Мореходная Астрономия, как учебная дисциплина. Построение пособия. 10 page

По этой зависимости рассчитана таблица в МАЕ «Азимут Полярной для широт от 5° до 70°. Аргументами для входа в таблицу служат местное звёздное время Sм и широта места.

В реальных условиях метод не рекомендуется применять в широтах более 35° из-за невысокой точности определения пеленга при больших высотах светил.

Порядок действий.

1. Наблюдают серию пеленгов Полярной, замечают время наблюдений и находят средние значения:

2. Рассчитывают звездное время Sм (местный часовой угол точки Овна).

3. По S_м и j_c выбирают азимут из таблицы «Азимут Полярной», переводят в круговой счёт.

4. Рассчитывают поправку.

К достоинствам метода стоит отнести простоту наблюдений и вычислений при высокой точности метода. Недостаток – ограниченный регион применения.

Пример 18.

Определить поправку компаса по высоте Полярной.

Тс

№

Тгр

14 45

2/10

Sт

221°

18.0'

DS

11°

16.8'

Sгр

232°

34.8'

ИП

0.8°

l

54°

30.0'

Sм=

286.1°

Aт=

0°

46'

NO

=0.8°

КП

1.1°

Sм

286°

4.8'

j=

19.9°

DK

-0.4°

Часть 2. Методические указания к выполнению лабораторных и контрольных работ.

Глава 1. Задания для дневного отделения.

§1. Лабораторные работы.

Перед занятием, студенту необходимо проработать теоретический материал из Части 1 этого пособия, курса лекций и других источников необходимый для выполнения лабораторной работы, разделы для проработки указаны в задании.

Все работы выполняются на листах А4 или специальных бланках – Ш8 и Ш8Б. Вверху листа указывается фамилия студента, группа, № и название лабораторной работы. Перед каждым заданием записывается условие – заданные и искомые величины.

Студенты, своевременно сдавшие, все лабораторные работы, РГР и прошедшие итоговый тестовый контроль получают допуск к экзамену. Вопросы для итогового тестового контроля приводятся в пособии.

Студенты, досрочно сдавшие, все лабораторные работы и РГР получают льготы при сдаче экзамена.

Лабораторная работа№1: Построение небесной сферы и графическое определение координат светил.

Продолжительность занятия 2 часа

Цель работы:

• изучить небесную сферу и различные способы её изображения;

• научиться приближенно, определять координаты светила на небесной сфере.

Задание:

• решить задачи №1.1, 1.2, 1.3, 1.4 выбираемые из задачника в соответствии с номером варианта;

• во всех задачах указать азимут в круговом, полукруговом, четвертном отсчёте.

Методические указания:

Перед тем как приступать к выполнению лабораторной работы необходимо тщательно изучить теоретический материал, приведенный в Части 1 данного пособия, а так же в [2] и [3].

Все построения выполняются карандашом, дуги рисуются от руки, линии с обратной стороны сферы без необходимости не рисуются, при необходимости проводятся пунктиром.

Лабораторная работа№2: Решение задач на перевод времени и хронометр.

Продолжительность занятия 2 часа.

Цель работы:

• изучить различные системы измерения времени, научиться переходить от одного времени к другому.

• научиться пользоваться судовыми измерителями времени.

Задание:

• Используя данные задачи 2.1 из задачника в соответствии с номером варианта выполнить следующие задания:

• по судовому времени Тс и долготе с определить приближённое гринвичское время прибТгр;

• по показаниям хронометра Тхр и поправке хронометра Uхр определить точное гринвичское время Тгр, по Тгр и долготе с определить местное время Тм, поясное время Тп и судовое время Тс.

• изучить судовую службу времени;

• изучить особенности устройства хронометра, обращение с ним;

• научиться снимать отсчёт хронометра по секундомеру, определять поправку хронометра по сигналам времени и сличению с другим хронометром; и использовать величину суточного хода часов.

Методические указания: как правило задачи не вызывают больших сложностей, однако они входят в большинство задач астронавигации и им так же должно быть уделено особое внимание.

Перед занятием необходимо тщательно разобрать теоретический материал, приводимый в §8 Части 1 данного пособия. Более полно теоретический материал приводятся в [2] (стр. 47-63), в [3] (стр. 53-66).

Кроме того, студент должен уметь правильно использовать измерители времени в соответствии со службой времени на судах, [2] (стр. 63-71), [3] (стр. 77-88).

Лабораторная работа№3: Расчёт местного часового угла tм и склонения d светил.

Продолжительность занятия 2 часа.

Цель работы: изучить устройство МАЕ, научиться определять точные значения часовых углов и склонений светил.

