Мореходная Астрономия, как учебная дисциплина. Построение пособия. 7 page

Систематическая ошибка, возникающая из-за неправильного определения поправки хронометра, смещает обсервованное место по долготе и без проведения независимых наблюдений не вычисляется.

Систематическая ошибка, возникающая из-за ошибок обработки отсчёта секстана, смещает каждую линию положения на одинаковую величину.

Избавиться от подобного рода систематических ошибок помогает следующее свойство ВЛП, что если между двумя линиями положения провести биссектрису (по направлению среднего азимута), то полученная «разностная» линия будет свободна от действия систематических ошибок. Для построения достаточно двух биссектрис. Эту операцию иногда называют «разгоном» треугольника погрешностей.

Для построения биссектрис именно тех углов при вершинах треугольника перпендикулярно линиям положения наносятся стрелочки в направлении азимута, затем проводится биссектриса между стрелочками.

При построении биссектрис и определении обсервованного места может встретиться два случая:

Светила расположены в одной половине горизонта, в этом случае точка пересечения биссектрис будет лежать вне треугольника погрешностей.

Вследствие того, что в реальных условиях на систематические ошибки накладываются ещё и случайные, приём может привести к грубым ошибкам в обсервованном месте, и его следует применять с большой осторожностью.

Светила расположены в разных частях горизонта. В этом случае точка пересечения биссектрис будет лежать внутри треугольника ошибок.

Учитывая то, что внутри треугольника отклонение обсервованной точки от реальной значительно меньше, чем может быть снаружи, для обсервации рекомендуется подбирать светила лежащие в разных частях горизонта.

Случайные ошибки.

Случайные ошибки возникают из-за влияния разнородных факторов, учёт которых невозможен.

В случае если все линии равноточны, вероятнейшее место будет находиться на пересечении антимедиан треугольника, которая представляет собой зеркальное изображение медиана относительно биссектрисы.

При увеличении треугольника в длину, обсервованное место смещается к более короткой стороне и прямому углу, что соответствует выводам из теории ошибок (чем ближе угол пересечения двух линий положения к 90°, тем вес этой точки больше).

Совместное действие систематических и случайных ошибок.

В действительности систематические и случайные ошибки действуют всегда совместно. Исходя из этого, обе категории ошибок необходимо согласовывать так, что бы они не противоречили друг другу.

Выводы. Для трёх линий положения самой выгодной разностью азимутов является 120°.

Светила для наблюдений не следует выбирать в одной половине горизонта, если же по ряду причин место выбрано именно таким образом, то метод биссектрис следует применять с большой осторожностью, желательно после анализа допущенных ошибок.

При выборе светил в разных частях горизонта, вероятнейшее место всегда находится внутри треугольника погрешностей и, как правило, удобнее применять метод антимедиан. СКП полученного места от случайных ошибок грубо принимается равным m₀=±1.5m_h.

· ОМС по четырём светилам.

Определение места судна по четырём светилам является наиболее точным и надёжным способом мореходной астрономии.

Для определения по четырём высотным линиям положения следует заранее подобрать по глобусу четыре светила попарно с разностью азимутов около 180° и между парами – 90°. Наблюдения рекомендуется проводить с помощником, чтобы успеть измерить по три или более высоты каждой звезды.

Обработка измерений практически не отличается от трёх линий положения. Первое, второе и третье наблюдения, как правило, приводятся к последнему, на момент проведения которого записываются все дополнительные данные.

В результате обработки наблюдений получится некоторая фигура погрешностей. Если были соблюдены условия наблюдений, то, скорее всего это, будет четырёхугольник. Если же нет, то более сложная фигура погрешностей.

Для отыскания вероятнейшего места соединяются середины противоположных сторон. При соблюдении условий наблюдения, СКП полученного места можно принять равным СКП одной линии: m₀=m_h.

Задача 2.

21.12.93 в Т_с=17 10 ОЛ=37,1 Находясь в точке со счислимыми координаты j_c =48°14.4′ N, l_c=169°36,6′O^st, следуя ИК=89° со скоростью V=13 узлов, произвели серию наблюдений высот светил: a Кита срТ_хр=05^ч54^м01^с; ОС_ср=25°19.6′; a Орла срТ_хр=05^ч59^м19^с; ОС_ср=30°47.6′; a Б.Медведицы срТ_хр=06^ч04^м13^с; ОС_ср=20°10.5′; Другие данные Uхр=+06^м16^с, i+s=-2,0, е=9,7м, t=0°C, B=754 мм.рт.ст.

