Celestial Navigation Theory - The Celestial Sphere & PZX Triangle

Предварительные требования

Этот урок входит в программу RYA/MCA Yachtmaster Ocean. Прежде чем начать, вы должны:

• Иметь или работать над получением сертификата о компетентности RYA/MCA Yachtmaster Offshore (или MCA OOW Yachts для судов менее 3000 рег. т). Экзамен Ocean нельзя сдать без одного из этих документов.
• Полностью владеть прокладкой для Day Skipper и Coastal Skipper: широта и долгота, перевод истинных курсов в магнитные, склонение и девиация, счисление (DR) и расчетное место (EP), определения по двум пеленгам и перенесенные линии положения.
• Понимать базовые астрономические знания, предусмотренные на уровне Offshore: что делает секстан, идея полуденного наблюдения для широты и проверки компаса по солнцу.
• Изучить сопутствующие уроки «Поправки секстана (Hs в Ho)» и «Морской астрономический ежегодник и таблицы для вычисления высоты», либо изучить их параллельно с этим уроком.

Курс RYA/MCA Yachtmaster Ocean, проводимый на берегу (обычный путь к теории), охватывает астронавигацию, работу с секстаном, измерение времени, проверку компаса и определение места по солнцу; его письменный экзамен сдается с результатом 60 процентов. Кандидаты должны быть старше 18 лет, а квалифицирующий океанский переход составляет 600 миль и более, из них не менее 200 миль на расстоянии более 50 миль от берега, продолжительностью 96 часов и более. Астрономические данные собираются на этом переходе или на другом переходе вне видимости берега.

Помните, что потребует экзаменатор. Чтобы получить Yachtmaster Ocean, вы должны были вести яхту по астрономическим данным вне видимости берега и принести документы: как минимум, планирование, редукцию и прокладку высоты солнца в меридиане с учетом пройденного пути (sun-run-meridian, или sun-run-sun) и проверку компаса по пеленгу солнца, луны, звезды или планеты. Всё в этом уроке направлено на то, чтобы уверенно подготовить такие документы.

Цели обучения

К концу этого урока вы сможете делать следующее. В скобках указаны пункты программы RYA Yachtmaster Ocean, которые охватывает урок: астронавигация, измерение времени, работа с секстаном и поправки, проверка компаса и определение места по солнцу.

• Описать небесную сферу и координаты на ней: склонение, гринвичский часовой угол (GHA), местный часовой угол (LHA), звездный часовой угол (SHA) и первую точку Овна.
• Объяснить географическое место (GP) светила и то, почему одна высота помещает вас на окружность равной высоты.
• Связать зенитное расстояние с расстоянием до GP (1 минута дуги = 1 морская миля).
• Правильно обращаться со временем: UT, поясное время, поправка и суточный ход хронометра.
• Выбрать условное место (AP) и редуцировать солнечное наблюдение методом секущей Марка Сен-Илера (Marcq St Hilaire).
• Вычислить широту по высоте в меридиане и широту по Полярной звезде.
• Объединить утреннее солнечное наблюдение с полуденной широтой и получить определение место sun-run-meridian.
• Провести проверку компаса по пеленгу небесного тела.
• Спланировать сумеречные наблюдения звезд с помощью звездного указателя, определять основные навигационные звезды и созвездия и наносить на карту определение по нескольким светилам.
• Качественно взять секстановое наблюдение, правильно его записать и оценить его качество (программа: работа с секстаном).
• Редуцировать наблюдения луны и планет и найти истинный пеленг солнца при восходе и закате по амплитуде (программа: проверка компаса, астронавигация).
• Выбрать наблюдения, дающие хороший угол пересечения для определения sun-run-sun или sun-run-meridian, и оценить точность результата (программа: определение места по солнцу).
• Подготовить письменные материалы по астронавигации, которые требует экзаменатор Ocean (программа: документация квалифицирующего перехода).

Зачем астронавигация сегодня

GPS превосходен, но это единственная точка отказа: удар молнии, затопление электрики, выход из строя антенны, постановка помех или подмена сигнала (спуфинг), а также отказ спутниковой системы могут оставить океанскую яхту без места за 1500 миль от берега. Секстан, точные часы, актуальный морской астрономический ежегодник, таблицы для вычисления высоты и прокладочные листы не требуют энергии и не могут быть заглушены. Штурман, который может получить два хороших линии положения в день и ежедневно проверять компас, способен безопасно пересечь любой океан, а дисциплина астронавигации (ведение счисления, записи барометра, проверка компаса) делает вас лучшим штурманом даже тогда, когда GPS работает.

Рекомендуемый RYA учебник для курса Ocean, «Celestial Navigation» Тома Каннлиффа (Tom Cunliffe), подчеркивает, что компетентный морской шкипер может начать ориентироваться по солнцу задолго до того, как закончит книгу, и что звезды, планеты и даже луна проще, чем их репутация; единственная глава, которую нельзя пропускать, — та, что посвящена понятиям и определениям, потому что всё остальное на ней строится. То же относится и к этому уроку: сначала разберитесь с небесной сферой, GP, часовыми углами и зенитным расстоянием, а остальное будет рутиной.

Точность астронаблюдений по современным меркам невелика. С малой яхты на волнении опытный наблюдатель получает линии положения точностью около 1–3 миль и определение места точностью в несколько миль. Для середины океана этого более чем достаточно; для лоцманской проводки у рифов этого недостаточно, поэтому подход к берегу планируют в светлое время с запасом.

Небесная сфера

Чтобы ориентироваться по небу, мы используем простую модель: представьте, что все небесные тела нанесены на внутреннюю поверхность огромной сферы с центром в Земле. Реальные расстояния для навигации не важны; важны только направления. На этой сфере мы проводим линии, зеркально отражающие земные.

• Ось Земли, продленная, пересекает сферу в северном и южном небесных полюсах (NCP и SCP). Полярная звезда находится менее чем в 1 градусе от NCP.
• Экватор Земли, спроецированный наружу, становится небесным экватором (также называемым небесным экватором равноденствий).
• Солнце ежегодно совершает видимое движение по сфере вдоль эклиптики, наклоненной к небесному экватору примерно на 23 градуса 26 минут. Точка, в которой солнце пересекает небесный экватор, двигаясь на север (около 20 марта), — это первая точка Овна, нулевая точка для положения звезд.

На схеме ниже показана небесная сфера с полюсами, небесным экватором и склонением звезды, отсчитываемым к северу от экватора.

Click to zoom

Небесные координаты

Два момента. Во-первых, часовые углы всегда отсчитываются к западу через полные 360 градусов, в отличие от долготы, которая идет до 180 градусов E или W. Во-вторых, GHA каждого тела увеличивается примерно на 15 градусов в час по мере вращения Земли (у солнца почти ровно 15 градусов; у Овна и звезд немного больше, 15 градусов 02,5 минуты; у луны примерно 14 градусов 19–14 градусов 36 минут).

Основные соотношения:

• LHA = GHA минус долгота W или LHA = GHA плюс долгота E. Если результат превышает 360 градусов, вычтите 360; если он отрицателен, прибавьте 360. Мнемоника: «Запад вычитаем, восток прибавляем». Проверка: когда светило находится на вашем меридиане, LHA равен 0, а GHA равен вашей долготе W.

