1.5. Видимое суточное движение светил.

Известно, что небесная сфера со всеми находящимися на ней светилами вращается вокруг оси мира. Это движение называется видимым суточным движением сферы. Направлено суточное движение по часовой стрелке, если смотреть на на сферу со стороны северного полюса P_N. Вследствие суточного движения все светила, вращаясь с вместе со сферой, двигаются параллельно небесному экватору, т.е. по небесным параллелям, всегда пересекают в этом движении меридиан наблюдателя, некоторые пересекают I-ый вертикал и горизонт. Пересечение светилом в своем суточном движении полуденной части меридиана наблюдателя называется верхней кульминацией, а пересечение светилом полуночной части называется нижней кульминацией. Из нижнего рисунка видно, что для постоянной широты и светила с постоянным склонением в момент верхней кульминации светило имеет максимальную высоту, а в момент нижней кульминации - минимальную высоту. Пересечение светилом в своем суточном движении плоскости истинного горизонта называется точками восхода и захода.

Положение суточных параллелей зависит от широты. Для средних широт мы только что рассмотрели законы суточного движения.

Суточное движение светил в разных широтах.

Если = 0°, то ось мира лежит в плоскости истинного горизонта и параллели перепендекулярны горизонту и делятся им попалам. Все светила всходят и заходят, т.к. < 90°, но ни одно не пересекает первый вертикал, только светило со склонением = 0° движется по первому вертикалу, который совпадает с экватором.

На южном полюсе (для данного примера) в = 90°S повышенный полюс совпадает с зенитом, горизонт с экватором, параллели с альмукантаратами. Все светила движутся параллельно горизонту, поэтому высота светила h не изменяется и всегда равна склонению . Светила с _Nневидимы, остальные не заходят. Для наблюдателя на полюсе характерно отсутствие меридиана, первого вертикала и точек N, E, S, W горизонта. Все направления для P_S будет на N, а для P_N - на S.

№7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО СОЛНЦУ.

Предположим в судовое время Тс1 при показаниях лага ол1, секстаном измерена высота нижнего края солнца ОС1 и замечен момент времени по хронометру Тхр1. По отсчету лага ол1 сняв с карты счислимые координаты шир. с1 и долг.с1, можно рассчитать элементы 1-ой ВЛП - перенос и азимут (n1, A1), который можно отложить из счислимой точки Мс1.

Приблизительно через 2 часа, когда азимут Солнца изменится не менее чем на 30°, в судовое время Тс2 произведены 2-ые измерения ( ОС2 и Тхр2). При их обработке используются вторые счислимые координаты шир. с2 и долг.с2, которые сняты с карты по ол2. Рассчитав элементы 2-ой ВЛП (n2 и Ас2), прокладываем её из второй счислимой точки Мс2.

Из навигации известно, что для получения обсервованного места по разновременным наблюдениям, необходимо первую линию положения перенести вперед по курсу на величину плавания Sл = ролКл. Или же в нашем случае первую ВЛП необходимо проложить из 2-ой счислимой точки Мс2 до пересечения со 2-ой ВЛП в обсервованной точке Мо. Прокладка обеих ВЛП из 2-ой счислимой точке тождественна прокладке 1-ой ВЛП из первого счислимого места, но первый перенос должен быть исправлен поправкой для приведения к одному зениту Δhz. Практически удобнее всегда прокладывать обе ВЛП из второго счислимого места. Кроме того, формула Δhz = Sлcos(А - ИК) справедлива для небольших промежутков времени.

