Celestial Navigation Theory - The Celestial Sphere & PZX Triangle

Prérequis

Cette leçon fait partie du programme RYA/MCA Yachtmaster Ocean. Avant de commencer, vous devez :

• Être titulaire, ou être en train de préparer, le certificat de compétence RYA/MCA Yachtmaster Offshore (ou MCA OOW Yachts de moins de 3000 gt). L'examen Ocean ne peut pas être passé sans l'un de ces certificats.
• Maîtriser parfaitement le point à la carte du Day Skipper et du Coastal Skipper : latitude et longitude, conversion vrai/magnétique, variation et déviation, estime (DR) et position estimée (EP), relèvements et droites de position transportées.
• Comprendre les notions de base d'astronomie abordées au niveau Offshore : ce qu'est un sextant, le principe d'une observation de midi pour la latitude et la vérification du compas au soleil.
• Avoir étudié les leçons complémentaires sur les corrections du sextant (Hs vers Ho) et sur l'Almanach nautique et les tables de réduction des observations, ou les étudier en parallèle de celle-ci.

Le cours à terre RYA/MCA Yachtmaster Ocean (la voie habituelle vers la théorie) couvre la navigation astronomique, l'utilisation du sextant, la mesure du temps, la vérification du compas et le point au soleil ; l'épreuve écrite est réussie à partir de 60 %. Les candidats doivent avoir 18 ans révolus, et la traversée océanique qualifiante doit faire 600 milles nautiques ou plus, dont au moins 200 milles à plus de 50 milles nautiques de la terre, et durer 96 heures ou plus. Les observations astronomiques sont recueillies pendant cette traversée, ou pendant une autre traversée hors de vue de terre.

Retenez ce que l'examinateur va demander. Pour être reçu au Yachtmaster Ocean, vous devez avoir navigué à l'astre hors de vue de terre, et vous devez présenter les relevés : au minimum, la préparation, la réduction et le tracé d'une hauteur méridienne combinée à un point soleil-route-méridien (ou soleil-route-soleil) ainsi qu'une vérification du compas au moyen du relèvement du soleil, de la lune, d'une étoile ou d'une planète. Tout ce que contient cette leçon vise à vous permettre de produire ces preuves avec assurance.

Objectifs d'apprentissage

À la fin de cette leçon, vous serez capable de faire ce qui suit. Les points du programme RYA Yachtmaster Ocean couverts sont indiqués entre parenthèses : navigation astronomique, mesure du temps, utilisation du sextant et corrections, vérification du compas et point au soleil.

• Décrire la sphère céleste et les coordonnées qui y sont utilisées : déclinaison, angle horaire de Greenwich (GHA), angle horaire local (LHA), angle horaire sidéral (SHA) et le point vernal (First Point of Aries).
• Expliquer la position géographique (GP) d'un astre et pourquoi une seule hauteur vous place sur un cercle de hauteur égale.
• Relier la distance zénithale à la distance au GP (1 minute d'arc = 1 mille nautique).
• Gérer correctement le temps : UT, heure de zone, erreur et marche du chronomètre.
• Choisir une position présumée (AP) et réduire une observation du soleil par la méthode d'interception de Marcq St Hilaire.
• Calculer une latitude par hauteur méridienne, et une latitude par Polaris.
• Combiner une observation matinale du soleil avec une latitude de midi pour obtenir un point soleil-route-méridien.
• Effectuer une vérification du compas par le relèvement d'un astre.
• Planifier des observations d'étoiles au crépuscule à l'aide d'un trouve-étoiles, identifier les principales étoiles et constellations de navigation, et tracer un point à plusieurs astres.
• Réaliser une bonne observation au sextant, la consigner correctement et en juger la qualité (programme : utilisation du sextant).
• Réduire les observations de la lune et des planètes et trouver le relèvement vrai du soleil au lever et au coucher par l'amplitude (programme : vérification du compas, navigation astronomique).
• Choisir des observations donnant un bon angle de coupe pour un point soleil-route-soleil ou soleil-route-méridien, et évaluer la précision du résultat (programme : point au soleil).
• Préparer les justificatifs écrits de navigation astronomique que l'examinateur Ocean exige (programme : documentation de la traversée qualifiante).

Pourquoi l'astronomie compte encore

Le GPS est excellent, mais c'est un point de défaillance unique : un coup de foudre, une installation électrique noyée, une antenne défaillante, un brouillage ou un leurrage, ou une panne du système satellitaire peuvent tous laisser un voilier océanique sans position à 1 500 milles de la terre. Un sextant, une montre précise, un almanach nautique à jour, des tables de réduction et des feuilles de tracé ne consomment pas d'énergie et ne peuvent pas être brouillés. Un navigateur capable d'obtenir deux bonnes droites de position par jour et une vérification quotidienne du compas peut traverser n'importe quel océan en sécurité, et la rigueur de l'astronomie (tenir une estime, relever le baromètre, vérifier le compas) fait de vous un meilleur navigateur même quand le GPS fonctionne.

L'ouvrage recommandé par la RYA pour le cours Ocean, Celestial Navigation de Tom Cunliffe, souligne qu'un skipper hauturier compétent peut naviguer au soleil bien avant d'avoir terminé le livre, et que les étoiles, les planètes et même la lune sont plus faciles que leur réputation ne le laisse croire ; le seul chapitre à ne pas sauter est celui consacré aux notions et aux définitions, car tout le reste s'appuie dessus. Il en va de même pour cette leçon : maîtrisez d'abord la sphère céleste, le GP, les angles horaires et la distance zénithale, et le reste devient routinier.

La précision de l'astronomie est modeste selon les critères actuels. Depuis un petit voilier dans une mer formée, un observateur compétent obtient des droites de position précises à environ 1 à 3 milles, et un point précis à quelques milles. C'est largement suffisant au large ; ce n'est pas suffisant pour la navigation côtière entre les récifs, c'est pourquoi les atterrissages sont planifiés de jour, avec une marge.

La sphère céleste

Pour naviguer par le ciel, nous utilisons un modèle simple : imaginez tous les astres peints sur la face intérieure d'une immense sphère centrée sur la Terre. Les distances réelles n'ont pas d'importance pour la navigation ; seules les directions comptent. Sur cette sphère, nous traçons des lignes qui reproduisent celles de la Terre.

• L'axe de la Terre, prolongé, rencontre la sphère aux pôles célestes nord et sud (NCP et SCP). Polaris se trouve à moins de 1 degré du NCP.
• L'équateur terrestre, projeté vers l'extérieur, devient l'équateur céleste (aussi appelé équinoxial).
• Le soleil semble parcourir la sphère une fois par an le long de l'écliptique, incliné d'environ 23 degrés 26 minutes sur l'équateur céleste. Le point où le soleil traverse l'équateur céleste en allant vers le nord (vers le 20 mars) est le point vernal (First Point of Aries), point zéro pour la position des étoiles.

Le schéma ci-dessous montre la sphère céleste avec les pôles, l'équateur céleste et la déclinaison d'une étoile mesurée au nord de celui-ci.

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Coordonnées célestes

Deux points à noter. D'abord, les angles horaires se mesurent toujours vers l'ouest sur les 360 degrés complets, contrairement à la longitude qui s'arrête à 180 E ou W. Ensuite, le GHA de chaque astre augmente d'environ 15 degrés par heure à mesure que la Terre tourne (le soleil très exactement 15 degrés ; le point vernal et les étoiles légèrement plus, 15 degrés 02,5 minutes ; la lune environ 14 degrés 19 à 14 degrés 36 minutes).

Les relations essentielles sont :

• LHA = GHA moins longitude ouest, ou LHA = GHA plus longitude est. Si le résultat dépasse 360 degrés, retranchez 360 ; s'il est négatif, ajoutez 360. Aide-mémoire : « Ouest on retranche, Est on ajoute ». Vérification de bon sens : l'astre étant sur votre méridien, LHA vaut 0 et GHA égale votre longitude ouest.