Совет Тома Каннлиффа в рекомендуемом RYA тексте по этой теме — рисовать схему всякий раз, когда есть сомнения, потому что без понимания LHA «остальная часть книги могла бы быть написана на незнакомом языке». Четыре возможных случая:

• GHA звезды = GHA Овна + SHA звезды (вычесть 360, если сумма больше 360).

Географическое место (GP)

В любой момент каждое светило находится прямо над какой-то точкой Земли. Эта точка — его географическое место. Ее широта равна склонению светила, а долгота задается его GHA (если GHA до 180 градусов — это долгота W, если GHA больше 180 — 360 минус GHA, E). Таким образом, альманах говорит нам для любой секунды UT, где именно на Земле находится GP каждого светила.

На схеме ниже показаны светило, его GP на поверхности Земли и GHA и склонение, которые его определяют.

Click to zoom

GP солнца движется на запад примерно со скоростью 900 узлов (15 градусов в час × 60 миль на экваторе). Поэтому время так критично: ошибка в 4 секунды времени смещает GP на 1 минуту долготы, то есть до 1 мили ошибки места.

Высота, зенитное расстояние и окружность равной высоты

Ваш зенит — точка на небесной сфере прямо над головой. Угол от зенита до светила — это зенитное расстояние (ZD), а угол от горизонта до светила — его высота. Они всегда в сумме дают 90 градусов:

ZD = 90 градусов минус Ho (Ho = исправленная истинная наблюдаемая высота)

Click to zoom

Поскольку одна минута дуги большого круга на поверхности Земли равна одной морской миле, зенитное расстояние и есть ваше расстояние до GP. Если истинная высота солнца составляет 40 градусов 00 минут, ZD равно 50 градусов = 3000 морских миль. Вы находитесь в 3000 милях от GP солнца.

Но вы можете находиться где угодно на окружности радиусом 3000 миль вокруг GP. Каждый наблюдатель на этой окружности видит солнце на одной и той же высоте в один и тот же момент. Это окружность равной высоты, астрономический аналог дальностного кольца радиолокатора.

Click to zoom

Поскольку радиус очень велик, маленький участок окружности, проходящий рядом с вами, для целей прокладки можно считать прямой линией, перпендикулярной направлению на светило. Этот прямой отрезок и есть ваша линия положения (LOP). Две линии положения от разных светил (или одного светила в разное время, с перенесенной первой линией) дают определение места.

Треугольник PZX

Математика редукции высоты — это сферический треугольник, образованный Pолюсом, вашим Zенитом и положением светила X:

• PZ = дополнение широты (90 минус ваша широта)
• PX = полярное расстояние (90 минус склонение, если одноименно с вашей широтой; 90 плюс склонение, если разноименно)
• ZX = зенитное расстояние (90 минус высота)
• угол при P — это LHA (или 360 минус LHA)
• угол при Z — азимутальный угол, который дает истинный пеленг светила

Зная вашу (условную) широту, склонение и LHA, треугольник можно решить и найти высоту и азимут, которые вы должны были бы видеть. Именно это делают за вас таблицы для вычисления высоты.

Время

Все данные альманаха табулированы по UT (всемирному времени; для навигации то же, что GMT/UTC). Судовые часы обычно показывают поясное время. Поясное описание — это число часов, которое нужно прибавить к поясному времени, чтобы получить UT: при долготах W оно положительное, при долготах E — отрицательное. Каждый пояс шириной 15 градусов, центрированный на кратном 15 градусам; например, 042 W находится в поясе +3 (от 37,5 W до 52,5 W), поэтому 0840 поясного времени — это 1140 UT.

Ваши часы для наблюдений («хронометр») нужно ежедневно сверять с радиосигналом времени или UT от GPS. Записывайте:

• Поправку хронометра: насколько часы спешат или отстают, например «отстают на 2 секунды».
• Суточный ход: насколько меняется поправка за сутки, например «уходят вперед на 0,5 секунды в сутки».

Если 20 дней не сверять время при ходе 0,5 секунды в сутки, накопится ошибка 10 секунд, то есть 2,5 минуты долготы. Поэтому суточный ход записывают: даже если источник времени выйдет из строя, вы сможете точно предсказать поправку.

Практические советы: используйте цифровые часы, установленные на UT, запускайте секундомер в момент наблюдения («Отметка!»), если нет помощника, и всегда записывайте секунды. Следите за датой на линии перемены дат в UT: вечернее наблюдение при долготе W может относиться к следующей дате UT. Держите навигационные часы постоянно установленными на UT как окончательный арбитр, когда ум заходит за разум при вычислении поясного времени; а если пересчет переходит через полночь, решайте логически: в поясе +8 при 1830 поясного времени 25 марта UT равно 1830 плюс 8 часов = 2630, то есть 0230 UT 26 марта.

Средний и видимый солнце. Альманах табулирует всё по UT, которое ведется воображаемым «средним солнцем», движущимся с абсолютно равномерной скоростью. Настоящее (видимое) солнце опережает или отстает от него до примерно 16 минут в течение года; эта разница называется уравнением времени и печатается на ежедневных страницах рядом со временем прохождения солнца через меридиан Гринвича. Поэтому местный полдень не находится в 1200 плюс или минус ваша долгота в часах, и поэтому каждый день перед планированием полуденного наблюдения нужно проверять время прохождения через меридиан.

Определение времени местного полудня. Солнце проходит 15 градусов долготы за час, по одному градусу каждые четыре минуты. Возьмите время прохождения меридиана из альманаха и прибавьте четыре минуты за каждый градус долготы W (вычтите для E). Пример: прохождение меридиана в 1157 и долгота счисления 4 W дают местный полдень в 1157 плюс 16 минут = 1213 UT; для 73 E это 1144 минус 4 часа 52 минуты = 0652 UT. Используйте целый градус долготы счисления и ошибайтесь в сторону более раннего времени: вы не хотите пропустить полдень. Выйдите на палубу за десять минут заранее и следите за солнцем микрометром, пока оно перестает подниматься; максимум и есть высота в меридиане. Учтите, что быстро движущееся на север или юг судно может зафиксировать максимум высоты чуть раньше или позже истинного прохождения меридиана; при 20 узлах строго на север или юг ошибка может достигать нескольких минут дуги, но при 5 узлах яхты это редко стоит учитывать, если только ваш курс не имеет большой северо-южной составляющей; в таком случае берите наблюдение в расчетное время прохождения меридиана, а не ждите, пока солнце перестанет подниматься.

Получение хорошего наблюдения секстаном

Арифметика хороша лишь настолько, насколько хорошо наблюдение. Сам секстан, его индексная ошибка и поправки от Hs до Ho рассмотрены в сопутствующем уроке; этот раздел посвящен технике. На фотографии ниже показано использование секстана в море.

