- •Основы мореходной астрономии
- •Сокол Игорь Васильевич, Пятаков Эдуард Николаевич
- •Содержание
- •Глава I Основы сферической астрономии
- •§1.1. Основные направления и плоскости на земной поверхности
- •§1.2. Небесная сфера.
- •§1.3. Вертикалы и альмукантараты. Меридианы и параллели
- •§1.4. Системы сферических координат
- •Горизонтная система координат
- •Первая экваториальная система координат
- •Вторая экваториальная система координат
- •Связь между первой и второй экваториальными системами
- •§1.5. Графическое решение задач на небесной сфере
- •Графическое преобразование координат на небесной сфере
- •§1.6. Элементы сферической тригонометрии
- •§1.7. Параллактический треугольник. Преобразование координат
- •§1.8. Специальные таблицы для расчета высоты и азимута светил
- •§1.9. Точность вычисления счислимых высот и азимутов светил
- •Глава іі. Видимое суточное движение светил
- •§2.1. Видимое суточное движение светил. Явления, связанные с суточным движением светил
- •Восход и заход светил
- •Пересечение светилом первого вертикала
- •Прохождение светила через зенит
- •Элонгация светил
- •§2.2. Суточное движение светил в разных широтах
- •Наблюдатель находится на экваторе
- •Наблюдатель находится на полюсе
- •§2.3. Кульминация светил
- •§2.4. Изменение высоты и азимута светила при его суточном движении
- •§2.5. Годовое и суточное движение Солнца
- •§2.6. Собственное движение Луны
- •§2.7. Приливы
- •§2.8. Солнечные и лунные затмения Солнечные затмения
- •Лунные затмения
- •§2.9. Прецессия и нутация
- •Глава III Измерение времени
- •§3.1. Основы измерения времени
- •§3.2. Звездные сутки. Звездное время. Основная формула времени
- •§3.3. Истинные сутки. Истинное время. Средние сутки. Среднее время
- •§3.4. Местное время. Время на различных меридианах
- •§3.5. Поясное время
- •§3.6. Перевод поясного времени в среднее местное время и наоборот. Судовое время
- •§3.7. Демаркационная линия
- •§3.8. Служба времени на судне
- •§3.9. Календарь
- •Глава IV Морской астрономический ежегодник
- •§4.1. Назначение и устройство Морского астрономического ежегодника
- •Российский „Морской астрономический ежегодник”
- •Зарубежные Морские астрономические ежегодники
- •§4.2. Пользование Морским астрономическим ежегодником Определение местного часового угла и склонения звезды в заданный момент
- •Определение местного часового угла и склонения Солнца, планеты и Луны на заданный момент
- •Определение судового времени кульминации Солнца и Луны
- •Определение судового времени видимого восхода и захода Солнца и Луны в заданную дату в заданной точке
- •Определение судового времени начала утренних и конца вечерних гражданских или навигационных сумерек в заданную дату в заданной точке
- •Глава V Морские астрономические инструменты и работа с ними
- •§5.1. Хронометр Назначение и краткое описание морского хронометра
- •Поправка хронометра
- •Суточный ход хронометра
- •Обращение и уход за хронометром
- •§5.2. Звездный глобус
- •§5.3. Секстан Краткая теория и устройство навигационного секстана
- •Место нуля на лимбе
- •Поправка индекса и ее определение
- •Инструментальные погрешности секстана
- •§5.4. Выверка секстана в судовых условиях Проверка параллельности оптической оси трубы плоскости лимба
- •Проверка перпендикулярности большого зеркала к плоскости лимба
- •Проверка перпендикулярности малого зеркала к плоскости лимба
- •Уменьшение поправки индекса
- •§5.5. Измерение секстаном высот светил и углов между береговыми ориентирами
- •Измерение высот Солнца и луны
- •Измерение высот звезд и планет
- •Измерение углов между береговыми ориентирами
- •§5.6. Исправление измеренных высот светил
- •Земная рефракция. Наклонение видимого горизонта
- •Астрономическая рефракция
- •Параллаксы светил
- •П олудиаметры светила
- •Исправление высот светил, измеренных над линией видимого горизонта
- •Исправление высот светил, измеренных над береговой чертой
- •Исправление высот светил, измеренных в искусственный горизонт
- •§5.7. Приведение светил к одному моменту и зениту
- •Поправка высот к данному моменту
- •Приведение высот к одному зениту
- •Глава VI Определение места судна в море по небесным светилам
- •§6.1. Теоретические основы астрономического определения места судна в море
- •§6.2. Решение задачи определения места судна методом Сент-Иллера
- •§6.3. Нанесение высотных линий положения на меркаторскую карту прокладкой от счислимого места
- •§6.4. Точность обсервации
- •Оценка точности определения места судна средней квадратичной погрешностью
- •Влияние систематических постоянных погрешностей на точность определения места судна
- •Влияние на точность определения места судна погрешностей счисления
- •§6.5. Определение места судна в сумерки по одновременным наблюдениям двух светил
- •§6.6. Определение места судна в сумерки по одновременным наблюдениям трёх или четырёх светил
- •§6.7. Определение места судна по разновремённым наблюдениям Солнца
- •Глава VII Раздельное определение широты и долготы места судна в море
- •§7.1. Определение широты места судна в море по меридиональной высоте светила
- •§7.2. Определение широты места судна в море по высоте Полярной звезды
- •§7.3. Определение долготы места судна в море по небесным светилам
- •Глава VIII Частные методы совместного определения широты и долготы места судна в море
- •§8.1. Определение места по одновременным наблюдениям, двух светил, когда одно из них Полярная звезда
- •§8.2. Определение места по Солнцу, когда одна из высот меридиональная
- •§8.3. Определение места по одновременным наблюдениям, Солнца и Луны
- •§8.4. Определение места судна в тропиках по высотам Солнца, большим 88
- •Глава IX Определение поправки компаса по небесным светилам
- •§9.1. Определение поправки компаса по небесным светилам
- •§9.2. Частные случаи определения поправки компаса. Определение ∆k в момент видимого восхода или захода Солнца.
