Домашняя страница oceanav • Вычисления

Вычисления

Методы измерения

Коррекция высоты

Небесная сфера

Местный часовой угол и долгота

Другие методы вычисления координат

 

Существует несколько спо­собов обработки результатов измерений. Самым простым из них является метод сокраще­ния.

Для таких выкладок тре­буются две таблицы, а именно «Морской астрономический ежегодник» и «Таблицы сокра­щения», которые можно найти в любом книжном магазине, в отделе морских справочников. В «Морском астрономичес­ком ежегоднике» перечислены положения солнца, луны, пла­нет и звезд в каждую секунду каждого дня. «Таблицы сокра­щения» содержат данные для вычислений.

В задачу этой статьи не входит изложение методики таких сложных расчетов, поэ­тому мы ограничимся только основными, но тем не менее точными вычислениями для обработки полученных зна­чений: определением широты по высоте меридиана, или полуденного значения.

Коррекция высоты
Угол Солнца над горизон­том называется высотой, она необходима для начала рас­четов. Помимо погрешнос­тей зеркал, описанных выше, в значениях высоты также возможен ряд ошибок, кото­рые нужно устранить до их использования.
Поправки, учитывающие эти ошибки, в основном связанные с атмосферой Земли, размером Солнца, горизонтом и други­ми факторами, перечислены в «Морском астрономическом ежегоднике» в двух таблицах, обычно расположенных на фор­заце или отдельной удобной вкладке.

Одна таблица дает значения Dip, ошибки, возникающей из-за кривизны земной поверхнос­ти. Другая, таблица поправок высоты, содержит одну общую поправку для учета всех осталь­ных ошибок.

Отклонение является результатом опускания Солнца (в секстанте) на ложный гори­зонт, возникающий по причине изгиба земли (А). Истинный горизонт соответствует уровню глаз наблюдателя (В). Поправка на кривизну и есть отклонение

 

Небесная сфера

Все небесные тела располагают­ся на воображаемой небесной сфере, окружающей Землю. Для определения положения звезд и планет на небе используется сетка, идентичная картографи­ческой, состоящей из меридиа­нов и параллелей на Земле.

На небесной сфере широта называ­ется отклонением (dec),

а дол­гота — Гринвичским часовым углом (ГЧУ).

Отклонение, так же как широта, достигает значений 90° на севере и юге от небесного экватора к полюсам; но ГЧУ, в отличие от долготы, кото­рая достигает значений 180° на западе и востоке, обходит весь земной шар в западном направлении, его значения уве­личиваются до 360° от исходно­го меридиана.

Таким образом, эквивалентом 90° западной дол­готы на Земле будет 90° ГЧУ на небесной сфере, но эквивален­том 90° восточной долготы будет 270° ГЧУ.

Когда Солнце стоит прямо над головой в полдень (пере­сечение меридиана), у него ГЧУ будет таким же, как долгота в координатах судна (западная).
Отклонение изображения Солнца по причине атмосферного преломления является одной из составляющих в поп­равке на высоту (рис справа)

Соотношение между местным часовым углом (МЧУ), ГЧУ и долготой.

 

МЧУ может быть восточным 30″ или западным 330″

Местный часовой угол и долгота

Часовой угол показывает, сколь­ко градусов и минут лежит между двумя меридианами.

Так, ГЧУ есть угол между первым мериди­аном и Солнцем, измеряемый в западном направлении.

Местный часовой угол (МЧУ) — это угол между двумя любыми меридианами (например, яхты и солнца), его можно изме­рять и в восточном, и в запад­ном направлении. Если, скажем, судно находится на меридиане 90° западной долготы, а солнце поднимается на 60° ГЧУ, тогда восточный МЧУ будет равен 30°.

Это приводит к формуле, широко применяемой в нави­гации:

Долгота = ГЧУ+/- МЧУ. Теоретически этим можно пользоваться непосредственно для определения местоположе­ния судна. Показание време­ни записывается, когда Солнце пересекает меридиан судна; оно проверяется по «Морскому аст­рономическому ежегоднику», в котором приводится перечень положений Солнца в каждую секунду каждого дня. По времени (УВ) высоты меридиана можно вычислить ГЧУ Солнца и найти долготу следующим образом:

Долгота = ГЧУ +/- МЧУ.
Так как значение МЧУ равно нулю (потому что Солнце нахо­дится на меридиане), то
Долгота = ГЧУ.