Click to zoom

Изображение: фото ВМС США, фотограф 3-го класса Кевин С. О'Брайен, общественное достояние, через Wikimedia Commons.jpg) (уменьшено)

Техника

1. Проверьте индексную ошибку перед каждым сеансом, совместив горизонт с его отражением (или звезду с ее изображением), и считайте по дуге. Запишите, находится ли она на дуге или вне ее.
2. Выберите устойчивое место низко на судне, ближе к центру, где качка наименьшая; упритесь в заднюю растяжку или ванту и пристегнитесь. Держите секстан в правой руке с вертикальной рамкой.
3. Установите затемняющие светофильтры для солнца до того, как поднимете прибор. Используйте темные фильтры на обоих зеркалах, чтобы не повредить глаза.
4. Найдите светило. При нулевом положении алидады посмотрите на светило через трубу или визирную трубку, затем опустите алидаду, наклоняя рамку, чтобы следовать за светилом до горизонта. Затем опустите светило до горизонта барабаном микрометра.
5. Качните дугу. Мягко покачивайте секстан из стороны в сторону относительно линии визирования: светило будет описывать дугу, и правильный отсчет получается тогда, когда нижний край светила едва касается горизонта в самой нижней точке этой дуги (внизу качания). Никогда не берите наблюдение при наклоне прибора.
6. Запишите время с точностью до секунды в момент, когда нижний край касается горизонта: скажите «отметка» и остановите секундомер или попросите помощника считать показание часов и записать его.
7. Сделайте несколько наблюдений (три–пять) подряд, запишите каждое время и высоту и используйте среднее, либо нанесите высоту в зависимости от времени и проведите наилучшую прямую. Наблюдение, выбивающееся из ряда, — это ошибка: отбросьте его.

Выбор лучших условий

• Берите наблюдения, когда горизонт четкий. В дымке горизонт размыт, и наблюдение ненадежно.
• Держите светило на высоте примерно от 15 до 70 градусов (см. ниже).
• Используйте высоту глаза, на которой вы будете находиться при наблюдении, а не высоту палубы. Низкое положение дает меньшее наклонение горизонта и четкий горизонт.
• В сильном волнении дождитесь, когда вы окажетесь на гребне волны, чтобы взять наблюдение: во впадине горизонтом становится гребень следующей волны, поэтому высота получится слишком малой.

Метод секущей (Marcq St Hilaire)

Мы не можем нарисовать окружность радиусом 3000 миль на прокладочном листе, поэтому работаем от близкой точки, которую выбираем сами.

1. Выберите условное место (AP) вблизи вашего счисления.
2. По таблицам вычислите высоту (Hc) и истинный пеленг (Zn), которые светило имело бы с AP в момент наблюдения.
3. Сравните Hc с исправленной наблюдаемой высотой Ho. Разность в минутах — это секущая (секущая) в морских милях.
4. Если Ho больше Hc, вы находитесь ближе к GP, чем AP, поэтому секущую откладывают в сторону светила. Если Hc больше Ho, откладывают от светила. Мнемоника: «Ho Bольше — к светилу» и «Ho Mo To» (Ho больше, к светилу).
5. В конце секущей проведите линию положения под прямым углом к азимуту.

Click to zoom

Два случая сравниваются ниже бок о бок. Обратите внимание, что линия положения всегда перпендикулярна линии азимута, независимо от того, в какую сторону откладывается секущая.

Click to zoom

Выбор условного места

Таблицы, такие как AP3270/NP303 (HO 249), входятся с целыми градусами широты и LHA. Поэтому мы выбираем AP так, чтобы вычисления были чистыми:

• Условная широта: целый градус, ближайший к широте счисления.
• Условная долгота: в пределах 30 минут от долготы счисления, выбранная так, чтобы LHA получился целым числом градусов. При долготе W это означает, что условная долгота имеет те же минуты, что и GHA; при долготе E ее минуты равны 60 минус минуты GHA.

Click to zoom

AP может отстоять от счисления до 30 миль по широте и на 30 минут по долготе. Это нормально: метод секущей это учитывает. Не пугайтесь секущей в 20–30 миль; важно определение места, а не длина секущей. Очень длинные секущие (скажем, более 30 миль) вносят небольшие ошибки кривизны, поэтому, если такая появилась, сначала проверьте счисление и арифметику.

Полная последовательность редукции

Каждое солнечное наблюдение следует одним и тем же девяти шагам. Выучите их как упражнение.

Click to zoom

1. Возьмите наблюдение; запишите Hs, UT (с точностью до секунды), показание лага и высоту глаза.
2. Исправьте Hs в Ho (индексная ошибка, наклонение горизонта, затем таблица поправок высоты: рефракция, полудиаметр, параллакс).
3. Выпишите GHA и склонение на целый час UT из ежедневных страниц.
4. Прибавьте приращение на минуты и секунды (и поправку d к склонению).
5. Выберите AP и найдите LHA.
6. Войдите в таблицы с условной широтой, LHA и склонением (целые градусы, одноименно или разноименно): выпишите Hc, d и Z.
7. Примените поправку d за минуты склонения к Hc; переведите Z в Zn.
8. Секущая = Ho минус Hc, к светилу или от светила.
9. Нанесите от AP.

Click to zoom

Прокладочные листы и нанесение линии положения

В плавании астрономические линии наносят на чистый меркаторский прокладочный лист (например, Admiralty или Reeds «Plotting Sheet»), а не на карту, поскольку лист можно использовать на любой широте и на нем достаточно места. На листе отмечены линии широты, а линии долготы оставлены пустыми для вас, чтобы вы их нанесли в масштабе.

1. Выберите масштаб, например 1 минута широты = 1 см, и отметьте широты по левому краю.
2. Нанесите масштаб долготы, используя косинус средней широты листа. Одна минута долготы равна cos(широты) морским милям. При 34 градусах северной широты cos 34 = 0,83, поэтому 1 минута долготы равна 0,83 мили, а 10 минут долготы занимают 8,3 мили по шкале широты.
3. Отметьте условное место (AP) для каждого наблюдения на его собственной широте и условной долготе. У каждого наблюдения свой AP, потому что условная долгота выбирается так, чтобы получить целый LHA.
4. От AP проведите линию в направлении азимута солнца (Zn) для секущей «к светилу» или в обратном направлении для секущей «от светила», и измерьте длину секущей по шкале широты.
5. В конце секущей проведите линию положения под прямым углом.
6. Подпишите каждую линию: светило, UT и дату.

Выполняйте прокладку острым карандашом и циркулем. Линия, проведенная под углом 2 градуса от прямого, может сместить ваше определение на милю при длинной секущей, поэтому будьте внимательны.

Пример: sun-run-meridian

Это в точности тот тип записей, который захочет увидеть экзаменатор. Приведенные ниже значения альманаха иллюстративны для дня в середине мая; всегда используйте альманах для фактического года и даты.

Ситуация. Середина Атлантики, курс на запад. Высота глаза 3 м. Индексная ошибка 2,0 минуты вне дуги (поэтому прибавить 2,0). Курс 250 истинный, скорость 6,0 узлов относительно воды, известного течения нет. Судовые часы показывают пояс +3.

Утреннее наблюдение

В 0840 поясного времени (1140 UT) счисление дает 34 20 N, 042 25 W. Вы берете наблюдение нижнего края солнца: Hs 46 02,5, в 11 ч 40 м 00 с UT, солнце примерно на востоке.

