Глава 11

НАБЛЮДЕНИЯ С НАВИГАЦИОННЫМ СЕКСТАНОМ

§48. ВЫВЕРКА НАВИГАЦИОННОГО СЕКСТАНА НА СУДНЕ

При работе с секстаном его труба и зеркала должны занимать правильное положение, т.е. визирная ось трубы должна быть параллельна плоскости лимба, а плоскости зеркал — ей перпендикулярны. В процессе работы эти положения могут быть нарушены, вследствие чего в отсчетах секстана появятся ошибки. Рассмотрим действия этих ошибок и выверку секстана.

Непараллельность визирной оси трубы плоскости лимба.

Аналитическое исследование ошибки в угле от наклона оси трубы показывает, что отсчет измеряемого угла будет больше действительного и ошибка зависит от величины измеряемого угла. Величины ошибок в отсчетах при небольших углах наклона (до 10') не превышают 0,1' и ими можно пренебречь. Если же угол наклона оси трубы будет порядка 1°, то ошибки могут достигнуть 1,5—3'. Поэтому перед наблюдениями следует периодически проверять параллельность оси трубы и устранять замеченный наклон. Этой выверке подвергаются трубы, имеющие сетку нитей, т.е. дневная труба секстана СНО–Т, труба секстана СНО–Т и др.

Выверка положения трубы. Для выполнения выверки трубы отыскивают удаленный не менее чем на 50 м предмет, на который направляют трубу, причем секстан и избранный предмет должны иметь общее жесткое основание, например при наблюдениях на судне предмет также должен быть на судне (детали мачт, кранов и т.п.); при наблюдениях на стоянке, если предмет на берегу, то и секстан надо вынести на берег. Секстан с отфокусированной трубой устанавливают на устойчивое основание и на края лимба ставят два диоптра1 а и б (рис. 81) так, чтобы прямая, проходящая через их верхние срезы,

1 Диоптрами называют одинаковые по размерам угольники, предназначенные для проверки секстана и

223

была параллельна визирной оси трубы. Глаз направляют на диоптры и секстан поворачивают так, чтобы какая-либо горизонтальная линия ССг намеченного предмета пришла на створ верхних срезов диоптров (положение глаза Г1 на рис. 81), затем глаз переводят к трубе (положение Г2). Если горизонтальная линия предмета видна в середине квадрата нитей трубы, то визирная ось трубы параллельна плоскости лимба. В противном случае следует исправить установку трубы, действуя на кольцо ее стойки верхним b (см. рис. 81) и нижним винтом. Ослабляя один винт и настолько же поджимая другой, изображение замеченного предмета можно привести в середину квадрата нитей. Остаточная непараллельность будет не больше 5' и при условии совмещения изображений предметов в середине квадрата нитей трубы ошибки в углах практически не вызовет. При отсутствии диоптров линию на предмет можно располагать в плоскости самого лимба, при этом предмет должен быть расположен дальше 50 м.

Рис. 81

Для проверки трубы секстана можно применить другой метод, пригодный в морских условиях. После выверки обоих зеркал установить две нити трубы параллельно лимбу, найти две звезды с угловым расстоянием около 90° и совместить их изображения с нижней нитью. Наклоном секстана перевести их изображения на верхнюю нить; если изображения не разошлись, то визирная ось трубы параллельна плоскости лимба.

Неперпендикулярность большого (подвижного) зеркала к плоскости

лимба. При нарушении перпендикулярности большого зеркала луч, отраженный от его поверхности, выходит из плоскости, параллельной

прилагаемые к его комплекту.

224

плоскости лимба, что заставляет наблюдателя для совмещения предметов выводить лимб из плоскости измеряемого угла, и в отсчете появляется ошибка.

Исследование влияния наклона зеркала показывает, что ошибка в отсчете увеличивается с уменьшением измеряемого угла и при угле 0° изображения не совмещаются, т.е. при передвижении алидады около нуля прямовидимое и отраженное изображения будут проходить одно мимо другого.

Выверка перпендикулярности большого зеркала плоскости лимба производится в следующем порядке: снять с секстана трубу, поставить его горизонтально, установить алидаду на отсчет около 40° и откинуть светофильтры большого зеркала. Повернуть секстан большим зеркалом к себе (рис. 82, а), поставить диоптры около отсчетов 0 и 130° и смотреть мимо внутреннего края большого зеркала на диоптр 1, стоящий около 0°; диоптр 2 двигать по лимбу, пока отражение его не будет видно в большом зеркале. Верхние срезы прямовидного и отраженного диоптров должны совпадать без излома (рис. 82, б). Наличие излома (рис. 82, в) показывает, что большое зеркало не перпендикулярно плоскости лимба. Исправление его положения производят поворотом регулировочного винта 3 вверху большого зеркала с помощью ключа 4 до совпадения верхних срезов диоптров. При помощи диоптров большое зеркало можно установить с точностью до ±2', при которой ошибка в угле меньше 0,1'.

