Как определять широту по высоте солнца

Определение широты по меридиональной высоте светила. Теория метода.

в мореходная астрономия Комментарии к записи Определение широты по меридиональной высоте светила. Теория метода. отключены 793 Просмотров

Определение широты по меридиональной высоте светила.

• Теория метода.
• Порядок наблюдений и вычислений.
• Достоинства и недостатки метода.

Теория метода

Если светило находится на меридине наблюдателя (чаще всего это происходит в момент верхней кульминации), то его высота является меридиональной H. В этом случае легко получить широту. Напоминаем, что высота h наименование не имеет. Но если светило находится на меридиане наблюдателя, то меридиональная высота H одноименно с точкой (N или S), над которой измеряется высота. В этом же случае зенитное расстояние Z = 90 – H разноименно с H. Рассмотрим на следующем рисунке несколько вариантов кульминации светила и выведем формулу для нахождения широты.

Широта и склонение

Меридиональная
высота H

Зенитное
расстояние Z

и одноименны,
но

и одноименны,
но > 90 –
Светило незаходящее

и одноименны,
но > 90 –
Светило незаходящее

Напоминаем, что = 90 – – это полярное расстояние, это расстояние от полюса до светила.
Объединяя варианты для светил С1 – С3, в общем виде получаем следующую формулу:

т.е., если Z и одноименны, то знак +,
если же Z и разноименны, то знак -, причем вычитаем из большей величины меньшую и широте приписываем знак наибольшей величины.

Если в качестве светила С использовать Солнце, то вариант светила С3 возможен только в тропиках, а вариант светил С4 и С5 возможен тоько за полярным кругом.

Порядок наблюдений и вычислений

Определить широту по меридиональной высоте Солнца 7 сентября 2001 года.

Необходимо стараться эту операцию производить в уме, зная следующие соотношения:
15° = 1 ч ; 1° = 4 м ; 15′ = 1 м .На этом же этапе планирования наблюдений, зная гринвичское время кульминации, по МАЕ необходимо выбрать склонение Солнца.3. Приблизительно за 5 минут до момента кульминациик выйти на наблюдения и начать измерение до тех пор пока высота не начнет уменьшаться, за меридиональную принять максимальную из измеренных, при этом заметить над какой точкой горизонта были произведены измерения (N или S). Необходимо так же указать измеренный край диска, записать поправку индекса и инструментальную поправку секстана, высоту глаза, а также если высота менее 30°, то температуру и давление воздуха.4. Расчитать широту в три этапа:

1. Произвести исправление высоты соответствующими поправками и получить обсервованную меридиональную высоту. Меридиональной высоте дать наименование той точки, над которой измерена высота (N или S).
2. Получить зенитное расстояние Z = 90° – H. Присвоить наименование Z, которое всегда противоположно H.
3. По формуле = Z ± найти широту, причем, если Z и одноименны, то они складываются, если Z и разноименны, то из большей величины вычитаем меньшую и широте приписываем наименование большей величины.

Достоинства и недостатки метода

Простота и малый объём вычислений.

Для Солнца этот метод можно использовать только один раз в сутки (кроме полярных широт). Неблагоприятные гидрометеоусловия в момент кульминации не позволяют применить данный способ.
Данным способом можно определить только одну координату – широту.

Все файлы доступны только для зарегистрированных пользователей.Регистрация занимает не более пары минут.

opredelenie_wiroti_po_meridionalnoi_visote_svetila.doc (142,5 KiB, 65 hits)
У Вас нет доступа для скачивания этого файла.

Определение широты по меридиональной высоте светила. Теория метода. Порядок наблюдений и вычислений. Достоинства и недостатки метода. Теория метода Если светило находится на меридине наблюдателя (чаще всего это происходит в момент верхней кульминации), то его высота является меридиональной H. В этом случае легко получить широту. Напоминаем, что высота h наименование не имеет. Но если светило находится …

Источник

§ 67. Определение широты места по меридиональной или близмеридиональной высотам светил и Полярной звезде

Из формул (64) и (65) видно, что определение широты места по меридиональной высоте светила не требует сложных наблюдений и большой обработки. Для этого достаточно измерить высоту светила в одной из кульминаций, исправить ее необходимыми поправками и выбрать склонение из МАЕ.

Момент кульминации светила для измерения меридиональной высоты рассчитывают при помощи МАЕ.

Недостаток этого способа — возможность измерять только одну высоту. Вследствие этого наблюдатель не может уменьшить влияние случайных ошибок и контролировать измеренные высоты. При облачной погоде меридиональная высота может быть пропущена.

Более совершенным является способ определения широты места по измеренным близмеридиональным высотам светила. Этот способ заключается в следующем. Если измерение высот выполнено вблизи верхней кульминации светила, то близмеридиональные высоты будут меньше меридиональных и h+r=H . Величина r называется редукцией.

