главная	астрономия	гидрометеорология	имена на карте	судомоделизм
навигация	устройство НК	памятники	морпесни	морпрактика
протокол	сокровищница	флаги	семафор	традиции
морвузы	мороружие	словарь	моравиация	кают-компания

Астрономические наблюдения

Из книги М. В. Бурханова "Справочная книжка штурмана"

 

Суточная программа, астрономических наблюдений

    Ночь. На каждой вахте и на каждом новом курсе определяют общие поправки компасов. Рассчитывают судовое время начала утренних навигационных сумерек и время восхода Солнца.
    Утренние сумерки. Выполняют обсервацию по одновременным наблюдениям нескольких светил.
    Утро. На каждой вахте и на каждом новом курсе определяют общие поправки компасов по Солнцу. Возможна обсервация по одновременным наблюдениям Луны и Солнца, если фаза Луны — последняя четверть.
    День. Выполняют обсервацию по разновременным наблюдениям Солнца.
    Вечер. На каждой вахте и на каждом новом курсе определяют общие поправки компасов по Солнцу. Рассчитывают судовое время захода Солнца. Возможна обсервация по одновременным наблюдениям Луны и Солнца, если фаза Луны — первая четверть.
    Вечерние сумерки. Выполняют обсервацию по одновременным наблюдениям нескольких светил.

Порядок выполнения астрономических определений

    1. Планирование наблюдений, подбор светил и предварительный расчет судового времени выхода на наблюдения.
    2. Выверка приборов, определение поправки i индекса секстана, проверка хода хронометра и секундомеров.
    3. Определение высоты глаза наблюдателя.
    4. Измерение высот или пеленгов светил с фиксированием отсчетов хронометра и лага.
    5. Снятие с карты счислимых координат.
    6. Определение приближенного значения всемирного времени и его даты; расчет точных моментов всемирного времени для каждого наблюдения; расчет судового времени для вычисляемой точки.
    7. Выборка из МАЕ склонений и местных часовых углов светил на момент наблюдения.
    8. Вычисление счислимых значений высот и азимутов светил.
    9. Исправление отсчетов секстана — получение обсервованных высот светил.
    10. Расчет элементов линий положения, выполнение графических построений, включая приведение к одному зениту, снятие обсервованных координат.
    11. Анализ результатов определения.

Проверка секстана перед наблюдением

    Инструментальные поправки секстана s (погрешности изготовления) приводятся в его формуляре. Значения инструментальных поправок изменяются с течением времени, поэтому секстаны следует раз в три года сдавать для переаттестации в навигационную камеру.
   Проверка положения трубы (не реже чем раз в 3 мес). Секстан с установленной на нем отфокусированной трубой ставят на неподвижное основание. У концов лимба располагают диоптры и визируют по их верхним срезам какой-нибудь удаленный предмет. Труба установлена правильно (ось трубы параллельна плоскости лимба), если визируемая часть предмета окажется в центре поля зрения трубы. При необходимости положение трубы регулируют с помощью винтов на ее соединительном кольце.
   Проверка перпендикулярности большого зеркала к плоскости лимба, секстан без трубы. Для этого секстан устанавливают на горизонтальное основание, алидаду подводят на отсчет около 35°, а на лимб у его концов помещают диоптры. Наблюдая через большое зеркало правый диоптр, смещают его по лимбу так, чтобы он был виден в правой стороне зеркала, при левом диоптре, видимом у края правой стороны зеркала. Если верхние срезы диоптров не окажутся на одном уровне, регулируют положение большого зеркала, поворачивая имеющийся на нем винт с помощью ключика из комплекта секстана.
   Проверка перпендикулярности малого зеркала к плоскости лимба выполняется после проверки и правильной установки большого зеркала. Секстан вооружают трубой, устанавливают отсчет секстана (ОС) на 0° и наблюдают светило. Если дважды отраженное изображение светила при вращении отсчетного барабана проходит точно (перекрывая прямовидное изображение), малое зеркало установлено правильно. Если изображения точно не совмещаются, проводят регулировку малого зеркала с помощью винта малого зеркала (верхнего, когда секстан стоит).
    Для уменьшения поправки индекса i секстана устанавливают ОС на 0°00,0'. Наводят трубу секстана на горизонт (или на светило) и, не изменяя ОС, совмещают оба изображения горизонта (или светила) вращением винта малого зеркала (нижнего, когда секстан стоит). После этого проверяют перпендикулярность малого зеркала к плоскости лимба, а затем определяют уменьшенную поправку индекса.

