Расчет места судна по солнцу

Определение места судна по разновременным наблюдениям Солнца.

в мореходная астрономия Комментарии к записи Определение места судна по разновременным наблюдениям Солнца. отключены 1,947 Просмотров

Определение места судна по разновременным наблюдениям Солнца

• ОМС по Солнцу – общие положения.
• Влияние ошибок счисления на точность ОМС, планирование наблюдений.
• Влияние внешнего фактора на точность обсервации.
• Достоинства и недостатки метода.

ОМС по Солнцу – общие положения

Предположим в судовое время Т_с1 при показаниях лага ол₁, секстаном измерена высота нижнего края солнца ОС₁ и замечен момент времени по хронометру Т_хр1. По отсчету лага ол₁ сняв с карты счислимые координаты _с1 и _с1, можно рассчитать элементы 1-ой ВЛП – перенос и азимут (n₁, A₁), который можно отложить из счислимой точки М_с1.
Приблизительно через 2 часа, когда азимут Солнца изменится не менее чем на 30°, в судовое время Т_с2 произведены 2-ые измерения ( ОС₂ и Т_хр2). При их обработке используются вторые счислимые координаты _с2 и _с2, которые сняты с карты по ол₂. Рассчитав элементы 2-ой ВЛП (n₂ и А_с2), прокладываем её из второй счислимой точки М_с2.
Из навигации известно, что для получения обсервованного места по разновременным наблюдениям, необходимо первую линию положения перенести вперед по курсу на величину плавания S_л = ролК_л. Или же в нашем случае первую ВЛП необходимо проложить из 2-ой счислимой точки М_с2 до пересечения со 2-ой ВЛП в обсервованной точке М_о. Прокладка обеих ВЛП из 2-ой счислимой точке тождественна прокладке 1-ой ВЛП из первого счислимого места, но первый перенос должен быть исправлен поправкой для приведения к одному зениту h_z. Практически удобнее всегда прокладывать обе ВЛП из второго счислимого места. Кроме того, формула h_z = S_лcos(А – ИК) справедлива для небольших промежутков времени.

Влияние ошибок счисления на точность ОМС, планирование наблюдений

Главной особенностью определения места судна по разновременным наблюдениям Солнца является тот факт, что место получается счислимо-обсервованным. I-ая ВЛП переносится по счислению, следовательно, все ошибки счисления входят в I-ую ВЛП. Если есть погрешность в поправке компаса, то I-ую ВЛП надо прокладывать не из точки М_с2, а, например, из точки М_с2‘. Если при ненадежно работающем лаге на момент вторых измерений мы оказались в точке М_с2”, то I-ую ВЛП будем прокладывать из этой точки. II-ая же ВЛП не завсит от счислимых координат по третьему свойству ВЛП, следовательно, она более надежная. Поэтому обсервованное место может смещаться по II-ой ВЛП, как это показано на правом рисунке.

Средняя квадратическая погрешность (СКП) 2-ой ВЛП определяется СКП измереннной высоты m_лп2 = m_h = 0,5′ – 0,7′. А в первую ВЛП всходят ошибки счисления .
Известно, что для ОМС по 2-м ЛП необходимо подбирать ориентиры, чтобы линии положения пересекались под углом близким в 90°, что равносильно в мореходной астрономии, чтобы разность азимутов А 90°. Но такое изменение азимута у Солнце можно дождаться за 4-6 часов. При этом ошибка счисления М_с достигнет значительной величины, следовательно, радиальная погрешность М_о, вычисленная по формуле ( . ) будет тоже большой, т.е. обсервация будет неточная.
Если интервал времени между наблюдениями будет мал (чтобы свести к минимуму погрешность счисления), то и разность азимутов А тоже будет мала, т.е. sinА будет малой величиной, следовательно, радиальная погрешность М_о, вычисленная по формуле ( . ) будет опять же большой.
Чтобы решить эту противоречивую задачу, необходимо по Солнцу измерения проводить тогда, когда за минумум времени, азимут изменяется максимально быстро. Зная особенности изменения азимута в суточном движении, можно сказать, что это бывает только в момент кульминации Солнца. Следовательно, в общем случае для получения надежной обсервации по Солнцу первые измерения необходимо производить где-то за 1 час до кульминации, вторые – спустя час после кульминации.