Чтобы получить широту по близмеридиональным наблюдениям, необходимо измеренную высоту исправить редукцией, получить меридиональную высоту, от нее перейти к зенитному расстоянию, а затем вычислить широту.

Если высоты измерялись вблизи нижней кульминации, тогда они больше меридиональной высоты и редукция r будет отрицательной, т. е. h—r=Н’.

Редукция вычисляется по формуле

где r — редукция;

К = 100 tg —100 tg 5 при ср и 8 одноименных и верхней кульминации, или К = 100 tg ср + 100 tg 8 при ср и 8 разноименных, а также при одноименных, но при нижней кульминации; знак — означает, что из большей величины вычитается меньшая;

t — местный часовой угол светила;

Н — меридиональная высота светила.

Второй член редукции обычно мал. Он достигает 0′,1 при высоте светила H>65° и при значении первого члена редукции больше 15′.

Для удобства вычислений величины редукции составлены табл. 17-а, 17-6 и 17-в (МТ-63). При помощи табл. 17-а и 17-6 вычисляют первый член редукции, Табл. 17-в дает значение второго члена редукции.

При рассмотрении близмеридиональных высот предполагают существование границ или пределов, в которых измеренные высоты принимают за близмеридиональные. Иногда эти пределы достигают часа, а в некоторых случаях — нескольких минут. Пределы для наблюдения близмеридиональных высот обусловливаются точностью вычисляемой редукции и помещены в табл. 19 МТ-63.

Преимущество определения широты места по близмеридиональным высотам состоит в том, что этим способом можно измерить серию высот, что при обработке уменьшает влияние случайных ошибок и позволяет осуществлять контроль качества измеренных высот.

Ранее было показано, что ось мира составляет с плоскостью истинного горизонта угол, равный широте места. Отсюда следует, что высота повышенного полюса также равна широте места. В северном полушарии, вблизи полюса мира, находится Полярная звезда. Поэтому, измерив ее высоту и введя некоторые дополнительные поправки, можно получить широту места.

Воспользуемся частью небесной сферы (рис. 101), спроектированной на плоскость первого вертикала. Здесь o—Полярная звезда. Дуга PNO равна полярному расстоянию звезды A, а угол ZPNO— часовому углу t. Как видно из рисунка

где х равен дуге PnK. Величину х приближенно можно-получить из сферического треугольника PnKo. Так как этот треугольник мал, то его можно принять за плоский; тогда x = Acost и cp=h—Acost .

При учете сферичности треугольника и изменения координат Полярной звезды в течение года формула широты имеет сложное выражение, которое символически записывают так:

В этой формуле наибольшую величину имеет первый член:

где A 0 и а 0 — среднегодовые значения полярного расстояния и прямого восхождения Полярной звезды;

S — местное звездное время.

Поправки к высоте Полярной звезды I, II, и III помещены в МАЕ.

Пример 49. 26 марта 1969 г. В TC = 12 Ч 13 М ; ол = 34,7;

находясь в счислимых координатах срС = 23°30′,0S; ЛС = 74°15′,0W, измерены близмеридиональные высоты нижнего края Солнца. Осредненные значения для измеренных высот и показаний хронометра следующие: ср.осО = 63°39′,4kN; ср.T XP = 5 Ч 29 М 37 С i + s = — 0′,9; е = 10,0 м; и XP = — 16 М 03 С . Определить широту места ср0.

Источник

Вычисление широты места по меридиональной высоте Cолнца

Широту места наблюдателя легко определить, измерив высоту Cолнца в момент верхней кульминации на меридиане наблюдателя. Такая высота Cолнца называется меридиональной. Верхняя кульминация солнца на меридиане (долготе) наблюдателя происходит около полудня. Точное время для каждых суток дано в Астрономическом Ежегоднике (Nautical Almanac).

Пример: 27 ноября 2017 г. Счислимые координаты судна: широта 38° 20, 0′ N; долгота 035°15, 0′ W.

Требуется вычислить время верхней кульминации Cолнца на счислимой долготе и измерить высоту Солнца.

Вычисляем время верхней кульминации Cолнца на счислимой долготе. В Nautical Almanac на дату 27.11.2017 выбираем время верхней кульминации на Гринвиче – 11 h 47 m. Переводим счислимую долготу 035°15, 0′ W в часы и минуты = 02 ч 21 м W. Для этого можно воспользоваться таблицей на стр. 522 в Norie’s Nautical Tables – Conversion of arc to time. Вычисляем гринвичское время верхней кульминации Cолнца на счислимой долготе:

В 14 ч 08 м по Гринвичу измерили секстаном меридиональную высоту нижнего края Cолнца (L.L. – Low Limb) 30° 20, 8′.

Высота глаза наблюдателя 35,5 метров. Атмосферное давление 1018 hPa, температура воздуха + 15°С.

Инструментальная поправка секстана + 0,7′, поправка индекса секстана – 1,5′.