Это не обычный способ определения долготы в полдень, поскольку не так просто точно определить момент пересечения Солнцем меридиана, но он дает возможность оценить долготу приблизительно; потом можнонайти точку ее пересечения с широтой (двигаясь по мериди­ану), что укажет продвижение яхты .

На маленьких судах высокая точность астрономических рас­четов часто бывает недостижима из-за трудностей, связанных со снятием показаний по секстан­ту.

Однако во время пересечения Солнцем экватора можно опреде­лить примерное местоположение, а это лучше, чем полагаться на результаты определения счисли-мого местоположения. Более распространенный и более точный метод состоит в пересече­нии широты (ее снятого значения) с сокращением долготы, перене­сенной с утреннего измерения, но здесь мы его не рассматриваем.

Определение местоположения в полдень (широта при пересечении меридиана)

Секрет точности такого опреде­ления местоположения заклю­чается в том, что показания нужно снимать четко в момент, когда Солнце достигает пика в зеркалах секстанта, потому что именно в этот момент оно достигает зенита. Чтобы сделать все тщательно, нужны два чело­века: один контролирует время, а другой смотрит в зрительную трубу секстанта, не отрываясь.

По мере того как Солнце поднимается, в секстанте будет казаться, что оно смешается вверх с горизонта; затем, по мере приближения к меридиану, оно замедлит движение и замрет на мгновение, прежде чем начнет опускаться. Засечь максималь­ную высоту в секстанте легко, труднее установить точное время, когда Солнце достигает зенита

 

Другие способы вычисления координат

Описанный выше метод опреде­ления широты во время прохож­дения меридиана является про­стейшим среди способов, исполь­зующих небесные тела; существу­ет много других методов снятия показаний секстанта и вычис­ления координат, использующих Солнце, а также более сложные варианты, в которых участвуют звезды, планеты и Луна.

Мы уже говорили (см.: «Режим рабочего дня навигатора», ) о том, что в море полезно про­водить целый ряд измерений в течение одного дня: широту определять во время прохож­дения меридиана (определение местоположения в полдень); утром и после обеда определять долготу по Солнцу; по звездам можно определить обе коорди­наты — широту и долготу.

 

Для определения широты при прохождении меридиана (в полдень) ее нужно рассчитывать по показаниям секстанта следующим образом:

  1. Внесите индексную по­правку в значение высоты по секстанту. В результате получится наблюдаемая высота.
  2. Вычтите поправку Dip из «Морского астроно­мического ежегодника», чтобы получить видимую высоту.
  3. Найдите поправку высо­ты в «Морском астроно­мическом ежегоднике» и учтите ее, чтобы полу­чить истинную высоту.
  4. Вычтите истинную высо­ту из 90°, чтобы найти расстояние зенита РЗ. Если Солнце находится к северу, РЗ будет южным (то есть яхта находится к югу от Солнца), и наоборот.
  5. В «Морском астрономичес­ком ежегоднике» найдите отклонение Солнца (dec) для времени проведения измерений и учтите его для РЗ (складывайте одинако­вые названия, вычитайте разные).
  6. В результате вы получите точную широту, которую можно обозначить на карте. Пересечение ее линии с долготой, полученной ранее  дает местопо­ложение яхты.

 

ВК (вычисленные координаты) —   35° 17′ с. ш. 151° 01′ в. д.
УВ (универсальное время/среднее время по Гринвичу) —  02 ч 04 мин 10 с 15 декабря 2001 г.

Высота по секстанту в полдень 77° 42,0′
Индексная ошибка _01.0′ —
Наблюдаемая высота 77° 41,0′
Dip _03.0′ —
Видимая высота 77° 38,0′
Поправка высоты 16.0′ +
Истинная высота 77° 54.0′
90° 00,0′
Истинная высота 77° 54.0′ —
РЗ (расстояние зенита) 12° 06,0′
Отклонение Солнца 23° 15.7′ с. ш. +
ШИРОТА 35° 21.7′ с. ш.

Автор:admin