Определить обсервованные координаты места судна и невязку С. Произвести оценку точности полученной обсервации, принимая средние квадратичные погрешности высотных линий положения m_лп=1.1′.

Данные сведены в таблицу аналогичную приведенной в задачнике.

Пример для бланка Ш8Б

j1=

48°

11,4′

N

j2=

е=

9,7

t=

ол2=

l1=

169°

36,6′

O

l2=

V=

13,5

B=

a Кита

a Орла

a Б.Медведицы

d

N

4°

4,0′

T(d)

1 линия

2 линия

3 линия

4 линия

t

O

55°

59,7′

S(t)

T(t)

Приб. Т С

17ч 10м

x

N

7°

14,7′

T(x)

S(x)

jc

N

11.4

T(p)

Приб. ТГР

06 10

90+(x~jc)

7°

14,7′

S(y)

T(y)

Дата

21/12

А

65°

58,7′

SO

T(A)

S(A)

ТХР

54м

01с

05 ч

59м

19с

06ч

04м

16с

h

25°

8,1′

T(h)

UХР

+

+

+

d

N

8°

51.3′

T(d)

ТГР

t

W

53°

12.6′

S(t)

T(t)

tT

179°

49,3′

179°

49,3′

179°

49,3′

x

N

14°

34.9′

T(x)

S(x)

D1t

4,3

23,9

38,4

jc

N

48°

11.4′

T(p)

D2t

90+(x~jc)

123°

36.5′

SW

S(y)

T(y)

tГР

53,6

13,3

27,7

А

66°

50.6′

T(A)

S(A)

l

36,6

O

36,6

O

36,6

O

h

30°

36.8′

T(h)

30,2

49,9

4,3

d

N

61°

46.6′

T(d)

t*

30,1

22,7

9,1

t

O

173°

46.6′

S(t)

T(t)

tW

0,3

12,6

13,4

x

N

118°

4.9′

T(x)

S(x)

tO

59,7

46,6

jc

N

48°

11.4′

T(p)

90+(x~jc)

159°

53.5′

S(y)

T(y)

dT

А=

3°

7.7′

NO

T(A)

S(A)

Dd

h=

20°

4.8′

T(h)

d

4°

4,0′

N

8°

51,3′

N

61°

46,6′

N

d

T(d)

Отсчёт

25°

19,6′

30°

47,6′

20°

10,5′

t

S(t)

T(t)

i+s

-2,0

-2,0

-2,0

x

T(x)

S(x)

Изм. h

17,6

45,6

8,5

jc

T(p)

Dhd

-5,5

-5,5

-5,5

90+(x~jc)

S(y)

T(y)

Вид. h

12,1

40,1

3,0

А

T(A)

S(A)

Dhr

-2,0

-1,6

-2,6

h

T(h)

Dht

-0,1

-0,1

-0,1

Полярная

Iлиния

IIлиния

DhB

-0,1

-0,1

-0,1

I попр.

А круг.

114°,0

246°.8

Ист. h

9,9

38,3

0,4

II попр.

ПУ

89°,0

89°.0

Dhz

2,1

-1,0

III попр.

А-ПУ

25°,0

157°.8

Прив. h

12,0

37,3

0,4

S

Dh

0,20

-0.21

hc

8,1

36,8

4,8

Прив. H

DT

10.3

4.9

h-hc

3,9′

0,5′

-4,4′

j0

Dhz

2′.1

-1′,0

Вычислял: Новосёлов Д.А. 1.Величина х всегда одноимённа с d.

2.Знак ~ означает: а)при одноимённых х и j – вычитание из большей величины меньшей; при разноимённых х и d их сложение.

Рассчитаем радиальную погрешность m₀=±1.5m_h =1,5*1,1'=1,7'. Наносим окружность радиусом 1.7' с центром в обсервованной точке.

§17. Порядок ОМС по разновременным наблюдениям Солнца.

Пособия и инструменты:

• навигационный секстан в полной комплектации;

• судовые часы и судовой хронометр с известной поправкой U_ХР;

• прокладочный инструмент;

• путевая карта или бланк Ш8;

• Морской Астрономический Ежегодник (МАЕ);

• любые таблицы для расчёта высот и азимутов светил (ТВА-57, ВАС-58, МТ-75 или им аналогичные);

· Порядок действий.

Подготовка к наблюдениям:

1. подготовить секстан к наблюдениям, сделать вторую и третью выверки;

2. произвести сличение палубных часов с хронометром или проверить секундомер;

3. рассчитать U_хр или если нужно U_ч;

4. определить поправку индекса секстана.

