Sextant Corrections Explained - Index Error, Dip, Refraction & Parallax

Предварительные требования

Этот урок относится к программе RYA/MCA Yachtmaster Ocean («практическое использование и уход за секстантом в море»; «поправки секстанта»). Вы уже должны:

• Иметь диплом Yachtmaster Offshore (или MCA OOW Yachts) или работать над ним — это предварительное условие для экзамена Ocean.
• Понимать основную идею наблюдения из урока по астронавигации: истинная высота светила (Ho) задает ваше расстояние от его географической позиции, а ошибка высоты в 1 минуту равна ошибке позиции в 1 милю.
• Уверенно выполнять арифметику с градусами и минутами (60 минут в градусе, десятые доли минуты).

Вам понадобится секстант (для начала подойдет учебный пластиковый секстант), действующий Nautical Almanac (или астрономический раздел Reeds Nautical Almanac) и блокнот.

Цели обучения

К концу урока вы сможете:

• Назвать части морского секстанта и объяснить принцип двойного отражения.
• Считывать показания секстанта с микрометрическим барабаном с точностью до 0,1 минуты.
• Описать четыре ошибки секстанта (перпендикулярность, боковую ошибку, индексную ошибку, коллимацию), которые может устранить навигатор, и в каком порядке.
• Находить индексную ошибку по горизонту и по солнцу и вносить ее с правильным знаком.
• Применять поправки на наклонение горизонта, рефракцию, полудиаметр, параллакс и увеличение в правильной последовательности, чтобы перевести высоту по секстанту (Hs) в наблюденную высоту (Ho) для солнца, звезд, планет и луны.
• Пользоваться искусственным горизонтом и понимать секстант с уровнем.
• Выполнить хорошее наблюдение в море и заботиться об инструменте.
• Пошагово настраивать секстант и перечислять неинструментальные ошибки, ограничивающие точность.
• Вводить поправки для наблюдений планет и использовать наблюдение в полдень как проверку процедуры поправок.

Пункты программы RYA Yachtmaster Ocean, охваченные этим уроком: практическое использование и уход за секстантом; ошибки секстанта и их исправление; измерение высоты; перевод высоты по секстанту в наблюденную высоту для солнца, звезд, планет и луны; широта по меридиональной высоте; точность и ограничения астрономических линий положения.

Как работает секстант

Части

Морской секстант — прецизионный инструмент для измерения угла между двумя объектами; в навигации почти всегда это небесное светило и морской горизонт. Его основные части:

• Рама: жесткая треугольная отливка (латунь или алюминий; пластик на дешевых инструментах), на которой закреплена дуга с градуировкой в градусах.
• Индексная штанга: поворачивается на верхней части рамы и несет индексное зеркало на своей оси. На нижнем конце находятся зажим освобождения, микрометрический барабан и часто шкала нониуса.
• Стекло горизонта: закреплено на раме. На традиционных секстантах оно наполовину посеребрено (левая половина — зеркало, правая — прозрачная); секстанты «полного горизонта» используют полупрозрачное зеркало по всему стеклу.
• Светофильтры: цветные фильтры, которые откидываются перед индексным зеркалом (для солнца) и стеклом горизонта (для слепящего блеска на горизонте).
• Труба: обычно увеличение 3–4 крата. Труба малого увеличения с широким полем упрощает поиск звезд; труба большего увеличения помогает при наблюдении солнца.
• Рукоятка: на задней стороне рамы, держится правой рукой.

Диаграмма ниже показывает, как два зеркала совмещают отраженное светило и прямой горизонт в глазу наблюдателя.

Click to zoom

Двойное отражение

Свет от светила попадает на индексное зеркало, отражается на посеребренную часть стекла горизонта и снова отражается в трубу. Через прозрачную часть (или через полупрозрачное зеркало) вы видите горизонт непосредственно. Закон оптики гласит, что когда зеркало поворачивается на угол, отраженный луч поворачивается на вдвое больший угол. Поэтому дуга, физический размер которой составляет лишь около 60 градусов (шестая часть круга, отсюда и название «секстант»), нанесена так, что позволяет считывать до примерно 120 градусов.

Click to zoom

Большое практическое преимущество в том, что отраженное светило и горизонт видны вместе через один и тот же инструмент. Когда яхта качается, оба изображения движутся вместе, поэтому их можно удерживать в соприкосновении достаточно долго, чтобы взять наблюдение. Именно поэтому секстант работает на качающейся палубе, где простой транспортир с отвесом не сработал бы.