Шаг 1: Hs в Ho.

(На практике таблица поправок высоты солнца альманаха объединяет рефракцию, полудиаметр и параллакс в одну величину, здесь +15,0.)

Шаг 2: Альманах.

Шаг 3: AP и LHA. Условная широта 34 N. Долгота счисления 042 25 W; нам нужна долгота W с минутами .2, чтобы компенсировать минуты GHA, в пределах 30 минут от счисления: 042 55,2 W. LHA = 355 55,2 минус 042 55,2 = 313 градусов. (LHA больше 180 означает, что светило находится восточнее меридиана, что согласуется с утренним солнцем.)

Шаг 4: Таблицы (AP3270 Том 2 / HO 249). Входим с широтой 34, склонением 19 одноименно (оба северные), LHA 313. Выписываем: Hc 45 47, d +29, Z 097.

Шаг 5: Интерполяция и перевод. Минуты склонения 04,3. Поправка = 29 × 4,3 / 60 = +2,1, округляем до +2. Hc = 45 49. Северная широта, LHA больше 180, поэтому Zn = Z = 097 T.

Шаг 6: Секущая. Ho 46 16,5 минус Hc 45 49,0 = 27,5 мили к 097 T.

Шаг 7: Нанесение. От AP (34 00 N, 042 55,2 W) отложите 27,5 мили по направлению 097 T. Через эту точку проведите линию положения под прямым углом, идущую 007/187 T. Вы находитесь где-то на этой линии в 1140 UT.

Перенос линии до полудня

Местный истинный полдень (LAN) наступает, когда GHA солнца равен вашей долготе (для долготы W). Долгота счисления на полдень примерно 042 40 W. GHA в 12 ч равен 000 55,2, поэтому солнцу нужно пройти еще 41 44,8: это занимает 2 ч 47 м. LAN около 14 ч 47 м UT (1147 судовое время). Начните наблюдать за солнцем за десять–пятнадцать минут до этого.

Между 1140 и 1447 UT проходит 3 ч 07 м при 6,0 узлах: 18,7 мили по 250 T. Перенесите утреннюю линию положения, сдвинув любую ее точку на 18,7 мили по 250 T и проведя линию заново параллельно исходной. Отметьте ее двойными стрелками, показывая, что это перенесенная линия.

Полуденное наблюдение (высота в меридиане)

В полдень солнце перестает подниматься, «зависает», а затем начинает опускаться. Продолжайте опускать его до горизонта, пока оно больше не поднимается; этот максимум и есть высота в меридиане. Точное время не критично для высоты в меридиане, и это одно из ее больших достоинств.

Склонение в 14 ч 47 м UT: N 19 05,7 на 14 ч плюс поправка d +0,5 = N 19 06,2.

В полдень солнце находится к югу (ваша широта севернее его склонения), поэтому:

ZD = 90 00,0 минус 74 55,9 = 15 04,1, и Широта = ZD + Dec = 15 04,1 + 19 06,2 = 34 10,3 N.

Click to zoom

Определение места

Проведите параллель 34 10,3 N. Место, где она пересекает перенесенную утреннюю линию, — это определение sun-run-meridian: 34 10,3 N, 042 40,5 W в 1447 UT. Сравните его со счислением, отметьте разницу как «ошибку счисления» в журнале и используйте ее для оценки течения, которое вы испытали.

Правила высоты в меридиане

Для солнца в меридиане:

Надежный подход — сделать быстрый набросок: экватор, склонение солнца, зенит и направление, в котором находится солнце. Ошибиться невозможно, если сделать рисунок. Назовите ZD противоположно пеленгу светила (солнце к югу, ZD именуется N), затем складывайте, если наименования одинаковые, и вычитайте, если разные.

Если в полдень облака закрывают солнце, внемеридианное наблюдение (взятое в пределах нескольких минут от LAN; допустимое время зависит от широты и склонения) можно привести к высоте в меридиане по внемеридианным таблицам или просто рассматривать как обычное наблюдение и редуцировать методом секущей.

Sun-run-sun и угол пересечения

Sun-run-meridian — классическое определение места, но оно требует полуденного наблюдения. Определение sun-run-sun использует два солнечных наблюдения в разное время, при этом первая линия переносится по пройденному пути. Поскольку каждая линия перпендикулярна азимуту солнца, угол пересечения двух линий равен разности азимутов между наблюдениями.

• Пересечение 90 градусов лучшее; для полезного определения нужно не менее 30 градусов, а определение плохое, если азимуты отличаются менее чем на 30 градусов или более чем на 150 градусов (линии тогда почти параллельны).
• Утреннее наблюдение следует брать не менее чем за полтора часа до полудня. Раньше даст лучшее пересечение, но более длинный перенос линии, а чем длиннее путь, тем больше ошибка, особенно если течение под вопросом. Практическая рутина Каннлиффа: утреннее наблюдение около 0930 местного времени, перенесенное до широты полудня, проверяется послеобеденным наблюдением между 1400 и 1500, перенесенным обратно к полуденной линии; в хороших условиях ожидайте область вероятного местоположения шириной два-четыре мили, и помните, что в лучшем случае это лишь определение на ходу.
• В средних широтах азимут солнца меняется в среднем примерно на 15 градусов в час, но быстрее всего около полудня. Утреннее наблюдение за три часа до полудня и послеобеденное за три часа после полудня имеют азимуты, отличающиеся примерно на 160 градусов при 34 градусах северной широты летом: линии почти параллельны, и определение плохое.
• Лучше: утреннее наблюдение и полуденная широта (sun-run-meridian, с пересечением около 90 градусов) либо два наблюдения, взятые тогда, когда азимут изменился на 60–120 градусов.

Пример: утреннее солнце Zn 097 и послеобеденное солнце Zn 228. Разность 131 градус, поэтому линии пересекаются под углом 49 градусов. Пройденный между наблюдениями путь, скажем 5 часов 20 минут при 6 узлах по 250 градусам истинным, составляет 32 мили. Перенесите утреннюю линию на 32 мили по 250 градусам истинным, точно как в примере sun-run-meridian, и возьмите определение там, где она пересекает послеобеденную линию. Любая ошибка в пути (лаг, снос, течение) сразу попадает в определение, поэтому короткие интервалы лучше.

Широта по Полярной звезде

Полярная звезда находится в пределах одного градуса от северного небесного полюса, поэтому ее высота почти в точности равна вашей широте. Геометрия показана ниже: высота полюса над вашим горизонтом равна вашей широте.

Click to zoom

В таблицах альманаха для Полярной звезды есть три небольшие поправки (a0 — от LHA Овна, a1 — от широты, a2 — от месяца):

Широта = Ho минус 1 градус + a0 + a1 + a2

Полярная звезда имеет всего лишь звездную величину 2 и полезна примерно от 5 до 60 градусов северной широты в сумерках. Она дает линию широты, которую можно комбинировать с другими звездными наблюдениями. В Южном полушарии она бесполезна, так как там нет яркой полярной звезды; там Южный Крест используется, чтобы на глаз найти южный полюс, но не для прямого определения широты.

