- •Введение
- •Глава 2. Параллактический треугольник светила и его решение
- •§4. Параллактический треугольник и его решение по основным формулам
- •§5. Вычисление высоты и азимута светила по системам формул
- •§7. Разложение высоты и азимута в ряд Тейлора. Теория таблиц численного типа
- •§1. Небесная сфера
- •§2. Системы сферических координат
- •§3. Графическое решение задач на небесной сфере
- •Глава 3. Видимое суточное движение светил. Изменение координат светил
- •§9. Характеристика суточного движения светил
- •§10. Явления, связанные с суточным движением светил
- •§11. Изменение координат светил вследствие видимого суточного движения
- •Глава 4. Обращение Земли вокруг Солнца. Видимое движение Солнца и изменение его координат
- •§13. Обращение Земли по орбите и видимое годовое движение Солнца
- •§14. Изменение экваториальных координат Солнца в течение года
- •Глава 5. Орбитальное и видимое движение планет, Луны и искусственных спутников
- •§18. Фазы и возраст Луны
- •§21. Орбитальное движение искусственных спутников
- •Глава 6. Измерение времени
- •§22. Основы измерения времени
- •§23. Звездные сутки. Звездное время. Основная формула времени
- •§26. Поясное, декретное, летнее, московское и стандартное времена, их связь с местной системой
- •§28. Понятие о точных шкалах времени
- •Глава 7. Вычисление видимых координат светил. МАЕ
- •§31. Понятие о вычислении видимых координат светил на ЭВМ
- •§32. Устройство таблиц МАЕ для расчета часовых углов и склонений светил
- •§33. Определение времени кульминации светил
- •§34. Обоснование расчета времени видимого восхода (захода) Солнца и Луны и времени сумерек
- •§35. Определение времени восхода и захода Солнца и Луны и времени сумерек по МАЕ
- •Глава 8. Измерители времени. Судовая служба времени
- •Глава 9. Звездное небо. Звездный глобус
- •§42. Устройство звездного глобуса, его установка. Понятие о других пособиях
- •§43. Решение задач с помощью звездного глобуса
- •Глава 10. Секстан
- •§44. Основы теории навигационного секстана
- •§45. Устройство навигационных секстанов
- •§46. Понятие об инструментальных ошибках секстана и их учете
- •§47. Понятие о секстанах с искусственным горизонтом
- •Глава 11. Наблюдения с навигационным секстаном
- •§48. Выверка навигационного секстана на судне
- •§50. Приемы измерения высот светил над видимым горизонтом
- •§53. Наклонение видимого горизонта. Наклонение зрительного луча
- •§55. Общий случай исправления высот светил, измеренных над видимым горизонтом
- •§56. Частные случаи исправления высот светил
- •§57. Приведение высот светил к одному зениту (месту) и одному моменту
- •§58. Определение средних квадратических ошибок поправок и измерения углов
- •§59. Определение средней квадратической ошибки измерения высот светил в море
- •Глава 13. Астрономическое определение поправки компаса
- •§60. Основы астрономического определения поправки компаса
- •§62. Пеленгование светил. Точность поправки компаса
- •§63. Определение поправки компаса. Общий случай
- •Глава 14. Теоретические основы определения места судна по светилам
- •§65. Общие принципы астрономического определения места
- •§67. Метод линий положения. Высотная линия положения
- •§72. Ошибки в высотной линии. Оценка ее точности и вес
- •Глава 16. Методы отыскания места судна и оценки его точности при наличии ошибок в высотных линиях
- •Глава 17. Определение места по одновременным наблюдениям светил. Общий случай
- •§76. Особенности определения места по одновременным наблюдениям светил
- •§77. Общий случай определения места по звездам
- •§78. Определение места днем по одновременным наблюдениям Луны и Солнца
- •§79. Определение места днем по одновременным наблюдениям Венеры и Солнца
- •§80. Определение места по одновременным наблюдениям Венеры, Луны и Солнца
- •Глава 18. Определение места судна по разновременным наблюдениям Солнца
