Михайлов В.С, Кудрявцев В.Г, Давыдов В.С. Практическая мореходная астрономия

Подождите немного. Документ загружается.

Ист. h

21°28,3′

Сумма [«Вид. h» + «Δh

ρ + p

»+ «R» + «Δh

» + «Δh

»].

Δh

−

Поправка за приведение высот к одному зениту. Для Солнца отсутствует.

Прив. h

21°28,3′

Для Солнца [«Прив. h» = «Ист. h»].

21°25,0′

Значение счислимой высоты, рассчитанной по т. «ВАС-58», «ТВА-57», «ТВА-52»;

ЭКВМ или ПК.

h − h

+3,3′

Перенос ВЛП [n = «Ист. h» − «h

»].

Расчет истинных высот звезд

(20.09.2000 г. навигационным секстаном измерили высоту α Андромеды: е

= 12,8 м, t

° = +10°C,

= 750 мм рт. ст.)

Отсчет

46°20,6′

Средний отсчет секстана

i + S +2,3′

i – поправка индекса секстана i =360° − OC (определена по );

S – инструментальная поправка → из формуляра по (ОС

СР

Изм. h

46°22,9′

Сумма [«отсчет» + «i + S»].

Δh

−6,3′

Поправка за наклонение видимого горизонта → из т. 1а по значению е

(с. 19 «ТВА-

57»); Приложение 6Г.

Вид. h

46°16,6′

Сумма [«Изм. h» + «Δh

»].

Δh

−0,9′

Поправка за астрономическую рефракцию → из т. 2 по значению «Вид. h» (с. 21

«ТВА-57»); Приложение 6Ж.

Δh

Поправка за температуру воздуха → из т. 5а по значениям «Вид. h» и t

°C (с. 23

«ТВА-57»); Приложение 6Д.

Δh

Поправка за давление воздуха → из т. 5б по «Вид. h» и В

(с. 23 «ТВА-57»);

Приложение 6Е.

Ист. h

46°15,7′

Сумма [«Вид. h» + «Δh

» + «Δh

»].

Δh

−0,6′

Поправка за приведение высот к одному зениту: Δh

= Δh

· ΔT; Δh

→ из т. 7 по «А-

ПУ» и «V

уз

» (с. 28 ТВА-57) V = 12 уз. А-ПУ = 170° (190°) ΔТ = 3,0 мин. Приложение

6А.

Прив.

46°15,1′

Сумма [«Ист. h» + «Δh

»].

46°16,9′

Значение счислимой высоты, рассчитанной по т. «ВАС» (ТВА) или ЭКВМ. (ПК).

h − h

−1,8′

Перенос ВЛП [«Прив. h» − «hC»].

Расчет истинных высот планет Марс и Венера

(20.09.2000 г. навигационным секстаном измерили высоту планеты Марс: е = 12,8 м, t

° = +15°C, B

= 740 мм рт. ст.)

Отсчет

35°35,5′

Средний отсчет секстана

i + S −2,3′

i – поправка индекса секстана i =360° − OC (определена по );

S – инструментальная поправка → из формуляра по (ОС

СР

Изм. h

35°33,2′

Сумма [«отсчет» + «i + S»].

Δh

−6,3′

Поправка за наклонение видимого горизонта → из т. 1а по значению е

(с. 19 «ТВА-

57»); Приложение 6Г.

Вид. h

35°26,9′

Сумма [«Изм. h» + «Δh

»].

Δh

−1,4′

Поправка за астрономическую рефракцию → из т. 2 по значению «Вид. h» (с. 21

«ТВА-57»); Приложение 6Ж.

Δh

+0,1′

Дополнительная поправка для Венеры и Марса → из т. 4 по значениям «Вид. h» и

«Р

» (с. 22 «ТВА-57»). «Р

» → из ежедневных таблиц МАЕ на дату наблюдений см.

Приложение 6Б.

Δh

/Δh

0/0

Δh

– поправка за t

°C → из т. 5а по знач. «Вид. h» и t

°C. Приложение 6Д.