Le conseil de Tom Cunliffe, dans le texte recommandé par la RYA sur le sujet, est de dessiner un schéma chaque fois que l'on doute, car sans une bonne compréhension du LHA « le reste du livre pourrait aussi bien être écrit en hottentot ». Les quatre cas possibles :

• GHA d'une étoile = GHA point vernal + SHA de l'étoile (retrancher 360 si le résultat dépasse 360).

La position géographique (GP)

À chaque instant, chaque astre se trouve directement à la verticale d'un point de la Terre. Ce point est sa position géographique. Sa latitude est égale à la déclinaison de l'astre, et sa longitude est donnée par son GHA (GHA jusqu'à 180 degrés = cette longitude ouest ; GHA supérieur à 180 = 360 moins GHA, est). L'almanach nous indique donc, pour chaque seconde d'UT, exactement où se trouve sur la Terre le GP de chaque astre.

Le schéma ci-dessous montre l'astre, son GP à la surface de la Terre, ainsi que le GHA et la déclinaison qui le définissent.

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Le GP du soleil file vers l'ouest à environ 900 nœuds (15 degrés par heure x 60 milles à l'équateur). C'est pourquoi le temps est si critique : une erreur de 4 secondes de temps déplace le GP de 1 minute de longitude, soit jusqu'à 1 mille d'erreur de position.

Hauteur, distance zénithale et cercle de hauteur égale

Votre zénith est le point de la sphère céleste situé directement au-dessus de votre tête. L'angle entre votre zénith et un astre est la distance zénithale (ZD), et l'angle entre l'horizon et l'astre est sa hauteur. Ils font toujours un total de 90 degrés :

ZD = 90 degrés moins Ho (Ho = hauteur observée corrigée et vraie)

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Comme une minute d'arc d'un grand cercle à la surface de la Terre vaut un mille nautique, la distance zénithale est votre distance au GP. Si la hauteur vraie du soleil est de 40 degrés 00 minutes, ZD vaut 50 degrés = 3 000 milles nautiques. Vous êtes à 3 000 milles du GP du soleil.

Mais vous pourriez vous trouver n'importe où sur un cercle de rayon 3 000 milles autour du GP. Tout observateur situé sur ce cercle voit le soleil exactement à la même hauteur au même instant. C'est le cercle de hauteur égale, l'équivalent astronomique d'un cercle de distance sur un radar.

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Comme le rayon est très grand, la petite portion du cercle qui passe près de vous est, pour le travail à la carte, une droite perpendiculaire à la direction de l'astre. Ce segment de droite est votre droite de position (LOP). Deux LOP provenant d'astres différents (ou d'un même astre à deux instants, la première droite étant transportée) donnent un point.

Le triangle PZX

Les mathématiques qui sous-tendent la réduction des observations sont le triangle sphérique formé par le Pôle élevé, votre Zénith et la X position de l'astre :

• PZ = co-latitude (90 moins votre latitude)
• PX = distance polaire (90 moins la déclinaison si elle est de même nom que votre latitude, 90 plus la déclinaison si elle est de nom contraire)
• ZX = distance zénithale (90 moins la hauteur)
• l'angle en P est le LHA (ou 360 moins LHA)
• l'angle en Z est l'angle azimutal, qui donne le relèvement vrai de l'astre

Connaissant votre latitude (présumée), la déclinaison et le LHA, le triangle peut être résolu pour la hauteur et l'azimut que vous verriez. C'est exactement ce que font les tables de réduction des observations.

Le temps

Toutes les données de l'almanach sont tabulées par rapport à l'UT (Temps universel, pour la navigation identique au GMT/UTC). Les horloges de bord indiquent normalement l'heure de zone. La description de zone est le nombre d'heures à ajouter à l'heure de zone pour obtenir l'UT : en longitude ouest elle est positive, en longitude est négative. Chaque zone a 15 degrés de large, centrée sur un multiple de 15 degrés ; par exemple 042 W se trouve dans la zone +3 (de 37,5 W à 52,5 W), donc 0840 heure de zone correspond à 1140 UT.

Votre montre d'observation (le « chronomètre ») doit être vérifiée chaque jour par rapport à un signal horaire radio ou à l'UT du GPS. Consignez :

• Erreur du chronomètre : de combien la montre avance ou retarde, par exemple « 2 secondes de retard ».
• Marche : de combien l'erreur varie par jour, par exemple « gagne 0,5 seconde par jour ».

Sans vérification de l'heure pendant 20 jours à 0,5 seconde par jour, vous accumuleriez 10 secondes d'erreur, soit 2,5 minutes de longitude. C'est pourquoi la marche est consignée : vous pouvez encore prédire l'erreur avec précision si votre source de temps tombe en panne.

Conseils pratiques : utilisez une montre numérique réglée sur l'UT, lancez un chronomètre au moment de l'observation (« Mark ! ») si vous n'avez pas d'aide, et notez toujours les secondes. Attention au changement de date en UT : une observation en soirée en longitude ouest peut correspondre à la date UT suivante. Gardez une horloge de navigation réglée en permanence sur l'UT comme référence finale lorsque votre esprit bloque sur un calcul de zone, et lorsqu'une conversion franchit minuit, raisonnez logiquement : en zone +8 à 1830 heure de zone le 25 mars, l'UT vaut 1830 plus 8 heures = 2630, soit 0230 UT le 26 mars.

Le soleil moyen et le soleil vrai. L'almanach tabule tout par rapport à l'UT, qui est réglée par un « soleil moyen » imaginaire se déplaçant à une vitesse parfaitement régulière. Le soleil réel (vrai) prend de l'avance ou du retard sur lui, jusqu'à environ 16 minutes au cours de l'année ; cet écart s'appelle l'équation du temps, imprimée sur les pages quotidiennes à côté de l'heure du passage du soleil au méridien de Greenwich. C'est pourquoi le midi local n'a pas lieu à 1200 plus ou moins votre longitude exprimée en temps, et pourquoi vous vérifiez chaque jour l'heure du passage au méridien avant de préparer l'observation de midi.

Trouver l'heure du midi local. Le soleil traverse 15 degrés de longitude par heure, soit un degré toutes les quatre minutes. Prenez l'heure du passage au méridien dans l'almanach et ajoutez quatre minutes par degré de longitude ouest (retranchez pour l'est). Exemple : passage au méridien à 1157 et longitude estimée 4 W, le midi local a lieu à 1157 plus 16 minutes = 1213 UT ; pour 73 E, c'est 1144 moins 4 heures 52 minutes = 0652 UT. Utilisez un degré entier de longitude estimée et prenez de la marge en avance : vous ne voulez pas manquer le moment. Montez sur le pont dix minutes avant et suivez le soleil avec le micromètre jusqu'à ce qu'il cesse de monter ; le maximum est la hauteur méridienne. Notez qu'un navire qui se déplace vite vers le nord ou le sud peut observer une hauteur maximale légèrement avant ou après le passage réel au méridien ; à 20 nœuds plein nord ou plein sud, l'erreur peut atteindre plusieurs minutes d'arc, mais à 5 nœuds, pour un voilier, elle ne mérite que rarement qu'on s'y arrête, sauf si votre route a une forte composante nord-sud ; dans ce cas, faites l'observation à l'heure calculée du passage au méridien plutôt que d'attendre que le soleil cesse de monter.

Réaliser une bonne observation au sextant

Le calcul ne vaut que par l'observation. Le sextant lui-même, son erreur d'index et les corrections de Hs à Ho sont traités dans la leçon complémentaire ; cette section traite de la technique. La photographie ci-dessous montre un sextant utilisé en mer.

