Мореходная Астрономия, как учебная дисциплина. Построение пособия. 9 page

• таблица I даёт значение поправки , аргумент для входа местное звёздное время S_м.

• таблица II даёт значения , в таблицу входят по местному звёздному времени S_м и высоте Полярной h.

• таблица III даёт значения , в таблицу входят по местному звёздному времени S_м и дате.

В результате использования поправок широта находится по формуле:

Этот метод применяться в течение всего года в северных широтах от 5°N до75°N. Севернее измерение высоты становится неудобным.

Влияние случайных и систематических ошибок значительно ниже, чем в предыдущем методе.

Пример 14.

22.12.93 в Тс=6^ч21^м, находясь в счислимых координатах j=46°26',0N, l=133°33.8'W, измерили серию высот Полярной и заметили моменты ОС_ср=45°56,7', Т_хр=15^ч15^м31^с. Другие данные i+s=-1,4', Uхр=+06^м02^с, е=12,3м.

Определить широту места судна.

§20. Определение места судна по высотам Солнца более 88°.

При высотах Солнца более 88°, то есть в диапазоне широт j = d ± 2°, за несколько минут около кульминации азимут Солнца может изменяться на несколько десятков градусов. Вследствие этого для получения достаточной разности азимутов требуется всего 3-6 минут, в отличие от нескольких часов в средних широтах.

Учитывая то, что в данных условиях радиус круга равных высот будет не более 2°(120¢) все графические построения без значительной потери точности можно производить на ходовой карте или планшете.

Координаты полюса освещённости равны j_a=d и l_a=t_гр, радиус же круга равных высот равен z=90°-h.

Для решения этой задачи делается три измерения высоты Солнца – перед кульминацией, в момент близкий к кульминации и после кульминации с промежутком в несколько минут.

Особенности измерения больших высот заключаются в том, что при обычном покачивании секстана изображение Солнца движется не по дуге, а практически параллельно горизонту, поэтому вертикальное положение выбирается «на ощупь». Кроме того, азимут Солнца изменяется быстро, поэтому направление на Солнце нужно устанавливать по компасу, предварительно рассчитав его азимут.

Порядок решения задачи:

1. Рассчитываем гринвичское время.

2. Вычисляем гринвичские часовые углы t_гр для всех измерений и склонение d_¤ Солнца для среднего измерения (учитывая малость промежутка времени между измерениями, склонение практически не меняется). Принимаем полученные гринвичские часовые углы t_гр за долготы полюсов освещённости, полученное склонение d_¤ за широты полюсов освещённости.

3. Рассчитываем положение полюсов освещения а₁ и а₃ относительно а₂.

Dt₁=t_2гр-t_1гр; ОТШ₁= Dt₁Cos(j). Наименование всегда O^st.

Dt₂=t_3гр-t_2гр; ОТШ₂= Dt₂Cos(j). Наименование всегда W.

Приводим наблюдения к зениту вторых наблюдений:

DS₂₁=(T_2гр-T_1гр)V/60 DS₃₂=(T_3гр-T_2гр)V/60

4. Исправляем высоту Солнца и рассчитываем зенитные расстояния Солнца для всех наблюдений: Z_i=90-h_io

5. На обратной стороне бланка вычислений в масштабе 1^’=1мм или на листе миллиметровой бумаги в масштабе 1^’=2мм построить полюса освещённости отложив вправо от центра ОТШ₁ и влево ОТШ₂, сместить полюса освещённости по курсу на _DS₂₁ и против курса на _DS₃₂. Из полученных приведенных полюсов освещения проводим циркулем круги равных высот с радиусами Z₁, Z₂, Z₃. выше средней линии, если зенитные расстояния N или ниже если S.

6. Обсервованное место судна находят в треугольнике погрешностей на основании общих правил.

7. Рассчитываем обсервованные координаты места судна, для этого в принятом масштабе снимаем РШ и ОТШ обсервованной точки относительно второго полюса освещения. Отшествие переводим в разность долгот при помощи углового масштаба, табл. 25-а МТ-63 или по формуле РД=ОТШ/Cos(j).

8. Координаты судна рассчитываем по формулам: j₀=d_¤+_Dj l₀=t_2гр+_Dl

Пример 15.

Рис.9.Графическое построение для ОМС по высотам Солнца Более 88°.

Глава6. Определение поправки компаса.

Показания приборов, служащих для определения направления в море – компасов по ряду внешних и внутренних причин подвержены как систематическим, так и случайным ошибкам. Причём систематические ошибки могут значительно превышать случайные, и для их исключения требуется вводить поправку компаса DK.

При плавании в открытом море общая поправка компаса может быть определена только путём пеленгования светил, т.е. методами мореходной астрономии. Величина DK определяется по формуле:

,

где ИП_св – истинный пеленг светила;

КП_св – компасный пеленг светила.

Таким образом, задача определения поправки компаса решается очень просто, достаточно взять компасный пеленг светила, рассчитать его теоретическое значение для наших координат и найти разность этих величин.

