55. Приведение высот к одному зениту и одному моменту.

Приведение высот к одному зениту: высоты светил в море измеряются обычно при движении судна, поэтому несколько светил определяются из разных мест на Земле. Если наблюдатель с судном перемещаются по поверхности Земли, то его зенит на небесной сфере и связанная с ним плоскость истинного горизонта также перемещаются. Вследствие этого высоты светил изменяются независимо от их изменения при суточном вращении сферы.

Δhz = V/60 cos (А – ПУ) ΔТ

Где промежуток времени между измерениями высот. (мин)

Приведение высот к одному моменту: для исключения изменения высоты от суточного вращения сферы высоты приводятся к намеченному моменту путем введения поправок за суточное движение в виде:

Δhт = 0,25 * cos φ * sin A * ΔТ

Знак поправки определяется логически: до кульминации высоты увеличиваются, после – уменьшаются.

56. Теория и устройство секстана. Поправка места нуля. Поправка индекса. Выверка секстана.

Секстан – прибор угломерный, отражательного типа. Позволяющий измерить углы с подвижного основания с руки или подвеса, сделав только одно визирование. Впервые схему секстана разработал Ньютон в 1699 г. В 1730-1731 году после его смерти Гадлей - Гадфрей.

Внешний угол треугольника равен сумме 2 углов не смежных с ним.!!!

Угол между зеркалами равен половине измеряемой высоты. На лимб перенесены деления в два раза чаще от 355 до 140 º.

В состав входит труба большого увеличения – семикратная, позволяет измерять высоту с точностью до 0,1 минуты. На лимбе нанесена зубчатая рейка с точностью 0,5 минут, по которой передвигается тангенсный винт, совмещенный с отсчетным барабаном, на котором нанесены деления от 0 до 60 минут, через 5 минут. Отсчет снимается с помощью увеличительного стекла с осветителем. Для измерения высоты Солнца используются светофильтры, которые набираются на малом – неподвижном и большом - подвижном зеркале.

Инструментальные погрешности секстана определяют для разных отсчетов на проверочном приборе и вносят в аттестат секстана с обратным знаком в виде инструментальных поправок s.

Выверка секстана на судне, уменьшение поправки индекса секстана:

1 - я выверка: проверка параллельности визирной оси трубы плоскости лимба.

Сначала необходимо сфокусировать трубу секстана. Секстан устанавливают горизонтально на ящик и на края лимба ставят два диоптра, так чтобы проходящая через их верхние срезы прямая, была параллельна визирной оси трубы. Глаз направляют на диоптры и секстан поворачивают так, чтобы какая – либо горизонтальная линия намеченного предмета пришла в створ верхних срезок диоптров, затем глаз переводят к трубе. Если горизонтальная линия предмета видна в середине квадрата нитей трубы, то визирная ось трубы параллельна плоскости лимба. В противном случае исправить неровность верхним и нижним болтами.

2 – я выверка: проверка перпендикулярности большого зеркала.

Снять с секстана трубу, поставить ее горизонтально, установить алидаду на отсчет около 40º и откинуть светофильтры большого зеркала. Повернуть секстан большим зеркалом к себе, поставить диоптры около отсчетов 0 и 130º и смотреть мимо внутреннего края большого зеркала на диоптр, стоящий около отметки 0, второй диоптр двигать по лимбу, пока отражение его не будет видно в большом зеркале. Верхние срезы прямовидимого и отраженного диоптров должны совпадать без изломов. В противном случае исправить неперпендикулярность поворотом регулировочного винта вверху большого зеркала с помощью ключа.

3 – я выверка: проверка перпендикулярности малого зеркала.

Производится только после того как произвели установку трубы и большого зеркала. Выбирается отдельный и резко ограниченный предмет: ночью - неяркую звезду на небольшой высоте; днем – Солнце или отдаленный предмет. Накинув перед обоими зеркалами светофильтры (разного цвета) и установив алидаду на отсчете около 0º, наводят трубу на Солнце. В поле зрения трубы видны его два изображения. Прямовидное и дважды отраженное. Если при небольшом перемещении алидады одно изображение точно перекрывает другое, то зеркала параллельны. В противном случае изображения не будут перекрывать друг друга, а одно будет не точно перекрывать или будет отходить от другого в стороне. Устраняют вращением верхнего регулировочного винта малого зеркала.

Поправка индекса – если поправка индекса превышает 3 минуты, ее следует уменьшить. Уменьшение поправки производится поворотом малого зеркала в положение, параллельное большому при совпадении индекса алидады нуль – пунктом деления лимба. 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, не совпадающие по вертикали. Поворачивая ключом боковой винт малого зеркала, приводим эти изображения в совпадения., в одну горизонталь.