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Image : photo de l'U.S. Navy par le Photographer's Mate 3rd Class Kevin S. O'Brien, domaine public, via Wikimedia Commons.jpg) (réduite)

Technique

1. Vérifiez l'erreur d'index avant chaque séance, en amenant l'horizon et son reflet en coïncidence (ou l'étoile et son image) et en lisant l'arc. Notez si elle se trouve sur l'arc ou en dehors.
2. Choisissez une position stable basse dans le bateau, près du centre où le mouvement est le plus faible, calé contre la bastaque ou un hauban et assuré par un mousqueton. Tenez le sextant de la main droite, le cadre vertical.
3. Mettez les verres teintés pour le soleil avant de lever l'instrument. Utilisez les filtres sombres sur les deux miroirs pour éviter les lésions oculaires.
4. Trouvez l'astre. Le bras à zéro, regardez l'astre à travers la lunette ou le tube de visée, puis abaissez le bras d'index tout en inclinant le cadre pour suivre l'astre jusqu'à l'horizon. Puis ramenez l'astre sur l'horizon avec le tambour du micromètre.
5. Balancez l'arc. Faites osciller doucement le sextant de gauche à droite autour de la ligne de visée : l'astre semble décrire un arc, et la bonne lecture est celle où le bord inférieur touche tout juste l'horizon au point le plus bas de cet arc (le fond du balancement). Ne prenez jamais une observation en étant incliné.
6. Notez l'heure à la seconde près au moment où le bord inférieur touche l'horizon : dites « mark » et arrêtez le chronomètre, ou demandez à un équipier de lire la montre et de noter la valeur.
7. Faites plusieurs observations (trois à cinq) en succession rapide, notez chaque heure et hauteur, et prenez la moyenne, ou tracez les hauteurs en fonction du temps et une droite de meilleur ajustement. Une observation qui s'écarte de la droite est une erreur : rejetez-la.

Choisir les meilleures conditions

• Observez quand l'horizon est net. Dans la brume, l'horizon est flou et l'observation n'est pas fiable.
• Gardez l'astre entre environ 15 et 70 degrés de hauteur (voir ci-dessous).
• Utilisez la hauteur d'œil que vous aurez au moment de l'observation, et non la hauteur du pont. Une position basse donne un plus petit enfoncement et un horizon plus net.
• Par grosse mer, attendez d'être sur la crête d'une vague pour observer : dans un creux, l'horizon est le sommet de la vague suivante, donc la hauteur est trop faible.

La méthode d'interception (Marcq St Hilaire)

Nous ne pouvons pas tracer un cercle de 3 000 milles sur une feuille de tracé, donc nous travaillons à partir d'un point proche que nous choisissons nous-mêmes.

1. Choisissez une position présumée (AP) proche de votre estime.
2. Utilisez les tables pour calculer la hauteur (Hc) et le relèvement vrai (Zn) que l'astre aurait depuis l'AP au moment de l'observation.
3. Comparez Hc avec votre hauteur observée corrigée Ho. La différence en minutes est l'interception, en milles nautiques.
4. Si Ho est supérieur à Hc, vous êtes plus près du GP que ne l'est l'AP, donc l'interception se porte vers l'astre. Si Hc est supérieur à Ho, on la porte en s'éloignant. Aides-mémoire : « Calculée Grande Eloignement » (Calculated Greater Away) et « Ho Mo To » (Ho plus, vers).
5. Au bout de l'interception, tracez la droite de position perpendiculairement à l'azimut.

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Les deux cas sont comparés côte à côte ci-dessous. Remarquez que la droite de position est toujours perpendiculaire à la ligne d'azimut, quel que soit le sens de l'interception.

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Choisir la position présumée

Des tables telles que AP3270/NP303 (HO 249) s'utilisent avec des degrés entiers de latitude et de LHA. Nous choisissons donc l'AP de façon à rendre le calcul simple :

• Latitude présumée : le degré entier le plus proche de la latitude d'estime.
• Longitude présumée : à moins de 30 minutes de la longitude d'estime, choisie de sorte que le LHA donne un nombre entier de degrés. En longitude ouest, cela signifie que la longitude présumée a les mêmes minutes que le GHA ; en longitude est, ses minutes valent 60 moins les minutes du GHA.

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L'AP peut être éloignée de l'estime d'au plus 30 milles en latitude et de 30 minutes de longitude. C'est sans conséquence : la méthode d'interception en tient compte. Ne soyez pas alarmé par une interception de 20 à 30 milles ; c'est le point qui compte, pas la longueur de l'interception. Des interceptions très longues (disons plus de 30 milles) introduisent de petites erreurs de courbure ; si vous en obtenez une, vérifiez d'abord votre estime et vos calculs.

La séquence complète de réduction

Chaque observation du soleil suit les mêmes neuf étapes. Apprenez-les comme un exercice.

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1. Faites l'observation ; notez Hs, l'UT (à la seconde près), la lecture du journal et la hauteur d'œil.
2. Corrigez Hs en Ho (erreur d'index, enfoncement, puis table de correction de hauteur : réfraction, demi-diamètre, parallaxe).
3. Extrayez le GHA et la déclinaison pour l'heure entière d'UT à partir des pages quotidiennes.
4. Ajoutez l'accroissement pour les minutes et les secondes (et la correction d de la déclinaison).
5. Choisissez l'AP et trouvez le LHA.
6. Entrez dans les tables avec la latitude présumée, le LHA et la déclinaison (degrés entiers, de même nom ou de nom contraire) : extrayez Hc, d et Z.
7. Appliquez à Hc la correction d pour les minutes de déclinaison ; convertissez Z en Zn.
8. Interception = Ho moins Hc, vers ou en s'éloignant.
9. Tracez depuis l'AP.

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Feuilles de tracé et tracé de la droite de position

En navigation, nous traçons les droites astronomiques sur une feuille de tracé Mercator vierge (par exemple la « Plotting Sheet » de l'Amirauté ou de Reeds) plutôt que sur une carte, car la feuille peut servir à toute latitude et offre beaucoup de place. La feuille porte des parallèles tracés, mais les méridiens sont laissés vierges pour que vous les mettiez à l'échelle.

1. Choisissez l'échelle, par exemple 1 minute de latitude = 1 cm, et portez les latitudes le long du bord gauche.
2. Mettez à l'échelle la longitude à l'aide du cosinus de la latitude moyenne de la feuille. Une minute de longitude vaut cos(latitude) milles nautiques. À 34 degrés Nord, cos 34 = 0,83, donc 1 minute de longitude vaut 0,83 mille, et 10 minutes de longitude couvrent 8,3 milles sur l'échelle des latitudes.
3. Portez la position présumée (AP) de chaque observation à sa propre latitude et sa propre longitude présumée. Chaque observation a une AP différente, car la longitude présumée est choisie pour donner un LHA entier.
4. Depuis l'AP, tracez une ligne dans la direction de l'azimut du soleil (Zn) pour une interception « vers », ou la direction opposée pour une interception « en s'éloignant », puis mesurez la distance d'interception sur l'échelle des latitudes.
5. Au bout de l'interception, tracez la droite de position perpendiculairement.
6. Étiquetez chaque droite avec l'astre, l'UT et la date.

Effectuez le tracé avec un crayon bien taillé et un compas à pointes sèches. Une droite tracée à 2 degrés de l'angle droit peut déplacer votre point d'un mille sur une longue interception, soyez donc attentif.

Exemple travaillé : soleil-route-méridien

C'est exactement le type de relevé que l'examinateur voudra voir. Les valeurs de l'almanach ci-dessous sont données à titre d'illustration pour une journée de mi-mai ; utilisez toujours l'almanach de l'année et de la date réelles.

Situation. Atlantique central, cap à l'ouest. Hauteur d'œil 3 m. Erreur d'index 2,0 minutes hors de l'arc (donc on ajoute 2,0). Route 250 vrai, vitesse 6,0 nœuds par rapport à l'eau, pas de courant connu. Les horloges de bord sont en zone +3.

Observation du matin

À 0840 heure de zone (1140 UT), l'estime est 34 20 N, 042 25 W. Vous observez le bord inférieur du soleil : Hs 46 02,5, à 11 h 40 min 00 s UT, le soleil relevé environ à l'est.

Étape 1 : de Hs à Ho.

(En pratique, la table de correction de hauteur du soleil de l'almanach regroupe réfraction, demi-diamètre et parallaxe en une seule valeur, ici +15,0.)

