Прибор для измерения угла наклона солнца над горизонтом

Использование Секстанта

Секстант, основной инструмент в традиционной океанской нави­гации, измеряет угол Солнца (звезд, планет или Луны) над горизонтом.

С помощью двух зеркал, используя принцип рас­щепления изображения, секс­тант опускает Солнце в одном зеркале до горизонта, который виден в другом зеркале, и ука­зывает величину угла на транс­портире.

Большое зеркало, подвижная часть секстанта, прикреплено к алидаде. Солнце проходит через фильтры, благодаря которым оно выглядит как диск, и отра­жается от этого зеркала в малое зеркало, вертикально разде­ленное пополам, его наружная половина состоит из прозрачно­го стекла.

Солнце опускается в зеркаль­ную половину, с помощью мик­рометрического винта изобра­жение настраивается так, чтобы оно «сидело» на горизонте, что видно через стекло.

Принцип работы секстанта не изменился с тех пор, как его изобрел Исаак Ньютон в XVIII веке, он по-прежнему служит главным прибором для всех астронави-гаторов.

Угол Солнца над горизонтом (высота) определяется наблюдением Солнца и горизонта в телескоп. Когда они выровнены на одной линии, на транспортире сни­мается значение высоты

Корректировка секстанта
Зеркала являются важной и чувствительной частью секстан­та, их настройка может нару­шиться из-за малейшего толчка, жары или влажности. При пов­реждении или смещении зер­кал относительно правильного положения в показаниях появ­ляются ошибки.
Поэтому важно проверять правильную настройку зеркал каждый день перед первым измерением. Ниже рассмотрены основные ошибки и методы их устранения.

Индексная ошибка

Она наблюдается, когда два зеркала расположены не парал­лельно. Это обнаруживается при установке секстанта на абсолютный ноль и рассматри­вании горизонта в зрительную трубу.

Искажений быть не долж­но, отражение горизонта и его реальный вид должны пред­ставлять собой прямую линию. Если это так, значит, индексной ошибки нет, если же они не совпадают, то ошибка есть.

Оба горизонта выравнивают­ся по одной линии вращением микрометрического винта, зна­чение индексной ошибки сни­мается по шкале транспортира и затем применяется ко всем последующим показаниям сек­станта.

Эта ошибка редко удаляется с помощью настройки зеркал; если она небольшая, она просто записывается и делается поп­равка ко всем снимаемым показаниям. Ее также можно опре­делить ночью, используя звезду вместо горизонта.

Боковая ошибка

Такая ошибка встречается, когда малое зеркало не перпендику­лярно к самому секстанту.

Она обнаруживается при установке прибора на абсолютный ноль и рассматривании горизонта. Затем секстант наклоняют в одну сторону под углом при­мерно 45°.
Если горизонт и его отраже­ние смещаются друг относитель­но друга, значит, присутствует боковая ошибка, и ее нужно удалить с помощью небольшо­го винта за малым зеркалом. Винт при этом устанавливается в самое дальнее от корпуса инс­трумента положение.

Индексная ошибка: когда секстант установлен на ноль, истинный и отраженный горизонты должны образовывать непрерывную прямую линию. Если это правило не соблюдается (как видно на фотографии), значит, присутствует индексная ошибка.

Боковая ошибка: если линия горизонта ломается при наклоне секстанта в сторону (как видно на фотографии), значит, присутствует боковая ошибка.

Эту ошибку трудно исправить. Она возникает из-за того, что большое зеркало установлено не перпендикулярно к корпусу инструмента. Чтобы проверить это, нужно поворачивать сек­стант до тех пор, пока транс­портир не отразится в большом зеркале при взгляде сверху вниз под косым углом.

Если отра­жение транспортира в зеркале совпадает с ним самим, видным за зеркалом, то перпендикуляр­ности нет. Если дуги смещены друг относительно друга, ошиб­ку следует устранить, повора­чивая маленький винт позади большого зеркала.

Пользование секстантом

После проверки секстанта на погрешности его можно исполь­зовать для определения угла Солнца (или другого небесного тела) над горизонтом.