Задание:

• Используя дату, Тс,, lc, Тхр, Uхр и наименования светил из задачи 2.1 и задачи 7.1 выбранные из задачника в соответствии с номером варианта выполнить следующие задания:

• В задаче 2.1 определить местный часовой угол tм и склонение  звезды (1 измерение);

• В задаче 2.1 определить местный часовой угол tм и склонение  планеты (2 измерение);

• В задаче 7.1 определить местные часовые углы tм и склонения  Солнца (оба измерения);

Методические указания: Задача на расчёт местного часового угла t_м и склонения d светил входит составной частью в большинство основных задач астронавигации и должна выполняться с особой тщательностью.

Перед занятием необходимо тщательно разобрать теоретический материал, приводимый в § 9 Части 1 данного пособия.

Устройство и использование МАЕ подробно описаны в самих таблицах, помимо этого в [2] [3].

В работах 3, 4, 5, 6 решаются задачи 2.1 и 7.1 по частям, т.е. результаты текущей лабораторной работы, являются исходными данными для последующих лабораторных работ. Задача 2.1 решается на бланке Ш8Б, задача 7.1 – на бланке Ш8. На каждой лабораторной работе заполняется соответствующая часть бланка. По выполнении Л.Р. №6 оба бланка сдаются на проверку.

Все расчёты и построения выполняются только карандашом. На бланке указывается Ф.И.О. студента, группа, вариант и номера лабораторных работ.

Лабораторная работа№4: Вычисления высоты h и азимута А при помощи таблиц.

Продолжительность занятия 6 часов.

Цель работы: научиться определять значения высоты и азимута по специальным таблицам ТВА-57, ВАС-58.

Задание:

• используя часовые углы и склонения, полученные в предыдущей лабораторной работе для задачи 2.1 и счислимую широту jс из этой задачи получить счислимые азимуты Ас и высоты hс при помощи таблиц ТВА-57 для обоих линий положения.

• Используя часовые углы и склонения, полученные в предыдущей лабораторной работе для задачи 7.1, счислимые широты jс из этой задачи получить счислимые азимуты Ас и высоты hс при помощи таблиц ВАС-58 для обоих линий положения.

• проконтролировать решение задач на МК или ПК;

Методические указания:

Перед занятием необходимо тщательно разобрать теоретический материал, приводимый в § 10 Части 1 данного пособия.

Лабораторная работа№5: Секстан. Устройство и использование.

Продолжительность занятия 6 часов.

Цель занятия: Получить практические навыки использования секстана. Научиться исправлять высоты светил.

Задание:

• Изучить устройство секстана из §11данного пособия, а так же из [2] стр. 80-84, [3] стр.103-106. Студент должен знать:

различные типы секстанов и их отличия;

устройство и назначение основных узлов секстана;

• Подготовка к работе и выверка секстана §11 данного пособия (1-4 выверки), [2] стр. 84-90, [3] стр.109-113:

• Измерить по два вертикальных и горизонтальных угла.

• Используя данные задач 2.1 и 7.1 исправить приведенные в условиях отсчёты секстана ОС поправками получить _Ист.h и _прив.h.

Методические указания: Секстан является основным угломерным инструментом, применяемым в астронавигации, поэтому, умение работать с секстаном является важнейшим навыком судоводителя. Несмотря на кажущуюся простоту прибора, овладение им представляет для студентов некоторые трудности. Для уверенного владения этим инструментом необходима практика и ещё раз практика, поэтому прежде чем подходить к преподавателю для защиты л.р. студент должен произвести не менее 10-15 (а лучше ещё больше) измерений вертикальных и горизонтальных углов.

Процесс измерения высоты любого светила навигационным секстаном состоит из следующих этапов:

• приведение дважды отраженного изображения светила к линии прямовидимого горизонта;

• отыскание вертикала светила с помощью “покачивания” секстана;

• совмещение края или центра светила с линией видимого горизонта на вертикале светила;

• фиксация момента измерения по хронометру с помощью секундомера и запись результатов измерения.

В данной работе студенты должны твердо освоить последний этап измерения. При решении каждой конкретной задачи студент должен установить заданный условиями отсчет секстана и с помощью секундомера по сигналу преподавателя зафиксировать момент измерения высоты на хронометре. Кроме этого студент должен четко представлять получение других исходных данных задачи: поправки индекса, инструментальной поправки, высоты глаза, края светила, температуры, давления. По указанию преподавателя студент должен снять с приборов значения вышеперечисленных величин или установить показания этих величин на приборах.

Лабораторная работа№6: Определение обсервованного места.

Продолжительность занятия 2 часа.

Цель работы: научиться определять обсервованное место при помощи Высотных линий положения.

Задание:

• Используя результаты л. р. №№4,5 расчитать переносы n.

• По полученным переносам n и счислимым азимутам Ас из л.р. №4 определить обсервованные места для задач 2.1 и 7.1.

• Получить приращения координат и рассчитать невязки.

• Проконтролировать результат аналитическими расчетами.