Проверка компаса по небесному телу

Экзамен Ocean требует проверки компаса по пеленгу небесного тела. Принцип прост: таблицы дают истинный пеленг светила (Zn) на момент наблюдения; сравните его с показанием компаса.

1. Возьмите компасный пеленг светила, отметив UT с точностью до минуты (и ваш курс, если используете рулевой компас).
2. Вычислите GHA, склонение и LHA на это время по месту счисления (или по AP от только что взятого наблюдения).
3. Выпишите Z из таблиц и переведите его в Zn.
4. Полная ошибка = разность между компасным пеленгом и Zn. Если компас показывает больше истинного, ошибка W; если меньше, — E («ошибка W, компас лучше»).
5. Вычтите склонение магнитного поля по карте, чтобы выделить девиацию для данного курса.

В утреннем наблюдении выше Zn был 097 T. Предположим, что пеленг по рулевому компасу в 1140 UT был 111 C, а склонение по карте 12 W. Полная ошибка 14 W; девиация = 14 W минус 12 W = 2 W на курсе 250 C.

На схеме ниже показан другой пример, около полудня: Zn 174 T, компас показывает 181 C, полная ошибка 7 W.

Click to zoom

Практические моменты:

• Лучшее время — когда светило низко (высота менее примерно 15–20 градусов): его пеленг легко точно взять и он меняется медленно. На восходе и закате пеленг можно найти по таблицам амплитуды (истинный пеленг при восходе или закате, по широте и склонению). Берите пеленг амплитуды, когда нижний край солнца находится примерно на половину диаметра над горизонтом, чтобы учесть рефракцию и наклонение горизонта.
• Светило вблизи меридиана на большой высоте очень быстро меняет пеленг и его трудно визировать по компасу: для проверки компаса избегайте этого.
• Если солнце восходит или заходит близко к курсу судна, небольшое изменение курса, чтобы поставить его строго по носу или корме, позволяет снять пеленг прямо по рулевому компасу; девиация на этом курсе будет почти такой же, как на вашем курсе. Если нельзя визировать через рулевой компас, установите на палубе транспортир или картушку с нулем на носу судна и используйте ее рычаг как пеленгатор для измерения относительного пеленга солнца, целясь в среднее положение солнца при рыскании лодки, затем прибавьте относительный пеленг к курсу по компасу. Занесите каждый результат в конец судового журнала и ведите постоянный контроль по карточке девиации.
• Ручной пеленгатор, используемый вдали от стали и электроники, должен показывать только склонение. Рулевой компас показывает склонение плюс девиацию для текущего курса. Проверяйте его ежедневно и каждый раз, когда курс заметно меняется; записывайте каждый результат.

Амплитуда: пеленг восходящего или заходящего солнца

Истинный пеленг светила при восходе или закате можно найти без часовых углов альманаха, используя его склонение и вашу широту:

sin (Амплитуда) = sin (Склонение) / cos (Широта)

Амплитуда — это угол от истинного востока (при восходе) или истинного запада (при закате) к северу или югу, называемый так же, как склонение. Многие альманахи содержат таблицу амплитуд, которая избавляет от вычислений.

Пример: склонение N 19 градусов, широта 34 градуса N. sin (Амп) = sin 19 / cos 34 = 0,3256 / 0,8290 = 0,3928, поэтому амплитуда 23,1 градуса. Восходящее солнце с северным склонением находится на востоке 23,1 градуса к северу, что равно 090 минус 23,1 = 066,9, примерно 067 градусов истинных. Вы наблюдаете солнце, когда его нижний край находится примерно на половину диаметра над морским горизонтом, и по рулевому компасу читаете 080 градусов. Компас показывает больше истинного, поэтому полная ошибка 13 градусов W. Если склонение по карте 12 градусов W, девиация на этом курсе 1 градус W.

Это быстрая и мощная проверка: ей не нужны ни секстан, ни хронометр, а только примерное представление о вашей широте.

Звездные и планетные наблюдения в сумерках

Одни солнечные наблюдения требуют пути между ними, поэтому определение зависит от точности счисления. Сумеречные наблюдения звезд дают несколько линий положения в пределах 20 минут, без необходимости переноса, поэтому они обычно дают самое точное определение дня.

Звезды можно наблюдать только тогда, когда видны и звезда, и горизонт: примерно от заката до конца гражданских сумерек (солнце на 6 градусов ниже горизонта) и немного в навигационные сумерки вечером, а утром наоборот. Альманах табулирует времена восхода, заката и сумерек по широте.

Редукция полностью такая же, как для солнца, за исключением:

• GHA звезды = GHA Овна + SHA звезды (SHA и Dec из списка звезд на ежедневных страницах).
• Нет полудиаметра и параллакса: исправьте Hs на индексную ошибку и наклонение горизонта, затем примените только поправку рефракции для звезд.
• Яркие планеты (Венера, Юпитер, Марс, Сатурн) имеют собственные значения GHA, v и d на ежедневных страницах и небольшую дополнительную поправку высоты для Венеры и Марса.
• AP3270 Том 1 (избранные звезды) позволяет входить с LHA Овна и сразу читать Hc и Zn для семи хорошо расположенных звезд, что является самым быстрым методом для сумеречных наблюдений.

Геометрия определения

Выберите три (лучше четыре) светила, распределенных по горизонту. При трех светилах наилучшее расположение — примерно через 120 градусов по азимуту. Два светила лучше всего расположить на 90 градусов друг от друга; при расстоянии меньше примерно 30 градусов определение получается плохо определенным.

Click to zoom

Когда три линии нанесены, они редко сходятся в одной точке. Они образуют небольшой треугольник — «треуголка» (cocked hat). Когда звезды равномерно распределены по горизонту, определение берется в центре треугольника, а систематическая ошибка (например, неизвестная индексная ошибка или аномальное наклонение горизонта) смещает все линии одинаково и не сдвигает центр. Треуголка меньше примерно 3 миль в поперечнике указывает на хорошее наблюдение и редукцию.

Click to zoom

Click to zoom

Если наблюдения берутся с интервалом в несколько минут, пока яхта движется быстро, перенесите более ранние линии на время последнего наблюдения (6 узлов в течение 10 минут — это 1 миля, которую стоит учесть). Если вы никуда не спешите, легите в дрейф на сумеречную сессию: судно остановится, поэтому наблюдения будут действительно одновременными, и качка уменьшится, так что работа пойдет быстрее. В противном случае запишите лаг в начале, середине и конце серии, перенесите ранние линии к средней, а поздние — назад, чтобы определение было привязано к середине сессии. Вечером сначала наблюдайте восточные звезды, потому что восточный горизонт гаснет первым; утром — западные, когда первым проясняется восточный горизонт. Если на графике одна линия сильно смещена относительно остальных, как случается, когда Кастор снят вместо Поллукса по ошибке, отбросьте ее, а не растягивайте определение, чтобы включить ее.

Выбор высот

Светила на высоте примерно от 15 до 70 градусов наиболее удобны и надежны. Ниже 15 градусов рефракция велика и переменна; выше 70 градусов светило трудно точно визировать, а круг положения имеет малый радиус, поэтому приближение прямой линией не работает.