Влияние внешнего фактора на точность обсервации

Выше было сказано, что ошибки счисления влияют на точность обсервации. При действии одного доминирующего фактора (снос течения известного курса, но неивестной скорости, неточная поправка компаса, ненадежная работа лага) для уменьшения его влияния первые наблюдения необходимо производить в определенное заранее расчитанное время. А точнее, первые измерения производятся в тот момент Покажем это на примере.
1. 30 мая 2001 года. Судно следует ИК = 290°, приближенные координаты: 26°12’S 41°16’W,
лаг не работает.
Определить судовое время первых наблюдений.
При неработающем лаге первые наблюдения необходимо производить тогда, когда Солнце будет на траверзе судна, т.е. А₁ = ИК ± 90°. В этм случае I-ая ВЛП будет параллельна линии истинного курса и ошибочное смещение I-ой ВЛП по курсу не изменит её положение
Возможны два азимута первых наблюдений:
А₁ = ИК + 90° = 290° + 90° = 20° и А₁ = ИК – 90° = 290° – 90° = 200°.

Планирование 1-ых наблюдений производится в следующей последовательности.

2. Если поправка компаса ненадежная, то первые измерения необхдимо производить в тот момент, когда Солнце будет в диаметральной плоскости судна, т.е.

В этом случае I-ая ВЛП будет перпендекулярна линии истинного курса и боковой снос судна из-за ненадежной поправки компаса не скажется на точности ОМС.

Достоинства и недостатки метода

1. Объём вычислений невелик, практически совпадает с объёмом вычислений при ОМС по двум звездам.

Точность данного способа за счет более точного измерения высот Солнца (m_h = ±0,5′ – 0,7′, а у звезд m_h* = ± 1,0′ 2. сопоставима с точностью ОМС по 2-м звездам.

1. Но, чтобы достигнуть такую точность обсервации необходимо грамотно планировать свои наблюдения.
2. Ограниченность этого метода ВЛП по широте. Для определения места судна по Солнцу в малых широтах необходимо знать и применять способы соответствующих высот и ОМС по высотам более 88°.

Т.к. измерения разнесены во времени, то расчеты надо выполнять в два этапа, что создает определенные неудобства. Однако, при благоприятных погодных условиях вычисления 1-х и будущих 2-х измерений можно произвести параллельно, применяя метод предвычисления.

Скачать одним файлом (word) с иллюстрациями.

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

opredelenie_mesta_sydna_po_raznovremennim_nabludeniam_sydna.doc (136,5 KiB, 99 hits)
У Вас нет доступа для скачивания этого файла.

Определение места судна по разновременным наблюдениям Солнца ОМС по Солнцу – общие положения. Влияние ошибок счисления на точность ОМС, планирование наблюдений. Влияние внешнего фактора на точность обсервации. Достоинства и недостатки метода. ОМС по Солнцу – общие положения Предположим в судовое время Тс1 при показаниях лага ол1, секстаном измерена высота нижнего края солнца ОС1 и замечен …

Источник

Определение места по разновременным наблюдениям Солнца

Intercept method

Определение места судна по разновременным измерениям высоты Солнца. Промежуток времени должен быть таким, чтобы азимут Солнца изменился более чем на 30°.

Полученное таким способом место судна называется счислимо-обсервованным, так как кроме обсервованных параметров – измеренных высот Солнца, используются счислимые параметры – курс и пройденное расстояние между обсервациями. Точность полученного места будет зависеть от точности учета счислимого курса и плавания между обсервациями.

В качестве линии положения используется так называемый перенос – разность между расчетной и измеренной высотой Солнца. Для удобства вычислений пользуются не высотой Солнца, а его зенитным расстоянием – дополнением высоты до 90°.

Обсервованную высоту Солнца исправляют отдельными поправками или общей поправкой.

Местный часовой угол (L.H.A. – Local Hour Angle) и склонение Солнца (Dec – Declination) вычисляют по Морскому Астрономическому Ежегоднику (Nautical Almanac – N.A.):

Измеренная высота исправляется общей поправкой:

Для вычисления расчетного зенитного расстояния пользуются формулой:

hav ZX = hav P cos. Lat cos. Dec + hav (Lat ± Dec)

Значение обозначений приведено в таблице:

Значения логарифмов и натуральных значений выбираются из таблиц Norie’s Nautical Tables: Haversines и Logs. Of Trig. Functions.