Считывание показаний секстанта

1. Считайте полные градусы на дуге напротив индексной метки на индексной штанге.
2. Считайте минуты на микрометрическом барабане напротив его индексной линии (от 0 до 60).
3. Считайте десятые доли минуты на нониусе рядом с барабаном: та линия нониуса, которая лучше всего совпадает с делением барабана, дает десятичную долю.

Click to zoom

Пример: индексная метка чуть дальше 46 на дуге, барабан показывает 02, линия 5 нониуса совпадает: 46 02,5.

Показания «вне дуги» (справа от нуля, используются только для индексной ошибки) считываются иначе: показание барабана надо читать как 60 минус цифры барабана. Если индексная метка чуть правее нуля, а барабан показывает 57,0, то показание составляет 3,0 минуты вне дуги.

Ошибки секстанта и их исправление

Существуют четыре инструментальные ошибки. Первые три может устранить навигатор, и проверять их всегда нужно в таком порядке, потому что каждая регулировка может нарушить следующую:

Большинство навигаторов один раз устраняют боковую ошибку и перпендикулярность, затем оставляют небольшую индексную ошибку (несколько минут) и просто измеряют и вносят ее. Возня с винтами, чтобы убрать индексную ошибку, обычно вновь вводит боковую ошибку, а регулировочные винты изнашиваются.

Индексная ошибка (IE)

Индексная ошибка — единственная поправка, которую вы должны находить и вносить каждый раз при наблюдении.

Метод по горизонту (в любое время суток).

1. Установите секстант на 0 00,0.
2. Посмотрите на чистый горизонт (лучше всего четкий и резкий горизонт не менее чем в паре миль).
3. Если прямой и отраженный горизонты образуют одну сплошную линию, IE равна нулю.
4. Если нет, поворачивайте микрометр, пока они не совпадут, и снимите показание.
5. Если показание на дуге (индексная метка левее нуля, положительное показание), секстант завышает значение: вычесть IE.
6. Если вне дуги (индексная метка правее нуля), секстант занижает значение: прибавить IE.

Мнемоническое правило: «Если на дуге — вычитай; если вне дуги — прибавляй».

Click to zoom

Сделайте три-четыре показания, подходя с разных сторон, и усредните их. Записывайте IE с ее знаком в журнал наблюдений. Если IE становится больше примерно 5 минут или внезапно меняется, отрегулируйте инструмент или выясните причину (не ударяли ли его?).

Метод по солнцу (более точный). С полностью вставленными светофильтрами установите секстант примерно на 32 минуты на дуге и совместите нижний край отраженного солнца с верхним краем прямого солнца; снимите показание. Затем установите примерно 32 минуты вне дуги и совместите другие края; снимите показание.

• IE = (показание «вне дуги» минус показание «на дуге») / 2. Если результат положителен, это «вне дуги» (прибавить); если отрицателен, «на дуге» (вычесть).
• Проверка: (показание на дуге + показание вне дуги) / 4 должно равняться полудиаметру солнца на этот день из альманаха. Если равняется, ваши показания хороши.

Пример: на дуге 31,8, вне дуги 32,6. IE = (32,6 минус 31,8) / 2 = 0,4 вне дуги, так что прибавить 0,4. Проверка: (31,8 + 32,6) / 4 = 16,1, что совпадает с полудиаметром из альманаха 16,1. Показания приняты.

Метод по звезде. Установите ноль и смотрите на яркую звезду: совместите отраженную и прямую звезду. Если они не сходятся, а стоят рядом, у вас боковая ошибка.

От Hs к Ho: последовательность поправок

Высота, которую вы читаете на секстанте (Hs, высота по секстанту), — это не истинная высота центра светила над небесным горизонтом. Нужно внести несколько поправок. Применяйте их в таком порядке:

Click to zoom

Ho = Hs ± IE, минус наклонение горизонта, минус рефракция, ± полудиаметр, плюс параллакс

Почему такой порядок? Наклонение горизонта и IE вносятся первыми, потому что таблицы рефракции, полудиаметра и параллакса альманаха входят с видимой высотой (Ha), то есть высотой над истинной горизонтальной плоскостью, какой ее видит наблюдатель. Если входить в таблицы с Hs, можно выбрать неверную строку.

Наклонение горизонта (dip)

Ваш глаз находится над водой, поэтому видимый горизонт лежит ниже истинной горизонтальной плоскости, проходящей через глаз. Поэтому каждая высота, измеренная по морскому горизонту, получается завышенной на угол наклонения. Наклонение всегда вычитается.