Click to zoom

Наблюдения луны и планет

Луна и планеты — полезные дополнения к сумеречным наблюдениям, а луну можно наблюдать и днем, когда горизонт чистый.

Луна

Луна — ближайшее светило, поэтому у нее большой параллакс, а полудиаметр меняется. Ее GHA меняется между примерно 14 градусами 19 минутами и 14 градусами 36 минутами в час, поэтому приращение нужно брать из колонки луны на страницах приращений и поправок, а поправку v (разность между фактической и номинальной часовой скоростью луны) брать со страницы дня. Склонению также нужна поправка d.

Поправка высоты имеет две части: основную поправку, основанную на видимой высоте, и вторую поправку, основанную на горизонтальном параллаксе (HP), приведенном на странице дня, с разными таблицами для нижнего и верхнего края. Поправки велики, около 50–60 минут, из-за параллакса. Небольшие поправки солнца здесь не годятся.

Иллюстративный пример: Hs 40 градусов 10,0 минут, индексная ошибка 1,0 минута по дуге, высота глаза 3 м (наклонение 3,0 минуты), нижний край, HP 58,2 минуты.

Альманах объединяет эти величины в основную поправку и поправку HP, чтобы получить тот же результат за один шаг. Если вы используете верхний край, полудиаметр вычитается (а таблицы альманаха помечены для верхнего края). Всегда проверяйте, что наблюдаемый край луны соответствует применяемой поправке. Когда луна имеет вид серпа или выпуклой фазы, освещенный край — тот, что касается горизонта, и яркий край легче всего наблюдать.

Планеты

Венера, Марс, Юпитер и Сатурн имеют собственные колонки GHA и склонения на ежедневных страницах, с поправками v и d. Их поправки высоты — такие же, как у звезд (индексная ошибка, наклонение горизонта, рефракция), плюс небольшая дополнительная поправка для Венеры и Марса из таблицы альманаха. Планеты яркие и не мерцают, поэтому их легко найти в сумерках, и они отлично подходят для наблюдений. Не забывайте отмечать, какие планеты альманах указывает видимыми на эту дату.

Планирование наблюдений с помощью звездного указателя

В сумерках нет времени гадать, какая звезда какая. Штурман заранее планирует наблюдения с помощью звездного указателя (американский «Rude» звездный указатель 2102-D или эквивалент). Он состоит из белой базовой пластины, на которой в полярной проекции нанесены навигационные звезды, с северной и южной полярными сторонами, и набора прозрачных шаблонов, на каждом из которых напечатаны кривые высот и азимутов для одного полосы широт.

Click to zoom

Click to zoom

Подготовка для сумерек

1. Найдите время гражданских сумерек (UT) для вашего места счисления по альманаху (закат плюс продолжительность сумерек, исправленные на долготу в часах).
2. Вычислите LHA Овна на это время и долготу счисления.
3. Выберите сторону базовой пластины для вашего полушария (северная сторона для северных широт).
4. Выберите шаблон для ближайшей широты (они идут с шагом 10 градусов) и положите его на правильную сторону.
5. Поворачивайте шаблон, пока его стрелка не укажет на значение LHA Овна на шкале базовой пластины.

Click to zoom

1. Считайте каждую звезду внутри круга горизонта с ее приблизительной высотой и азимутом. Выберите три или четыре на высоте от 15 до 70 градусов, хорошо распределенных по азимуту. Запишите запасные варианты на случай облаков.
2. Запишите список с высотами и истинными пеленгами, затем установите секстан на каждую высоту. Наведите его по пеленгу, и звезда появится у горизонта в трубе.

Порядок наблюдений важен. Вечером восточное небо темнеет первым, поэтому его горизонт гаснет первым; наблюдайте восток рано. Более слабые звезды становятся видны позже, но горизонт уже уходит; самые яркие светила (Венера, Юпитер, Сириус) можно найти раньше всех, иногда даже до заката. Обычный подход — наблюдать самые яркие светила, как только они появляются, затем обойти список, закончив до того, как горизонт станет неразличимым. Утром порядок обратный.

Click to zoom

Опознавание планеты предварительным расчетом

Планеты достаточно яркие, чтобы их было видно в сумерках задолго до звезд, поэтому их легко найти, когда вы примерно знаете, куда смотреть. Метод Каннлиффа не требует звездного указателя: вычислите время гражданских сумерек, занесите это время в бланк для планеты, как будто это наблюдение, выпишите приблизительные GHA, склонение и LHA для планеты (с точностью до градуса достаточно) и пройдите через таблицы для вычисления высоты, чтобы получить расчетную высоту и азимут, не заботясь о поправке склонения за минуты. В сумерках смотрите по азимуту ручным пеленгатором (с учетом склонения, потому что азимуты истинные) и вверх примерно до расчетной высоты: яркая звезда там и есть ваша планета. Раз опознав, планета меняет положение так медленно, что ей можно пользоваться до конца рейса. Тот же предварительный расчет, применяемый к семи звездам Тома 1, позволяет заранее установить секстан на каждую высоту и обвести горизонт по каждому пеленгу; возвращаясь на один градус LHA Овна за каждые четыре минуты времени, можно начинать с самых ярких звезд до официального времени гражданских сумерек. Чтобы найти UT гражданских сумерек в вашей точке, возьмите табличное время для вашей широты и прибавьте долготу в часах, если она W (вычтите, если E): при 22 N, 55 W табличное 0504 становится 0504 плюс 3 часа 40 минут, то есть 0844 UT; при 10 S, 139 E табличное 1811 становится 1811 минус 9 часов 16 минут, то есть 0855 UT.

Опознавание неизвестной звезды

Если в просвете облаков видна яркая звезда, которую вы не планировали, все равно берите наблюдение и запишите ее компасный пеленг. Затем:

1. Переведите компасный пеленг в истинный.
2. Установите звездный указатель на время наблюдения.
3. Найдите на шаблоне точку, где измеренная высота и истинный пеленг пересекаются; ближайшая звезда и есть кандидат.
4. Подтвердите по альманаху (и проверьте, что это не планета; планеты не напечатаны на базовой пластине и должны быть нанесены карандашом по их склонению и 360 минус SHA, либо просто опознаны по яркости и положению на эклиптике).

Click to zoom

Звездные указатели печатаются для определенной эпохи. SHA и склонение звезд медленно дрейфуют из-за прецессии земной оси (цикл около 26 000 лет), поэтому старый звездный указатель через несколько десятилетий становится слегка неточным. Это только инструмент планирования: для фактической редукции всегда используйте актуальный альманах.

Click to zoom

Распознавание навигационных звезд

Альманах содержит 57 избранных звезд плюс Полярную. Не нужно знать их все, но вы обязаны узнавать самые яркие и основные узоры-указатели, потому что звездный указатель бесполезен, если вы не можете найти звезду на небе. Самые яркие навигационные звезды включают Сириус, Канопус, Ригель Кентаурус, Арктур, Вегу, Капеллу, Ригель, Procyon, Ахернар, Бетельгейзе, Хадар, Альтаир, Акрукс, Альдебаран, Спику, Антарес, Поллукс, Фомальгаут, Денеб и Регул.