- •§81. Особенности определения места по разновременным наблюдениям Солнца
- •§82. Влияние ошибок счисления и наивыгоднейшие условия для определения места по Солнцу
- •§83. Определение места по Солнцу в общем случае
- •§84. Определение места комбинированием навигационных и астрономических линий положения
- •Глава 19. Ускоренные способы обработки наблюдений
- •§86. Обзор приемов ускорения обработки наблюдений
- •§87. Прием перемещения счислимого места
- •§88. Определение места с предварительной обработкой (предвычислением) линий положения
- •§92. Решение астрономических задач на клавишных ЭВМ
- •Глава 20. Частные методы определения координат места судна
- •§93. Определение широты места по меридиональной и наибольшей высотам Солнца. Понятие о близмеридиональных высотах
- •§96. Определение координат места в малых широтах по соответствующим высотам Солнца
- •§97. Графический способ определения места при высотах Солнца, больших 88°
- •§98. Особенности определения места в высоких широтах
- •Глава 21. Перспективы развития методов астрономических определений в море. Краткий исторический очерк
- •§99. Понятие об астронавигационных системах и навигационных комплексах
- •§100. Краткий очерк истории мореходной астрономии
- •Список литературы
только на больших ЭВМ, входящих, например, в навигационные комплексы, но и на настольных клавишных ЭВМ со сменными программами и на специальных навигационных ЭВМ с постоянными программами, рассмотренными в следующем параграфе.
Вместе с тем следует подчеркнуть трудность и нерентабельность для морского флота полной автоматизации решения астрономических задач, т.е. выполнения всех операций табл. 17. Даже в автоматических астронавигационных системах (см. §99) для операций 1, 2, 10-й требуется высококвалифицированный штурман. Поэтому наблюдения секстаном и пеленгатором следует оставить штурману, обеспечив дистанционный ввод этих наблюдений в ЭВМ.
По-видимому, в ближайшем будущем за штурманом останутся операции 1, 2, 3, 10-я и контроль за надежностью обсервации.
§92. РЕШЕНИЕ АСТРОНОМИЧЕСКИХ ЗАДАЧ НА КЛАВИШНЫХ ЭВМ
С середины 70-х годов на судах транспортного флота появились настольные ЭВМ общего назначения со сменными программами и специальные навигационные ЭВМ с постоянными программами для решения навигационных задач, в основном, на определение места.
На блок-схеме настольной ЭВМ (рис. 165) пунктиром показаны блоки ввода программы, записи новых программ на магнитную карту, которые позволяют менять задачи (пока их в навигационных машинах нет). Рассмотрим подробное решение навигационных и астрономических задач на ЭВМ.
Схема алгоритмов навигационных ЭВМ1. Из множества возможных путей решения задачи (см. рис. 105) в существующих машинах принят метод линий положения с обработкой по МНК или обобщенному МНК. Определение места осуществляется в следующем, общем для всех навигационных задач,
1 Алгоритмы опубликованы в следующих изданиях: Информационный сборник ЦНИИМФа, № 74, 1962 г.;
№109, 1964 г.; № 146, 1966 г.; № 226, 1969 г Труды ЦНИИМФа, № 131, 1970, г.; № 190, 1974 г. и др
450
порядке:
—вводятся данные– счислимые координаты, координаты станций (светил), значения измеренного и исправленного параметра и его ошибка;
—вычисляется счислимое значение параметра (hс, Aс);
—вычисляются элементы линии положения (l, τ) нескольких линий;
—вычисляются обсервованные координаты по МНК или обобщенному МНК и их точность.
В применении к астрономическим задачам НЭВМ может выполнять операции 5-, 6-, 7-, 8,- 9-ю из табл. 17, т.е.:
—расчет координат δ и tГР светила по данным ТГР, дата и № светила
(см.§31);
—исправление высоты hB светила по данным to, B, hB, светила (см.прилож. 3);
—вычисление hc, Ас и n [по формулам (8) и (7-б)];
—вычисление координат места [по формулам (269) или (255) и (256)];
—вычисление погрешностей определения места [по формулам (44), (45), прилож. 4].