Δh

– поправка за В

→ из т. 5б по «Вид. h» и В

. Приложение 6Е.

Ист. h

35°25,6′

Сумма [«Вид. h» + «Δh

» + «Δh

»].

Δh

+0,4′

Поправка за приведение высот к одному зениту: Δh

= Δh

· ΔT; Δh

→ из т. 7 по

знач. «А-ПУ» и «V

уз

» (с. 28 ТВА-57) V = 12 уз. А-ПУ = 60° (300°) ΔТ = 4,0 мин. см.

Приложение 6А.

Прив. h

35°26,0′

Сумма [«Ист. h» + «Δh

»].

35°29,6′

Значение счислимой высоты светила, рассчитанной по т. «ВАС» (ТВА) или ЭКВМ.

(ПК).

h − h

−3,6′

Перенос ВЛП [n = «Прив. h» − «hC»].

Расчет истинной высоты Луны

(20.09.2000 г. навигационным секстаном измерили высоту Луны : е = 9,4 м, t

° = +15°C, В

= 750

мм рт. ст., V = 10 уз. А-ПУ = 70°, ΔТ = 2,0 мин.)

Отсчет

42°12,4′

Средний отсчет секстана

i + S −2,2′

i – поправка индекса секстана i =360° − OC (определена по );

S – инструментальная поправка – из формуляра по (ОС

СР

Изм. h

42°10,2′

Сумма [«отсчет» + «i + S»].

Δh

−5,4′

Поправка за наклонение видимого горизонта – из т. 1а по значению е

(с. 19 «ТВА-

57»); Приложение 6Г.

Вид. h

42°04,8′

Сумма [«Изм. h» + «Δh

»].

ОП

+59,5′

Общая поправка «+» для , «–» для из т. 6 (с.24÷27 «ТВА-57») по значениям «Вид.

h» и р

. р

→ из МАЕ. см. Приложение 6З.

Δh

Поправка за температуру воздуха → из. т. 5а по значениям «Вид. h» и t

°C (с. 23

«ТВА-57»); Приложение 6Д.

Δh

Поправка за атмосф. давление → из т. 6 по значениям «Вид. h» и В

(с. 23 «ТВА-57»);

Приложение 6Е.

Ист. h

43°04,3′

Сумма [«Вид. h» + «ОП» + «Δh

» + «Δh

»].

Δh

+1,2′

Поправка за приведение высот к одному зениту. Δh

= Δh

· ΔТ; Δh

→ из т. 7 по знач.

«А-ПУ» и «V

уз

». ΔТ → число минут до замера высоты посл. светила. Приложение 6А.

Прив. h

43°05,5′

Сумма [«Ист. h» + «Δh

»].

43°02,0′

Значение счислимой высоты светила, рассчитанной по т. «ВАС» (ТВА) или ЭВМ.

(ПК).

h − h

+3,5′

Перенос ВЛП [n = «Прив. h» − «hC»].

10.1.7. Задачи на исправление высот светил, измеренных навигационным секстаном

№

п/п

Условие

Ответ

Дата

Светило

ОС

СР

i + S

°C

, мм рт.ст.