При отсутствии диоптров или беглой проверке большого зеркала совмещают внутренний край лимба около 0° с отражением его около 130° в зеркале, причем проверку производят непосредственно на руках. Точность определения наклона зеркала этим приемом невысока, поэтому его следует рассматривать как приближенный прием беглой проверки большого зеркала.

Неперпендикулярность малого (неподвижного) зеркала плоскости лимба. Исследование этой ошибки показывает, что наклон малого зеркала вызывает ошибку в угле приблизительно того же порядка, что и для большого зеркала, за исключением больших углов, при которых ошибка меняет знак. При угле в 0° эта ошибка равна ∞, что указывает на невозможность совмещения

225

прямовидимого и отраженного изображения при определении поправки индекса по удаленному предмету.

Выверка перпендикулярности малого зеркала производится после того, как уже проверена установка трубы и большого зеркала, так как этим приемом производят выверку и установку малого зеркала в положение, параллельное большому.

Для выверки малого зеркала выбирают отдаленный и резко ограниченный предмет; ночью — неяркую звезду на небольшой высоте; днем — Солнце или отдаленный предмет. Далее рассмотрим выверку по Солнцу. Накинув перед обоими зеркалами светофильтры (лучше разного цвета) и установив алидаду на отсчет около 0°, наводят трубу на Солнце. В поле зрения будут видны два его изображения: прямовидимое S и дважды отраженное S1' (рис. 83, а). Если при небольшом перемещении алидады изображение S1' точно перекрывает S,

сливаясь с ним (SS1 на рис. 83, а), то зеркала параллельны и, следовательно, малое зеркало установлено правильно. Если же изображения Солнца неточно перекрывают друг друга (S2 и S на рис. 83, б) или проходят совсем в стороне друг от друга (S2 и S), то малое зеркало не перпендикулярно плоскости лимба, причем чем больше наклон его, тем дальше отходит отраженное изображение и может даже выйти из поля зрения.

Для исправления неперпендикулярности малого зеркала располагают оба изображения в ближайшем положении (S1S, SS2, рис. 83, б) и, поворачивая с

226

помощью ключа верхний регулировочный винт 5 малого зеркала (см. рис. 82), изменяют наклон последнего до совмещения изображений. При этом отраженное изображение S1 может перейти в положение выше или ниже прямовидимого и поправка индекса изменится. Поэтому после правильной установки малого зеркала надо заново определить поправку индекса.

После выверки и тщательной установки зеркал и трубы остаточные ошибки в отсчетах будут меньше 0,05', и ими можно пренебречь.

Выверка установки трубы производится периодически во время стоянок в порту или на рейде, большого и малого зеркал — перед каждым наблюдениями, особенно если они производятся редко.

§49. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПРАВКИ ИНДЕКСА И ЕЕ УМЕНЬШЕНИЕ

Величина i изменяется при изменении условий наблюдений: от температуры, легких толчков по раме и расстояния до прямовидимого предмета. Поэтому надо принять за правило определять поправку индекса при каждых наблюдениях как среднюю из трех — пяти наблюдений.

Определение поправки индекса по звезде. При сумеречных и ночных наблюдениях поправка индекса определяется по звезде. Для этого выбирается неяркая звезда, расположенная невысоко — 10 — 20° над горизонтом, так как яркие звезды дают расплывчатые изображения в трубе секстана. Секстан приготовляется к ночным наблюдениям, алидада устанавливается около 0°, и труба направляется на звезду. В поле зрения ее будут видны два изображения звезды: прямовидимое и дважды отраженное (C1 и С2 рис. 84, а). Совместив их в центре поля зрения вращением барабана в сторону увеличения отсчетов, получим отсчет поправки индекса oi, после чего по формуле (145) получим

i=360°— oi

Совмещение изображений особенно удобно делать при наличии очень малой остаточной неперпендикулярности малого зеркала, вследствие которой

227

изображения звезды проходят рядом, почти сливаясь друг с другом. При определении t по звезде контроль наблюдений отсутствует.

Рис. 84

Пример 48. При совмещении изображений звезды снят отсчет оi'=359°57, 8'. Определить i.

Решение, i=360°—oi=+2,2'.

