Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
vorobev-astronomicheskaya-1968.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
01.12.2024
Размер:
10.51 Mб
Скачать

Значение измеренной высоты светила определяется суммой показаний шкал угломерного барабана и шкал осредняющего механизма. Для удобства отсчета высоты величина АЛ, получаемая со шкал осредняющего механизма, всегда положительная. Это достигается увеличением оцифровки шкал осреднителя секстанта на постоянную величину +3° при одновременном уменьшении оцифровки шкал угломерного барабана секстанта также на 3°.

Таков принцип устройства интегрального осреднителя измеряемых высот светил современных авиационных секстантов.

§ 6.4. ПОПРАВКА СЕКСТАНТА И СПОСОБЫ ЕЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Довольно существенные погрешности в измерении высоты светила возникают за счет личных ошибок штурмана при изме-

рении и за

счет погрешностей в оцифровке шкал

угломерного

механизма

секстанта. Эти погрешности являются

систематиче-

скими или по крайней мере содержат значительную

постоянную

составляющую, поэтому они могут быть выявлены и учтены, тем или иным способом.

Их учет осуществляется введением в измеренную высоту светила так называемой поправки секстанта.

Существует несколько способов определения поправки секстанта: с помощью юстировочного прибора, по измеряемой в мо-

менты кульминации

высоте

светила,

прокладкой

астрономиче-

ских линий положения,

совмещением

прямого и

отраженного

изображения светила, по высоте видимого

горизонта и

некото-

рые другие.

способов учитывается

только

погрешность

Первым из этих

в оцифровке шкал угломерного механизма, а вторым

и после-

дующими — личная

систематическая

ошибка

наблюдателя. По-

этому определять поправку

секстанта

этими

способами

должен

сам наблюдатель (штурман).

 

 

 

 

 

Определение

поправки секстанта

 

 

с помощью

юстировочного

прибора

 

 

Этот способ применяется на заводе-изготовителе и в ремонтных мастерских. Юстировочный прибор представляет собой устройство для крепления секстанта со шкалой точных значений высот светила. Поправка секстанта с определяется сравнением показаний шкал секстанта с точным значением высоты

с = А - й и з м ,

(6.23)

где h — точное значение высоты; Лиэм — показание шкал секстанта.

160

Определение поправки секстанта измерением высоты светила в кульминации

При этом способе сравнивается измеренная вблизи момента кульминации высота светила с вычисленным ее значением.

Заблаговременно рассчитывают момент кульминации светила, высоту светила в кульминации и промежуток времени вблизи момента кульминации, в течение которого возможно измерение высоты светила. Момент кульминации светила определяют следующим образом. По карте определяют широту и долготу точки стояния. Выбирается подходящее светило. Для ночных условий это делается с помощью бортовой карты звездного неба (БКН)*.

При определении поправки по Солнцу, Луне или планетам рассчитывается значение гринвичского часового угла в момент кульминации. В момент верхней кульминации местный часовой

угол светила t=О, поэтому значение tTр определяется

следую-

щим соотношением:

 

/Гр = 360°-Х,

(6.24)

где X — долгота точки стояния.

 

В нижней кульминации *=180°, следовательно,

 

/гр = 180°-Х.

(6.25)

При определении поправки секстанта по звездам рассчитывают звездное гринвичское время Sr p в момент кульминации выбранной звезды.

Как известно,

^гр = ^гр ~~а>

где а — прямое восхождение

звезды.

 

Поэтому с учетом (6.24) и

(6.25)

для верхней

кульминации

звезды получим

 

 

 

S r p = a - X ,

(6.26)

а для нижней

 

 

 

Sr p =180°-f

a - X .

(6.27)

По значению tTp или 5г р с помощью ААЕ определяется момент кульминации по всемирному времени Тгр, а затем и по поясному времени TN:

T*=Trp + N.

Далее рассчитывают высоту светила в момент кульминации. При верхней кульминации к югу от зенита (6<Ф)

А = 90° —<р + 8;

* ОБКН см. в § 6.5.

6

606

161

при верхней кульминации к северу от зенита (6><р) h = 90° — В —ср

и при нижней кульминации А=<р + 8 - 9 0 ° .

где б — склонение светила.

Определяют промежуток времени, в течение которого можно производить измерение высоты светила вблизи момента кульминации.

Так как вблизи кульминации высота светила изменяется медленно, измерение можно начинать за некоторое время до момента кульминации и продолжать в течение некоторого времени

после кульминации; при этом погрешность

в

истинной

высоте

светила,

рассчитанной по приведенным

выше

формулам, будет

невелика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определим зависимость погрешности

в

истинной

высоте

светила

от

временного

интервала

между

текущим

моментом

и моментом

кульминации.

 

 

 

 

 

 

 

Соотношение, определяющее

скорость

изменения

 

высоты

светила за счет вращения Земли

(3.12)

с учетом (1.10)

и после

замены

дифференциала

времени

дифференциалом

часового

угла, можно представить

так:

dh

cos ь cos f sin/.

dt

cos h

После разделения переменных проинтегрируем правую часть этого соотношения в пределах от местного часового угла светила в кульминации to до часового угла t на некоторый момент вре« мени после кульминации, а левую — от высоты светила в момент кульминации Л0 до высоты светила h в некоторый момент времени после кульминации:

л

t

 

^ cosAdA = — cos<рcos 8 j sin tdt,

 

Ло

t0

 

sin h — sin A0 =cos <p cos 8 (cos t — cos /0).

(6.28)

Значение высоты h представим

как

 

А = Ао+ЛЛ,

где ДА — приращение высоты светила, соответствующее изменению местного часового угла светила от to до

Учитывая это, левую часть уравнения (6.28) можно представить так:

sin А — sin ho=sin (А0 -f АА) — sin А0 = = sin AQ COS ДА — cos A0 sin ДА — sin A0.