Étape 2 : almanach.

Étape 3 : AP et LHA. Latitude présumée 34 N. La longitude d'estime est 042 25 W ; il nous faut une longitude ouest dont les minutes valent ,2 pour annuler les minutes du GHA, à moins de 30 minutes de l'estime : 042 55,2 W. LHA = 355 55,2 moins 042 55,2 = 313 degrés. (Un LHA supérieur à 180 signifie que l'astre est à l'est du méridien, ce qui concorde avec un soleil du matin.)

Étape 4 : tables (AP3270 Vol 2 / HO 249). Entrez avec latitude 34, déclinaison 19 de même nom (toutes deux Nord), LHA 313. Extrayez : Hc 45 47, d +29, Z 097.

Étape 5 : interpolation et conversion. Les minutes de déclinaison sont 04,3. Correction = 29 x 4,3 / 60 = +2,1, arrondie à +2. Hc = 45 49. Latitude Nord, LHA supérieur à 180, donc Zn = Z = 097 T.

Étape 6 : interception. Ho 46 16,5 moins Hc 45 49,0 = 27,5 milles vers 097 T.

Étape 7 : tracé. Depuis l'AP (34 00 N, 042 55,2 W), portez 27,5 milles dans la direction 097 T. Par ce point, tracez la droite de position perpendiculaire, orientée 007/187 T. Vous êtes quelque part sur cette droite à 1140 UT.

Faire avancer la droite jusqu'à midi

Le midi vrai local (LAN) est l'instant où le GHA du soleil égale votre longitude (pour une longitude ouest). La longitude d'estime pour midi est environ 042 40 W. Le GHA à 12 h est 000 55,2, donc le soleil doit encore parcourir 41 44,8 : cela prend 2 h 47 min. Le LAN a lieu vers 14 h 47 min UT (1147 heure de bord). Commencez à surveiller le soleil dix à quinze minutes avant.

Entre 1140 et 1447 UT, il s'écoule 3 h 07 min à 6,0 nœuds : 18,7 milles sur 250 T. Faites avancer la droite de position du matin en déplaçant n'importe quel point de celle-ci de 18,7 milles selon 250 T, puis retracez la droite parallèlement à l'originale. Marquez-la de doubles pointes de flèche pour montrer qu'il s'agit d'une droite transportée.

Observation de midi (hauteur méridienne)

À midi, le soleil cesse de monter, « se stabilise », puis commence à descendre. Continuez à le ramener vers l'horizon jusqu'à ce qu'il cesse de monter ; ce maximum est la hauteur méridienne. L'heure exacte n'est pas critique pour une hauteur méridienne, et c'est l'un de ses grands avantages.

Déclinaison à 14 h 47 min UT : N 19 05,7 à 14 h, plus correction d +0,5 = N 19 06,2.

Le soleil est au sud à midi (votre latitude est au nord de sa déclinaison), donc :

ZD = 90 00,0 moins 74 55,9 = 15 04,1, et Latitude = ZD + Dec = 15 04,1 + 19 06,2 = 34 10,3 N.

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Le point

Tracez le parallèle 34 10,3 N. Son intersection avec la droite du matin transportée est le point soleil-route-méridien : 34 10,3 N, 042 40,5 W à 1447 UT. Comparez-le à l'estime, notez l'écart comme « erreur d'estime » dans le journal, et utilisez-le pour estimer le courant que vous avez subi.

Règles pour la hauteur méridienne

Pour un soleil à son méridien :

Une méthode fiable consiste à faire un croquis rapide : l'équateur, la déclinaison du soleil, le zénith, et la direction où se trouve le soleil. Vous ne pouvez pas vous tromper si vous dessinez. Nommez ZD l'opposé du relèvement de l'astre (soleil au sud, ZD est nommée Nord), puis additionnez si les noms sont identiques et soustrayez s'ils diffèrent.

Si les nuages cachent le soleil à midi, une observation hors méridien (prise à quelques minutes du LAN, la durée admise dépendant de la latitude et de la déclinaison) peut être ramenée à la hauteur méridienne à l'aide de tables hors méridien, ou simplement traitée comme une observation ordinaire et réduite par la méthode d'interception.

Soleil-route-soleil et angle de coupe

Le soleil-route-méridien est le point classique, mais il exige une observation de midi. Un point soleil-route-soleil utilise deux observations du soleil à des instants différents, la première droite étant avancée de la route parcourue. Comme chaque droite est perpendiculaire à l'azimut du soleil, l'angle de coupe entre les deux droites est égal à la différence d'azimut entre les observations.

• Une coupe de 90 degrés est idéale ; il faut au moins 30 degrés pour un point utile, et le point est mauvais si les azimuts diffèrent de moins de 30 degrés ou de plus de 150 degrés (les droites sont alors presque parallèles).
• L'observation de la matinée doit être faite au moins une heure et demie avant midi environ. Plus tôt donne une meilleure coupe mais une avance plus longue pour la droite transportée, et plus la route est longue, plus l'erreur est grande, surtout si le courant est incertain. La routine pratique de Cunliffe est une observation de la matinée vers 0930 heure locale, avancée jusqu'à la latitude de midi, contrôlée par une observation de l'après-midi entre 1400 et 1500, ramenée à la droite de midi ; par bonnes conditions, attendez-vous à une zone de position probable de deux à quatre milles de large, et gardez à l'esprit que c'est au mieux un point de route seulement.
• Aux latitudes moyennes, l'azimut du soleil change en moyenne d'environ 15 degrés par heure, mais le plus vite près de midi. Une observation du matin trois heures avant midi et une observation de l'après-midi trois heures après midi ont des azimuts différant d'environ 160 degrés à 34 degrés Nord en été : les droites sont presque parallèles et le point est mauvais.
• Mieux : une observation du matin et une latitude de midi (soleil-route-méridien, avec une coupe d'environ 90 degrés), ou deux observations prises lorsque l'azimut a changé de 60 à 120 degrés.

Exemple : soleil du matin Zn 097 et soleil de l'après-midi Zn 228. La différence est de 131 degrés, donc les droites se coupent avec un angle de 49 degrés. La route entre les observations, disons 5 heures 20 minutes à 6 nœuds sur 250 degrés vrai, fait 32 milles. Faites avancer la droite du matin de 32 milles selon 250 degrés vrai, exactement comme dans l'exemple soleil-route-méridien, et prenez le point à leur intersection avec la droite de l'après-midi. Toute erreur sur la route (loch, dérive, courant) passe directement dans le point, donc des intervalles plus courts valent mieux.

Latitude par Polaris

Polaris se trouve à moins d'un degré du pôle céleste nord, donc sa hauteur est pratiquement votre latitude. La géométrie est présentée ci-dessous : la hauteur du pôle au-dessus de votre horizon égale votre latitude.

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Les tables de l'étoile polaire de l'almanach donnent trois petites corrections (a0 à partir du LHA du point vernal, a1 à partir de la latitude, a2 à partir du mois) :

Latitude = Ho moins 1 degré + a0 + a1 + a2

Polaris n'est que de magnitude 2 et est utile entre environ 5 et 60 degrés Nord au crépuscule. Elle donne une droite de latitude qui peut être combinée avec d'autres observations d'étoiles. Elle est inutile dans l'hémisphère Sud, où il n'y a pas d'étoile polaire brillante ; là, la Croix du Sud sert à repérer le pôle sud à l'œil, mais pas à obtenir une latitude directe.

Vérification du compas par un astre

L'examen Ocean exige une vérification du compas par le relèvement d'un astre. Le principe est simple : les tables donnent le relèvement vrai (Zn) de l'astre au moment de l'observation ; comparez-le à ce que lit le compas.

