Определение места судна в море по высотам Солнца

Обоснование способа

Для определения места судна в море астрономическим способом необходимо, чтобы в поле зрения наблюдателя находилось не менее 2-х светил. В дневное время мы наблюдаем одно светило → Солнце и реже два → Солнце и Луну. Поэтому, при определении места судна в дневное время используется способ разновременных измерений высот Солнца.

К разновременным наблюдениям относятся измерения высот одного или нескольких светил, разделенные большим промежутком времени, за который судно проходит расстояние более 10 миль.

Промежуток времени между двумя наблюдениями определяется необходимостью изменения азимута светила не менее, чем на 30°. (Если ΔА < 30° → низкая точность обсервованного места, т.к. ВЛП пересекаются под острым углом).

При различных условиях этот промежуток времени для Солнца может достигать от 2-х до 4-х часов.

ΔA _max = 28,6′ за 10с при h = 85°, A = 0° и φ = 0°.

ΔA _min = 0,0′ за 10с при h = 0°, A = 0° и φ = 0°.

Необходимо помнить, что наиболее быстро азимут изменяется при нахождении светила вблизи меридиана наблюдателя, когда h = max.

Рассмотренный ранее способ получения элементов ВЛП относительно одной точки с последующим приведением высот к одному месту (моменту) наблюдений, введением поправки Δh_Z, в данном случае неприемлем, т.к. формула (12.1):

Δh_Z = S · cos(А - ПУ)

при S > 10 миль принимает более сложную и неудобную форму, которая на практике не применяется.

Чтобы обосновать способ получения обсервованного места по разновременным наблюдениям Солнца, рассмотрим рис. 9.3:

Рис. 9.3. Определение места судна в море по высотам Солнца

• на момент Т₁ (φ_C1, λ_C1) измерена серия (3÷5) высот Солнца, рассчитаны элементы ВЛП₁ (А_C1, n₁ = h₁ – h_C1), которые и проложены от сличимого места на момент Т₁;
• через промежуток времени, за который азимут Солнца изменился на угол не менее чем 30° произведены повторные наблюдения, рассчитаны элементы ВЛП₂ (А_C2, n₂ = h₂ – h_C2) c координатами (φ_C2, λ_C2), которые и проложены от счислимого места на момент Т₂.
• Обсервованное место судна нельзя считать в точке пересечения ВЛП₁ и ВЛП₂ (в т. «Б»), так как высоты Солнца измерялись на моменты Т₁ и Т₂ из разных мест.
• Отсюда следует, что линии положения необходимо привести к одному месту и, как правило, ВЛП₁ приводят к ВЛП₂ (к последней).
• Этот способ приведения аналогичен крюйс-пеленгу.
• ВЛП₁ (ИП₁ – при крюйс-пеленге) смещается параллельно самой себе по направлению пути судна на величину пройденного судном расстояния ΔS за t = T₂ – T₁.
• Практически, для приведения ВЛП₁ к ВЛП₂, следует определяющую точку «К₁» перенести по направлению пути на ΔS = K_Л · рол(V_ОБ · t) и через конец отрезка K₁K₁′ = ΔS провести ВЛП₁ как перпендикуляр к А_C1.
• В четырехугольнике T₁T₂K₁K₁′ (рис. 12.4) стороны T₁T₂ и K₁K₁ по построению равны и параллельны, а значит и две другие стороны T₁K₁ и T₂K₁′ также равны и параллельны. Поэтому обе ВЛП можно прокладывать при втором счислимом месте (т. «T₂»).
• Если в промежутке между наблюдениями Солнца, было получено обсервованное место каким-то другом способом, то в этом случае вторые координаты (φ₂, λ₂) для расчета элементов ВЛП₂ берутся без учета этот обсервации – по счислению от Т₁ до Т₂ (рис. 9.4).
• 

Рис.9.4. Исключение промежуточной обсервации

При прокладке ВЛП используется специальный бланк «Ш-8», его оборотная сторона, где в центре принимаются координаты места (φ_C2, λ_C2) на время Т₂. Расчет счислимо-обсервованных координат (φ_C0, λ_C0) аналогичен расчету обсервованных координат по высотам двух звезд.