ПОРЯДОК РЕШЕНИЯ НЕКОТОРЫХ АСТРОНОМИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

Основные соотношения и формулы

При решении различных задач мореходной астрономии используются следующие основные соотношения и формулы.
    Для определения даты на меридиане Гринвича и приближенного всемирного времени Тгр к судовому времени Тс прибавляют западный (или отнимают восточный) номер часового пояса:      

Т_гр = Т_с  ± №^W_E
    Для определения всемирного времени Т_гр показания хронометра Т_хр исправляют его поправкой u_хр (и прибавляют 12 ч, если это необходимо):  

Т_гр = Т_хр + u_хр + (12ч).

    При определении местного часового угла t_м к гринвичскому часовому углу t_гр прибавляют восточную (или отнимают западную) долготу l:    

t_м = t_гр ± l^W_E
 

    Определяя местный часовой угол звезды t_м^*, к местному часовому углу точки Овна t_gм прибавляют звездное дополнение t*:

t_м^* = t_gм + t*.

    Исправление высот светил:

    для получения измеренной высоты светила h' отсчет навигационного секстана ОС исправляют поправкой индекса i и инструментальной поправкой s:

h' = ОС + i + s.

    Для получения видимой высоты светила h_в высоту h' светила исправляют поправкой за наклонение видимого горизонта d:

h_в = h' — d.

    Чтобы получить истинную высоту светила h, видимую высоту h_в исправляют поправками за астрономическую рефракцию Δh_r и параллакс Δh_p, а для видимых высот до 50° дополнительными поправками за изменение средней астрономической рефракции в зависимости от температуры Δh_t и давления воздуха Δh_В:

h = h_в + Δh_r + Δh_p + Δh_t + Δh_В.

Определение широты по высоте Полярной звезды

Широту j_о рассчитывают по формуле

j_о = h + I + II + III,

где h — истинная высота Полярной звезды; I, II, III — поправки, выбираемые из МАЕ.

Схема вычислений

Tc №	+ W                Тхр -  E                 uхр		ОС i+s
			h' d	(табл. 11-а МТ—75)
Тгр	Дата               Тгр За часы          tgм За минуты и секунды Δtgм		hв
	tgм l	+ E — W	Δhp	(табл. 9-а МТ—75)
	tgм		Δht ΔhВ	(табл. 14-а МТ—75) (табл. 14-6 МТ—75)
			h I попр II попр III попр
			jо

Порядок действия.

    1. Измеряем секстаном высоту Полярной звезды и одновременно замечаем T_c и отсчет хронометра.
    2. Из ежедневных таблиц МАЕ по гринвичской дате и по Т_гр  выбираем гринвичский часовой угол точки Овна t_gм на табличный момент всемирного времени, ближайший меньший к рассчитанному моменту Т_гр.
    3. Из основных инерполяционных таблиц (приложение 4 МАЕ), соответствующих минуте всемирного времени Т_гр, в графе “Точка Овна” находим полное изменение Δt_gм за минуты и секунды Т_гр.
    4. Складываем значения величин t_gм и Δt_gм ,  результат представит значение гринвичского часового угла точки Овна t_gгр для заданного момента Т_гр.
    5. Полученный гринвичский часовой угол точки Овна t_gгр переводим в местный часовой угол t_gм по формуле

t_gм =  t_gгр ±  l^W_E

    6. Отсчет секстана ОС исправляем поправками для получения истинной h.
   7. Из таблиц МАЕ “Широта по высоте Полярной” выбираем три поправки к высоте Полярной.

Определение широты по меридиональной высоте Солнца

    За меридиональную высоту Солнца HÅ  обычно принимают наибольшую из измеренных высот H_l , и широту j рассчитывают по формуле

j_l =(90° — H_l)   + d.

    Вследствие изменения склонения наблюдаемого светила и широты места при движении судна светило в момент наибольшей высоты находится вне меридиана наблюдателя, и поэтому рассчитанную широту требуется исправить поправкой

 Δj  =  {(Δ — y) / 21.7)² (tgj₁+ tg d)

        где Δ  — часовое изменение склонения dÅ  в минутах дуги выбирается из МАЕ, причем Δ положительно, если светило приближается к повышенному     полюсу, и отрицательно, если удаляется от него;
       y  — часовое изменение широты в минутах (y  = Vcos ПУ), y  положительно, если РШ одноименна с широтой, и отрицательно, если РШ разноименна с широтой (y  можно выбрать из табл. 24 МТ—75 как РШ за плавание данным курсом в течение часа)

    Определив Δ и y , находят их разность.
    Затем из таблицы 6-а МТ—75 выбирают tg j_l, tg d и определяют их разность.
    Из табл. 19 МТ—75 по найденным разностям  Δ — y  и tg j_l - tg d   выбирают значение Δj.
   Окончательно

Δj₀ = j₁ — Δj.

    Наибольшая высота наблюдается до кульминации, если Солнце позади траверза судна, и после кульминации, если Солнце впереди траверза. Поскольку опережение (отставание) может превышать 20 мин, это надо учитывать при выходе на наблюдения.