1. Prenez un relèvement compas de l'astre, en notant l'UT à la minute près (et votre cap, si vous utilisez le compas de route).
2. Calculez le GHA, la déclinaison et le LHA pour cet instant, à partir de la position d'estime (ou de l'AP d'une observation qui vient d'être faite).
3. Extrayez Z des tables et convertissez-le en Zn.
4. Erreur totale = différence entre le relèvement compas et Zn. Si le compas indique plus que le vrai, l'erreur est Ouest ; si moins, elle est Est (« Erreur Ouest, compas meilleur » — « Error West, compass best »).
5. Retirez la variation de la carte pour isoler la déviation sur ce cap.

Dans l'observation du matin ci-dessus, Zn valait 097 T. Supposons que le relèvement au compas de route à 1140 UT était de 111 C et que la variation de la carte est de 12 W. Erreur totale 14 W ; déviation = 14 W moins 12 W = 2 W sur le cap 250 C.

Le schéma ci-dessous montre un autre exemple, vers midi : Zn 174 T, le compas indique 181 C, erreur totale 7 W.

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Points pratiques :

• Le meilleur moment est lorsque l'astre est bas (hauteur inférieure à environ 15 à 20 degrés) : son relèvement se prend facilement et avec précision, et il change lentement. Au lever et au coucher du soleil, le relèvement peut être obtenu à l'aide des tables d'amplitude (relèvement vrai au lever ou au coucher, à partir de la latitude et de la déclinaison). Prenez le relèvement d'amplitude lorsque le bord inférieur du soleil se trouve à environ un demi-diamètre au-dessus de l'horizon, pour tenir compte de la réfraction et de l'enfoncement.
• Un astre proche du méridien à haute hauteur change de relèvement très vite et est difficile à viser au compas : évitez-le pour les vérifications.
• Si le soleil se lève ou se couche près du cap du navire, une petite modification de route pour le placer droit devant ou droit derrière vous permet de lire son relèvement directement sur le compas de route ; la déviation sur ce cap sera presque la même que sur votre route. Si vous ne pouvez pas viser à travers le compas de route, posez sur le pont un rapporteur ou un traceur de cap avec le zéro sur la proue du navire et utilisez son bras comme alidade pour mesurer le relèvement relatif du soleil, en visant la position moyenne du soleil pendant que le bateau lacet, puis ajoutez le relèvement relatif au cap compas. Consignez chaque résultat à la fin du journal de bord et tenez à jour une vérification de la déviation sur la fiche de déviation.
• Un compas à main, utilisé à l'écart de l'acier et de l'électronique, ne doit montrer que la variation. Le compas de route montre la variation plus la déviation pour le cap courant. Vérifiez-le chaque jour et chaque fois que le cap change sensiblement ; consignez chaque résultat.

Amplitude : le relèvement d'un soleil levant ou couchant

Le relèvement vrai d'un astre au lever ou au coucher peut être obtenu sans les angles horaires de l'almanach, à partir de sa déclinaison et de votre latitude :

sin (Amplitude) = sin (Déclinaison) / cos (Latitude)

L'amplitude est l'angle à partir de l'est vrai (lever) ou de l'ouest vrai (coucher) vers le nord ou le sud, nommé comme la déclinaison. De nombreux almanachs comportent une table d'amplitude qui évite le calcul.

Exemple : déclinaison N 19 degrés, latitude 34 degrés Nord. sin (Amp) = sin 19 / cos 34 = 0,3256 / 0,8290 = 0,3928, donc l'amplitude vaut 23,1 degrés. Un soleil levant avec une déclinaison nord se relève à l'est 23,1 degrés nord, soit 090 moins 23,1 = 066,9, disons 067 degrés vrai. Vous observez le soleil lorsque son bord inférieur est à environ un demi-diamètre au-dessus de l'horizon de mer, et vous lisez 080 degrés au compas de route. Le compas indique plus que le vrai, donc l'erreur totale est de 13 degrés Ouest. Si la variation de la carte est de 12 degrés Ouest, la déviation est de 1 degré Ouest sur ce cap.

C'est une vérification rapide et puissante : elle ne nécessite ni sextant, ni chronomètre, et seulement une idée approximative de votre latitude.

Observations d'étoiles et de planètes au crépuscule

Les seules observations du soleil exigent une route entre les observations, donc le point dépend de la précision de votre estime. Les observations d'étoiles au crépuscule donnent plusieurs droites de position en moins de 20 minutes, sans route à prendre en compte, et sont donc généralement le point le plus précis de la journée.

Les étoiles ne peuvent être visées que lorsqu'à la fois l'étoile et l'horizon sont visibles : du coucher du soleil jusqu'à la fin du crépuscule civil (soleil à 6 degrés sous l'horizon) et légèrement dans le crépuscule nautique le soir, et l'inverse le matin. L'almanach donne les heures de lever, de coucher et de crépuscule par latitude.

La réduction est identique à celle du soleil, sauf que :

• GHA de l'étoile = GHA point vernal + SHA de l'étoile (SHA et Dec figurent dans la liste des étoiles sur les pages quotidiennes).
• Pas de demi-diamètre ni de parallaxe : corrigez Hs de l'erreur d'index et de l'enfoncement, puis seulement de la correction de réfraction pour les étoiles.
• Les planètes brillantes (Vénus, Jupiter, Mars, Saturne) ont leurs propres valeurs de GHA, v et d sur les pages quotidiennes, ainsi qu'une petite correction de hauteur supplémentaire pour Vénus et Mars.
• Le volume 1 de l'AP3270 (étoiles sélectionnées) permet d'entrer avec le LHA du point vernal et de lire directement Hc et Zn pour sept étoiles bien placées, ce qui est la méthode la plus rapide pour les observations au crépuscule.

Géométrie du point

Choisissez trois (mieux, quatre) astres répartis autour de l'horizon. Avec trois astres, un écart d'environ 120 degrés en azimut est idéal. Deux astres sont mieux distants de 90 degrés ; en dessous d'environ 30 degrés, le point est mal défini.

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Lorsque les trois droites sont tracées, elles se rencontrent rarement en un point. Elles forment un petit triangle, le chapeau. Avec des étoiles réparties régulièrement autour de l'horizon, le point se prend au centre du triangle, et une erreur systématique (par exemple une erreur d'index inconnue ou un enfoncement anormal) décale toutes les droites de la même façon et ne déplace pas le centre. Un chapeau de moins d'environ 3 milles de diamètre indique une bonne observation et une bonne réduction.

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Si les observations sont prises à quelques minutes d'intervalle alors que le voilier file vite, avancez les premières droites jusqu'à l'heure de la dernière observation (6 nœuds pendant 10 minutes font 1 mille, ce qui vaut la peine d'être pris en compte). Si vous n'êtes pas pressé, mettez-vous en cape pour la séance du crépuscule : le bateau s'arrête, donc les observations sont réellement simultanées, et le mouvement est réduit, ce qui accélère le travail. Sinon, notez le loch au début, au milieu et à la fin de la série, avancez les premières droites jusqu'à celle du milieu et ramenez les dernières, de sorte que le point soit daté au milieu de la séance. Visez d'abord les étoiles orientales le soir, car l'horizon à l'est s'estompe le premier, et les étoiles occidentales en premier le matin, lorsque l'horizon oriental se précise en premier ; et lorsque le tracé montre une droite très éloignée des autres, comme c'est le cas lorsque Castor est visée par erreur à la place de Pollux, rejetez-la au lieu de forcer le point pour l'inclure.

Choisir les hauteurs

Les astres situés entre environ 15 et 70 degrés sont les plus faciles et les plus fiables. En dessous de 15 degrés, la réfraction est forte et variable ; au-dessus de 70 degrés, l'astre est difficile à balancer avec précision et le cercle de position a un petit rayon, de sorte que l'approximation par une droite n'est plus valable.

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Observations de la lune et des planètes

La lune et les planètes sont des compléments utiles aux observations du crépuscule, et la lune peut être observée de jour, lorsque l'horizon est dégagé.

