менее точными на несколько градусов, и выравниванием маркера курса. Поэтому:

• Дистанции надёжнее радарных пеленгов. Для определения места используйте радарные дистанции, а не пеленги, а визуальные компасные пеленги — когда можете.
• Место по двум или трём радарным дистанциям до разных объектов (круги положения) лучше, чем место по радарным пеленгам.
• Место по радарной дистанции и визуальному пеленгу одного и того же объекта также хорошо.
• Измеряйте дистанцию до ближнего края эха, потому что край эха — это место, где импульс впервые встретил цель. Пеленг лучше брать на центр цели.
• Используйте нанесённые на карту объекты, которые дают чёткое эхо: маяк, крутой мыс или волнолом гавани. Низкий пологий берег может вернуть эхо только с некоторого расстояния вглубь суши. Опознавайте объект, сравнивая картинку радара с картой.

Нанесение места по радару

Радарные дистанции наносятся на карту циркулем: установите циркуль по шкале дальности, используя шкалу широты сбоку карты, затем проведите дугу вокруг объекта. Две или три дуги от разных объектов пересекаются в месте определения. Если дуги образуют небольшой треугольник, возьмите за место его центр или точку, ближайшую к опасности, как и при визуальных пеленгах.

Разобранный пример: определение места по трём дистанциям

В 14:30 яхта, идущая вдоль южного побережья, снимает радарные дистанции:

• Маяк Нидлз, 3,8 мили.
• Мыс Сент-Кэтрин, 8,2 мили.
• Крутой мыс на берегу, 5,4 мили.

Установите циркуль на 3,8 мили по шкале широты, поставьте ножку на маяк и проведите дугу в сторону лодки. Повторите для каждого из остальных. Три дуги сходятся в маленький треугольник. Возьмите центр треугольника, отметьте место временем (14:30) и показанием лага, и сравните его с местами DR и GPS. Совпадение в пределах нескольких кабельтовых в месте, где точность всех трёх ограничена, подтверждает, что всё в порядке; большее расхождение говорит о том, что нужно выяснить причину, прежде чем полагаться на любое из них.

Интерпретация картины радара

Соотнесение экрана радара с картой — навык, который требует практики. Тренируйтесь в ясную погоду на знакомых водах, с визуальным подтверждением.

• Сравнивайте картинку с картой: определяйте мысы, острова, буи и гавани. Сначала смотрите на форму и сопоставляйте с картой.
• Landfall издалека сначала показывает самую высокую землю, а нижний берег — позже.
• Эхо от суши может идти от холмов вглубь страны, а не от самого берега.
• Стоящие на якоре или у причала суда и буи выглядят как маленькие точки. Несколько точек могут означать стоящий флот.
• Движущиеся суда выглядят как точки, которые меняют положение между оборотами антенны.

Радарная тень и слепые сектора

Цель за большей целью скрыта в радарной тени, точно так же, как в подветренной стороне здания. Маленькая лодка за судном, судно за островом или буй за мысом будут отсутствовать на экране. Части поля зрения антенны также могут перекрываться мачтой, стоячим или бегучим такелажем либо парусом. Следите за слепыми секторами и выясняйте, где они находятся на вашей лодке.

Ложные и паразитные эхо

• Множественные эхо: сильная цель рядом может показать второе эхо дальше, от отражения сигнала между целью и вашим судном.
• Непрямые эхо: отражённые от части вашей лодки, например мачты, или от судна, создающие ложное эхо в другом направлении.
• Эхо боковых лепестков: дуги эхо на той же дальности по обе стороны от большой близкой цели.
• Эхо второго следа: при определённых атмосферных условиях (ducting) далёкая цель появляется на неправильной дальности.

Относитесь с подозрением к любому эхо, которое появляется и исчезает, или которое находится в маловероятном месте.

Радар при плохой видимости

В тумане радар позволит вам видеть суда и сушу, которых вы не видите. Но МППСС по-прежнему действуют. Правило 19 требует, чтобы каждое судно шло с безопасной скоростью, соответствующей условиям, с готовой к маневру машиной. Радар не говорит вам, что сделает другое судно. Курс RYA по радару подробно обучает ручной прокладке и предотвращению столкновений.