Ист. h

1.07.2000

12°40,3′

+0,5′

4,0

+15°

730

12°33,4′

2.07.2000

13°15,7′

+0,8′

4,6

+25°

735

13°24,9′

3.07.2000

Марс

14°10,3′

+1,1′

4,9

+15°

740

14°04,0′

4.07.2000

14°55,5′

+1,5′

5,1

+15°

745

16°00,7′

5.07.2000

15°06,7′

+1,8′

5,4

+15°

750

15°01,0′

6.07.2000

16°33,3′

+2,1′

5,7

+20°

755

16°12,4′

7.07.2000

Венера

17°10,1′

+2,5′

6,0

+15°

760

17°05,4′

8.07.2000

18°20,2′

+3,1′

6,3

+15°

765

18°53,1′

9.07.2000

19°17,7′

+2,7′

6,6

+15°

770

19°13,3′

10.07.2000

20°20,2′

+2,3′

6,9

+25°

775

20°31,3′

11.07.2000

Марс

21°15,3′

+1,9′

7,1

+15°

780

21°10,3′

12.07.2000

22°07,7′

+1,4′

7,4

+15°

775

23°07,0′

13.07.2000

23°13,5′

+0,9′

7,8

+15°

770

23°07,4′

14.07.2000

24°20,7′

+0,6′

8,1

+20°

765

23°58,6′

15.07.2000

Венера

25°25,5′

+0,2′

8,4

+15°

760

25°18,7′

16.07.2000

26°15,4′

−0,3′

8,8

+15°

755

26°43,0′

17.07.2000

27°07,7′

−0,8′

9,1

+15°

750

26°59,7′

18.07.2000

28°15,3′

−1,3′

9,4

+25°

745

28°22,8′

19.07.2000

Марс

29°06,6′

−1,7′

9,8

+15°

740

28°57,8′

20.07.2000

30°15,5′

−2,3′

10,1

+15°

735

31°13,0′

21.07.2000

31°10,4′

−2,7′

10,5

+15°

730

31°00,5′

22.07.2000

33°40,8′

−3,1′

10,9

+20°

735

33°15,0′

23.07.2000

Венера

31°15,7′

−3,7′

11,3

+15°

740

31°04,6′

24.07.2000

30°01,3′

−3,0′

11,7

+15°

745

30°26,1′

25.07.2000

29°03,7′

−2,3′

12,0

+15°

750

28°53,6′

26.07.2000

28°13,5′

−1,6′

12,4

+25°

755

28°19,9′

27.07.2000

Марс

27°01,3′

−1,2′

12,8

+15°

760

26°52,0′

28.07.2000

26°10,4′

−0,7′

13,3

+15°

765

27°09,8′

29.07.2000

25°20,0′

−0,2′

13,7

+15°

770

25°11,3′

30.07.2000

24°30,5′

+0,4′

14,0

+20°

775

24°06,6′

1.08.2000

Венера

23°10,3′

+1,0′

14,5

+15°

780

23°02,6′

2.08.2000

22°03,3′

+1,5′

15,0

+15°

775

22°32,4′

10.2. Частные способы измерения высот светил навигационным секстаном

10.2.1. Измерение высоты светила способом «через зенит»

Этот способ применяется при плохом горизонте под светилом или при полном отсутствии

горизонта (рис. 10.8), если высота светила превышает 50÷60°.

Через зенит измеряется угол (δ Г f) приближенно равный

h′

= 180° − h′

(10.12)

(Величина h′ получается обычным совмещением светила и точки f ′ горизонта).

Величина h

устанавливается на секстане (ОС ≈ 180° – h′), наблюдатель поворачивается спиной к

светилу и измеряет угол (δ Г f).

Рис. 10.8. Измерение высоты светила способом «через зенит»

Обычно этот способ применяют при наблюдениях Солнца, измеряя высоту его верхнего края.

Измерение высот через зенит значительно труднее обычных способов и требует хорошей

предварительной тренировки.

Высоту светила, измеренную через зенит, вначале исправляют поправкой за наклонение горизонта

(при наблюдениях через зенит верхний край Солнца представляется в качестве нижнего) и результат

вычитают из 180°

= 180° − (h′

+ Δh

(10.13)

что соответствует результату обычного измерения и исправления высоты верхнего края Солнца.

Далее вводят все остальные поправки для исправления высоты верхнего края Солнца, то есть:

h′

ИСТ

= 180° − (h′

+ Δh

) + Δh

ρ + p

− R

(10.14)

10.2.2. Измерение высоты светила «над урезом воды»

Этот способ применяется при отсутствии видимого морского горизонта. Высоту светила в этих

условиях можно измерить:

• над урезом воды (у береговой черты, у кромки льда и др.) на расстоянии D

от судна;

• над ватерлинией другого судна, занявшего позицию на расстоянии D

на линии пеленга светила,

если горизонт в этом направлении плохо различим.

Выполняются эти измерения так же, как над видимым горизонтом.

Для получения более точного результата выгодно иметь расстояние до уреза воды больше 1÷2

миль, а возвышение глаза наблюдателя (е

) – возможно меньше.