La lune

La lune est l'astre le plus proche, donc sa parallaxe est importante et son demi-diamètre varie. Son GHA change entre environ 14 degrés 19 minutes et 14 degrés 36 minutes par heure, donc l'accroissement doit être pris dans la colonne « lune » des pages Accroissements et Corrections, avec la correction v (la différence entre la vitesse horaire réelle et la vitesse nominale de la lune), lue sur la page quotidienne. La déclinaison nécessite aussi sa correction d.

La correction de hauteur comporte deux parties : une correction principale fondée sur la hauteur apparente, et une seconde correction fondée sur la parallaxe horizontale (HP) donnée sur la page quotidienne, avec des tables différentes pour le bord inférieur et le bord supérieur. Les corrections sont importantes, environ 50 à 60 minutes, à cause de la parallaxe. Vous ne pouvez pas utiliser les petites corrections du soleil.

Exemple illustratif : Hs 40 degrés 10,0 minutes, erreur d'index 1,0 minute sur l'arc, hauteur d'œil 3 m (enfoncement 3,0 minutes), bord inférieur, HP 58,2 minutes.

L'almanach regroupe ces éléments dans les corrections principale et HP pour donner le même résultat en une seule étape. Si vous utilisez le bord supérieur, vous retranchez le demi-diamètre (et les tables de l'almanach sont marquées pour le bord supérieur). Vérifiez toujours que le bord de la lune que vous observez correspond à la correction que vous appliquez. Lorsque la lune est en croissant ou gibbeuse, le bord éclairé est celui qui se trouve sur l'horizon, et le bord brillant est le plus facile à observer.

Planètes

Vénus, Mars, Jupiter et Saturne ont leurs propres colonnes de GHA et de déclinaison sur les pages quotidiennes, avec des corrections v et d. Leurs corrections de hauteur sont celles des étoiles (erreur d'index, enfoncement, réfraction), plus une petite correction supplémentaire pour Vénus et Mars issue de la table de l'almanach. Les planètes sont brillantes et ne scintillent pas, elles sont donc faciles à repérer au crépuscule et excellentes pour les observations. N'oubliez pas de noter quelles planètes l'almanach indique comme visibles à la date considérée.

Planifier les observations avec un trouve-étoiles

Au crépuscule, il n'y a pas le temps de se demander quelle étoile est laquelle. Le navigateur planifie ses observations à l'avance à l'aide d'un trouve-étoiles (le trouve-étoiles américain 2102-D « Rude », ou équivalent). Il se compose d'une plaque de base blanche qui montre les étoiles de navigation en projection polaire, avec une face pour le pôle nord et une face pour le pôle sud, et d'un jeu de gabarits transparents, chacun imprimé avec les courbes de hauteur et d'azimut pour une bande de latitudes.

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Mise en place pour le crépuscule

1. Trouvez l'heure du crépuscule civil (UT) pour votre position d'estime à partir de l'almanach (coucher du soleil plus la durée du crépuscule, corrigée de la longitude exprimée en temps).
2. Calculez le LHA du point vernal pour cette heure et la longitude d'estime.
3. Choisissez la face de la plaque de base correspondant à votre hémisphère (face nord pour les latitudes Nord).
4. Choisissez le gabarit de la latitude la plus proche (ils existent par pas de 10 degrés) et placez-le du bon côté.
5. Faites tourner le gabarit jusqu'à ce que sa flèche pointe la valeur du LHA du point vernal sur l'échelle de la plaque de base.

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1. Relevez toutes les étoiles situées à l'intérieur du cercle d'horizon avec leur hauteur et leur azimut approximatifs. Choisissez-en trois ou quatre entre 15 et 70 degrés, bien réparties en azimut. Notez des remplaçantes en cas de nuages.
2. Consignez la liste avec les hauteurs et les relèvements vrais, puis préréglez le sextant sur chaque hauteur. Pointez-le selon le relèvement et l'étoile apparaîtra près de l'horizon dans la lunette.

L'ordre des observations compte. Le soir, le ciel oriental s'assombrit en premier, donc son horizon s'estompe en premier ; visez l'est tôt. Les étoiles plus faibles deviennent visibles plus tard, mais l'horizon disparaît ; les astres les plus brillants (Vénus, Jupiter, Sirius) peuvent être repérés le plus tôt, parfois avant le coucher du soleil. Une approche courante consiste à viser les astres les plus brillants dès qu'ils apparaissent, puis à parcourir la liste, en terminant avant que l'horizon ne devienne flou. Le matin, l'ordre s'inverse.

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Identifier une planète par précalcul

Les planètes sont assez brillantes pour être vues au crépuscule bien avant les étoiles, donc elles sont faciles à trouver lorsque vous savez à peu près où chercher. La méthode de Cunliffe n'exige pas de trouve-étoiles : calculez l'heure du crépuscule civil, inscrivez cette heure sur une fiche de planète comme s'il s'agissait d'une observation, extrayez un GHA, une déclinaison et un LHA approximatifs pour la planète (à un degré près suffit), et passez-les dans les tables de réduction pour obtenir une hauteur et un azimut calculés, sans vous soucier de corriger les minutes de déclinaison. Au crépuscule, regardez dans la direction de l'azimut avec le compas à main (en tenant compte de la variation, car les azimuts sont vrais) et jusqu'à environ la hauteur calculée : l'étoile brillante qui s'y trouve est votre planète. Une fois identifiée, une planète change de position si lentement que vous pouvez l'utiliser pendant le reste de la traversée. Le même précalcul appliqué aux sept étoiles du volume 1 vous permet de prérégler le sextant sur chaque hauteur et de balayer l'horizon le long de chaque relèvement ; en reculant d'un degré de LHA du point vernal pour chaque quatre minutes de temps, vous pouvez commencer à viser les étoiles les plus brillantes avant l'heure officielle du crépuscule civil. Pour trouver l'UT du crépuscule civil à votre position, prenez l'heure tabulée pour votre latitude et ajoutez la longitude exprimée en temps si elle est Ouest (retranchez si elle est Est) : à 22 N, 55 W, une heure tabulée de 0504 devient 0504 plus 3 heures 40 minutes, soit 0844 UT ; à 10 S, 139 E, une heure tabulée de 1811 devient 1811 moins 9 heures 16 minutes, soit 0855 UT.

Identifier une étoile inconnue

Si une trouée dans les nuages laisse voir une étoile brillante que vous n'aviez pas prévue, faites l'observation quand même et notez son relèvement au compas. Ensuite :

1. Convertissez le relèvement compas en relèvement vrai.
2. Réglez le trouve-étoiles pour l'heure de l'observation.
3. Repérez où la hauteur mesurée et le relèvement vrai se rencontrent sur le gabarit ; l'étoile la plus proche est votre candidate.
4. Confirmez avec l'almanach (et vérifiez qu'il ne s'agit pas d'une planète ; les planètes ne sont pas imprimées sur la plaque de base et doivent être tracées au crayon à partir de leur déclinaison et de 360 moins le SHA, ou simplement identifiées par leur éclat et leur position sur l'écliptique).

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Les trouve-étoiles sont imprimés pour une époque donnée. Le SHA et la déclinaison des étoiles dérivent lentement à cause de la précession de l'axe terrestre (un cycle d'environ 26 000 ans), donc un ancien trouve-étoiles devient légèrement inexact après plusieurs décennies. C'est seulement un outil de planification : utilisez toujours l'almanach à jour pour la réduction réelle.

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Reconnaître les étoiles de navigation

L'almanach répertorie 57 étoiles sélectionnées ainsi que Polaris. Vous n'avez pas besoin de toutes les connaître, mais vous devez reconnaître les plus brillantes et les principales figures de repérage, car le trouve-étoiles ne sert à rien si vous ne trouvez pas l'étoile dans le ciel. Parmi les étoiles de navigation les plus brillantes figurent Sirius, Canopus, Rigil Kentaurus, Arcturus, Véga, Capella, Rigel, Procyon, Achernar, Bételgeuse, Hadar, Altaïr, Acrux, Aldébaran, Épi de la Vierge (Spica), Antarès, Pollux, Fomalhaut, Deneb et Régulus.

