Автономная астронавигационная система «Навигатор»

М. В. Лукашова, М. Л. Свешников, Е. Ю. Парийская, Д. А. Желдак, Г. А. Космодамианский, В. И. Скрипниченко

ИПА РАН, г. Санкт-Петербург, Россия

Исключительно важным направлением развития морских астронавигационных эфемерид является создание программных систем (ПС) для решения задач судовождения [1]. В ИПА РАН на завершающем этапе разработки находится автономная астронавигационная программная система «Навигатор», предназначенная для этих целей.

Программная система «Навигатор» является кроссплатформенным приложением, разработанным на языке С++ в рамках объектно-ориентированной технологии проектирования и программирования на базе библиотеки Qt версии 5.11.0, что даёт возможность её использования на различных программных платформах, таких как LINUX, Windows, macOS и др.

ПС «Навигатор» предназначена для решения типовых задач морской астронавигации: определение места судна (ОМС) и поправки компаса (ОПК). Она состоит из двух составных частей: вычислительного программного модуля и графической интерактивной оболочки (Планетария). ПС «Навигатор» позволяет визуально с помощью Планетария оценить астронавигационную обстановку на заданный момент времени в заданном месте, в зависимости от навигационных условий выбрать решаемую задачу, самостоятельно подобрать светила для наблюдений или воспользоваться автоматически выбранными звёздами по критерию наиболее благоприятных для получения точных результатов наблюдений; а затем, после проведённых с борта судна секстаном наблюдений и ввода полученных значений в окно входных данных, получить ОМС или ОПК. ОМС основывается на измерениях высот светил и азимутов, а ОПК — на измерениях пеленгов навигационных светил. Общее количество решаемых задач — 10. Задачи отбирались с учётом требования необходимости провести наблюдения при любых погодных условиях и в любое время суток. С этой целью в программе используется не только каталог 356 ярких оптических звёзд, но и каталог 6180 звёзд ближнего ИК диапазона. Измерения производятся максимум для четырёх объектов при движении судна во время наблюдения.

Данные наблюдений каждого объекта усредняются с учётом параметров движения судна и выявлением грубых измерений по малой выборке. В ПС используются фундаментальные эфемериды Солнца, Луны и планет ЕРМ2021 [2], полученные с помощью многоцелевого программного комплекса «Эфемеридные Расчёты в Астрономии» (ERA) [3], разработанного в ИПА РАН, значения параметров вращения Земли, публикуемые на сайте ИПА РАН. Рефракция учитывается по Пулковским таблицам 1985 г. или по алгоритму Международного астрономического союза (МАС). Редукция наблюдений производится в соответствии с рекомендациями МАС 2000-2012 гг.

Подбор светил для наблюдений осуществляется пользователем в интерактивном режиме с помощью графического интерфейса в окне «Планетарий», отобранные звезды отмечаются на планисфере, а их параметры отображаются в таблице отобранных звёзд.

Ввод выполненных наблюдений осуществляется с помощью интерактивного диалога, обеспечивающего редактирование и проверку введённых значений. Количество наблюдений для каждого объекта ограничено девятью.

Результат решения задачи выводится на экран и записывается в журнал; подробный протокол решения записывается в файл; для некоторых задач строится графическое решение с выводом на планшет.

Реализована возможность запуска тестовых задач и задач с вводом данных из файла. Предоставляется возможность выбора системных настроек и сохранения текущей конфигурации.

В ПС «Навигатор» разработан подробный раздел «Школа», представляющий из себя объяснение к МАЕ с интерактивными примерами вычисления эфемерид. В разделе реализованы все десять параграфов объяснения из МАЕ в формате HTML и все двадцать четыре примера с интерфейсом для ввода исходных данных. Руководство пользователя разработано в виде стандартной справочной системы Qt help.

ПС «Навигатор» следует считать актуальным направлением в развитии средств морской астронавигации.

Литература

1) Глебова Н. И., Лукашова М. В., Нецветаев И. Н. и др. Модернизация морских навигационных эфемерид // Труды конференции «Навигация, гидрография и океанография (НГО-2011)». 2011. С. 52–56.

2) Pitjeva E. V., Pavlov D. A., Aksim D. A., Kan M. O. Planetary and lunar ephemeris EPM2021 and its significance for Solar system research // Proceedings of the International Astronomical Union. Symposium S364. 2022. Vol. 15, P. 220–225.

3) Pavlov D. A., Skripcnichenko V. I. Rework of the ERA software system: ERA 8 // Proceedings of the Journées 2014 «Systèmes de Référence Spatio-Temporels». – Pulkovo observatory, 2015. – P. 243–246.