Исправление высоты светила, измеренной в урез воды, отличается от общего случая только тем,

что взамен измеренного наклонения горизонта или табличной поправки (Δ h

) вводится поправка за

наклонение зрительного луча (d

) из «ТВА-57» табл. 1б (с. 20) или «МТ-75» табл. 11б (с. 222÷223) или

«МТ-2000» табл. 3.20 (с. 352÷353), рассчитанная по формуле:

= 0,04136D′

+ 18,562e / D′

(10.15)

где

D′

– расстояние от места наблюдателя до уреза воды (мили).

е – высота глаза наблюдателя над уровнем моря (м).

Расстояние D

лучше получить с помощью дальномера или снять с путевой карты.

Таблица 10.8 – Наклонение зрительного луча d′

(вычитается из измеренной высоты светила)

D′

мили

D′

мили

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

1,0

6,0

6,9

7,8

8,8

9,7

10,6

11,6

12,5

13,4

14,3

1,0

1,2

5.1

5,9

6,7

7,5

8,2

9,0

9.8

10,6

11,3

12,1

1,2

1,4

4,6

5,2

5,9

6,6

7,2

7,9

8,5

9,2

9,9

10,5

1,4

1,6

4,2

4,7

5,3

5,9

6,5

7,0

7,6

8,2

8,8

9,4

1,6

1,8

3,8

4,4

4,9

5,4

5,9

6,4

6,9

7,5

8,0

8,5

1,8

2,0

3,6

4,1

4,6

5,0

5,5

5,9

6,4

6,9

7,3

7,8

2,0

2,5

3,3

3,6

4,0

4,4

4,8

5,1

5,5

5,9

6,2

6,6

2,5

3,0

3.1

3.4

3,7

4,0

4,4

4,7

5,0

5,3

5,6

5,9

3,0

3,5

3,1

3,3

3,6

3.8

4,1

4,4

4,6

4,9

5,2

5,4

3,5

4,0

−

3,5

3,8

4,0

4,2

4,5

4,7

4,9

5,2

4,0

5,0

−

4,0

4,1

4,3

4,5

4,7

4,9

5,0

6,0

−

4,5

4,7

4,8

6,0

7,0

−

7,0

Наклонение зрительного луча (d′

) служит для исправления высоты светила, измеренной над

береговой чертой, кромкой льда, ватерлинией соседнего судна и другим препятствием. (см. Приложение

6В)

При расчете d′

приняты следующие данные:

R″ = 6 371 116 м – радиус земного шара, поверхность которого одинакова с поверхностью

принятого эллипсоида;

χ = 0,16 – коэффициент земной рефракции;

1 + k = 1,00069 – коэффициент для приведения мили данного сфероида к международной миле,

равной 1852 м.

Прочерки в таблице означают препятствия за линией видимого горизонта.

Поправка (Δh

dП

) за наклонение зрительного луча учитывается тогда, когда D

> D′

Например: При е = 4,0 м и расстоянии до препятствия D′

= 5,0 мили до линии видимого горизонта

то есть видимый горизонт находится ближе к наблюдателю, чем препятствие

и, поэтому, высоту светила следует измерять не над препятствием, а как обычно, над линей видимого

горизонта.

10.2.3. Измерение высоты светила «в искусственный горизонт»

Рис. 10.9. Измерение высоты светила «в искусственный горизонт»

Истинный горизонт при измерении высоты светила этим способом воспроизводится искусственно с

помощью масла (мазута, воды), налитого в плоский неглубокий сосуд (широкую банку, ведро и т.п.).

Место наблюдений должно быть укрыто от ветра.

При измерениях зрительную трубу секстана направляют на изображение светила в искусственном

горизонте (рис. 10.9) и совмещают с ним отраженное изображение светила, т.е. измеряют угол «2h′»

(двойную высоту).

Секстан при измерениях располагают возможно ближе к горизонту и измерения производят с

опоры. Измеренный угол делят пополам, и получают измеренную высоту «h′».