9.4.3. Практическое выполнение способа определения места судна по Солнцу

I. Подготовка к наблюдениям.

1. Рассчитать время выхода на первые (до кульминации ) и вторые (после кульминации ) наблюдения.
2. Перед выходом на первые наблюдения подготовить навигационный секстан к работе – произвести его выверки.
3. Определить поправку индекса секстана (i) по Солнцу, применяя контроль измерений.
4. Измерить, по возможности, наклонение видимого горизонта наклономером.
5. Определить поправку рабочих часов по сличению с хронометром (или по сигналам точного времени)

(UЧ = UХР + СЛ; СЛ = ТХР – ТЧ).

(9.7)

II. Наблюдения.

1. Измерить серию (3 ÷ 5) высот Солнца; при измерении средней в серии высоты, заметить судовое время (Т_c) и отсчет лага (ОЛ₁).
2. Рассчитать среднее время серии (Т_CP) и средний отсчет секстана (ОС_CP).
3. Записать ИК, t_B°C, В мм рт. ст.

III. Вычисления.

1. По Т_C1 и ОЛ₁ снять с карты счислимые координаты (φ_C1, λ_C1) с точность 0,1′.
2. По Т_CP1 и U_Ч получить точное гринвичское время наблюдений (Т_ГР).
3. По дате, Т_ГР и λ_C1, с помощью МАЕ текущего года, рассчитать экваториальные координаты Солнца (t , δ ).
4. По φ_C1, t , δ , с помощью таблиц высот и азимутов светил («ВАС» или «ТВА»), рассчитать счислимые высоту (h_C1) и азимут (А_C1) Солнца.
5. Исправив «ОС_CP» всеми поправками, получить истинную высоту Солнца «h₁».
6. Рассчитать величину переноса n₁ = h₁ – h_C1.

IV. Вторые наблюдения выполняют в намеченное (после кульминации ) время в том же порядке, что и первые.

V. Вычисления вторых счислимых высоты (h_C2) и азимута (А_C2) производят по Т_CP2 и счислимым координатам (φ_C2, λ_C2) на время Т_C2 (аналогично п. III).

VI. Рассчитать перенос ВЛП₂ – «n₂ = h₂ – h_C2».

VII. Прокладка.

Прокладку обеих ВЛП выполняют из счислимой точки, соответствующей моменту вторых наблюдений (φ_C2, λ_C2).

Счислимо-обсервованное место судна принимают в точке пересечения ВЛП₁ и ВЛП₂.

Если построения выполнялись на бланке ф. Ш-8 → рассчитать φ_C0 и λ_C0 и нанести счислимо-обсервованное место судна на путевую навигационную карту.

Если величина полученной невязки «С» превышает величину М_C0(P = 95%), то следует проверить расчеты счисления. Если ошибок в расчетах нет – повторно определить место.

Для исключения подобного случая на практике и при первых и при вторых наблюдениях Солнца берут не одну, а 2 ÷ 3 серии высот, как при первых, так и при вторых наблюдениях Солнца.

9.4.4. Задачи на вычисление счислимо-обсервованных координат места судна по высотам Солнца
( , e = 6,0 м., t_B°C = +20°, В_B = 755 мм)