Ciel boréal

La Grande Ourse (Ursa Major). Les deux étoiles à l'extrémité du « plat » de la casserole, Dubhé et Merak, sont les Pointeurs. Prolongez la ligne allant de Merak à Dubhé d'environ cinq fois leur écartement, et vous atteignez Polaris. Suivez la courbe du manche jusqu'à Arcturus (« arc vers Arcturus ») puis jusqu'à Spica.

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Cassiopée est une forme en W (ou en M) de cinq étoiles, du côté opposé de Polaris par rapport à la Grande Ourse ; ainsi, quand l'une est basse, l'autre est haute. Schedar et Caph sont ses étoiles de navigation.

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Autour de l'équateur céleste

Orion chevauche l'équateur céleste et est visible des deux hémisphères (il domine les soirées d'hiver de l'hémisphère nord). Bételgeuse (rougeâtre) et Bellatrix marquent les épaules, Rigel (blanc-bleu) et Saiph les pieds. Suivez la ceinture vers le sud-est jusqu'à Sirius, l'étoile la plus brillante du ciel, et vers le nord-ouest jusqu'à Aldébaran.

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Ciel austral

La Croix du Sud (Crux) est petite et en forme de cerf-volant. Acrux est à son pied et Gacrux à sa tête ; l'axe long, de Gacrux vers Acrux, pointe à peu près vers le pôle céleste sud. À côté, Rigil Kentaurus (Alpha du Centaure) et Hadar (Bêta du Centaure) sont les Pointeurs qui permettent d'identifier la véritable Croix (il existe une « fausse Croix » à proximité, dépourvue de pointeurs). En prolongeant l'axe long de la Croix d'environ quatre fois et demie sa longueur, on obtient la position approximative du pôle céleste sud.

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Planètes

Vénus et Jupiter sont plus brillantes que n'importe quelle étoile et ne scintillent pas. Ce sont souvent les premières « étoiles » visibles au crépuscule du soir, et elles sont excellentes pour les observations, mais elles peuvent induire en erreur les imprudents : vérifiez toujours les notes de l'almanach sur les planètes, pour savoir lesquelles sont visibles et où.

Exemple travaillé : point d'étoiles au crépuscule

Crépuscule civil du soir, estime 22 10 S, 145 30 W. GHA du point vernal au moment de la première observation : 150 20,0. Pour Sirius, SHA 258 42,9, Dec S 16 45 (approximativement) :

• GHA Sirius = 150 20,0 + 258 42,9 = 409 02,9, moins 360 = 049 02,9.
• Longitude présumée (ouest, mêmes minutes) : 145 02,9 W. LHA = 049 02,9 moins 145 02,9 = moins 96 degrés, plus 360 = 264.
• Latitude présumée 22 S. Déclinaison 16 S, de même nom. Entrez dans les tables avec 22, 16 de même nom, LHA 264 et réduisez comme pour le soleil, mais avec la correction de hauteur de l'étoile (réfraction seulement, après l'erreur d'index et l'enfoncement).

Répétez pour, disons, Canopus et Altaïr ou Fomalhaut, choisies sur le trouve-étoiles pour obtenir trois azimuts répartis à environ 120 degrés. Tracez les trois interceptions depuis leurs propres AP (chacune aura une longitude présumée différente), et prenez le centre du chapeau comme point.

Précision et sources d'erreur

Une observation astronomique a un bilan d'erreurs comme l'estime. Les principales contributions sont :

Un observateur compétent dans une mer formée obtient donc un point précis à environ 2 à 3 milles, et une seule droite de position précise à environ 1 à 2 milles. Ce sont les limites pratiques que vous donnez à l'examinateur lorsqu'il vous demande la précision de votre position. Une erreur systématique (comme une erreur d'index non appliquée) décale toutes les droites dans la même direction ; vérifiez-la donc en premier lorsque trois droites venant de directions différentes manquent toutes l'estime dans le même sens.

Vous pouvez contrôler votre technique en comparant le point astronomique au GNSS, et en consignant l'écart chaque jour : un biais constant indique une erreur systématique, alors qu'une dispersion indique une erreur d'observation.

Routine quotidienne lors d'une traversée océanique

Une journée astronomique type, qui fournit aussi exactement les preuves que l'examinateur attend :

1. Crépuscule du matin : trois à quatre observations d'étoiles ou de planètes pour un point (si le ciel le permet), et une vérification du compas sur une étoile ou une planète basse.
2. Milieu de matinée (soleil à environ 3 à 4 heures de midi, relevé nettement à l'est du méridien) : observation du soleil, droite de position, plus une vérification du compas.
3. Midi : hauteur méridienne pour la latitude ; transportez la droite du matin pour le point soleil-route-méridien. De nombreux voiliers consignent ici le chemin parcouru de midi à midi.
4. Après-midi : observation du soleil ; transportez la latitude de midi pour un point soleil-route-soleil ou midi-route-après-midi.
5. Crépuscule du soir : observations d'étoiles.
6. Tout au long de la journée : relevés horaires du loch (loch, cap, baromètre), estime tenue à jour, chronomètre vérifié par rapport au signal horaire, et son erreur et sa marche consignées.

Ce que recherchera l'examinateur

L'examinateur Ocean évalue les relevés astronomiques que vous présentez, puis vous demande de les expliquer. Un bon relevé d'observation montre chaque étape.

• Préparation. La date, l'estime, et la raison du choix de l'heure (crépuscule, matin, midi).
• Données d'observation. Hs, UT avec l'erreur du chronomètre appliquée, hauteur d'œil et erreur d'index, chacun indiqué.
• Corrections. Le calcul complet de Hs à Ho, avec la source de chaque correction.
• Extraction de l'almanach. GHA, déclinaison, d, accroissements et corrections, chacun présenté.
• Réduction. La position présumée, le LHA, les tables utilisées, Hc, d, Z et Zn, et l'interception avec son sens.
• Tracé. La feuille de tracé, avec chaque droite étiquetée, la route avancée, et le point avec une heure. Une déclaration claire de l'erreur d'estime et du courant impliqué.
• Vérification du compas. Date et heure, astre, Zn calculé, relèvement compas, erreur totale, variation et déviation.
• Journal du chronomètre. Vérifications horaires quotidiennes avec erreur et marche.

On vous posera aussi des questions du type : pourquoi cette AP a-t-elle été choisie, pourquoi avez-vous porté l'interception vers l'astre, quelle est la précision de ce point selon vous, et si le soleil avait été caché par les nuages à midi ? Les réponses doivent montrer la compréhension, non la récitation.

Erreurs courantes

• Mauvaise heure. Utiliser l'heure de zone au lieu de l'UT, oublier le changement de date en UT, ou ignorer l'erreur du chronomètre. Quatre secondes de temps font une minute de longitude.
• Calcul du LHA. Ajouter la longitude ouest ou retrancher la longitude est ; oublier de ramener le résultat dans l'intervalle 0 à 360.
• Longitude présumée. Choisir des minutes qui n'annulent pas les minutes du GHA, de sorte que le LHA n'est pas un degré entier ; en longitude est, oublier que les minutes doivent être 60 moins les minutes du GHA.
• Même nom / nom contraire. Entrer dans la mauvaise moitié de la page de table lorsque la déclinaison et la latitude ont des noms différents.
• Utiliser la latitude de l'AP au mauvais endroit. La latitude de l'AP entre dans les tables ; l'interception est tracée depuis l'AP, et non depuis l'estime.
• Tracer l'interception dans le mauvais sens. Rappelez-vous « Calculée Plus Grande, En s'éloignant » (Calculated Greater Away).
• Conversion de Z en Zn. En latitude Nord, un LHA supérieur à 180 signifie Zn = Z ; un LHA inférieur à 180 signifie Zn = 360 moins Z. Les règles pour l'hémisphère Sud diffèrent (elles sont imprimées sur chaque page de table). Vérification de bon sens : un astre du matin est à l'est de vous, un astre de l'après-midi à l'ouest.
• Oublier la correction d de la déclinaison ou de Hc.
• Erreurs de signe à l'observation de midi. Faites un croquis à chaque fois.
• Mauvais transport de la droite. Avancez toute la droite selon la route et la distance réellement faites, et non seulement l'AP ; et tenez compte du courant connu.
• Erreur d'identification d'étoile. Viser une planète en croyant qu'il s'agit d'une étoile, ou la mauvaise étoile ; confirmez avec le trouve-étoiles et l'almanach.
• Mauvaise géométrie du point. Deux astres distants de seulement 20 degrés en azimut donnent un point très sensible aux petites erreurs.