- •Определение ∆k по наблюдениям полярной звезды.
- •Литература
- •Основы мореходной астрономии
Глава IV Морской астрономический ежегодник
§4.1. Назначение и устройство Морского астрономического ежегодника
Астрономическим ежегодником называется собрание астрономических таблиц, содержащих главным образом видимые координаты светил на период определенного календарного года и другие астрономические величины.
Морской астрономический ежегодник предназначен для получения гринвичских часовых углов и склонений светил на любой момент времени, а также некоторых других величин, используемых при решении ряда задач морской астронавигации.
Первый астрономический ежегодник был издан в 1679 г. Парижской обсерваторией.
с 1767 г. начал издаваться английский астрономический ежегодник под названием „Морской альманах и астрономические эфемериды1”. С 1815 г. по инициативе академика Ф.И.Шуберта начал издаваться русский „Морской месяцеслов”, по структуре подобный английскому ежегоднику. Издание „Морского месяцеслова” было прекращено в 1856 г., и с этого времени в России перешли на пользование иностранными ежегодниками вплоть до 1922 г., когда Институт теоретической астрономии Академии наук СССР начал издавать „Астрономический ежегодник СССР”. Американский ежегодник издается с 1855 г. В названиях всех этих ежегодников отражалась морская направленность, однако никаких других ежегодников в те времена не издавалось, и они были общими для целей астрономии, геодезии и судовождения. Ежегодники, изначально издаваемые для потребностей мореплавания, постепенно эволюционировали в сторону обеспечения задач геодезии и общей астрономии. Они расширились настолько, что стало необходимым издавать раздельно специализированные астрономические ежегодники: основные, морские, а позднее авиационные.
С 1851 г. Германия и с 1889 г. во Франции издается „Морской астрономический ежегодник”, в Англии „Морской альманах сокращенного содержания для пользования мореплавателями” начал издаваться с 1914 г.
Первый „Морской астрономический ежегодник” в СССР вышел в1930 г.
Российский „Морской астрономический ежегодник”
Современный вид Российский „Морской астрономический ежегодник” (МАЕ) получил с 2001 года, и содержит координаты Солнца, Луны, планет и наиболее ярких звезд; сведенья относительно восхода и захода Солнца и Луны и продолжительности сумерек под различными широтами и другие сведенья.
В начале МАЕ приводится содержание.
Затем следует пояснение к пользованию Морским астрономическим ежегодником, в котором изложены основные положения о времени и счете времени. Описываются основные таблицы и приложения. Приведены принятые в МАЕ обозначения и формулы. Даны примеры решения ряда различных задач, которые могут встретиться при использовании МАЕ.
Далее приведены «Некоторые явления в Солнечной системе», т.е. приводятся сведенья о моментах равноденствий и солнцестояний, элонгаций, соединений и противостояний планет, а также приводятся сведенья о солнечных и лунных затмениях; указываются возраст и фазы Луны на 0 часов всемирного времени каждого дня.
В разделе „Видимость планет” на каждый месяц приводятся условия видимости четырех навигационных планет: Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна.
Далее следуют таблицы, занимающие основную часть Морского астрономического ежегодника – „Ежедневные таблицы”, в которых для трех последовательных суток приводятся следующие величины:
Вверху в каждой странице даны: год, название месяца, даты и порядковые номера соответствующих трех дней года. С левой стороны страницы указаны даты, названия дней недели и всемирное время Тгр от 0 до 23 часов для каждых суток.
Для каждого часа всемирного времени Тгр приводятся:
гринвичские часовые углы tгр для точки Овна, Солнца,
Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна и луны;
склонения для Солнца, Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна и луны.
Между последовательными табличными значениями гринвичских часовых углов Солнца, планет и Луны даны квазиразности
.
Квазиразность
– это разность между действительным
изменением часового угла светила за
один час среднего времени и наименьшим
возможным изменением часового угла
за тот же промежуток времени.