Радар для предотвращения столкновений: базовая идея

Цель на устойчивом пеленге и уменьшающейся дальности находится на курсе столкновения. На экране радара, если пеленг цели не меняется, а дистанция сокращается, существует риск столкновения. Это тот же принцип, что и при визуальном наблюдении, изложенный в Правиле 7 (опасность столкновения) и Правиле 19 (действия в условиях ограниченной видимости). Ищите цель, движущуюся по линии к центру экрана. Раннее и существенное действие необходимо, как указано в Правиле 8. Использование EBL на цели — удобная проверка: если цель остаётся на EBL по мере сокращения дистанции, пеленг постоянен.

Правило 7(b) прямо требует правильного использования радиолокационного оборудования, включая дальнее сканирование и систематическое наблюдение за обнаруженными объектами. Правило 19(d) говорит, что судно, которое по одному лишь радару обнаружило присутствие другого судна и установило, что складывается ситуация близкого сближения или существует опасность столкновения, должно предпринять действия по предотвращению в достаточное время. Избегайте перекладки курса влево в сторону судна, находящегося впереди траверза, кроме случая обгоняемого судна, и избегайте перекладки курса в сторону судна на траверзе или за траверзом.

Click to zoom

Основы AIS

Автоматическая идентификационная система (AIS) — это система передачи данных по VHF, которая передаёт идентичность судна, его позицию, курс, скорость и другие данные ближайшим судам и береговым станциям. Суда по SOLAS и многие рыболовные суда имеют транспондер класса A. Многие яхты имеют более дешёвый транспондер класса B или приёмник без передатчика.

Что показывает AIS

Для цели AIS может показывать:

• Название судна, MMSI (идентификационный номер) и тип.
• Позицию, COG, SOG и курс.
• Размеры.
• Пункт назначения и ETA (не всегда надёжно).
• CPA (точка наибольшего сближения) и TCPA (время до CPA), рассчитанные вашим оборудованием.

При грамотном использовании AIS — большая помощь: вы можете вызвать судно по названию по VHF или DSC, и видеть CPA и TCPA без прокладки.

Классы оборудования

• Класс A: устанавливается на суда по SOLAS. Мощность передатчика 12,5 Вт, передача каждые 2–10 секунд на ходу, имеет приоритет в системе.
• Класс B: устанавливается на прогулочные суда. 2 Вт (типы SOTDMA) или 5 Вт, передаёт реже (каждые 30 секунд при скорости более 2 узлов) и имеет несколько более низкий приоритет.
• Только приём: показывает цели, но не передаёт вашу позицию. Дешевле, но другие не видят вас.
• AIS-SART и AIS MOB устройства: передают сигнал тревоги и позицию в аварийной ситуации.

Ограничения AIS

• Не у всех есть AIS. Малые суда, рыболовные лодки, прогулочные суда, военные корабли и буи могут не передавать сигнал. Экран с несколькими целями AIS не означает, что судов мало.
• Он зависит от данных другого судна. Данные хороши настолько, насколько хороши датчики судна и экипаж; неверный курс, устаревший пункт назначения или неправильно введённый статус — обычное дело.
• Сам по себе это не система предотвращения столкновений. Предупреждение CPA — повод посмотреть, а не указание к действию. МППСС применяются независимо от того, что говорит AIS другого судна.
• Экран — не море. Цели запаздывают на несколько секунд, могут быть неверно сопоставлены, а позиции разделяют все ограничения GPS.
• Радар — основной датчик. AIS дополняет его. Несопоставленное эхо радара — опасность, с AIS или без него.

По этим причинам RYA утверждает, что AIS следует использовать в дополнение к радару и визуальному наблюдению, но никогда вместо них.

Безопасность и ограничения электронных средств

Правило 5 МППСС требует, чтобы каждое судно вело надлежащее наблюдение зрением и слухом, а также всеми имеющимися средствами, соответствующими обстоятельствам. Электронные средства входят в «все имеющиеся средства». Они дополняют наблюдение, а не заменяют его.

• Продолжайте смотреть по сторонам. Наблюдатель с глазами, ушами и здравым смыслом увидит рыболовную лодку без AIS и без эха на радаре.
• Знайте своё оборудование. Тренируйтесь им пользоваться до того, как понадобится в тумане или ночью, так, как будете использовать. Настройте его правильными регуляторами и знайте, где находятся меню.
• Не становитесь зависимыми. Тренируйтесь вести навигацию традиционными средствами. Наносите место каждый час, даже если плоттер непрерывно показывает ваше положение.
• Обслуживайте его. Держите запасные предохранители и батареи, проверяйте разъёмы и защищайте экраны от погоды.
• Остерегайтесь самоуспокоенности. Чем надёжнее система, тем вероятнее, что экипаж перестанет проверять. Неверная путевая точка или застывшее изображение плоттера могут быть очень убедительными.
• Питание. Убедитесь, что аккумуляторы могут обеспечить электронику на весь переход, и знайте, что вы потеряете первым, если питание станет низким. Радар потребляет значительный ток; не оставляйте его включённым, когда он не нужен.
• Проинструктируйте экипаж. Каждый член экипажа, который несёт вахту, должен знать, что означают экраны, что можно игнорировать и когда будить шкипера.