Рассматривать горизонт в зри­тельную трубу и опускать солнце с помощью подгонки дуги транс­портира может быть неудобно. Вместо этого широко применяется другой метод. Нужно установить секстант на ноль, поставить на место светофильтры и направить инструмент прямо на Солнце. Будут видны два Солнца — реаль­ное и его отражение. Теперь сле­дует постепенно опускать секс­тант, одновременно настраивая алидаду, чтобы удержать отраже­ние Солнца в зеркале; так можно опускать Солнце, пока в прозрач­ном стекле малого зеркала не поя­вится горизонт. Теперь остается осуществить тонкую настройку, чтобы подготовить прибор к про­ведению измерений.

Правильно измерить угол сол­нца над горизонтом можно толь­ко в том случае, если вы держите секстант строго вертикально. Если инструмент отклонен от вертикального положения, его показания будут неправильными.

Чтобы убедиться в том, что секстант расположен вертикаль­но, его раскачивают из стороны в сторону, что вызывает подня­тие и опускание изображения Солнца при его прохождении через горизонт (аналогично пузырьку воздуха на поверхнос­ти спирта). Секстант располо­жен вертикально, когда Солнце находится в нижней точке своей кривой, и тогда можно снимать показания. Раскачивать секстант нужно, если вы хотите получить правильные значения высоты.

Большинство показаний секстанта снимается по Солнцу, процедура измерений по Луне, планетам или звездам будет идентичной, только светофильтры не понадобятся

Выбор времени

Время играет важную роль в астрономической навигации.

Местоположение лодки изна­чально определяется отно­сительно положения Солнца (или другого тела) во время снятия показаний. Положение всех небесных тел в каждый час, минуту и секунду можно найти в «Морском астрономи­ческом ежегоднике», поэтому точное определение времени проведения измерений явля­ется важным, если предсто­ит рассчитать местоположение судна.

Во времена, когда радио еще не было, а корабли нахо­дились в море в течение мно­гих месяцев без какой бы то ни было связи с землей, на борту пользовались чрезвы­чайно точными хронометра­ми; в наши дни точное время можно узнать по радио непосредственно перед проведением измерений; хорошие наручные часы также могут помочь при выборе времени для снятия показаний.

Сигналы точного времени можно получать разными спо­собами. Радиостанции регуляр­но сообщают время, любые суда в море могут следить за этими передачами. Два официаль­ных издания, «Адмиралтейский перечень радиосигналов» (Ве­ликобритания) и «Пособие по радионавигации» (США), содержат подробную информа­цию о радиостанциях мира и их частотах. В навигации использу­ется универсальное время (УВ), раньше оно называлось средним временем по Гринвичу.

Источник

Секстант, угломерный инструмент

Секстант (секстан) — это измерительный инструмент, используемый для измерения величины угла между двумя видимыми объектами. Обычно секстант используется для измерения возвышения астрономического объекта над горизонтом с целью определения географических координат. Например, измерив угол возвышения Солнца в полдень, можно вычислить широту.

Длина шкалы секстанта составляет 1/6 от полного круга или 60°, название секстанта происходит с латыни (sextans, — tis — шестая часть). Октант — похожий прибор, но с более короткой шкалой (1/8 круга или 45°), который использовался до 1767, пока его не заменил секстант. В 1767 первое издание навигационного альманаха собрало в своих таблицах лунные расстояния, что позволило навигаторам вычислять текущее время, зная угол между солнцем и луной. Однако, этот угол иногда больше 90°, и поэтому не может быть измерен с помощью октанта.

В секстанте используется принцип совмещения изображений двух объектов при помощи двойного отражения одного из них. Этот принцип был изобретён Исааком Ньютоном в 1699 году, но не был опубликован. Два человека независимо изобрели секстант в 1730: английский математик Джон Хадли и американский изобретатель Томас Годфри. Секстант вытеснил астролябию как главный навигационный инструмент.

Содержание

Преимущества

Главная особенность, которая позволила секстанту вытеснить астролябию, заключается в том, что при его использовании положение астрономических объектов измеряются относительно горизонта, а не относительно самого инструмента. Это даёт бо́льшую точность.

При наблюдении через секстант, горизонт и астрономический объект совмещаются в одном поле зрения, и остаются неподвижными относительно друг друга, даже если наблюдатель находится на плывущем корабле. Это происходит, потому что секстант показывает неподвижный горизонт прямо, а астрономический объект — сквозь два противоположных зеркала.