Северное небо

Большая Медведица (Ursa Major). Две звезды на конце «ковша», Дубхе и Мерак, — это Указатели. Продлите линию от Мерака через Дубхе примерно в пять раз больше их расстояния, и вы придете к Полярной звезде. Следуйте по изгибу ручки к Арктуру («дуга к Арктуру») и дальше к Спике.

Click to zoom

Кассиопея — фигура в форме W (или M) из пяти звезд, с противоположной от Полярной стороны по отношению к Большой Медведице, поэтому когда одна низко, другая высоко. Шедар и Каф — ее навигационные звезды.

Click to zoom

Вдоль небесного экватора

Орион пересекает небесный экватор и виден из обоих полушарий (он доминирует в зимних вечерах Северного полушария). Бетельгейзе (красноватый) и Беллатрикс отмечают плечи, Ригель (бело-голубой) и Сайф — ноги. Следуйте за поясом вниз на юго-восток к Сириусу, самой яркой звезде неба, и вверх на северо-запад к Альдебарану.

Click to zoom

Южное небо

Южный Крест (Crux) маленький и имеет форму воздушного змея. Акрукс — у его основания, а Гакрукс — у вершины; длинная ось, от Гакрукса через Акрукс, указывает примерно на южный небесный полюс. Рядом Ригель Кентаурус (Альфа Центавра) и Хадар (Бета Центавра) — Указатели, опознающие истинный Крест (поблизости есть «Ложный крест», у которого нет указателей). Продление длинной оси Креста примерно в четыре с половиной раза по ее длине дает приблизительное положение южного небесного полюса.

Click to zoom

Планеты

Венера и Юпитер ярче любой звезды и не мерцают. Они часто оказываются первыми «звездами», видимыми в вечерних сумерках, и отлично подходят для наблюдений, но могут ввести в заблуждение неосторожного: всегда проверяйте в примечаниях альманаха для планет, какие из них видны и где.

Пример: сумеречное определение по звездам

Вечерние гражданские сумерки, счисление 22 10 S, 145 30 W. GHA Овна в момент первого наблюдения 150 20,0. Для Сириуса SHA 258 42,9, Dec S 16 45 (приблизительно):

• GHA Сириуса = 150 20,0 + 258 42,9 = 409 02,9, минус 360 = 049 02,9.
• Условная долгота (W, те же минуты): 145 02,9 W. LHA = 049 02,9 минус 145 02,9 = минус 96 градусов, плюс 360 = 264.
• Условная широта 22 S. Склонение 16 S, одноименно. Входим в таблицы с 22, 16 одноименно, LHA 264 и редуцируем как для солнца, но с поправкой высоты для звезды (только рефракция после индексной ошибки и наклонения горизонта).

Повторите для, скажем, Канопуса и Альтаира или Фомальгаута, выбранных по звездному указателю так, чтобы получить три азимута примерно через 120 градусов. Нанесите все три секущие от их собственных AP (у каждой будет своя условная долгота) и возьмите центр треуголки как определение.

Точность и источники ошибок

У астрономического определения есть бюджет ошибок, как и у счисления. Основные вклады:

Опытный наблюдатель на волнении получает определение места с точностью около 2–3 миль и одиночную линию положения с точностью около 1–2 миль. Это рабочие пределы, которые вы называете экзаменатору, когда спрашивают, насколько точно ваше место. Систематическая ошибка (например, неучтенная индексная ошибка) смещает все линии в одном направлении, поэтому сначала проверьте ее, если три линии из разных направлений все промахиваются относительно счисления в одну и ту же сторону.

Вы можете проверить технику, сравнивая астрономическое определение с GNSS и ежедневно записывая разницу: постоянное смещение указывает на систематическую ошибку, а разброс — на ошибку наблюдения.

Ежедневный распорядок на океанском переходе

Практический астрономический день, который также дает именно те доказательства, которых хочет экзаменатор:

1. Утренние сумерки: три–четыре звездных или планетных наблюдения для определения (если позволяет небо) и проверка компаса по низкой звезде или планете.
2. Середина утра (солнце примерно за 3–4 часа до полудня, пеленг заметно восточнее меридиана): солнечное наблюдение, LOP, плюс проверка компаса.
3. Полдень: высота в меридиане для широты; перенесите утреннюю линию для определения sun-run-meridian. Многие яхты записывают здесь пробег за день от полудня до полудня.
4. После полудня: солнечное наблюдение; перенесите полуденную широту для определения sun-run-sun или noon-run-afternoon.
5. Вечерние сумерки: звездные наблюдения.
6. В течение всего дня: ежечасные записи в журнале (лаг, курс, барометр), ведется счисление, хронометр сверяется с сигналом времени, а его поправка и суточный ход записываются.

Что будет искать экзаменатор

Экзаменатор Ocean оценивает представленные вами астрономические записи, затем просит объяснить их. Хорошая запись наблюдения показывает каждый шаг.

• Планирование. Дата, счисление и почему вы выбрали время (сумерки, утро, полдень).
• Данные наблюдения. Hs, UT с учетом поправки хронометра, высота глаза и индексная ошибка, каждое указано.
• Поправки. Полный расчет Hs в Ho с указанием источника каждой поправки.
• Выборка из альманаха. GHA, склонение, d, приращения и поправки, каждое показано.
• Редукция. Условное место, LHA, войденные таблицы, Hc, d, Z и Zn, а также секущая с ее направлением.
• Прокладка. Прокладочный лист с каждой подписанной линией, перенесенный путь и определение с временем. Ясное указание ошибки счисления и подразумеваемого течения.
• Проверка компаса. Дата и время, светило, вычисленный Zn, компасный пеленг, полная ошибка, склонение и девиация.
• Журнал хронометра. Ежедневные сверки времени с поправкой и суточным ходом.

Вас также спросят, например: почему выбран этот AP, почему секущую отложили к светилу, насколько точно, по вашему мнению, это определение, что было бы, если бы солнце в полдень было за облаками. Ответы должны показывать понимание, а не заученный текст.

Типичные ошибки

• Неверное время. Использование поясного времени вместо UT, забывание о смене даты UT или игнорирование поправки хронометра. Четыре секунды времени — это одна минута долготы.
• Арифметика LHA. Прибавлять долготу W или вычитать долготу E; забыть привести результат в диапазон от 0 до 360.
• Условная долгота. Выбор минут, которые не компенсируют минуты GHA, поэтому LHA не целый градус; при долготе E — забыть, что минуты должны быть 60 минус минуты GHA.
• Одноименно/разноименно. Вход в неправильную половину страницы таблицы, когда склонение и широта имеют разные наименования.
• Использование широты AP не на том месте. Широта AP входит в таблицы; секущая откладывается от AP, а не от счисления.
• Неверное направление секущей. Помните «Calculated Greater Away» (вычисленная больше — от светила).
• Перевод Z в Zn. В северной широте при LHA больше 180 Zn = Z; при LHA меньше 180 Zn = 360 минус Z. Правила для южной широты отличаются (они напечатаны на каждой странице таблицы). Быстрая проверка: утреннее светило находится восточнее вас, послеобеденное — западнее.
• Забытая поправка d к склонению или к Hc.
• Ошибки знаков в полуденном наблюдении. Делайте набросок каждый раз.
• Неправильный перенос линии. Переносите всю линию по курсу и пройденному пути относительно грунта, а не только AP; учитывайте известное течение.
• Ошибочное опознавание звезды. Наблюдение планеты, принятой за звезду, или не той звезды; подтвердите по звездному указателю и альманаху.
• Плохая геометрия определения. Два светила, отстоящие по азимуту всего на 20 градусов, дают определение, очень чувствительное к малым ошибкам.