Правила откладывания переноса по линии азимута:

• Если Z.D. больше чем C.Z.D., то перенос откладывается от счислимого места в сторону, противоположную направлению на Солнце (AWAY – в направлении от Солнца).
• Если Z.D. меньше чем C.Z.D., то перенос откладывается от счислимого места в направлении на Солнце (TOWARDS – в направлении на Солнце).

Азимут вычисляется по таблицам ABC.

Для каждой последующей обсервации выполняем приведенные выше вычисления и затем выполняем прокладку вычисленных линий положения на карте или на планшете и получаем счислимо-обсервованное место.

Источник

Определение места судна по соответствующим высотам Солнца.

в мореходная астрономия Комментарии к записи Определение места судна по соответствующим высотам Солнца. отключены 1,464 Просмотров

Определение места судна по соответствующим высотам Солнца

• Идея метода соответствующих высот.
• Планирование и порядок наблюдений.
• Порядок вычислений.
• Достоинства и недостатки метода.

Идея метода соответствующих высот

Метод ВЛП для ОМС по Солнцу в малых широтах неприменим в силу особенностей суточного вращения Солнца. В этом можно убедиться, рассмотрев представленный справа фрагмент основных таблиц ВАС-58.
Если высота меньше 60°, то изменение азимута очень мало – за несколько часов не достигает 30°. Быстрое изменение азимута происходит в момент кульминации, когда высота светила превосходит 65°-70°, но при таких больших высотах ВЛП совпадает с кругом равных высот только на малом участке касания (смотри свойства ВЛП).
В данной ситуации наиболее эффективным является метод определения место судна по соответствующим высотам Солнца. Идея заключается в том, что широта определяется по меридиональной высоте в момент кульминации.
Долготу можно определить на основании следующей зависимости. Местный часовой угол любого светила вычисляется как t_м = t_гр – _W. Откуда _W = t_гр – t_м. В момент кульминации местный часовой угол равен нулю. Если зафиксировать точное гринвичское время кульминации, а затем по МАЕ определить гринвичский часовой угол светила, то получим западную долготу _W = t_гр.

Но при помощи секстана и хронометра зафиксировать точное время кульминации невозможно, так как высота практически не изменяется в течении 1-2 минуты. Ошибка в 1 минуту дает ошибку в долготе в 15′. Для получения точного времени кульминации измеряются соответствующие (т.е. равные) высоты Солнца, до и после кульминации. Зафиксировав время соответствующих высот и осредняя их, мы определим момент времени, когда Солнце находится на максимальной высоте. Возникает вопрос – когда измерять соответствующие высоты? Близко к моменту кульминации измерять нельзя, так как высота изменяется очень медленно, поэтому время фиксируется неточно, следовательно, неточная получается долгота. Если измерения производить в то время, когда максимально быстро изменяется высота, а это бывает, когда Солнце будет на востоке и на западе, то между этими измерениями интервал времени будет достигать несколько часов, а т.к. обсервованные координаты получаются на момент кульминации, то такая запоздавшая навигационной информация обесценивается.
Обычно измеряют соответствующие высоты, азимуты которых отстоят от меридиана наблюдателя на 30° (как и в общем случае ОМС по разновременным наблюдениям Солнца).

Раньше было сказано, что моменты наступления меридиональной и максимальной высоты не совпадают и во времени они между собой разнесены. Доказывается, что местный часовой угол наибольшей высоты t_o‘ можно рассчитать по следующей формуле.

– часовое изменение склонения;
– часовое изменение широты.
При вычислении местного часового угла наибольшей высоты надо руководствоваться следующим правилом знаков.