Устройство

Части секстанта смонтированы на раме образованной двумя радиусами и дугой, которая называется лимбом. С помощью секстанта можно измерять углы до 140° влево от нулевого индекса и до 5° вправо, эти деления находятся на лимбе. На левом радиусе неподвижно установлены малое зеркало и светофильтры. Половина поверхности малого зеркала прозрачна. В вершине рамы на подвижном радиусе, называемом алидадой, укреплено большое зеркало. На другом конце алидады укреплён отсчётный барабан, разделённый на 60-минутные деления. Труба вставляется в специальную стойку на раме секстанта.

Использование

Изображение в секстанте совмещает в себя два вида. Первый — вид неба через зеркала. Второй — вид горизонта. Секстант используют, регулируя рычаг и установочный винт до тех пор, пока нижний край изображения астрономического тела не коснётся горизонта. Точный момент времени, в который проводится измерение, засекает ассистент с часами. Затем угол возвышения считывается со шкалы, верньера и установочного винта, и записывается вместе со временем.

После этого нужно преобразовать данные с помощью некоторых математических процедур. Самый простой метод — нарисовать равновозвышенный круг используемого астрономического объекта на глобусе. Пересечение этого круга с линией навигационного счисления или другим указателем даёт точное местоположение.

Секстант — чувствительный инструмент. Если его уронить, то дуга может погнуться. После падения он может потерять точность.

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Секстант, угломерный инструмент» в других словарях:

Инструмент — получить на Академике рабочий купон на скидку Стройландия или выгодно инструмент купить с бесплатной доставкой на распродаже в Стройландия

Секстант угломерный инструмент — см. Угломерные инструменты … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Секстант, угломерный инструмент — см. Угломерные инструменты … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

угломерный инструмент — ▲ инструмент (технический) угломер. угломерный. транспортир. лимб. уровень. ватерпас. отвес. гониометр. теодолит инструмент для измерения на местности вертикальных и горизонтальных углов. секстант. тахеометр. квадрант. | клинометр. кренометр.… … Идеографический словарь русского языка

Октант угломерный инструмент — угломерный отражательный инструмент, ныне вышедший из употребления (см. Секстант) … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Октант, угломерный инструмент — угломерный отражательный инструмент, ныне вышедший из употребления (см. Секстант) … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

СЕКСТАНТ — (лат.). 1) вообще шестая часть. 2) прибор, для измерения углов. 3) созвездие на южном небе. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. СЕКСТАНТ лат. sextans. Астрономический прибор, для наблюдения высоты и… … Словарь иностранных слов русского языка

СЕКСТАНТ (инструмент) — СЕКСТАНТ (от лат. sextans шестой), в морском деле секстан, астрономический угломерный инструмент, применяемый в мореходной и авиационной астрономии. Лимб секстанта составляет 1/6 часть окружности … Энциклопедический словарь

СЕКСТАНТ — (от лат. sextans шестой) в морском деле секстан, астрономический угломерный инструмент, применяемый в мореходной и авиационной астрономии. Лимб секстанта составляет 1/6 часть окружности … Большой Энциклопедический словарь

СЕКСТАНТ — СЕКСТАНТ, секстанта, муж. (лат. sextans шестая часть) (астр., геод.). Угломерный инструмент для геодезических и астрономических наблюдений, состоящий из дуги, равной 1/6 части окружности, и двух зеркал. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 … Толковый словарь Ушакова

секстант — СЕКСТАНТ, а, муж. (спец.). Угломерный инструмент для определения угловых высот небесных светил. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Источник

Секстант

Секста́нт (секстан) — навигационный измерительный инструмент, используемый для измерения высоты светила над горизонтом с целью определения географических координат той местности, в которой производится измерение. Например, измерив высоту Солнца в астрономический полдень, можно, зная дату измерения, вычислить широту местности. Строго говоря, секстант позволяет точно измерять угол между двумя направлениями. Зная высоту маяка (с карты), можно узнать дистанцию до него, измерив угол между направлением на основание маяка и направлением на верхнюю часть и произведя несложный расчёт. Также можно измерять горизонтальный угол (то есть в плоскости горизонта) между направлениями на разные объекты.

На современном морском судне до сих пор можно найти секстант или даже два, правда используются они не часто, в основном для поддержания практических навыков у судоводителей.