Определение поправки места нуля и индекса секстана

При изготовлении секстана в то место лимба, куда устанавливают индекс при параллельном расположении зеркала наносят точку 0, которая называется нуль – пункт делений. Однако при эксплуатации секстана зеркала смещаются и действительное место нуля на лимбе уходит из нуль пункта.

Поправка места нуля на лимбе – разность отсчетов между нуль пунктом и при параллельном расположении зеркал.

Для того чтобы расположить зеркала параллельно необходимо изменить угол равный нулю градуса, т.е. изменить угол между 2 направленными на один и тот же точечный объект зеркал. Появятся два изображения. Предмет должен находиться далеко от секстана, боле 1 мили. Тогда поправка будет равна i.

Определение поправки индекса по звезде: выбирается не яркая звезда, расположенная не высоко (20 – 30 º) над горизонтом. Алидада устанавливается на отсчет 0 и труба направляется на звезду. Будут видны 2 ее изображения. Совместив их в поле зрения вращением барабана в сторону увеличения отсчетов, получим отсчет поправки индекса oi, после чего по формуле получим

i = 0(360) – oi

oi – отсчет индекса.

При определении по звезде контроль наблюдений отсутствует.

Определение поправки индекса днем по Солнцу: устанавливают трубу на секстан (дневную) алидаду и отсчетный барабан на ноль. На большое и малое зеркало устанавливают светофильтры (разных цветов). Направляют трубу на Солнце и находим 2 его изображения. Вращаем отсчетный барабан и выполняем совмещение краев двух светил

Снимаем с секстана отсчет oi 1, выполняем совмещение еще раз, поменяв местами светила,

снимаем oi 2.

Последнее вращение барабана должно быть в ту же сторону (увеличение)

Рассчитываем поправку индекса:

i = 0(360) – (oi1 + oi2)/2

Затем выполняется контроль, для этого выполняется вычисления

4Rсол = oi2 - oi1 затем эти значения сравниваются со значениями взятыми из МАЕ

Допустимое расхождение 0.4 – 0.6 минуты.

57. Исправление высот звезд, Луны, планет, Солнца, использование таблиц для исправления высот. Наклономер, устройство и работа с ним.

Наклономер – угломерный инструмент, предназначенный для измерения величины наклонения горизонта в море.

Перед наблюдениями зрительная труба фокусируется по глазу наблюдателя, а на окуляр одевается светофильтр, если это увеличивает контрастность горизонта, например, при дымке. Измерение наклонения производят до или после измерения высоты и с той же высоты глаза; с места измерения должны быть видны противоположные части горизонта. Наклономер помещают у глаза наблюдателя горизонтально, объектив с диафрагмой – вверх и направляют в сторону более яркой части горизонта; с помощью диафрагмы видимость горизонтов уравнивается. Вращением накатанного кольца изображение двух горизонтов совмещают и производят отсчет +d1 по шкале. После этого, для исключения ошибки нуля производят второе наблюдение – при обратном положении прибора. В результате мы получим –d2. d=+d1 – (-d2)/2

Общая формула исправления высот: h = oc + i + s + (-d) + (-Δhp) + Δhp + ΔhtВ ± R

Где (-d) наклонение горизонта из таблиц или по наклономеру

(-Δhp) поправка за среднюю астрономическую рефракцию

Δhp поправка за суточный параллакс

ΔhtВ поправки за температуру и давление (поправки астрономической рефракции)

R видимый угловой полудиаметр

Исправление высот звезд: в общей формуле Δhp = 0 и R = 0, но добавляется поправка за приведение к одному зениту Δhz

Исправление высот планет: сохраняется поправка Δhp за параллакс.

Исправление высот Солнца по таблицам общих поправок: (МТ)

Общая формула: h = h' + (-d) + (-Δhp + Δhp ± Rср) + ΔhtВ

	Нижний край	Верхний край
Ос i+s Δhd	минус	минус	Табл. 11 - а
hв Δh ΔhtВ	плюс	минус	Табл. 8 Табл. 14 – а, б
h

Исправление высоты Луны: (МТ) Δhл.н = - ρо + ρ + R

Δhл.в = - ρо + ρ – R

	Нижний край	Верхний край
Ос i+s Δhd	минус	минус	Табл. 11 - а
hв Δhл ΔhtВ	плюс	минус	Табл. 8 Табл. 14 – а, б
h

59. Основы измерения времени. Звездное время. Основная формула времени. Истинное и среднее время. Связь среднего времени с истинным и звездным.

Звездное время.

В мореходной астрономии важную роль играет звездное время. Звездным сутками называется промежуток времени полного оборота Земли относительно точки Овна. За начало звездных суток принимается момент верхней кульминации точки весеннего равноденствия.

Следовательно, промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки весеннего равноденствия называется звездными сутками. Промежуток времени в звездных единицах, протекший от начала звездных суток до данного физического момента, называется звездным временем. Звездное время принято обозначать буквой S. Поскольку начало звездных суток совпадает с началом счета часовых углов светил, то, следовательно, звездное время в данный момент есть часовой угол точки весеннего равноденствия, т.е.