1. tg положителен всегда, незавсимо от наименования широты.
2. tg положителен, если и одноименны и tg отрицателен, если и разноименны.
3. положительно, если светило приближается к повышенному полюсу, и отрицательно, если светило удаляется от повышенного полюса.
   Это официальное правило. Оно сформулировано в “МТ-75” и в учебниках по Мореходной астрономии. Правило требует глубоких знаний по небесной сфере. Чтобы не ошибиться в знаках при практическом решении задачи, рекомендуется использовать следующее правило Мурманского:
   Если и одноименны, то знак такой же, как в МАЕ.
   Если же и разноименны, то знак противоположный знаку в МАЕ.
4. Часовую разность широт можно определить графически на карте, либо выбрать из таблицы 24 МТ-75, либо расчитать по формуле = vcosИК

Официальное правило знака часового изменения широты: положительно, если широта и РШ одноименны, и отрицательно, если широта и РШ разноименны.

Т.к. чаще всего вычисляют на калькуляторе, то рекомендуется следующее калькулятороное правило:
В северном полушарии знак такой же, как на калькуляторе, а в южном полушарии знак противоположный знаку калькулятора.

Планирование и порядок наблюдений

Этот эффективый метод ОМС требует наблюдений в определенные моменты времени, поэтому важную роль играет планирование наблюдений, которое является обязательным элементом вычислений. Последовательность планировния покажем на следющем примере:
12 октября 2001 года судно следует ИК=124° со скоростью v=15,6 уз в юго-восточной части Тихого океана. Необходимо определиться методом соответствующих высот.

Если же и разноименны, то знак противоположный знаку в МАЕ.

1. Часовую разность широт можно определить графически на карте, либо выбрать из таблицы 24 МТ-75, либо расчитать по формуле = vcosИК

Официальное правило знака часового изменения широты: положительно, если широта и РШ одноименны, и отрицательно, если широта и РШ разноименны.

Порядок вычислений

Полученные обсервованные координаты соответствуют судовому времени кульминации Солнца. Способ соответствующих высот наиболее эффективен в малых широтах, т.к. в этом случае при такой большой высоте азимут изменяется достаточно быстро и интервал между наблюдениями соответствующих высот и кульминацией составляют от 20 до 40 минут.

Достоинства и недостатки метода

• Данный способ имеет минимальный объем вычислений – необходимо исправить одну выоту, рассчитать один гринвичский часовой угол и плюс еще небольшие вычисления, нет вычислений счислимых высот и азимутов по таблицам ВАС-58.
• Способ полностью аналитический, нет графической прокладки, следоватиельно, нет ошибок графики.
• Способ не требует знания счислимой широты и долготы, т.е. место получается обсервованным.
• В расчете долготы участвуют только моменты времени измерения соответствующих высот, а сами высоты не участвует. Следовательно долготу можно определить при помощи неисправного секстана.
• Обсервованная долгота свободна от систематических погрешностей.
• Используя элементы предвычисления, в выборках i+s, h_d, h _{+ p}, R широту получаем через 1-2 минуты после измерения максимальной высоты. Долготу после последних измерений можно так же получить быстро, если заранее в промежутке времени между кульминацией и последними измерениями заранее рассчитать t_o‘.

• Cпособ ограничен по широте, используется в основном в тропиках и вблизи тропиков, когда высота Солнца достигает более 70°. В средних широтах эффективность этого способа теряется, так как интервал времени между моментом кульминации и моментами измерения соответствующих высот удлиняется до 1,5 – 2-х часов.
• Данный способ подвержен влиянию гидрометеорологических факторов, требует идеальных погодных условий. Чтобы уменьшить влияние этого фактора рекомендуется измерять не одну соответствующую высоту, а серию высот.
• Высоты более 70° не так легко измерять, требуется высокая квалификация.

Скачать одним файлом (word) с иллюстрациями.

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

opredelenie_mesta_sydna_po_sootvetstvyuwim_visotam_solnca.doc (193,5 KiB, 74 hits)
У Вас нет доступа для скачивания этого файла.

Определение места судна по соответствующим высотам Солнца Идея метода соответствующих высот. Планирование и порядок наблюдений. Порядок вычислений. Достоинства и недостатки метода. Идея метода соответствующих высот Метод ВЛП для ОМС по Солнцу в малых широтах неприменим в силу особенностей суточного вращения Солнца. В этом можно убедиться, рассмотрев представленный справа фрагмент основных таблиц ВАС-58. Если высота меньше …

Источник