Разобранный пример: переход с электроникой

Вы шкипер 36-футовой яхты на переходе из Ярмута (остров Уайт) в Пул через фарватер Нидлз при умеренной видимости. У вас есть GPS-картплоттер, эхолот и небольшой радар.

Перед выходом. Проверьте, что геодезическая основа плоттера — WGS 84, единицы — морские мили и узлы, а формат координат — градусы и десятичные минуты. Введите маршрут с путевыми точками на безопасной воде, проверьте каждый переход на экране карты и на бумаге на наличие опасностей, проверьте пеленг и расстояние каждого перехода и запишите положения путевых точек в журнал. Установите сигнал XTE на 0,3 мили, сигнал малой глубины на 3 м (осадка 1,7 м плюс запас), сигнал дрейфа на якоре выключите, сигнал прибытия включите. Проверьте функцию MOB. Убедитесь, что радар работает в режиме ожидания, а антенна свободна от людей.

На переходе. Каждые 30 минут вы записываете в журнал место по плоттеру, COG и SOG, показание лага, компасный курс и глубину. Дважды вы сверяете визуальный пеленг на маяк с местом по плоттеру и наносите его на бумажную карту; они совпадают в пределах 0,1 мили.

Подход к фарватеру Нидлз. Видимость падает. Вы включаете радар и устанавливаете дальность 3 мили. Эхо мыса Нидлз чёткое, и вы опознаёте скалы. Вы берёте VRM-дистанцию 1,6 мили до ближнего края скал и вторую дистанцию 2,4 мили до буя и наносите дуги. Ваше место совпадает с плоттером в пределах двух кабельтовых. Вы видите большое эхо, приближающееся с юго-запада на расстоянии 6 миль; AIS показывает его как паром длиной 180 м на пеленге, который не меняется, CPA 0,1 мили. Вы действуете заблаговременно, согласно Правилу 8, с большим изменением курса вправо, и согласовываете план по VHF.

Выводы. Электроника помогла, но место было подтверждено независимо. Шкипер принимал решения вовремя. Когда плоттер завис на несколько минут в фарватере Нидлз, бумажная карта и ручной компасный пеленгатор позволили шкиперу безопасно продолжить путь.

Распространённые ошибки

• Неверная геодезическая основа или единицы, вызывающие смещение нанесённого места.
• Доверие плоттеру без перекрёстных проверок. Всегда подтверждайте пеленгом, створом, радарной дистанцией или глубиной.
• Неправильно введённая путевая точка. Всегда сверяйте пеленг и расстояние с картой.
• Путевые точки на буе или маршруты, которые проходят над незамеченными опасностями в используемом масштабе.
• Слишком сильно уменьшенный масштаб, при котором карта не показывает камни, затонувшие предметы и кабели. Увеличивайте масштаб вблизи берега.
• Гонка за BTW вместо контроля XTE в приливном течении.
• Игнорирование разницы между COG и курсом. Неиспользование COG для оценки влияния течения и дрейфа.
• Отсутствие резерва: нет бумажной карты, нет ручного прибора, разряженные батареи.
• Неверно установленные усиление радара и помехи, скрывающие малые цели.
• Использование радарных пеленгов для определения места вместо дистанций.
• Убеждённость, что пустой экран радара или AIS означает пустое море.
• Отсутствие надлежащего наблюдения из-за увлечения экраном.
• Чрезмерное использование регулятора помех от волнения, которое убирает малые лодки.
• Оставление радара в режиме передачи, когда люди работают рядом с антенной.