Длина шкалы секстанта составляет 1/6 от полного круга или 60°, название секстанта происходит с латыни (sextans, — tis — шестая часть).

В секстанте используется принцип совмещения изображений двух объектов при помощи двойного отражения одного из них. Этот принцип был изобретён Исааком Ньютоном в 1699 году, но не был опубликован. Два человека независимо изобрели секстант в 1730: английский математик Джон Хадли и американский изобретатель Томас Годфри. Секстант вытеснил астролябию как главный навигационный инструмент.

Содержание

История

Квадра́нт — ранний прототип секстанта, астрономический инструмент для определения высот светил. Квадрант состоит из пластины с лимбом в четверть окружности для отсчёта углов и планки (либо телескопа) для фиксации угла, прикреплённой к этой пластине одним концом.

Стенной квадрант

Стенной квадрант был одним из важнейших наблюдательных инструментов дооптической астрономии. В странах исламского мира самыми крупными были стенные квадранты ал-Бируни (R = 7,5 м), Насир ад-Дина ат-Туси в Марагинской обсерватории (R = 6,5 м), а также гигантский инструмент обсерватории Улугбека в Самарканде (R = 40 м). Эти инструменты обеспечивали наивысшую точность измерений для своего времени. [1]

Преимущества

Главная особенность секстанта, которая позволила ему вытеснить астролябию, состоит в том, что при его использовании высота светила измеряются относительно горизонта, а не относительно самого инструмента. Это даёт бо́льшую точность. При наблюдении через секстант горизонт и светило совмещаются в одном поле зрения, и остаются неподвижными относительно друг друга, даже если наблюдатель находится на плывущем корабле. Это происходит, потому что секстант показывает неподвижный горизонт прямо, а астрономический объект — сквозь два противоположных зеркала.

Устройство

Части секстанта смонтированы на раме, образованной двумя радиусами и дугой, которая называется лимбом. С помощью секстанта можно измерять углы до 140° влево от нулевого индекса и до 5° вправо, эти отметки находятся на лимбе. На левом радиусе неподвижно установлены малое зеркало и светофильтры. Половина поверхности малого зеркала прозрачна. В вершине рамы на подвижном радиусе, называемом алидадой, укреплено большое зеркало. На другом конце алидады укреплён отсчётный барабан, разделённый на 60-минутные деления. Труба вставляется в специальную стойку на раме секстанта.

Использование

Изображение в секстанте совмещает в себя два вида. Первый — вид неба через зеркала. Второй — вид горизонта. Секстант используют, регулируя рычаг и установочный винт до тех пор, пока нижний край изображения светила не коснётся горизонта. Точный момент времени, в который проводится измерение, засекает помощник с часами. Затем угол возвышения считывается со шкалы, верньера и установочного винта, и записывается вместе со временем.

После этого нужно преобразовать данные с помощью некоторых математических процедур. Самый простой метод — нарисовать равновозвышенный круг используемого астрономического объекта на глобусе. Пересечение этого круга с линией навигационного счисления или другим указателем даёт точное местоположение.

Секстант — чувствительный инструмент. Если его уронить, то дуга может погнуться. После падения он может потерять точность.

Астрономический инструмент

Секстантом назывался также старинный астрономический инструмент. Именно этот инструмент (а не навигационный прибор) увековечен на небе астрономом Яном Гевелием в виде одноимённого созвездия.

См. также

Примечания

1. ↑ Таги-заде А. К. Квадранты средневекового Востока. Историко-астрономические исследования, 13, 1977, с. 183—200.

Литература

• Галенко В. И. Курс — Север: (Штурманам, прокладывающим курс кораблям, посвящается) / Художники: В. Г. Савчук, А. З. Маркелов; Фотографии автора. — Мурманск: Кн. изд-во, 1978. — 192 с. — 30 000 экз. (в пер.)
• Краснов В. Н. История навигационной техники: Зарождение и развитие технических средств кораблевождения / Институт истории естествознания и техники им. С. И. Вавилова РАН.. — М .: Наука, 2001. — 312 с. — 420 экз. — ISBN 5-02-013119-9 (в пер.)

Ссылки

В данной статье или разделе имеется список источников или внешних ссылок, но источники отдельных утверждений остаются неясными из-за отсутствия сносок.