Формулы для вычисления азимута выводятся из параллактического треугольника. При этом можно применить три метода – «метод моментов» и «метод высот», а так же «метод моментов и высот».

Поправка компаса может определяться из специальных наблюдений, либо попутно при определении места судна по высотам светил методом ВЛП.

Поправка компаса определяется по возможности на каждой вахте при постоянном курсе, а так же каждый раз при смене курса.

Найвыгоднейшими условиями наблюдения являются:

• положения светила на малой высоте, между восходом и первым вертикалом;

• высота светила не должна превышать 35°, в оптимальном варианте до 15°.

§21. Определение поправки компаса методом моментов.

Если при пеленговании светила замечен момент и сняты с карты координаты j и l, то треугольник решается по формуле котангенсов:

ctg A = tg d cos j cosec t_м – sin j ctg t_м

Метод моментов наиболее универсален, его можно применять в любое время суток, при наличии светил отвечающих определённым условиям. С другой стороны метод достаточно громоздкий по сравнению с другими методами, однако при использовании его совместно с ОМС этот недостаток устраняется.

Порядок действий.

1. Наблюдаем серию минимум из трёх компасных пеленгов светила, замечаем момента по хронометру или часам. Рассчитываем средние значения КП_ср и Т_ХРср.

2. Рассчитываем гринвичское время Т_ГР.

3. При помощи МАЕ вычисляем местный часовой угол t_м и склонение d светила.

4. По таблицам ВАС-58, ТВА или по формулам рассчитываем азимут светила, переводим его в круговой счет, т.е. получаем истинный пеленг ИП.

5. Вычисляем поправку компаса по формуле: .

При определении поправки совместно с ОМС при измерении высоты одного из светил замечается его компасный пеленг. Азимут светила получается автоматически при расчёте элементов ВЛП.

Пример 16.

Определить поправку компаса методом моментов

§22. Определение поправки компаса по видимому восходу (заходу) Солнца (метод высот).

соs A = sin d sec j sec h – tg j tg h

Метод высот удобно применять, когда высота светила известна заранее, например, в моменты восхода (захода) Солнца.

В момент касания верхним краем Солнца видимого горизонта, центр Солнца будет несколько ниже истинного горизонта по ряду причин:

наклонение видимого горизонта, для высоты глаза е=12м d=-6,1¢;

астрономическая рефракция в среднем r=-35.5¢;

параллакс Солнца, p»2.0 ¢;

полудиаметр Солнца в среднем R=16.0¢.

Следовательно, истинная высота Солнца в момент видимого восхода (захода) будет равна:

h=-4.4¢-35.5¢-16.0¢+0.2¢=-57.8¢

После ряда преобразований формула примет вид:

В числителе этой формулы при j и d одноимённых будет «-», при разноимённых – «+», в знаменателе наоборот.

По этой формуле с учётом рассчитанной высоты рассчитаны в МТ-75 таблица 20а для одноимённых j и d, т.е. с верхними знаками и таблица 20б для разноименных т.е. с нижними знаками. В этих таблицах даны значения азимутов для широт от 0° до80° и склонений от 0° до24°. Азимут даётся в полукруговом счёте. Наименования азимута в северной широте NO^st для восхода и NW для захода, в южной широте SO^st для восхода и SW для захода.

Порядок действий.

1. Снимаем компасный пеленг КП Солнца в момент касания верхним краем видимого горизонта, при этом заметить судовое время Т_с.

2. По замеченному судовому времени рассчитываем Т_ГР.

3. На это время выбираем из МАЕ склонение Солнца d минуты переводим в десятичный счёт и округляем до десятых.

4. При помощи МТ-75 рассчитываем истинный пеленг ИП, для чего:

• округляем широту места j и склонение Cолнца d _ до ближайших табличных значений j_Т и d_Т;

• по таблице 20а или 20б для по табличным значениям широты и склонения рассчитываем табличный азимут А_Т;

• находим поправки Dj = j - j_Т и Dd = d - d_Т;

• прямым интерполированием в этих же таблицах определяем поправки DAj и DAd.

• Сложением поправок с табличным азимутом получаем азимут Солнца и переводим его в круговой счёт т.е. ИП.

5. Вычисляем поправку компаса по формуле .

К достоинствам метода можно отнести предельную простоту расчетов.

К недостаткам относятся:

• точность поправки компаса полученной таким способом значительно ниже, чем методом моментов, особенно в высоких широтах;

• так как измерение единственное, велика вероятность случайных ошибок и промахов;

• ограниченная возможность в наблюдении, так как явление происходит лишь два раза в сутки и наблюдается только при чистом горизонте.

Пример 17.

Определить поправку компаса в момент видимого восхода Солнца

§23. Определение поправки компаса по высотам Полярной звезды (метод моментов и высот).

Из-за неудобства наблюдений применение метода в общем виде ограниченно, разве, что как попутное при ОМС.

Зато одним из самых выгодных способов определения поправки компаса, является частный случай метода – по наблюдениям Полярной. Её высота всегда примерно известна, время же достаточно знать с точностью до 1^м.