ИК № зад. Vуз	Условие	Ответ
Дата	φC1	φC2	ТCP1	ОСCP1	i + S	φC0
UЧ	λC1	λC2	ТCP2	ОСCP2	λC0
90° 1 2,2	01.06.2000	42°36,0′N	42°36,0′N	11.27.32	52°09,4′	+0,5′	42°40,3′N
-3.59.16	29°18,0′E	29°24,0′E	13.25.37	68°04,0′	+1,1′	29°27,5′E
90° 2 1,0	02.06.2000	42°36,0′N	42°36,0′N	11.27.32	52°19,0′	+1,5′	42°32,8′N
-3.59.16	29°33,0′E	29°37,0′E	14.25.37	68°44,9′	+1,6′	29°32,5′E
90° 3 0,5	03.06.2000	42°36,0′N	42°36,0′N	11.18.43	64°35,9′	+1,2′	42°38,3′N
-3.01.05	37°14,0′E	37°16,0′E	14.34.45	56°59,8′	+1,3′	37°11,4′E
90° 4 2,0	04.06.2000	42°36,0′N	42°36,0′N	11.20.23	65°04,9′	+1,2′	42°33,7′N
-3.01.05	37°22,0′E	37°31,0′E	14.36.25	56°36,8′	+1,3′	37°35,6′E
90° 5 2,8	05.06.2000	42°36,0′N	42°36,0′N	12.44.45	68°42,9′	+1,1′	42°40,2′N
-3.00.52	41°27,0′E	41°39,0′E	15.52.18	40°28,5′	+0,8′	41°35,8′E
270° 6 2,8	06.06.2000	42°36,0′N	42°36,0′N	12.48.47	65°45,2′	+1,1′	42°37,1′N
+3.00.15	41°27,0′W	41°39,0′W	15.57.50	34°24,4′	+1,1′	41°32,2′W
90° 7 1,9	07.06.2000	42°36,0′N	42°36,0′N	12.38.22	69°30,5′	+1,0′	42°38,6′N
-2.58.29	29°45,0′E	29°53,0′E	15.46.14	49°48,7′	+1,5′	29°49,3′E
270° 8 25,4	08.06.2000.	42°36,0′N	42°36,0′N	10.38.56	69°22,4′	+1,0′	42°33,8′N
+2.01.22	17°03,0′W	18°51,0′W	13.49.08	51°57,6′	+1,4′	18°44,3′W
90° 9 3,5	09.06.2000.	42°48,0′N	42°48,0′N	08.21.37	31°19,5′	+1,5′	42°56,2′N
-3.01.31	32°07,3′E	32°21,2′E	11.16.42	61°52,7′	+1,2′	32°26,2′E
90° 10 5,2	10.06.2000	42°48,0′N	42°48,0′N	08.18.47	30°18,7′	+1,6′	42°42,7′N
-3.00.15	32°06,7′E	32°26,9′E	11.10.27	61°18,7′	+1,2′	32°26,6′E
90° 11 7,3	11.06.2000	42°48,0′N	42°48,0′N	08.17.48	30°37,2′	+1,6′	42°53,7′N
-3.01.27	32°06,0′E	32°33,8′E	11.06.54	60°37,8′	+1,2′	32°37,5′E
90° 12 9,5	12.06.2000	42°48,0′N	42°48,0′N	08.10.52	29°24,4′	+1,7′	42°43,4′N
-3.00.42	32°05,3′E	32°41,4′E	10.58.49	59°37,4′	+1,2′	32°39,1′E
90° 13 10,9	13.06.2000	42°48,0′N	42°48,0′N	08.05.16	28°29,0′	+1,8′	42°54,8′N
-3.00.27	32°05,0′E	32°45,0′E	10.47.54	57°54,8′	+1,7′	32°46,8′E
90° 14 13,1	14.06.2000	42°48,0′N	42°48,0′N	07.58.47	27°06,7′	+1,8′	42°42,5′N
-3.01.05	32°04,7′E	32°50,9′E	10.33.38	55°34,4′	+1,7′	32°49,0′E
90° 15 14,3	15.06.2000	42°48,0′N	42°48,0′N	07.52.58	26°12,1′	+0,9′	42°55,9′N