Схема вычислений

Tc	Тхр		ОС i+s	кN(s)
№	+ W              - Е       uхр
Тгр	Дата  Тгр		H'Å d	кN(s) (табл 11-а МТ—75)
Из МАЕ   Δ Табл. 24   y	dт Δd		H 'вÅ ΔH 'Å	N(S) (табл. 8 МТ—75)
МТ—75 Δ — y	dÅ		ΔH 'т ΔH в	(табл. 14-а МТ—75) (табл. 14-6 МТ—75)
(Из табл. 6-а МТ—75) tg j1 (Из табл. 6-а МТ—75) tg d			H'Å	N (S)
			Z' = 90 - H'Å dÅ	S(N) +, если одноименно с Z' -, если разноименно с Z'
tg j1 — tg d Если Z' и dÅ разноименны, то j1 приписывают наименование большей из них.
			j1 Δj	(Из табл. 19 МТ—75)
			j0

   В широтах до 50°, если изменение широты за 1 ч не превышает 12', можно принимать j₁ за j₀.

    Для определения времени выхода на наблюдения рассчитывают Т_с кульминации Солнца по схеме:

Tк	¬	¬ Момент кульминации Солнца на Гринвиче  выбирается из МАЕ
l	+W - Е	¬ По таблице МАЕ для перевода дуговой меры во временную
Тгр №	- W +Е
Tc

Определение долготы по высоте светила на первом вертикале (А =90°)

l_E =     t_м— t_гр

Часовые углы в этой формуле считаем к W;

t_гр — выбираем из МАЕ по замеченному времени наблюдения;
t_м — местный часовой угол рассчитываем по измеренной высоте, склонению из МАЕ и счислимой широте по формуле

cos t = sin h sec j sec d — tg j  tg d ,

которую для упрощения вычислении преобразуем в вид

lg sin² t/2 = lg 0,5 + lg sec j + lg sec d + lg cos (j — d) + b ,

где b — вспомогательный логарифм. Его выбираем из таблиц логарифмов разностей b (табл. З-б МТ—75) по аргументу Гаусса (А. Г. lg cos ((j — d) — lg sin h).

Схема вычислений

   1) исправляем высоту и рассчитываем t_гр и d по МАЕ;
   2) рассчитываем местный часовой угол.

Из  таблиц  МТ—75

j	Счислимая	sec	Табл. 5-а
d	Из МАЕ	sec	Табл.5-а
j — d		cos	Табл. 5-а	cos	Табл. 5-а
h	0,5	lg	9,69897	- sin	Табл. 5-а
	Исправленная
		S b	Табл.З-б	А.Г.
		sin2 t/2	Табл.5-а
		t	Е

 

    Переводим восточный часовой угол в западный t_w = 360° — t_E.
    Рассчитываем долготу l_E = t_w — t_гр.
    Если l_E > 180°, переводим в l_w = 360° — l_E .
     Так как азимут светила при измерении высоты был 90°, то полученная долгота практически свободна от ошибок из-за неточности широты.

Определение поправки компаса

ΔK = A - КП,

гдеА — азимут светила в круговом счете (для определения А используются табл. 20-а и 20-6 МТ—75);
КП — компасный пеленг на светило.  Способ определения поправки компаса путем пеленгования верхнего края Солнца в моменты его восхода или захода является приближенным, особенно в высоких широтах, вследствие неустойчивой астрономической рефракции при малых высотах Солнца.
    При пеленговании светил с высотой более 30° ошибки быстро возрастают. Следует избегать применения откидного зеркала пеленгатора и критически относиться к поправке компаса, если при пеленговании использовали зеркало. Необходимо следить, чтобы пеленгатор не имел наклона относительно плоскости вертикала светила. Замечать отсчет пеленга следует только после нескольких предварительных прицеливании. Для устранения промахов следует пеленговать светило сериями из трех—пяти измерений пеленгов и моментов с последующим осреднением результатов.
    Для вычислений пользуются таблицами ТИПС (Таблицы истинных пеленгов светил), ВАС (Высоты и азимуты светил) или ТВА (Таблицы высот и азимутов), в которых приведены правила их использования.
Порядок действий:
- измеряем три—пять пеленгов светила, замечая моменты Тхр с точностью до 10 с;
- замечаем судовое время Тс, отсчет лага ол и КК, снимаем с карты jс и lс;- рассчитываем средний Тхр; - определяем и находим по МАЕ tM и d светила; - по jс,  tM и d рассчитываем по таблицам азимут светила;
- рассчитываем средний КП и находим ΔK.
    В частном случае поправку компаса ΔK определяют по пеленгу на Полярную звезду. Порядок действий описан в пояснении к МАЕ, с помощью которого делаются все вычисления, кроме исправления высоты. Расчеты местного часового угла Полярной звезды можно вести с точностью до 0,1°.