Измеренная высота светила данным способом вычисляется по формуле:

h′ = 1/2(OC + i + S)

(10.16)

Исправление высоты светила, измеренной навигационным секстаном в искусственный горизонт

производится обычным путем за исключением поправки за наклонение видимого горизонта, которую

при данном способе учитывать не требуется.

Выводы

1. Для получения истинного значения высоты светила, измеренная высота Изм.h = OC

+ (i + S)

должна быть, (в общем случае) исправлена:

• поправкой за наклонение видимого горизонта (Δh

);

• поправкой за астрономическую рефракцию (Δh

);

• поправкой за параллакс светила (Δh

);

• поправкой за полудиаметр светила (Δh

);

• поправкой за температуру (Δh

) и давление воздуха (Δh

2. При «отсутствии» видимого горизонта, высота светила может быть измерена навигационным

секстаном одним из частных способов:

• измерение высоты светила способом «через зенит»;

• измерение высоты светила над урезом воды;

• измерение высоты светила в «искусственный горизонт».

3. Умение грамотно использовать навигационный секстан для определения места судна в открытом

море является одним из элементов морской культуры судоводителя.

ГЛАВА 11. ОСНОВЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА СУДНА В МОРЕ МЕТОДОМ

ВЫСОТНЫХ ЛИНИЙ ПОЛОЖЕНИЯ

11.1. Навигационная изолиния и линия положения

В процессе ведения навигационной прокладки пути судна производятся различные наблюдения,

измерения, вычисления и графические построения, целью которых является получение координат места

судна на любой момент времени.

Все сведения, прямо или косвенно влияющие на выработку координат места судна и элементов его

движения, составляют навигационную информацию.

Навигационная информация → это комплекс сведений, определяющих положение судна на

местности (в море) и его элементы движения.

Величины, составляющие навигационную информацию, называются навигационными

параметрами.

Навигационный параметр (НП) → это совокупность величин, характеризующих место судна и его

перемещение в заданной системе координат.

К этим величинам принято относить:

• координаты места судна;

• величины, снимаемые со шкал (отчетных устройств) штурманских приборов, применяемых для

определения места (пеленги, дистанции и т.д.);

• элементы счисления (курс и скорость судна, элементы дрейфа и течения и пр.);

• поправки штурманских приборов и инструментов;

• моменты времени по часам, хронометру, секундомеру.

Все навигационные параметры являются результатом каких-то измерений. Независимо от

характера измеряемых величин все измерения классифицируются:

a. – по отношению к измеряемой величине – на прямые и косвенные.

• К прямым, или непосредственно измеренным НП относится, например, пеленг на

ориентир (рис. 11.1а).

• К косвенным (косвенно измеренным) НП относится, например, дистанция до ориентира,

вычисленная по измеренному вертикальному углу этого ориентира (рис. 11.1б).

а)

б)

Рис. 11.1. Навигационный параметр: а) ИП-прямой; б) α-косвенный

b. – по отношению к количеству измеряемых величин – на необходимые и избыточные.

Необходимые → это измерения, число которых является наименьшим для определения искомой

величины (два пеленга на два навигационных ориентира для определения места судна в море).

Избыточные → это измерения, произведенные сверх необходимых (третий пеленг на третий

ориентир при определении места).

Избыточные измерения не являются «лишними», они всегда желательны, ибо повышают

точность результата, позволяют выявить возможные промахи в измерениях.

c. – по отношению к условиям измерений – на равноточные и неравноточные.

Равноточные → это измерения, произведенные одним и тем же одинаковым по точности

инструментом (прибором), одним и тем же приемом, одним и тем же наблюдателем и в

одинаковых условиях.

Неравноточные → это измерения, производимые различными инструментами (приборами), в

разных условиях, разным числом приемов или наблюдателями разной квалификации.

Каждому навигационному параметру соответствует своя линия на земной поверхности, например:

• для пеленга → прямая линия, проходящая через ориентир, на который измерялся пеленг

и фактическое место судна на момент измерения пеленга (рис. 11.2);

Рис. 11.2. Навигационная изолиния для визуального пеленга

• для расстояния → окружность, проходящая через фактическое место судна на момент

измерения расстояния, с центром в точке нахождения ориентира, до которого измерялось

расстояние и радиусом, равным измеренному расстоянию (рис. 11.3) и т.д.