Замечания по безопасности

• Никогда не смотрите на солнце через трубу секстана без надлежащих светофильтров; установите фильтры до того, как поднимете прибор. Постоянное повреждение глаз возникает за долю секунды.
• Пристегивайтесь или надежно упирайтесь при наблюдениях на палубе ночью.
• Астрономические места точны до нескольких миль: планируйте подход к берегу на светлое время с щедрым запасом от рифов и низких островов и используйте все другие источники (глубину, радиолокатор, визуальные пеленги), когда подходите к суше.
• Храните бумажные копии альманаха и таблиц и запасные карандаши; не полагайтесь на приложение в телефоне как на единственный метод редукции.

Краткое содержание

• GP светила определяется его GHA и склонением; ваше зенитное расстояние (90 минус Ho) — это расстояние до GP, 1 минута = 1 миля.
• Одна высота помещает вас на окружность равной высоты; рядом с вами это прямая линия положения, перпендикулярная азимуту.
• LHA = GHA минус долгота W или плюс долгота E. GHA звезды = GHA Овна + SHA.
• Метод секущей: выберите AP, вычислите Hc и Zn, секущая = Ho минус Hc; к светилу, если Ho больше, от светила, если Hc больше.
• Полуденная высота в меридиане дает широту напрямую: Широта = ZD плюс или минус Dec. В сочетании с перенесенной утренней линией солнца она дает определение sun-run-meridian, требуемое для экзамена Ocean.
• Проверки компаса сравнивают вычисленный Zn с наблюдаемым компасным пеленгом; проводите их ежедневно по низкому светилу.
• Сумеречные звездные наблюдения дают наилучшее определение: планируйте их с помощью звездного указателя, выбирайте светила на высоте 15–70 градусов и хорошо распределенные по азимуту, и берите центр треуголки.
• Знайте основные указатели: Большая Медведица к Полярной, Орион к Сириусу и Альдебарану, Указатели Центавра к Южному Кресту.

Проверьте свое понимание

1. Исправленная высота солнца 52 30,0. Насколько вы далеко от его GP?

Ответ: ZD = 90 00,0 минус 52 30,0 = 37 30,0 = 37,5 × 60 = 2250 морских миль.

1. GHA солнца 038 14,6, а долгота счисления 027 40 E. Выберите условную долготу и найдите LHA.

Ответ: При долготе E минуты условной долготы должны быть 60 минус 14,6 = 45,4, в пределах 30 минут от счисления: 027 45,4 E. LHA = 038 14,6 + 027 45,4 = 066 градусов.

1. Ho 33 12,0, а Hc 33 20,0. Какова секущая и в какую сторону ее откладывают?

Ответ: 8,0 миль от светила (Calculated Greater Away), откладывается от AP по обратному направлению Zn, а LOP проводится под прямым углом.

1. В полдень вы находитесь в северной широте, солнце к югу, Ho 60 20,0, а склонение S 05 15,0. Какова ваша широта?

Ответ: ZD = 29 40,0 (назван N, потому что солнце к югу). Склонение разноименное, поэтому Широта = ZD минус Dec = 29 40,0 минус 05 15,0 = 24 25,0 N.

1. Почему важна поправка хронометра в 20 секунд и что записывать ежедневно?

Ответ: GP солнца движется на 15 минут дуги долготы за минуту времени, поэтому 20 секунд дают ошибку долготы 5 минут (до 5 миль). Записывайте поправку хронометра и его суточный ход по сверке с радиосигналом времени или UT от GPS.

1. Ваше солнечное наблюдение дает Zn 245 T. В тот же момент ручной пеленгатор показывает 258 C, а склонение 11 W. Какова ошибка, и что указывают оставшиеся 2 градуса?

Ответ: Полная ошибка 13 W (компас показывает больше истинного). Склонение объясняет 11 W, остается 2 W, которые для ручного пеленгатора указывают на локальное магнитное возмущение (девиацию) в месте наблюдения или на ошибку наблюдения. Повторите вдали от металла и электроники.

1. Почему предпочтительны три звезды примерно через 120 градусов по азимуту, а не три звезды, все в западной части неба?

Ответ: Широко разнесенные линии пересекаются под хорошими углами, давая малую, четко определенную треуголку; систематические ошибки (например, неизвестная индексная ошибка) смещают все три линии одинаково, и центр треугольника остается верным. Звезды, сгруппированные вместе, дают пологие пересечения и большое, ненадежное определение.

1. Как настроить звездный указатель 2102-D для вечерних сумерек?

Ответ: Найдите UT гражданских сумерек для вашего счисления, вычислите LHA Овна на это время, выберите сторону базовой пластины для вашего полушария и шаблон для ближайшей широты, затем поверните шаблон так, чтобы его стрелка указывала на LHA Овна. Считайте высоту и азимут подходящих звезд (высотой 15–70 градусов, хорошо распределенных по азимуту).

1. В Северном полушарии как найти Полярную звезду и как ее используют?

Ответ: Продлите линию от Мерака через Дубхе (Указатели Большой Медведицы) примерно в пять раз больше их расстояния. Ее высота, исправленная и с применением трех табличных поправок для Полярной (Широта = Ho минус 1 градус + a0 + a1 + a2), дает широту.

1. Какой минимум астрономических доказательств вы обязаны принести на устный экзамен Yachtmaster Ocean?

Ответ: Записи, сделанные на борту вне видимости берега без электронных средств, о планировании, редукции и прокладке наблюдения высоты солнца в меридиане с учетом пройденного пути (sun-run-meridian или sun-run-sun), а также о проверке компаса по пеленгу солнца, луны, звезды или планеты.

1. Каков истинный пеленг солнца при восходе, если его склонение N 10 градусов, а ваша широта 40 градусов N?

Ответ: sin (Амп) = sin 10 / cos 40 = 0,1736 / 0,7660 = 0,2267, поэтому амплитуда 13,1 градуса. Восходящее солнце с северным склонением находится на востоке 13,1 градуса к северу, или 090 минус 13,1 = 076,9, примерно 077 градусов истинных.

1. Два солнечных наблюдения дают азимуты 110 и 130 градусов. Почему это плохой выбор для определения и что бы вы сделали?

Ответ: Азимуты отличаются всего на 20 градусов, поэтому линии положения пересекаются под углом 20 градусов, что ниже минимума 30 градусов, и определение очень чувствительно к малым ошибкам. Подождите, пока солнце сдвинется дальше по азимуту (разница 60–90 градусов лучше), или возьмите полуденную высоту в меридиане для линии широты и используйте определение sun-run-meridian.