Методические указания:

Перед занятием необходимо тщательно разобрать теоретический материал, приводимый в §12, а так же полностью повторить материал Главы 3 Части 1 данного пособия.

Построения выполнять карандашом на обратной стороне бланка строго в соответствии с методическими указаниями §12.

Лабораторная работа№7: Решение задач на звёздном глобусе.

Продолжительность занятия 2 часа.

Цель работы:

• научиться при помощи звёздного глобуса определять наименование светила по времени наблюдения и пеленгу;

• научиться подбирать светила на заданный момент наблюдений;

• научиться примерно определять моменты восхода, захода и кульминации светил на заданную дату.

Задание:

• изучить устройство звёздного глобуса;

• в задаче 4.1 определить наименование неизвестного светила.

• используя данные из задачи 4.1 подобрать 2, 3 и 4 светила для места и времени указанные в задаче. Определить видимые планеты.

• по заданию преподавателя определить время восхода, захода и кульминации светила на заданную дату;

• выучить основные созвездия и звёзды на карте звёздного неба.

Методические указания: на звёздном глобусе возможно приближённое решение ряда вспомогательных задач астронавигации:

• Определение названия неопознанного светила;

• Получение высоты и азимута светила на заданное время;

• Подбор светил на время наблюдений;

• Определение времени прихода светила в заданное положение.

Устройство и использование звёздного глобуса подробно описано в[2] (стр. 35-37), [3] (стр. 93-99).

Лабораторная работа№8: Определение места судна по одновременным наблюдениям светил.

Продолжительность занятия 4 часа.

Цель работы:

• научиться определять место по звёздам;

• освоить приведение высот к одному зениту;

• освоить построение высотных линий положения и расчёт обсервованных координат.

Задание:

• решить задачи 3.1 и 5.1 из Части 3 данного пособия номера задач выбираются соответственно номера зачётной книжки.

• оценить место радиальной погрешностью, считая СКП высотных линий положения m_л1=m_л2=±1,2¢.

Методические указания: в лабораторную работу входит два задания: определение места судна по двум и по трём светилам. Задания отличаются только количеством линий положения. Каждая задача состоит из нескольких пунктов, большинство которых уже рассматривались в предыдущих л.р., а так же в Главе 3 данного пособия.:

Лабораторная работа№9: Определение места судна по разновремённым наблюдениям Солнца.

Продолжительность занятия 2 часа.

Цель работы:

• научиться определять место по Солнцу;

• освоить построение высотных линий положения и расчёт обсервованных координат.

Задание:

• решить задачи 8.1, 8.2;

• оценить место радиальной погрешностью, считая СКП высотных линий положения m_n1=m_n2=±1,1¢, поправки лага m_л=±2% и в курсе m_л=±3º.

Методические указания: Выполнение данной л.р. минимальным образом отличается от предыдущей и к ней применимы все требования л.р. №8.

Лабораторная работа№10: Определение широты места судна различными способами. Частные случаи определения места судна.

Продолжительность занятия 4 часа.

Цель работы:

• научиться определять широту места судна по меридиональной высоте Солнца и по высоте Полярной;

• научиться определять место судна, когда одна из линий положения широта.

Задание: решить задачи 9.1, 10.1, 11.1, 12.1.

Методические указания: Отдельное получение широты места с достаточной точностью возможно лишь в частных случаях положения светил. Наиболее часто применяются два случая:

• определение широты в момент кульминации светила [3] стр. 221-224;

• определение широты по высотам Полярной [3] стр. 225-226.

Оба способа дают не только высокую точность измерений, но и значительно упрощают вычисления.

Лабораторная работа№11: Определение поправки компаса различными способами.

Продолжительность занятия 2 часа.

Цель работы: Закрепить теоретические знания и получить практические навыки определения поправки компаса астрономическими способами.

Задание:

• решить задачи 13.1, 14.1, 15.1, 16.1.

• описать достоинства и недостатки каждого метода определения поправки компаса.

Методические указания:

Перед началом занятия тщательно изучить теоретический материал, приводимый в Главе 6 данного пособия, а так же в [2] и [3].

Лабораторная работа№12: Определение места судна по измеренным высотам Солнца более 88⁰.

Продолжительность занятия 2 часа.

Цель работы:

Освоить единственный в мореходной астрономии способ определения места судна по изолиниям – кругам равных высот.

Задание:

решить задачу 17 выбранную соответствии с номером зачётной книжки.

Методические указания:

Для освоения этого способа необходимо чётко представлять особенности видимого суточного движения Солнца, когда его высота в момент кульминации больше 88⁰. Для этого необходимо нанести Солнце на глобус на дату решения задачи, установить глобус на заданной широте и проследить видимое суточное движение Солнца, измерить его азимуты в моменты измерения высот записанные в условии задачи.

§2. Расчётно-графические работы.