Все эти линии на земной поверхности представляют собой геометрическое место точек, в которых

значение навигационного параметра постоянно и называются навигационными изолиниями.

Навигационная изолиния → это линия на земной поверхности, каждая точка которой

соответствует одному и тому же значению навигационного параметра.

Рис. 11.3. Навигационная изолиния для расстояния до ориентира

В целях сокращения далее по тексту понятие «навигационная изолиния» заменяется на «изолиния».

Примечание:

Для большинства навигационных параметров изолинии являются кривыми линиями (окружность,

гипербола и пр.), построение которых на путевой навигационной карте вызывает определенную

трудность и сложность. В этих случаях изолиния может быть заменена небольшим по длине отрезком

прямой линии, касательным к изолинии вблизи счислимого места.

Эти прямые линии, которые заменяют изолинии, называются линиями положения (рис. 11.4) →

отрезки прямых линий, касательные к изолиниям вблизи счислимого места судна.

Рис. 11.4. Линия положения

Замена изолиний линиями положения позволяет более простыми приемами находить

обсервованное место на путевой навигационной карте.

Для получения обсервованного места на карте необходимо провести минимум две линии

положения, соответствующие навигационным параметрам, которые получены на одно время.

Точка их пересечения → обсервованное место судна.

А как же решается подобная задача при определении места по небесным светилам?

11.2. Круг равных высот (КРВ)

На рис. 11.5 показаны Земля и небесная сфера, центры которых совпадают в центре Земли – в точке

О.

На небесной сфере нанесено видимое место светила (σ).

Соединив видимое место светила (σ) с центром Земли, получим на ее поверхности точку а, которая

является проекцией видимого места светила (σ) на земную поверхность и называется полюсом

освещения.

Линия P′

σ M P′

– небесный меридиан светила σ.

Линия Р

аmP

– проекция небесного меридиана светила на земную поверхность – географический

меридиан полюса освещения а светила σ.

Линия Р

– Гринвичский (нулевой) меридиан. Линия Р′

GP′

– проекция Гринвичского

(нулевого) меридиана на небесную сферу.

Рис. 11.5. Полюс освещения светила

Линия qmq′ – земной экватор. Линия QMQ′ – проекция земного экватора на небесную сферу –

небесный экватор.

Из рис. 11.5 следует, что в угловых единицах GM ≈ gm, а σM ≈ am – как стягивающие

попарно одни и те же центральные углы.

Так как am – численно равно географической широте полюса освещения – φ

, а σM численно

равна склонению светила δ*, то

= δ*

(11.1)

В свою очередь gm численно равна географической долготе полюса освещения – λ

, а GM

численно равна Гринвичскому часовому углу светила σ – t

ГР

*, то:

= t

ГР

*(360° − t

ГР

*).

(11.2)

Таким образом, географические координаты полюса освещения численно равны экваториальным

координатам светила, то есть:

= δ* λ

= t

ГР

*(360° − t

ГР

Экваториальные координаты светила δ* и t

ГР

* можно рассчитать с помощью МАЕ на любой момент

времени, а значит и географические координаты полюса освещения светила можем знать на любой

необходимый момент времени.

Если наблюдатель находится в полюсе освещения светила (в точке а), то он наблюдает это светило

в зените, то есть истинная геоцентрическая высота данного светила h = 90°00,0′.

Именно только в этом случае очень просто определить место, в котором находится наблюдатель, то

есть его географические координаты.

Для этого необходимо знать точное время того момента, когда высота светила h

ИСТ

= 90°00,0′ и на

это время выбрать значение экваториальных координат светила из МАЕ текущего года (δ* и t

ГР

*) и

тогда:

= φ

= δ* и λ

= λ

= t

ГР

*(360° − t

ГР

*).

(11.3)

На практике почти невозможно выполнить условие, когда истинная геоцентрическая высота

светила h = 90°00,0′.