Алгоритмы составляются по обобщенным операторам, в которых каждая формула имеет свой постоянный подоператор, например для нашей задачи:
—подоператор А – вычисление h(z):
sin 2 |
z |
=sin 2 ϕ −δ cos2 |
t |
+ sin 2 |
t |
cos2 ϕ +δ |
|
2 |
|
||||
2 |
2 |
2 |
2 |
451
— подоператор Б– вычисление А:
sin Ac=cosδ sint cosec z;
— подоператор В– элементы ВЛП:
l=n=h–hc; τ=arcsinAc.
.— обобщенный оператор X– вычисление обсервованных координат:
∆ϕ = |
C1 E2 − E1C2 |
;∆W = |
F1C2 − C1 E1 |
||||||||||
|
|
N1 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
N1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ϕ0 =ϕc |
+ ∆ϕ |
|
|
|
|
|
|
||
λ |
|
= λ |
|
|
|
|
+ |
1 |
∆ϕ |
|
|||
0 |
c |
+ ∆W sec ϕ |
c |
2 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где величины С1; C2; E1, Е2, F1, N1 вычисляются по своим подоператорам (см. прилож. 4);
— подоператор Г– круговая ошибка места:
М = m1 |
F1 + E2 |
|
N1 |
||
|
— подоператор Д—элементы эллипса ошибок: а; b; τ (см. прилож. 4).
В специализированных машинах программы подобных алгоритмов помещены в ПЗУ и вызываются по номеру задач. В машинах со сменными программами эти алгоритмы записываются на магнитных картах или лентах.
Клавишная ЭВМ в навигационном варианте [16]. В последнее время на судах зарубежного и отечественного флота появились ЭВМ общего назначения, а также в навигационных вариантах. Общий вид одной из машин, ее клавиатура и световая индикация показаны на рис. 166. Машина может работать в общем режиме и режиме навигационных задач. Положим, что для астрономических задач по данным выше формулам составлены: задача №5 (подоператоры А, Б, В), задача № 7 (оператор X и Г, Д), задача №9 (подоператоры А, Б). Нажатием клавиш «Задача» и «5» в устройстве управления включается программа этой задачи, по которой вводятся данные («ЛП», «I»– для первой линии; φс, λс и т.д.), затем то же для второй линии и т.д.
452
Ответы запоминаются машиной и вызываются, в «задаче» «7», как «ЛП», «I», «запятая», «2» и т.д. Коэффициент корреляции [см. формулу (268)] выбирается в зависимости от mn и m∆, обычно от 0 до 0,6. Порядок нажатия клавиш или «алгоритмы оператора» показаны в примерах 90 и 70.
Пример 90. По данным примера 82 вычислить на ЭВМ место по Солнцу Решение. Набор выполняется по следующим алгоритмам оператора.
Каждое обозначение имеет свой клавиш, ответы выдаются световой индикацией (см. рис 166).
Примечание. При наборе φс и δ южных, а также λс и tгр западных впереди набирается знак «—», то же получается в ответе. Переносы индицируются в метрах, так же как М, а, b, азимуты – в круговом счете (в°,', "), так же и координаты места.
Для определения места на подобней машине после расчета δ, tгр и h по двум светилам требуется порядка 100 нажатий клавиш и около 2,5—3м времени; для четырех линий соответственно 200 нажатий и 6—7м; точность
453
вывода 0,1". Точность решения по машине очень высока– около 1", машина проста в обращении и надежна в работе.
Варианты машин с вычислением эфемерид звезд, Солнца и планет для решения астрономических задач еще удобнее, так как не требуют Ежегодника. Эфемериды светил вычисляются как показано в §31. Однако по нашему мнению для судов удобнее машины со сменными программами и светопечатной индикацией.
454