Итоги

• GPS даёт место, COG, SOG и время с точностью около 3–10 метров, но не курс. Установите геодезическую основу WGS 84 и сверяйте её с картой.
• Настройте плоттер до выхода в море: геодезическая основа, единицы, сигналы тревоги, опасная изобата; проверьте функцию MOB.
• Путевые точки должны находиться на безопасной воде, а не на буях. Проверяйте каждое введённое место и каждый переход.
• XTE — перпендикулярное расстояние от запланированной линии пути; используйте его, а не BTW, чтобы держаться линии в приливном течении. COG показывает фактическую траекторию над дном.
• GPS может отказать, быть заглушен или дать неверные места из-за ошибок настройки. Регулярно сверяйтесь с независимой информацией и держите бумажные карты в качестве резерва.
• Радар точно измеряет дальность, а пеленг — менее точно. Для определения места используйте дистанции, для измерений — EBL и VRM, а шкалу дальности выбирайте самую короткую, которая показывает нужное.
• Усиление, настройка, подавление помех от волнения и от дождя должны быть установлены правильно. Радарные тени, ложные эхо и плохие отражатели, такие как малые яхты из стеклопластика, означают, что картина неполная.
• AIS дополняет радар и наблюдение. Не все суда передают AIS, а предупреждения CPA/TCPA не заменяют правила плавания.
• Электроника поддерживает надлежащее наблюдение (Правило 5), безопасную скорость и маневрирование в условиях ограниченной видимости (Правила 6, 7, 8 и 19). Она никогда их не заменяет.

Проверьте себя

1. На какую геодезическую основу должен быть настроен ваш GPS и почему это важно?

Ответ: На WGS 84, соответствующую карте. Если геодезическая основа плоттера отличается от основы карты, нанесённые места могут быть неверны на 100 метров и более. Всегда читайте примечание о геодезической основе на карте и применяйте любую указанную поправку.

2. В чём разница между курсом и COG?

Ответ: Курс — направление, куда смотрит нос. COG — направление, в котором лодка фактически движется относительно дна, то есть сумма курса, дрейфа и приливного течения. При поперечном течении они могут различаться на много градусов.

3. Определите боковое отклонение от линии пути и объясните, как вы его используете.

Ответ: XTE — перпендикулярное расстояние от запланированной линии пути между двумя путевыми точками, показываемое с направлением. Используйте его, чтобы видеть, насколько вы отклонились от линии, и вернуться на неё, а также задайте сигнал XTE, чтобы не уйти в опасность. Не идите просто на пеленг путевой точки с позиции вне линии пути.

4. Назовите четыре способа, которыми картплоттер может вас ввести в заблуждение.

Ответ: Неверная геодезическая основа; неверная или ошибочно введённая путевая точка; слишком уменьшенный масштаб, при котором опасности не показываются; устаревшая или неточная карта; потеря сигнала, глушение или многолучевость; застывший экран или отказ питания. Любые четыре из этих.

5. Почему для определения места предпочтительны радарные дистанции, а не радарные пеленги?

Ответ: Дальность измеряется по времени возврата импульса и точна до одного-двух процентов шкалы. Пеленги зависят от ширины луча (несколько градусов) и выравнивания маркера курса и менее точны.

6. Что делает регулятор помех от волнения и в чём опасность его чрезмерного использования?

Ответ: Он снижает чувствительность приёмника на малой дальности, подавляя эхо от волн вблизи лодки. Чрезмерное использование убирает малые настоящие цели, такие как маленькая лодка или буй, вблизи вас.

7. Назовите три цели, которые радар может не показать.

Ответ: Малая яхта из стеклопластика или дерева, низкие песчаные берега или отмели, объект в радарной тени большего, буй без отражателя или цель, скрытая помехами от волнения или дождя либо слепым сектором.

8. В чём разница между отображением относительного и истинного движения?

Ответ: При относительном движении ваша лодка остаётся неподвижной на экране, а всё остальное движется относительно вас, поэтому неподвижный буй кажется приближающимся с вашей скоростью. При истинном движении суша остаётся неподвижной, а каждое судно движется согласно своему реальному курсу и скорости. Истинное движение требует входных сигналов скорости и компаса.

9. Что может показывать AIS и каковы три его ограничения?

Ответ: Название судна, MMSI, тип, позицию, COG, SOG, курс, размеры, а также рассчитанные CPA и TCPA. Ограничения: не все суда его имеют, данные могут быть неверны, есть запаздывание, он зависит от GPS, и он не заменяет наблюдение или радар.

10. Как Правило 5 МППСС связано с использованием электронных средств?

Ответ: Правило 5 требует надлежащего наблюдения зрением и слухом, а также всеми имеющимися средствами, соответствующими обстоятельствам. Электронные средства — часть этих средств, но не заменяют зрение и слух. Вы по-прежнему должны смотреть в окно, а ваши решения должны следовать правилам плавания.