Определение поправки индекса по горизонту или предмету. Если расстояние до прямовидимого предмета меньше 1 мили, то поправка индекса определяется по прямовидимому предмету. При определении i по горизонту в поле зрения трубы совмещают дважды отраженное и прямовидимое его изображения и производят отсчет oi. При определении i по предмету на нем выбирается резкая черта, причем если она вертикальная, то секстан держат горизонтально, и наоборот.

Отсчет секстана при совмещении прямовидимого и дважды отраженного изображений предмета дает oi, после чего i получают по формуле (145). По горизонту поправка индекса определяется менее точно, чем по звезде.

Определение поправки индекса днем по Солнцу. Изображения Солнца,

наблюдаемые в трубу, представляют собой диски довольно большого диаметра, и совместить их центры, как то требуется для определения i, нельзя достаточно точно. Поэтому при определении i по Солнцу совмещают последовательно края изображений его диска в следующем порядке:

— алидаду секстана, приготовленного к дневным наблюдениям, с наброшенными перед обоими зеркалами светофильтрами разного цвета,

228

устанавливают около 0o;

— наводят трубу на Солнце и вращением отсчетного барабана приводят дважды отраженное изображение в соприкосновение с прямовидимым сначала одним краем (S1, рис. 84, б), затем, переводя S1 через S, — другим краем (S2). При каждом совмещении производится отсчет: соответственно oi1 и oi2.

Очевидно, что средний отсчет oi1 + oi2 = oi соответствует отсчету при

совмещении центров изображений S1 и S, т.е. представит отсчет поправки индекса oi. Вычитая этот отсчет из 360° (0°), получим поправку индекса:

i=360°– oi1 + oi2 =360°— oicp. (150) 2

Знак поправки получается из этой же формулы. При совмещении изображений вращение отсчетного барабана следует производить в обоих случаях в одну сторону — к увеличению отсчетов.

При определении i по Солнцу возможен контроль наблюдений. Действительно, из рис. 84, б видно, что разность отсчетов oi2—ot1 равна 4R . Величина 4R (в среднем 16,0') выбирается из МАЕ. При сравнении разности отсчетов oi2—ot1 с 4R допустимы расхождения не больше ±0,4', что служит контролем правильности наблюдений; если расхождения больше, то наблюдения повторяются. Для начинающих такой контроль служит хорошей проверкой умения совмещать изображения.

Примечание. Подобный контроль справедлив при высотах Солнца, больших 15—17°; при меньших высотах для осуществления контроля наблюдения следует производить при горизонтальном совмещении изображений Солнца, т.е. при горизонтальном положении секстана, чтобы исключить действие рефракции.

Определение i по Солнцу производится более точно, чем другими способами (до ±0,1’).

Пример 49. 5 мая 1977 г. оi1=359°32,4'; oi2=360°35,8'. Определить i с

контролем. Решение.

1. Контроль: oi2—oi1=63,4'; 4R (из МАЕ)=15,9'; 4R =63,6'; наблюдения

229

хорошие.

2. oiСР = 359o35,4'+360o35,8' = 360o 4,1' 2

i=360°—360° 4,1'=—4,1'

Для облегчения расчета i по Солнцу существует практическое правило: находим в каждом отсчете избыток сверх 30' или дополнение до 30', причем избытку сверх 30' приписывается знак «—», недостатку «+». Полусумма этих величин дает i с ее знаком. Так, для примера 49 имеем:

i = − 2,4'−5,8' = −8.2' = −4,1' 2 2

Существует и другое (зарубежное) правило: дополнения до и сверх 360°

сложить и разделить пополам, например i= 12 (+27,6'−35.8') = −4,1' .

Уменьшение поправки индекса. Поправку индекса (точнее, i0, см §44)

практически удобнее иметь малой, поэтому, если поправка превышает 3', ее следует уменьшить.

Уменьшение поправки индекса производится поворотом малого зеркала в положение, параллельное большому при совпадении индекса алидады с нульпунктом делений лимба. Для этого после выверки перпендикулярности обоих зеркал следует установить алидаду точно на 0°, а барабан — на 0,0' и навести трубу на звезду, Солнце или удаленный предмет. В поле зрения будут видны два изображения — прямовидимое С1 и дважды отраженное С2, не совпадающие по вертикали (см. рис. 84, а). Поворачивая ключом боковой винт 6 (см. рис. 82) малого зеркала, следует привести эти изображения в совпадение,

или, точнее, на одну горизонталь ( C2' − C1 на рис. 84, а). При этом может появиться неперпендикулярность малого зеркала ( C2' − C1). Поэтому после уменьшения поправки индекса обязательно надлежит устранить неперпендикулярность малого зеркала (винтом 5), после чего определить новое значение поправки индекса. Стремиться уменьшить i до нуля не следует, так как излишние повороты могут привести к ослаблению винтов малого зеркала.

230