162

Так как углы ДА малы, то cos ДА = 1 и sin ДА = ДА, поэтому sin A — sin//0 = - cos Л0ДА.

Теперь уравнение (6.28) примет вид:

COS /q — COS t

c o s ^

.

 

COS (p cos Ъ

 

В верхней кульминации t=0 и при верхней кульминации светила к югу от зенита Л0=90°—(ф—6), поэтому

1 - cos t =

д/г=(tg cp - tg Ь) ДА.

cos у cos Ь

Разлагая в ряд cos* и ограничиваясь двумя первыми членами разложения, получим

*2 =2(tg<?-tg&) ДА,

где / и ДА в угловых минутах.

Осуществляя перевод величины t в минуты времени, оконча* тельно получим

^=1/^30 (tg 9 — tg Ь) ДА мин,

(6. 29)

где ф — широта места; б —склонение светила.

Это соотношение позволяет рассчитать промежуток времени после кульминации, в течение которого высота светила уменьшится на величину ДА. В силу симметрии таким же соотношением определяется промежуток времени до кульминации, в течение которого высота светила увеличится на ту же величину ДА.

Задаваясь величиной ДА, при данных <р и б можно рассчитать промежуток времени, в течение которого возможно измерение высоты светила при определении поправки секстанта. Измерения начинают за время t до момента кульминации и через время t после кульминации светила заканчивают.

Как видно из (6.29), для увеличения допустимого времени измерения высоты целесообразно, если конечно это возможно, выбирать светило с меньшим склонением.

В табл. 6.2 приведены значения допустимого времени изме-

рения высоты светила в минутах 21 при

определении

поправки

секстанта по

высоте кульминирующего

светила, рассчитанные

для ДА=0',5 и некоторых значений ф, 6.

 

Таблица

6.2

 

 

 

 

 

 

 

- 1 0

0

10

20

30

40

50

40

7,8

7,1

6,3

5,3

4,0

 

 

50

9,1

8,5

7,9

7,0

6,1

4,6

 

60

10,7

10,2

9,7

9,1

8,3

7,3

5,7

163

С помощью этой таблицы определяется то время, в течение которого возможно измерение высоты светила при определении поправки секстанта рассматриваемым способом.

Далее приступают к измерению высоты светила. Измерения начинают за некоторое время до момента кульминации, определяемое из табл. 6.2, и заканчивают по истечении времени / после кульминации. Каждое из измеренных значений высоты записывают.

Рассчитывают среднее значение измеренной высоты светила

 

 

п

 

Г

2

Лизм t

 

=1

t

"ИЗМ.ср

 

 

п

вводят поправку за рефракцию (и параллакс, если поправка секстанта определяется по Луне)

А и з м . с р =Л и з м . с р

Г + ( / * )

( 6 . 3 0 )

и определяют поправку секстанта по формуле

с = Л - Л и з м с р .

( 6 , 3 1 )

Полученное значение поправки записывают со своим знаком. Этот способ достаточно прост и обеспечивает необходимую

точность, однако он обладает существенным недостатком, особенно ощутимым в светлое время суток; его нельзя применять в любое время.

 

 

Определение

поправки секстанта

 

 

 

прокладкой

астрономических линий

положения

 

При этом способе сравнивается положение полученных астро-

номических линий положения с точкой нахождения

наблюда-

теля. Пусть наблюдатель располагается на

поверхности Земли

в точке М

(рис. 6.19). В некоторые произвольные моменты вре-

мени он

измеряет

высоты

светил (трех-четырех — ночью)

или

несколько раз измеряет высоту одного светила

(Солнца —

днем). В момент измерения фиксируется время TN.

Несколько

измерений делаются с целью уменьшения

влияния

случайных

погрешностей измерения высот светил и прокладки

JIPB.

По

времени и измеренным высотам обычным

способом

рассчиты-

ваются

элементы ЛРВ, затем производится их прокладка

на

карте.

каждую из проложенных ЛРВ из точки М восстанавли-

На

вается перпендикуляр. В масштабе карты измеряется его длина. Величина перпендикуляра характеризует поправку секстанта. Знак поправки определяют по следующему правилу: если линия положения располагается между наблюдателем и светилом, то поправка отрицательная, а если за наблюдателем, то положительная.

164

Поправка секстанта рассчитывается по формуле

 

п

 

С =

2 « /

(6.32)

,

 

1.852л

 

где С{ — длина перпендикуляра для каждого измерения от точки М до JIPB в км со своим знаком;

п — число проложенных JIPB.

Рассчитанная по этой формуле поправка секстанта имеет размерность угловых минут.

Д/

Рис. 6.19. К определению поправки секстанта путем прокладки астрономических линий положения

Этот способ сложнее предыдущего, он обеспечивает и меньшую точность определения поправки секстанта за счет неизбежных погрешностей прокладки линий положения на карте, однако применять его можно практически в любое время суток.

Способ определения поправки секстанта путем совмещения прямого и отраженного изображения светила

Некоторые секстанты, например СМК-ЗМ, позволяют видеть одновременно прямое и отраженное изображение светила и видимого горизонта. Этим обстоятельством можно воспользоваться Для определения поправки секстанта. Для этого вращением угломерного барабана совмещают прямое и отраженное изображения светила (видимого горизонта). Поправка секстанта равна отсчету, снятому со шкал секстанта, взятому с обратным знаком. Этот способ достаточно прост, но применять его можно не для всех типов секстантов.

Возможны и некоторые другие способы определения поправки секстанта. Так, например, можно определить поправку

165