Из Nautical Almanac (N.A.) по дате и гринвичскому времени выбираем склонение Cолнца

Вычисляем широту места наблюдателя по измеренной меридиональной высоте Cолнца:

Источник

Определение широты по меридиональной высоте Солнца

Широта места судна по меридиональной высоте светила рассчитывается по формуле: φ₀ = (90° — H*) +/- δ*

где: H* — меридиональная (наибольшая) высота светила;

δ* — склонение светила (+δ* — при одноименных φ и δ; -δ* — при разноименных φ и δ ).

Наблюдения за высотой светила начинаем за 5-10 минут до его кульминации, в нашем случае примерно с Т_с = 12ч20мин, и прекращаем после кульминации Солнца (когда увеличение отсчета секстана прекращается).

Условно принимаем – ОС=82°48,0′

Значение δ Солнца выбираем из МАЕ или Nautical Almanac, а ОС исправляем поправками: ОС = 82°48,0′ δ = 22°14,2′

h_и = 82°46,5′ δ = 22°14,3’N общая поправка из NA…… Δh = +10,3

φ₀ = (90° — H₀) + δN = 90° — 82°56,8′ + 22°14,3’N = 29°17,5N

10. Подбор навигационных планет, Луны для наблюдений в вечерние сумерки.

Для подбора навигационных планет и Луны для наблюдений, сначала наносим все планеты и Луну на звездный глобус, затем глобус устанавливаем по широте и звездному времени и определяем планеты или Луну для наших наблюдений.

Планеты и Луна на звездный глобус наносятся по SHA и склонению δ на время начала вечерних навигационных сумерек 02.06.2005г. Выбираем данные из Nautical Almanac 2 June

По данным таблицы наносим планеты и Луну на звездный глобус, устанавливаем его по широте φ=30° и звездному местному времени на Т_гр 20ч48м: t_гр= 206°25,5

Наиболее лучшие планеты для наблюдения:

Юпитер: Азимут = 191°; h = 57°23,6

Сатурн: Азимут = 285°; h = 18°02,8

Рассчитываем горизонтальные координаты:

Для Юпитера на Т_с = 20ч48м

Для Сатурна на Т_с = 20ч50м

11. Расчет А_с и h_c выбранных навигационных планет.

В результате расчетов получили следующие данные:

Взяв высоты вышеуказанных планет в рассчитанное время и исправив их поправками, получим h₀ каждой планеты.

Сравнив h₀ и h_с получим Δh, откладываем его на линии азимута, получаем ВЛП, пересечение которых и даст обсервованные координаты места судна.

Обсервованное место не принимаем к учету и продолжаем счисление пути со счислимых координат.

Определение широты места судна по высоте Полярной звезды.

Широту места судна по высоте Полярной звезды рассчитываем в вечерние сумерки (начало навигационных сумерек) Тс = 19ч50м, счислимые координаты принимаем на время захода Солнца:

Широта по высоте Полярной звезды определяется в следующем порядке:

Определяем навигационным секстаном высоту полярной Звезды – ОС, исправляем поправками, рассчитываем время взятия. Рассчитываем на момент взятия высоты местный часовой угол LHA Aries (точки Овна) по которому выбираем из таблиц

Nautical Almanac: Polaris (Pole Star) tables, 2005, поправки.

ОС = 29°10,0′ Т_с = 19ч50м t_т = 176°20,6

i+s = -1,5 № = +1w Δ = 12,31,8

Н₀ = 29°15,9 T_гр =20ч50м12с LHAγ = 142°26,1

Исправляем Н₀ – высоту Полярной поправками и получаем φ₀.

d₀ (argument LHAγ 142°26,1) = 1,08,7

Обсервованную широту принимаем к учету. Долготу оставляем счислимую на время наблюдения Полярной звезды. φ₀= 20°26,1 , λ_с=21°22,7’W

IV. Заключение.

В данной курсовой работе по дисциплине «Мореходная астрономия» был изучен и закреплен материал соответствующих разделов программы, приобретен опыт в решении астрономических задач и умение пользования мореходными таблицами и литературой, а так же были получены знания для самостоятельного производства предварительных расчетов по астрономическому обеспечению рейса.

Применяемые в настоящее время астрономические методы определения мечта судна позволяют получать обсервованные координаты с точностью, достаточной для целей судовождения. Мореходная астрономия не утрачивает своей роли и с появление современных радиотехнических средств. Это объясняется автономностью и скрытностью астрономических методов определения места, простотой и надежностью используемых инструментов, а так же тем, что точность астрономических определений не зависит от расстояния до берега. Во многих районах астрономические методы получения обсервации продолжают оставаться основными, а задача определения поправок судовых компасов в открытом море в настоящее время вообще решается только методами астрономии. В дальнейшем значение мореходной астрономии не уменьшится. Однако для этого необходимы поиски новых путей ее развития.

V. Список литературы:

1. Федоренко Н.И., Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Мореходная астрономия».

ПУМИ Севастополь 2013г.

2. Михайлов В.С., Практическая мореходная астрономия.

Источник