Теоретические основы определения места судна по звездам. Теоретические основы определения широты по меридиональной высоте Солнца и Полярной звезде

Вопрос №20.

Теоретические основы определения места судна по звездам. Теоретические основы определения широты по меридиональной высоте  Солнца и Полярной звезде.

Светила могут быть видны одновре­менно, тогда их высоты можно измерять в быстрой последовательности. Такие наблюдения называются одновременны­ми, и они практически не зависят от оши­бок счисления. Характерным для этой обсервации является то, что вычисления ведутся с одними координатами φcλc, а перемещение судна учитывается приведением линий к одному зениту, куда счисление входит только в виде малых поправок. Если же видно одно светило, например Солнце, и его наблюдают че­рез большой интервал времени, то на­блюдения называются разновременны­ми; при этом вычисления линий ведут­ся с разными φcλc и обсервация полу­чается счислимо-обсервованной. Очевидно, на этом определении сказываются ошибки счисления. Одновременные на­блюдения точнее, и их следует предпо­читать разновременным.

Одновременная   видимость   несколь­ких светил и горизонта бывает только в определенные периоды: в сумерки, иног­да лунной ночью, иногда днем — Солн­ца,  Луны,  Венеры    Кроме того,  необ­ходимы выгодные условия наблюдений, включающие физические и геометричес­кие факторы: качество видимости гори­зонта и светил, высоты светил, разности их азимутов. Поэтому наблюдения луч­ше планировать перед их выполнением. Планирование включает выбор или рас­чет времени наблюдений, подбор светил исходя из выгодных условий, требуемой точности и надежности обсервации и ор­ганизацию   наблюдений.   Все   вопросы, связанные с наблюдениями и их плани­рованием,  рассматривались в предыду­щих разделах курса, поэтому далее рас­смотрим   их   практическое   применение для  сумеречных  наблюдений  звезд  (об­щий случай), дневных наблюдений Солн­ца и Венеры или Луны.

Приведение высот к одному зениту (месту на Земле). Одной из особенностей обработки одновременных наблюдений является приведение высот к одному зениту, т. е намеченному счислимому месту, рассмотренное в § 54. Высоты светил на ходу судна измеряются из разных мест (C1, C2 .. , рис 132), а обрабатывается с одними координатами (например, точки С2). К этому зениту и надо приводить все линии. Для этого в высоты вводятся поправки ∆hz= ∆hv∆Т, вычисленные по таблицам (см. пример 67). Если высота приводит­ся к предыдущему зениту, т. е. назад, то знак поправки ∆hv, приведенный в табл. 16 МТ—75, меняется на обратный. Этот аналитический прием и применяется при обычной обработке наблюдений (по схеме примера 67).

Графический прием приведения к од­ному зениту. Вместо введения поправ­ки в измеренную высоту можно приме­нить графическое перемещение линии или точки прокладки способом крюйс-расстояния. Для этого после прокладки из С2 (см. рис. 132) обеих линий, рас­считанных с ее координатами, из опре­деляющей точки K1 прокладывается плавание S1 за время между наблюде­ниями по направлению ИК (при приве­дении назад — в обратном направлении) и через точку В перпендикулярно А1 проводится линия /—/; смещение K’1K1 = ∆hz [формула (174)]; аналогич­но можно смещать точку прокладки С2.

Этот прием применяется в ускоренных способах (§80—82).

Общая последовательность выполне­ния обсервации.

Выполнение обсерва­ции по одновременным наблюдениям состоит из четырех этапов.

1.Предварительные   операции:   вы­бор времени наблюдений, подбор светил, проверка приборов, получение поправок (u, i, e, d).

2.Наблюдения высот с регистрацией моментов; получение навигационной ин­формации Тс,   ол, φс,  λс, ПУ (ИК), V, Мс.

3.Обработка наблюдений: получение Тгр, tм и δ светил; исправление высот; вычисление hс, Ас, n; прокладка линий.