Первые наблюдения:

5. Измеряется серия в 3-5 высот Солнца, причём на каждый отсчёт секстана ОС_i засекается момент времени по хронометру Т_ХРi с точностью до 1с, после чего определяется вероятнейшее (среднее) значение ОС_СР и среднее время измерений Т_СР. На момент измерения замечается судовое время Тс с точностью до 1м, счислимые координаты судна, ИК или ПУ, скорость, отсчёт лага, высота глаза наблюдателя е, температура воздуха и атмосферное давление.

Обработка первых наблюдений:

6. Рассчитываем местный часовой угол Солнца t_М и его склонение d при помощи таблиц МАЕ на полученные гринвичскую дату и время (выдержки из МАЕ на 1993г. приведены в конце пособия).

1) Рассчитываем приближённое время и дату на меридиане Гринвича по формуле:

, где номер часового пояса, рассчитывается с точностью до 1м по формуле: и округляется в ближайшую сторону.

2) Смотрим, изменилась ли дата.

3) По известным Т_ХР для каждого светила и U_ХР рассчитываем точное Т_ГР с точностью до 1^с по формуле: .

4) В ежедневных таблицах МАЕ на полученную дату и по целому количеству часов Т_ГР в колонке соответствующей названию планеты выбираем значение t_T и значение d_Т.

5) Здесь же внизу колонки выбираем значения квазиразности и часовой разности и D заносим их в графу D бланка.

6) В основных интерполяционных таблицах МАЕ по минутам и секундам Т_ГР в таблице минут в колонке Солнце и планеты по секундам выбираем поправку D₁t (градусы минуты).

7) Здесь же в колонке поправок по значению выбираем поправку D₂t и поправку Dd.

8) Суммированием получаем гринвичский часовой угол t_ГР.

9) Выписываем заданную (счислимую) долготу l, прибавляем со своим знаком (O^st+ W -) к t_ГР.

10) Суммируем значения t_ГР и l, получаем вестовое значение местного часового угла t_W в круговом счёте(если полученное значение больше 360°, отбрасываем 360°).

11) Получаем часовой угол в полукруговом счёте. Если полученное значение t_W менее 180°, то оно остаётся без изменений, если более 180°, то по формуле t_Ost = 360°- t_W получаем остовое значение часового угла.

7. При помощи таблиц для расчёта высот и азимутов светил (ТВА-57, ВАС-58, МТ-75 или им аналогичных) рассчитываем счислимую высоту h_C и счислимый азимут А_С Солнца.

8. Исправляем высоту Солнца. Получаем истинные h_С.

Вторые наблюдения:

Производятся через 1,5-4 часа после первых, когда разность азимутов достигнет35°-60°.

9. Производим действия 2-8 для другого положения Солнца;

10. Графическая прокладка. На путевой карте или бланке графическим способом определяем поправки координат Dj, Dl для времени вторых наблюдений, обсервованные координаты, невязки.

1) Выбирается масштаб построения, чаще всего 1см-1¢.

2) Через центр планшета, принимаемый за счислимую точку, проводится азимут первого светила. В направлении азимута ставится одинарная стрелочка, около которой указывается наименование светила или его номер по МАЕ.

3) Вдоль азимута откладывается перенос n₁ в направлении азимута, если перенос положителен, в противоположном – если отрицателен.

4) Через полученную точку жирным цветом проводится высотная линия положения, обозначаемая с концов римской цифрой I.

5) Для построения второй линии положения производятся действия 2-4. Направление азимута обозначается двойной стрелочкой, высотная линия римской цифрой II.

6) Пересечение высотных линий положения даёт нам обсервованную точку.

7) Снимаем с планшета Dj и ОТШ. Направление Dj вверх соответствует наименованию кN, вниз кS. Направление ОТШ вправо соответствует наименованию кO^st, влево кW. Знаки при расчётах берутся в соответствии с общими правилами.

8) Переводим ОТШ в Dl для чего:

9) В левом нижнем углу планшета, на шкале находим значение нашей широты.

10) Из центра шкалы, через найденную точку проводим линию широты.

11) От центра шкалы в выбранном масштабе откладываем ОТШ.

12) Из полученной точки проводим перпендикуляр.

13) Измеряем расстояние от центра шкалы до точки пересечения перпендикуляра с линией широты. Полученное расстояние в заданном масштабе будет соответствовать Dl.

14) В правом нижнем углу планшета вычисляем j₀, l₀, а так же заносим дополнительные данные.

15) Снимаем невязку.

11. Производим оценку точности обсервованного места и анализируем определение.