S = t

Изобразим небесную сферу на плоскость небесного экватора.Пусть точка C представляет положение какой-либо звезды на сфере в данный момент времени; - положение точки весеннего равноденствия (точка Овна); t - западный часовой угол и- прямое восхождение звезды. Из рисунка видно, что звездное время в данный момент равно сумме, прямого восхождения и часового угла звезды в тот же самый момент, т.е. S = t +

Это выражение называется основной формулой времени. Оно связывает координаты светил со временем, позволяет переходить от звездного времени к солнечному и решать другие важные задачи. В мореходной астрономии эту формулу часто применяют для расчета часовых углов звезд: t*W = S -

Чтобы упростить расчеты, заменим вычитание более удобным сложением, введя звездное дополнение: = 360° -

. Тогда: t*W = S +

. Звездное дополнение - это дуга небесного экватора от точки Овна до меридиана светила, отсчитываемое в сторону суточного вращения небесной сферы.

Т.к. звездное дополнение очитывается в ту же стороны что и западные часовые углы, то в английских пособиях по мореходной астрономии эта координата обозначается как SHA - абривиатура от Sideral Hour Angle, что дословно переводится как звездный часовой угол.

Основное достоинство звездного времени - его равномерное изменение. Но в повседневной жизне звездное время не используется, т.к её основной недостаток - начало звездных суток приходится на разное время солнечных суток. Так 21-го марта Солнце (положение 1 на рисунке) расположено в точке Овна , при этом звездные сутки начинаются в полдень. Через сутки Солнце переместится по эклиптике примерно на 1° = 4м и будет кульминировать через 4м после точки Овна. Через три месяца - 22-го июня Солнце переместится в положение 3 - кульминицая точки Овна произойдет в 6ч утра. 23-го сентября, когда Солнце будет в положении 4, звездные сутки начнутся в полночь. 22-го декабря Солнце будет в положении 4, поэтому звездные сутки начнутся вечером в 18ч.

Среднее время.

Солнечным, или истинным сутками называется промежуток времени между двумя последовательными верхними или нижними кульминациями центра Солнца на одном и том же меридиане. За начало солнечных суток обычно принимается нижняя кульминация Солнца, поэтому истинным солнечным временем (Т)называется промежуток времени от нижней кульминации Солнца до данного момента.

Однако истинное время имеет большой недостаток - оно изменяется неравномерно. Это следует из второго закона Кеплера, согласно которого за равные промежутки времени радиус-вектор планеты описывает одинаковые площади. Поэтому суточное изменение прямого восхождения Солнца неодинаково в течение года - изменяется от 53,8' до 66,6'. Следовательно, разность между самыми длинными и самыми короткими солнечными сутками составит 66,6' -53,8' =12,8' или 51с (почти 1 минута).

Для того чтобы сутки были одинаковой продолжительности их отсчет ведется по так называемому среднему Солнцу. Средним Солнцем называется фиктивная точка, которая в отличии от истинного Солнца движется равномерно по небесному экватору.

Средними сутками называется промежуток времени между двумя последовательными нижними кульминациями среднего Солнца на меридиане наблюдателя.

Средним временем называется промежуток времени между нижней кульминации среднего Солнца и данным моментом. Измеряется дугой небесного экватора от полуночной части меридиана наблюдателя до меридиана среднего Солнца. Среднее время измеряется в часовой мере. T = t ± 12ч

Так как среднее Солнце движется равномерно, а истинное Солнце неравномерно, то истинное Солнце будет то обгонять, то отставать от среднего Солнца.

Уравнение времени и связь среднего и истинного времени.

Уравнением времени называется разность среднего и истинного времени, численно равная разности часовых углов среднего и истинного Солнца, т.е.

• = t - tили=-

Уравнение времени можно выбрать из МАЕ или с графика. Из графика видно, что четыре раза в году уравнение времени равно нулю (16 апреля, 14 июня, 1 сентября и 25 декабря) и четыре экстремальных значения: (11 февраля +14,3м, 15 мая -3,8м, 26 июля +6,4м и 3 ноября -16,4м).

Уравнение времени устанавливает вззаимосвязь между истинным и средним временем, на основании которой можно решать следующие задачи.

1. Получение часового угла Солнца по известному времени.

t = T ± 12 -

1. Получение времени кульминации Солнца.

Для верхней кульминации t = 0, поэтому из последней формулы имеем

Тв.к = 12ч +

Эту взаимосвязь наглядно можно увидеть на представленном фрагменте МАЕ (внизу на правом развороте ежедневных страниц).

Связь среднего и звездного времени.

Применяя основную формулу времени к среднему Солнцу S = t +, но из формулы времени t= T ± 12ч, поэтому S = T ± 12ч +