Успешное, эффективное и качественное ведение комплексных геолого-геофизических исследований в пределах континентального шельфа и в особенности Мирового океана требуют надежного и точного определения места судна, т. е. определения места проведения тех или иных исследований и замеров. Эта задача в настоящее время решается как для гидрографических и океанологических задач, так и для выполнения геолого-геофизических исследований путем разработки и внедрения специальной радиогеодезической и радионавигационной техники.
При этом специфичность геолого-геофизических исследований требует учета ряда факторов, как, например:
1) влияния волнений, течений и ветро,в на производство замеров, курс судна и т. д.;
2) необходимости надежного удержания судна на заданной точке или на заданном профиле;
3) ведения геолого-геофизических исследований и местооп-ределения судна в едином масштабе времени.
Местоопределение судна производится двумя основными методами: визуальным и с помощью радионавигационных систем (РНС). Первый метод применяют при ведении морских исследований в прибрежной зоне континентального шельсЬя посредством ведения обратных, прямых и комбинированных засечек специальными приборами (секстанами, теодолитами) при наличии геодезической привязки на суше.
Радионавигационные системы могут быть мобильными (транспортабельными), наземные станции которых размещаются в необходимых местах только на время ведения геолого-геофизических работ, и стационарными, наземные станции которых установлены постоянно.
РНС работают либо по принципу измерения промежутка времени между излучением и приемом сигналов разных станций (импульсные системы), либо по принципу сравнения фаз радиоволн, поступающих от станций одновременно и непрерывно (фазовые системы). В последние годы применяют им-пульсно-фазовые системы, в которых ориентировочное место установки судна определяется импульсным способом, затем уточняется по фазам сигналов.
С целью надежного геодезического и навигационного обеспечения морских геолого-геофизических исследований в настоящее время используют ряд специализированных радиогеодезических и радионавигационных систем: «Поиск» (СССР), «Лоран» (США), «Торан» (Франция) «Хай Фикс» (Англия) и другие, а также глобальную фазовую РНС «Омега» (США), принятую в качестве Международной системы навигации. Наиболее перспективным средством привязки наблюдений являются спутниковые системы навигации (СНС).
Существующие технические средства РНС обеспечивают точность определения не ниже ±2 м при удалении от систем до 50 км. Системы ближнего действия («Мир», «Чайка») широко используют при ведении наземных съемок с точностью определения от ±10 до ±20 м при максимальной дальности в море до 70 км.
Системы среднего действия «Поиск», «Хай Фикс», «Торан» и другие используют при ведении геолого-геофизических исследований при максимальном удалении 250 км с точностью определения от ±10 до ±100 м.
Нефтяные компании ряда стран интенсивно совершенствуют существующие системы и создают новые, которые бы обеспечивали высокоточную привязку в зоне шельфа (до 200 км). Так, фирма «Декка» выпустила новую высокоточную и надежную систему «Хай Фикс-6», фирма «Серсель» создала новую высокоточную автоматическую систему «Торн-100» и т. д.
Совершенствование систем подобного класса направлено на Увеличение их дальности действия до 500 км, на повышение точности определения навигационного параметра до 0,001 фазового цикла, на улучшение наземной и бортовой аппаратуры и стыковки последней с устройствами для преобразования гиперболических координат, на обеспечение автоматического управления судном.
Системы дальнего действия (до 500 км) типа РСВТ-1, «Декка» и другие используют при выполнении геофизических « гидрографических исследований, а также для решения специальных задач. Точность определения координат этой систе-°и находится в пределах от ±90 до ±240 м. Импульсно-фа-зовые разностнодальномерные системы дальнего действия (д0 3500 км) типа РСДН-3 «Лоран-С» применяют в гидрографии и навигации, точность определения координат находится в пределах от ±120 до ±200 м. Зоны действия системы «Лоран» охватывают практически все северное полушарие.
Глобальную систему «Омега» с дальностью действия до 15 000 км используют для обеспечения морской и воздушной навигации с точностью определения координат в пределах от ±2 до ±5 км. Идет разработка полностью автоматического комплекса приемо-индикатора системы «Омега», связанного с малой ЭВМ. Перед включением аппаратуры задаются лишь момент времени, число, широта и долгота начальной точки, а также координаты пункта назначения. В любой момент времени навигатор может получить сведения о своем местоположении, путевой скорости, расстоянии до пункта назначения и времени движения до этого пункта.
Особое внимание при создании радионавигационных систем глобального действия уделяется спутниковым системам, которые по сравнению с наземными станциями радионавигационного обеспечения имеют ряд преимуществ: неограниченная дальность действия, малая степень влияния помех, высокая точность местоопределения при любых метеоусловиях. Точность определения координат с помощью навигационных спутников типа «Транзит» и «Сонар» достигает 45 м при погрешностях за счет рефракции радиоволн в атмосфере до 15 м. Учитывая в перспективе возможность создания спутниковых систем, основанных на использовании высоколетящих (до 30 000 км) спутников, с помощью которых может быть получена точность определения места, достигающая ±5 м, можно предположить, что этот вид технических средств будет основным при геолого-геофизических исследованиях в океанах.
В общем комплексе средств местоопределения судна большую роль играют системы указания его«курса и измерители скорости и пройденного пути. В качестве датчиков скорости хода и пройденного расстояния в настоящее время используют преимущественно гидродинамические лаги (типа ЛГ-25, МГЛ-25 и т. д.), за рубежом находят применение допплеровские акустические системы, разработанные фирмой «Маркуарт».
Развитие радионавигационных систем местоопределения, ЭВМ, искусственных спутников Земли, улучшение технических характеристик лагов, гирокомпасов и авторулевых, а также успехи прикладной математики и, в частности, теории управления позволили с 60-х годов приступить к созданию полностью автоматизированных навигационных комплексов (АНК), с помощью которых автоматически осуществляются:
— сбор навигационно-геодезической информации;
— оптимальная обработка информации в реальном масштабе времени;
— регистрация (хранение) обрабатываемой информации ь цифровой форме;
— управление движением судна в заданной программе;
— управление техническим процессом ведения геолого-геофизических исследований;
— представление информации в графической форме.
В ряде стран (Франция, США, ФРГ и других) АНК установлены на научно-исследовательских судах, выполняющих комплексные геолого-геофизические исследования в океанах.
В последние годы при создании автоматизированных систем управления судном отмечается тенденция комплексного использования ряда специализированных машин управления с одной универсальной ЭВМ, чем достигается гибкость и надежность работы систем.