-3.00.45	32°04,8′E	33°01,4′E	10.48.56	58°13,5′	+0,7′	33°04,2′E
90° 16 15,2	16.06.2000	42°48,0′N	42°48,0′N	07.49.12	25°24,2′	+0,9′	42°43,5′N
-3.00.46	32°04,6′E	33°04,5′E	10.42.38	57°15,3′	+0,7′	33°01,4′E
90° 17 17,1	17.06.2000	42°48,0′N	42°48,0′N	07.43.15	24°48,7′	+1,8′	42°55,7′N
-2.58.29	32°02,2′E	33°06,4′E	10.17.48	53°27,5′	+1,4′	33°10,1′E
90° 18 5,4	18.06.2000	42°48,0′N	42°48,0′N	07.39.48	23°52,1′	+1,7′	42°45,2′N
-2.59.16	32°03,7′E	32°26,0′E	10.37.26	56°07,2′	+1,5′	32°19,7′E
90° 19 14,2	19.06.2000	42°48,0′N	42°48,0′N	07.29.16	21°50,2′	+1,6′	42°52,7′N
-3.00.52	32°03,0′E	33°00,0′E	10.26.34	54°28,1′	+1,3′	33°07,0′E
90° 20 14,1	20.06.2000	42°48,0′N	42°48,0′N	07.23.12	20°49,4′	+1,6′	42°54,6′N
-2.59.46	32°03,2′E	33°04,0′E	10.32.05	55°29,8′	+1,3′	33°02,0′E
90° 21 9,7	21.06.2000	42°48,0′N	42°48,0′N	07.37.48	23°18,6′	+1,6′	42°54,0′N
-3.00.32	32°03,0′E	32°38,4′E	10.17.51	52°39,9′	+1,4′	32°41,1′E
90° 22 11,7	22.06.2000	42°48,0′N	42°48,0′N	07.33.56	22°15,7′	+1,6′	42°52,1′N
-3.01.48	32°03,0′E	32°46,0′E	10.13.51	51°44,1′	+1,4′	32°42,0′E
90° 23 12,3	23.06.2000	42°48,0′N	42°48,0′N	07.22.56	20°32,9′	+1,7′	42°53,8′N
-3.00.37	32°03,0′E	32°56,0′E	10.33.24	55°25,4′	+1,2′	32°58,4′E
90° 24 16,3	24.06.2000	42°48,0′N	42°48,0′N	07.19.32	19°40,4′	+1,7′	42°44,4′N
-3.01.05	32°03,0′E	33°06,0′E	10.09.26	51°14,6′	+1,2′	33°00,2′E
90° 25 0,94	25.06.2000	42°36,0′N	42°36,0′N	12.15.47	70°31,4′	+1,0′	42°38,1′N
-2.00.19	27°37,0′E	27°44,2′E	17.54.56	18°28,7′	+1,3′	27°40,7′E
90° 26 1,66	26.06.2000	42°36,0′N	42°36,0′N	12.16.52	70°28,0′	+1,0′	42°39,1′N
-2.00.19	27°41,0′E	27°53,8′E	17.56.33	18°04,7′	+1,3′	27°52,0′E
90° 27 14,0	27.06.2000	42°36,0′N	42°36,0′N	11.27.32	62°36,6′	+1,7′	42°35,1′N
-2.58.45	30°31,0′E	31°28,0′E	14.24.18	63°15,3′	+1,0′	31°23,7′E
90° 28 14,2	28.06.2000	42°36,0′N	42°36,0′N	11.25.32	62°19,2′	+1,7′	42°37,0′N
-2.58.45	30°31,0′E	31°28,0′E	14.22.18	63°25,4′	+1,0′	31°32,3′E
90° 29 2,2	29.06.2000	42°36,0′N	42°36,0′N	11.44.25	69°28,7′	+1,0′	42°37,0′N
-0.59.37	12°33,0′E	12°47,5′E	16.35.31	32°44,1′	+1,5′	12°43,5′E
90° 30 3,1	30.06.2000	42°36,0′N	42°36,0′N	11.48.32	69°41,9′	+1,0′	42°34,9′N
-1.00.03	12°37,0′E	12°56,4′E	16.30.03	33°36,9′	+1,5′	13°00,4′E

Задание №10