Раздел 8. Астрономические навигационные системы

План раздела:

8.1. Особенности астрономических навигационных систем;

8.2. Основные точки и круги на небесной сфере;

8.3. Системы небесных координат;

8.4. Видимое движение светил на небесной сфере;

8.5. Измерение времени;

8.6. Определение астрономических линий положения ЛА по небесным светилам;

8.7. Астрономические компасы;

8.7.1. Назначение и классификация астрокомпасов;

8.7.2. Методы астрономического измерения курса;

8.7.3. Горизонтальный астрокомпас;

8.8. Астрономические ориентаторы;

8.8.1. Назначение и классификация астроориентаторов;

8.8.2. Одномерные астрономические ориентаторы (секстанты);

8.8.3. Астроориентаторы горизонтальной системы координат.

8.1. Особенности астрономических навигационных систем

Астрономическая навигация (АН) предназначена для определения координат места летательного аппарата (ЛА) и его истинного или ортодромического курсов по данным, полученным измерением положения звезд, Солнца, планет и Луны на небосводе.

Решение астрономических навигационных задач базируется на авиационной астрономии. Авиационная астрономия – это наука, изучающая теорию использования небесных светил для управления ЛА, астрономические средства и практику их применения. Многие современные ЛА оборудованы сложными навигационными комплексами, где наряду с другими приборами и устройствами широко применяются астрономические средства.

От прочих навигационных средств астрономические выгодно отличаются:

– практически постоянной и сравнительно высокой точностью определения места ЛА и курса независимо от дальности, продолжительности и характера полета;

– полной независимостью от наземных средств обеспечения вождения ЛА и, как следствие этого, почти абсолютной устойчивостью по отношению к искусственной создаваемым помехам;

– сравнительной простотой конструкции и высокой степенью надежности.

Вместе с тем современные астрономические средства имеют следующие недостатки:

– их почти невозможно использовать при полетах в облаках и под облаками;

– применение их в дневное время (при видимости только одного светила – Солнца) ограничено.

Однако указанные недостатки могут быть преодолены с применением:

– частичных или полностью автоматизированных приборов и систем;

– радиоастрономических приборов, использующих радиоизлучение небесных светил;

– сочетания астрономических методов определения линии положения ЛА по небесным телам с другими средствами, позволяющими определить вторую линию положения, а значит, и место ЛА.

К астрономическим навигационным средствам (АНС) управления ЛА относятся:

– астрономические ориентаторы, предназначенные для определения координат местонахождения ЛА;

– астрономические компасы, которые служат для определения истинного или ортодромического курсов ЛА.

АНС подразделяют на три вида в зависимости от методов астрономической ориентировки, положенных в их основу:

– секстанты и астроориентаторы горизонтальной системы координат;

– астроориентаторы экваториальной системы координат;

– астроориентаторы гелиоцентрической системы координат.

К АНС предъявляются требования:

– высокая точность определения координат места;

– длительная память при отсутствии видимости небесных светил;

– достаточный запас навигационных небесных светил для непрерывной работы (кроме режимов «памяти») пеленгаторов на всем маршруте полета;

– автоматический захват светил, заданных для пеленгации;

– простота в управлении, небольшие габариты и способность потреблять мало электроэнергии.

Под пеленгацией светила понимается процесс слежения за линией, направленной из точки наблюдения на светило (линией визирования), либо процесс слежения за плоскостью, в которой расположено светило. В последнем случае обычно осуществляется слежение за плоскостью вертикала светила или за плоскостью склонений.