4.Анализ    обсервации:     выявление промахов   и   систематических    ошибок, отыскание   вероятнейшего   места,   оцен­ка  его  точности,   использование   полученной   информации  для   навигации.

В такой последовательности выпол­няются обсервации в общем случае. При ускоренных и упрощенных способах, часто применяемых на практике, неко­торые операции объединяются и сокра­щаются .

Общий случай определение места по звездам. Практическое выполнение.

Общий случай определения по звез­дам    представляет   обсервацию,   выпол­ненную в общем теоретическом порядке, без упрощений и сокращений.  Она мо­жет выполняться в сумерки или ночью и планироваться заранее или выполнять­ся экспромтом при неожиданной види­мости, но в любом случае следует стре­миться к выполнению рекомендаций по времени наблюдений, ∆А, h и др. Пред­почтительнее   выполнять   вычисление h и А по таблицам ВАС— 58 или по ЭКВМ. Отметим,   что  на   практике  обсервацию по четырем и более звездам лучше выполнять ускоренными   способами (гл.   19).   Обсервация   дает   лучшие  ре­зультаты, если  ее   планировать заранее и выполнять в следующем порядке.

Предварительные операции.

Определение времени наблюдений. Наиболь­шее влияние на точность измерения вы­сот звезд оказывает видимость горизон­та, а одновременно звезды и горизонт видны обычно в сумерки. Поэтому надо стремиться начинать наблюдения вече­ром в самые ранние сумерки, а утром — в поздние, для чего время начала рассчитывается по формулам:

 как пока­зано в § 31, 32 и примерах 28, 67. В лун­ную ночь наблюдения выполняются в мо­менты видимости горизонта, т. е. чаще неожиданно.

Подбор светил для наблюдений. Од­новременно   можно   наблюдать   звезды, планеты и Луну, но чаще наблюдаются одни звезды, так как обработка при этом проще.  Подбор светил производится по глобусу или таблицам НО-249.

Условия подбора: самые яркие звезды с высотами от 10 до 73° и ∆А = 90° для двух звезд; с ∆А по 120°—для трех и с ∆А по 90°— для четырех (см. §40 и 71, пример 40). Подобранные звезды и их h и А записы­ваются в ЗКШ, полезен также рисунок с курсовыми углами звезд (рис. 133)

Проверка приборов, получение попра­вок. Перед наблюдениями секстан и се­кундомер приготавливают и проверяют, как показано ранее в § 37 и 48. По­правку i лучше определять по Солнцу (перед заходом), но можно и по звезде; поправка
Uхр приводится ко времени наблюдений или получается по сигна­лам времени (слышным круглые сутки); проверяется высота глаза (или d).

Наблюдения. Наблюдения выполня­ются, как описано в §48. Для гарантии от промаха наблюдается по три вы­соты каждой звезды (см. пример 43), а секундомер останавливается по друго­му хронометру или сигналам времени, как показано в §48. Обработка наблю­дений ведется по средним ос и Т. При правильном выборе времени сумерек освещения не требуется (по правилу: «видишь отсчеты — наблюдай, не ви­дишь — вечером заканчивай, утром не начинай»). После конца наблюдений или в момент пуска секундомера получается навигационная информация: Тс,   ол, φс,  λс, ПУ (ИК), V, Мс.

Обработка наблюдений. Производит­ся по схеме, приведенной в примере 67. В этой схеме все операции уже известны по предыдущим разделам курса, новым является только приведение к одному зениту. В примере 67 приведение вы­полнено аналитически и графически. Прокладка выполнена на бланке, при­чем применен линейный масштаб

Анализ обсервации. Определение про­махов и систематических ошибок. Ве­личины переносов должны укладывать­ся в предполагаемые ошибки счисления [формулы (230)]; линии, выходящие за эти пределы, следует проверить. После прокладки фигура погрешностей не должна содержать «отскоков» линий за пределы точности. При четырех линиях промах и систематическая ошибка вы­являются, как показано в §71, по на­правлению стрелок азимутов в парах линий; при двух и трех линиях система­тические ошибки и небольшие промахи не выявляются.