Океанская навигация. Режим рабочего дня навигатора. Вычисления

Режим рабочего дня навигатора

Для контроля продвижения судна по океану многие навигаторы придерживаются определенного режима, при котором, если позволяют погодные условия, местоположение яхты проверяется регулярным наблюдением за небесными телами — иногда до пяти раз в день. Утреннее проведение измерений с использованием трех или четырех звезд проводится на рассвете, когда уже светло и горизонт виден отчетливо, но еще достаточно темно, чтобы можно было видеть звезды. Следующее измерение проводится по Солнцу вскоре после завтрака, так же как и полуденное, когда Солнце пересекает меридиан. Следующее измерение по Солнцу проводится после обеда; последнее выполняется по звезде в сумерках. Измерения не осуществляются ночью, потому что горизонт не виден.

Измерения по Солнцу, Луне, планетам и звездам проводятся одинаково, с той разницей, что при снятии показаний по Солнцу его нижний край всегда нужно опускать на горизонт. На яхтах и небольших судах Луной пользуются редко, в значительной степени потому, что измерения и расчеты в этом случае сложнее. Звезды и планеты также бывает трудно удерживать в поле зрения секстанта, когда судно движется по морю, поэтому Солнце остается главным ориентиром при измерениях на яхтах. Ниже даны рекомендации о том, как проводить измерения по Солнцу.

При выполнении измерений Солнце опускается к линии горизонта в малом зеркале, как описывалось выше. Оно или поднимается, или опускается (кроме полудня), поэтому нужна подгонка с помощью микрометрического винта, чтобы удерживать его на горизонте.

В момент снятия показаний помощник записывает время с точностью до секунды. Большинство навигаторов делают два измерения, чтобы уменьшить вероятность ошибки.

Снятие показания в полдень осуществляется, когда Солнце пересекает меридиан. Это означает, что оно поднимается, достигает пика и затем начинает опускаться. Момент пересечения меридиана, когда Солнце достигает пика, служит значением, используемым для расчетов полуденной широты.

Вычисления

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 книги 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.

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.

Коррекция высоты

Отклонение изображения Солнца по причине атмосферного преломления является одной из составляющих в поправке на высоту.

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.

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).

Небесная сфера фактически является продолжением земного шара в пространстве. Отклонение и ГЧУ служат эквивалентами земных понятий широты и долготы, хотя ГЧУ измеряется в западном направлении и имеет значения от 0° до 360°, а долгота измеряется и в западном, и в восточном направлении и может иметь значения от 0° до 180°.

 

Гринвичский часовой угол.

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, бэквивалентом 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).

Местный часовой угол и долгота

Соотношение между местным часовым углом (МЧУ), ГЧУ и долготой. МЧУ может быть восточным 30° или западным 330°.

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 можно найти 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.

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.	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.
2. Вычтите поправку Dip из «Морского астрономического ежегодника», чтобы получить видимую высоту.	5. В «Морском астрономическом ежегоднике» найдите отклонение Солнца (dec) для времени проведения измерений и учтите его для РЗ (складывайте одинаковые названия, вычитайте разные).
3. Найдите поправку высоты в «Морском астрономическом ежегоднике» и учтите ее, чтобы получить истинную высоту.	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
Дата	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.

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.

*******

В раздел «Мотолодки, катера, яхты — обзоры, советы, справочники»

Наш Telegram-канал: https://t.me/motolodki_katera. Присоединяйтесь!

Поделитесь этой страницей в соц. сетях или добавьте в закладки:

добавить страницу в избранное