Влияние ошибок счисления на точность ОМС, планирование наблюдений. Главной особенностью определения места судна по разновременным наблюдениям Солнца является тот факт, что место получается счислимо-обсервованным. I-ая ВЛП переносится по счислению, следовательно, все ошибки счисления входят в I-ую ВЛП. Если есть погрешность в поправке компаса, то I-ую ВЛП надо прокладывать не из точки Мс2, а, например, из точки Мс2'. Если при ненадежно работающем лаге на момент вторых измерений мы оказались в точке Мс2'', то I-ую ВЛП будем прокладывать из этой точки. II-ая же ВЛП не завсит от счислимых координат по третьему свойству ВЛП, следовательно, она более надежная. Поэтому обсервованное место может смещаться по II-ой ВЛП, как это показано на правом рисунке. Радиальная погрешность обсервации вычисляется по формуле

(4.6)

Средняя квадратическая погрешность (СКП) 2-ой ВЛП определяется СКП измереннной высоты mлп2 = mh = 0,5' - 0,7'. А в первую ВЛП всходят ошибки счисления .

Известно, что для ОМС по 2-м ЛП необходимо подбирать ориентиры, чтобы линии положения пересекались под углом близким в 90°, что равносильно в мореходной астрономии, чтобы разность азимутовΔ А =90°. Но такое изменение азимута у Солнце можно дождаться за 4-6 часов. При этом ошибка счисления Мс достигнет значительной величины, следовательно, радиальная погрешность Мо, вычисленная по формуле ( . ) будет тоже большой, т.е. обсервация будет неточная.

Если интервал времени между наблюдениями будет мал (чтобы свести к минимуму погрешность счисления), то и разность азимутов ΔА тоже будет мала, т.е. sinΔА будет малой величиной, следовательно, радиальная погрешность Мо, вычисленная по формуле ( . ) будет опять же большой.

Чтобы решить эту противоречивую задачу, необходимо по Солнцу измерения проводить тогда, когда за минумум времени, азимут изменяется максимально быстро. Зная особенности изменения азимута в суточном движении, можно сказать, что это бывает только в момент кульминации Солнца. Следовательно, в общем случае для получения надежной обсервации по Солнцу первые измерения необходимо производить где-то за 1 час до кульминации, вторые - спустя час после кульминации.

Влияние внешнего фактора на точность обсервации.

Выше было сказано, что ошибки счисления влияют на точность обсервации. При действии одного доминирующего фактора (снос течения известного курса, но неивестной скорости, неточная поправка компаса, ненадежная работа лага) для уменьшения его влияния первые наблюдения необходимо производить в определенное заранее расчитанное время. А точнее, первые измерения производятся в тот момент времени, когда I-ая ВЛП будет параллельно внешнему сносу.

Достоинства и недостатки метода.

Объём вычислений невелик, практически совпадает с объёмом вычислений при ОМС по двум звездам.

Точность данного способа за счет более точного измерения высот Солнца (mh = ±0,5' - 0,7', а у звезд mh* = ± 1,0' - 1,2') сопоставима с точностью ОМС по 2-м звездам.

Но, чтобы достигнуть такую точность обсервации необходимо грамотно планировать свои наблюдения.

Ограниченность этого метода ВЛП по широте. Для определения места судна по Солнцу в малых широтах необходимо знать и применять способы соответствующих высот и ОМС по высотам более 88°.

Т.к. измерения разнесены во времени, то расчеты надо выполнять в два этапа, что создает определенные неудобства. Однако, при благоприятных погодных условиях вычисления 1-х и будущих 2-х измерений можно произвести параллельно, применяя метод предвычисления.

№8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПО 2М ЗВЁЗДАМ.

При планировании ОМС по 2-м звездам используется звездный глобус. С его помощью для ОМС подбираются 2 звезды, удовлетворяющие следующим требованиям:

Звёзды должны быть наиболее яркими, чтобы их можно легко найти в трубу секстана и точно измерить высоту в наиболее светлое время сумерек при более четком горизонте.

Высоты звезд должны быть в следующих пределах 15°< h <55° - 60°. Большие высоты нельзя измерять, т.к. возникает погрешность в ВЛП(ссылка). При малых высотах при аномальных явлениях в атмосфере за счет большой поправки за рефракцию возможно появление систематической погрешности.

Разность азимутов дожна быть близка к 90°. Как будет показано ниже в этом случае в этом случае обеспечивается минимальная радиальная погрешность обсервации.