Для
Солнца и планет
;
для Луны
,
где
– обычная разность двух последовательных
величин (
и
– это наименьшие возможные изменения
часовых углов за один час всемирного
времени). Для Луны квазиразности меняются
быстро, и поэтому они даны на каждый час
справа от столбца значений гринвичских
часовых углов Луны. Для Солнца и планет
квазиразности меняются медленно, и в
таблицах указаны их средние значения
за данные трое суток внизу столбца
соответствующих часовых углов.
Квазиразности всегда положительны.
Между последовательными табличными значениями склонений Солнца, планет и Луны даны разности . Для Луны разности быстро меняются, и поэтому они даны на каждый час справа от столбца значений склонений Луны. Для Солнца и планет эти разности меняются медленно, и в таблицах их средние значения за данные трое суток внизу столбца соответствующих склонений. Разности могут быть как положительными, так и отрицательными.
Звездные величины планет приведены справа от названия планет.
На среднюю дату соответствующего трехсуточного интервала на левой странице в нижней строке для планет даны:
момент всемирного времени верхней кульминации на меридиане Гринвича Тк;
прямое восхождение ;
горизонтальный экваториальный параллакс р0.
На каждый день года на правой странице разворота внизу даны: величина – уравнение времени1, моменты среднего времени верхней кульминации Солнца, а также верхней и нижней кульминации Луны на меридиане Гринвича. На 0h всемирного времени каждого дня приведены значения: полудиаметра R Солнца и Луны, горизонтального экваториального параллакса Луны р0, возраст Луны. Фаза Луны для трехсуточного интервала изображена одним из восьми различных значков, показывающих величину освещенной части лунного диска для северной широты.
На среднюю дату трехсуточного интервала даны моменты среднего времени на меридиане Гринвича видимых восхода и захода верхнего края Солнца для наблюдателя, находящегося на уровне моря при температуре воздуха + 10С и атмосферном давлении 760 мм.рт.ст. для 30 значений широт от 60S до 74N.
На среднюю дату трехсуточного интервала даны моменты всемирного времени начала и конца утренних и вечерних навигационных и гражданских сумерек. Указанные в таблицах моменты начала и конца сумерек можно использовать для любой даты данного трехсуточного интервала. Когда гражданские или навигационные сумерки на какой-либо широте продолжаются всю ночь, то в данном месте ставится символ ///. В высоких широтах Солнце и Луна могут в течение суток находиться над горизонтом или под горизонтом. Эти явления обозначаются символами и соответственно. Иногда в высоких широтах Луна восходит или заходит дважды в течение суток. В таких случаях в соответствующей строке даны два момента восхода или захода Луны.
На каждый день года даны момента среднего времени видимых восхода и захода верхнего края Луны для наблюдателя, находящегося на меридиане Гринвича на уровне моря, для 30 различных широт от 60S до 74N. Если для какой-либо широты для момента восхода или захода Луны стоит прочерк, то это показывает, что в данные сутки соответствующее явление в указанной широте не происходит.
На правом развороте ежедневных таблиц приведены видимые места 67 наиболее ярких звезд, включая Полярную. Для каждой звезды дано ее звездное дополнение и склонение.
На каждый день года даны значения азимутов (в круговом счете) верхнего края диска Солнца в моменты его восходов или заходов, используемые для определения поправки компаса.
Кроме ежедневных таблиц в ежегоднике приводятся и другие таблицы.
Таблица «Звезды. Видимые места» содержит видимые места 160 звезд (включая полярную). Координаты светил (звездное дополнение и склонение) приводятся на первое число каждого месяца. Для каждой звезды приводится ее величина и среднее для данного года значение прямого восхождения.
Таблица «Азимут Полярной» позволяет получить азимут Полярной звезды по звездному времени и широте.
Таблица «Широта по высоте Полярной» содержит первую, вторую и третью поправки, позволяющие рассчитать широту места по наблюденной высоте Полярной.
«Основные
интерполяционные таблицы» (приложение
4) служат для расчета часовых углов и
склонений на промежуточные моменты
между целыми значениями часов всемирного
времени. Они содержат 60 таблиц,
озаглавленных минутами 0m,
1m,
…, 59m.
В каждой таблице имеется пять колонок.
В трех колонках, расположенных слева,
для данной минуты, указанной в заголовке
таблицы, и данной секунды, указанной в
вертикальном столбце слева от таблицы,
приведены величины изменения часового
угла точки Овна, Луны, Солнца и планет.
В двух колонках, расположенных справа,
по аргументу квазиразности
даются всегда положительные поправки
к табличному изменению, учитывающие
отклонение фактического изменения
часового угла от указанных значений.
Для точки Овна эта дополнительная
поправка всегда равна нулю. Данными
этих же двух колонок следует пользоваться
и при интерполировании склонений светил
на промежуточные моменты наблюдения.
В них даются соответствующие
пропорциональные части по аргументу
разности .
Эти пропорциональные части имеют знак,
соответствующий знаку разности .
Модифицированные «Таблицы для вычисления высоты и азимута ТВА-52» (приложение 5) предназначены для вычисления высоты и азимута при определении места судна в море по наблюдениям светил.
