Спутниковый компас: откуда берётся курс, если магнита нет

Три способа узнать курс

Магнитный компас показывает направление на магнитный полюс, и его показания надо править на склонение и на девиацию от железа судна. Он прост, не требует питания и потому остаётся на борту всегда — но точность его ограничена, а девиацию надо периодически определять заново.

Гироскопический компас даёт истинный курс и высокую точность, но это механика: он долго приходит в готовность, требует питания и обслуживания, чувствителен к качке и стоит дорого.

Спутниковый компас определяет курс по разности прихода сигнала на две разнесённые антенны. Магнитных полей он не знает вовсе, поэтому железо вокруг и груз в трюме на него не влияют.

Практическое следствие: он готов к работе через минуты после включения, не требует ни девиации, ни прогрева, и его показания не уходят со временем.

Почему две антенны и что такое база

Одна антенна даёт координаты и путевой угол — направление движения. Пока судно идёт, этого может хватать; как только оно встало или его сносит течением, путевой угол перестаёт совпадать с тем, куда смотрит нос.

Две антенны дают курс. Система измеряет разницу расстояний до спутников для каждой из них и по ней вычисляет, как ориентирована линия между антеннами.

Расстояние между антеннами и называется базой, и от него напрямую зависит точность. Чем база длиннее, тем меньше угловая ошибка при той же погрешности измерения.

Отсюда практическое правило установки: базу делают настолько длинной, насколько позволяет конструкция, и ориентируют строго вдоль диаметральной плоскости. Перекос базы уходит в постоянную ошибку курса, которую потом компенсируют поправкой.

Некоторые приборы используют три антенны и дают не только курс, но и крен с дифферентом. Это нужно там, где показания стабилизируют другие приборы — радар, эхолот, антенну спутниковой связи.

Куда его ставят

Антенный блок должен видеть небо во все стороны и не попадать в тень мачт, труб и надстроек. Тень — это не «хуже сигнал», это пропадание части спутников именно при повороте на определённый курс.

Отдельная опасность — излучающие антенны рядом. Радар и передающие антенны спутниковой связи не должны светить в антенный блок; его разносят по высоте и выводят из сектора излучения.

Процессорный блок ставят внутри, в сухом месте с доступом для обслуживания, и от него идёт кабель к антенному блоку. Длину кабеля закладывают на этапе проекта: удлинить его потом не всегда возможно.

И ориентация. Блок ставят по метке вдоль судна; если развернуть его не так, курс будет смещён на постоянный угол, и это лечится настройкой, а не перестановкой — но лучше сразу поставить правильно.

Кому на судне нужен курс

Радар — первому. Без курса он рисует картинку относительно носа, и наложение на карту работает неверно. С курсом появляется режим ориентации по северу и корректная оценка расхождения.

Аппаратура автоматической идентификации передаёт курс в эфир как часть сообщения. Без него соседи видят не то, куда вы смотрите, а то, куда вас несёт.

Авторулевой и системы управления берут курс как основную величину обратной связи. Точность и, что важнее, отсутствие задержки прямо влияют на то, как судно держит линию.

И репитеры в рубке и на крыльях мостика — чтобы курс был виден там, где человек смотрит на воду, а не только на приборе.

Из этого следует, что при заказе смотрят не только на сам прибор, но и на то, какие выходы у него есть и в каком формате, потому что подключать придётся сразу нескольких потребителей.

Документы и приёмка

На судне прибор входит в состав навигационного оборудования, которое предъявляют при освидетельствовании, и на него нужен документ — свой для внутренних вод и свой для морских.

Документ относится к конкретному обозначению изделия в конкретной комплектации. Комплект с другим антенным блоком — другая позиция, и сверять надо обозначение в накладной.

Что смотрят при приёмке кроме бумаги: место установки и отсутствие затенения, ориентацию базы, надёжность крепления, состояние кабеля, наличие заземления и работу выходов на потребителей.

Разумный порядок: определили список потребителей и требуемую точность, выяснили требования к документу, подобрали место на судне, и только потом заказали комплект.

Что уточнить перед заказом

Какая точность курса нужна и для каких потребителей. Сколько места есть под базу антенн и где. Нужны ли крен и дифферент. Какие приборы будут получать курс и в каком формате. Какое напряжение на борту. Нужен ли документ Регистра и какой.

Шесть ответов определяют и прибор, и комплектацию, и объём монтажа. Сравнивать спутниковые компасы по цифре точности в отрыве от длины базы и места установки бессмысленно: на реальном судне курс портит тень от мачты, а не характеристики прибора.