Notes de sécurité

• Ne regardez jamais le soleil à travers la lunette du sextant sans les verres teintés adéquats en place ; mettez les verres avant de lever l'instrument. Des lésions oculaires permanentes surviennent en une fraction de seconde.
• Assurez-vous par un mousqueton ou calez-vous solidement lorsque vous faites des observations sur le pont de nuit.
• Les positions astronomiques sont précises à quelques milles près : planifiez les atterrissages de jour, avec une large marge par rapport aux récifs et aux îles basses, et utilisez toutes les autres sources (sonde, radar, relèvements visuels) à mesure que vous approchez de la terre.
• Gardez des copies papier de l'almanach et des tables, ainsi que des crayons de rechange ; ne vous fiez pas à une application de téléphone comme seule méthode de réduction.

Résumé

• Le GP d'un astre est défini par son GHA et sa déclinaison ; votre distance zénithale (90 moins Ho) est votre distance au GP, 1 minute = 1 mille.
• Une hauteur vous place sur un cercle de hauteur égale ; près de vous, c'est une droite de position perpendiculaire à l'azimut.
• LHA = GHA moins longitude ouest, ou plus longitude est. GHA d'une étoile = GHA point vernal + SHA.
• La méthode d'interception : choisir une AP, calculer Hc et Zn, interception = Ho moins Hc, vers si Ho est plus grand, en s'éloignant si Hc est plus grand.
• La hauteur méridienne de midi donne directement la latitude : Lat = ZD plus ou moins Dec. Combinée à une droite de soleil du matin transportée, elle donne le point soleil-route-méridien exigé pour l'examen Ocean.
• Les vérifications du compas comparent le Zn calculé à un relèvement compas observé ; faites-les chaque jour sur un astre bas.
• Les observations d'étoiles au crépuscule donnent le meilleur point : planifiez-les avec un trouve-étoiles, choisissez des astres à 15 à 70 degrés de hauteur et bien répartis en azimut, et prenez le centre du chapeau.
• Connaissez les principaux pointeurs : la Grande Ourse vers Polaris, Orion vers Sirius et Aldébaran, les pointeurs du Centaure vers la Croix du Sud.

Vérifiez votre compréhension

1. La hauteur corrigée du soleil est de 52 30,0. À quelle distance êtes-vous de son GP ?

Réponse : ZD = 90 00,0 moins 52 30,0 = 37 30,0 = 37,5 x 60 = 2 250 milles nautiques.

1. Le GHA du soleil est de 038 14,6 et votre longitude d'estime est de 027 40 E. Choisissez une longitude présumée et trouvez le LHA.

Réponse : En longitude est, les minutes de la longitude présumée doivent valoir 60 moins 14,6 = 45,4, à moins de 30 minutes de l'estime : 027 45,4 E. LHA = 038 14,6 + 027 45,4 = 066 degrés.

1. Ho vaut 33 12,0 et Hc vaut 33 20,0. Quelle est l'interception et dans quel sens se trace-t-elle ?

Réponse : 8,0 milles en s'éloignant de l'astre (Calculée Plus Grande, En s'éloignant), tracés depuis l'AP selon l'opposé de Zn, avec la LOP tracée perpendiculairement.

1. À midi, vous êtes en latitude Nord, le soleil est au sud, Ho vaut 60 20,0 et la déclinaison est S 05 15,0. Quelle est votre latitude ?

Réponse : ZD = 29 40,0 (nommée N parce que le soleil est au sud). La déclinaison est de nom contraire, donc Lat = ZD moins Dec = 29 40,0 moins 05 15,0 = 24 25,0 N.

1. Pourquoi une erreur de chronomètre de 20 secondes est-elle importante, et que faut-il consigner chaque jour ?

Réponse : Le GP du soleil se déplace de 15 minutes d'arc de longitude par minute de temps, donc 20 secondes donnent une erreur de 5 minutes de longitude (jusqu'à 5 milles). Consignez l'erreur du chronomètre et sa marche quotidienne par rapport à un signal horaire radio ou à l'UT du GPS.

1. Votre observation du soleil donne Zn 245 T. Au même instant, le compas à main indique 258 C et la variation est de 11 W. Quelle est l'erreur, et que signifient les 2 degrés restants ?

Réponse : Erreur totale 13 W (le compas indique plus que le vrai). La variation explique 11 W, il reste 2 W, ce qui, pour un compas à main, indique une perturbation magnétique locale (déviation) à l'endroit où il a été utilisé, ou une erreur d'observation. Recommencez à l'écart du métal et de l'électronique.

1. Pourquoi préfère-t-on trois étoiles distantes d'environ 120 degrés en azimut plutôt que trois étoiles toutes dans le ciel occidental ?

Réponse : Des droites largement espacées se coupent sous de bons angles, donnant un petit chapeau bien défini ; les erreurs systématiques (comme une erreur d'index inconnue) décalent les trois droites de la même façon, et le centre du triangle reste juste. Des étoiles regroupées donnent des intersections peu marquées et un point grand et peu fiable.

1. Comment réglez-vous un trouve-étoiles 2102-D pour le crépuscule du soir ?

Réponse : Trouvez l'UT du crépuscule civil pour votre estime, calculez le LHA du point vernal pour cette heure, choisissez la face de la plaque de base pour votre hémisphère et le gabarit de votre latitude la plus proche, puis faites tourner le gabarit pour que sa flèche pointe le LHA du point vernal. Relevez la hauteur et l'azimut des étoiles appropriées (15 à 70 degrés de hauteur, bien réparties en azimut).

1. Dans l'hémisphère Nord, comment trouve-t-on Polaris, et comment s'en sert-on ?

Réponse : Prolongez la ligne allant de Merak à Dubhé (les Pointeurs de la Grande Ourse) d'environ cinq fois leur écartement. Sa hauteur, corrigée et avec les trois corrections de la table de l'étoile polaire appliquées (Lat = Ho moins 1 degré + a0 + a1 + a2), donne la latitude.

1. Quel est le minimum de preuves astronomiques à présenter à l'oral du Yachtmaster Ocean ?

Réponse : Des relevés, effectués à bord hors de vue de terre sans aides électroniques, de la préparation, de la réduction et du tracé d'une observation de hauteur soleil-route-méridien (ou soleil-route-soleil), et d'une vérification du compas par le relèvement du soleil, de la lune, d'une étoile ou d'une planète.

1. Quel est le relèvement vrai du soleil au lever si sa déclinaison est N 10 degrés et votre latitude est 40 degrés Nord ?

Réponse : sin (Amp) = sin 10 / cos 40 = 0,1736 / 0,7660 = 0,2267, donc l'amplitude vaut 13,1 degrés. Un soleil levant avec une déclinaison nord se relève à l'est 13,1 degrés nord, soit 090 moins 13,1 = 076,9, disons 077 degrés vrai.

1. Deux observations du soleil donnent des azimuts de 110 et 130 degrés. Pourquoi est-ce un mauvais choix pour un point, et que feriez-vous ?

Réponse : Les azimuts ne diffèrent que de 20 degrés, donc les droites de position se coupent sous 20 degrés, en dessous du minimum de 30 degrés, et le point est très sensible aux petites erreurs. Attendez que le soleil ait suffisamment changé d'azimut (une différence de 60 à 90 degrés est meilleure), ou faites une hauteur méridienne de midi pour une droite de latitude et utilisez un point soleil-route-méridien.