Наклонение (минуты) = 1,76 × корень квадратный из высоты глаза в метрах, или 0,97 × корень квадратный из высоты глаза в футах.

Click to zoom

На яхте высота глаза меняется, когда вы перемещаетесь по палубе и когда лодка кренится и поднимается на волне. Выберите стандартную позицию (например, стойте в комингсе трапа, упершись), и измеряйте там высоту глаза. Ошибки в полметра почти не важны (около 0,3 минуты); более серьезная проблема на большом волнении в том, что видимый горизонт может оказаться гребнем следующей волны, а не истинным горизонтом. Ждите, пока окажетесь на гребне волны, прежде чем брать наблюдение. Правило Канлиффа для большой зыби гласит: оцените высоту волны, разделите ее пополам и прибавьте результат к высоте глаза, потому что истинный горизонт вы видите только с вершины волны, и именно там вы будете находиться при наблюдении: при высоте глаза 3 м и зыби 4 м используйте 5 м (наклонение 3,9 минуты, а не 3,0). Помните также, что если вы перемещаетесь по лодке для разных звезд — из кокпита на нос или к подветренным шпигатам, — высота глаза и наклонение меняются вместе с вами.

Аномальная рефракция у горизонта (например, теплый воздух над холодной водой или наоборот) может сделать наклонение отличающимся от табличного на несколько минут. Это одна из причин, по которым предпочитают звездные определения с светилами, равномерно распределенными по азимуту: ошибка наклонения сдвигает все линии одинаково, и центр «треугольника погрешности» не меняется.

Рефракция

Свет от светила искривляется, проходя через атмосферу, и загибается к более плотному воздуху у поверхности. Поэтому светило кажется выше, чем есть на самом деле, и поправка на рефракцию всегда вычитается.

Click to zoom

Рефракция составляет около 34 минут у горизонта, около 5 минут на высоте 10 градусов, 1 минуту на 45 градусах и ноль в зените. Для высот выше примерно 15 градусов хорошее приближение: рефракция (минуты) = 0,97 / tan(видимая высота). Таблицы альманаха предполагают температуру 10 °C и давление 1010 гПа; дополнительная таблица учитывает нестандартные условия, что важно только для малых высот (ниже примерно 10 градусов) или экстремальных температур. Это главная причина избегать наблюдений ниже примерно 15 градусов.

Полудиаметр (SD)

Вы не можете совместить центр солнца или луны с горизонтом, поэтому приводите к горизонту один край (лимб). Однако таблицы рассчитаны на центр. Полудиаметр (половина угловой ширины диска) переводит наблюдение по краю в наблюдение центра.

• Нижний край (солнце касается горизонта снизу): прибавить SD.
• Верхний край (солнце «висит» над горизонтом): вычесть SD.

Click to zoom

SD солнца меняется от примерно 15,8 минуты в начале июля (Земля дальше всего от солнца) до 16,3 минуты в начале января; он напечатан внизу колонки солнца на ежедневных страницах. SD луны меняется от примерно 14,7 до 16,8 минуты и тоже указан на ежедневных страницах. Звезды и планеты — точки света: у них нет SD.

Нижний край — обычный выбор для солнца. Используйте верхний край, только если нижний закрыт низкой облачностью или дымкой. Для луны используйте тот край, который полностью освещен.

Параллакс

Альманах дает позиции, видимые из центра Земли. Вы стоите на поверхности, примерно в 3440 милях от центра, поэтому близкое светило кажется вам ниже, чем наблюдателю в центре. Поправка на параллакс всегда прибавляется.

Click to zoom

Параллакс зависит от расстояния до светила и наибольший, когда светило находится у горизонта, — это горизонтальный параллакс (HP). На высоте h параллакс = HP × cos h.

• Солнце: HP около 0,15 минуты; поправка 0,1 на малых высотах, ноль высоко. Встроено в таблицы солнца.
• Венера и Марс: до примерно 0,5 минуты; альманах дает небольшую «дополнительную поправку».
• Звезды, Юпитер, Сатурн: пренебрежимо мал.
• Луна: HP 54–61 минута, табулирован по часам на ежедневных страницах. На высоте 30 градусов поправка составляет около 50 минут — самая большая поправка в астрономии. Ошибитесь в ней — и линия бесполезна.

Увеличение (augmentation)

Когда луна восходит, вы приближаетесь к ней на величину до радиуса Земли, поэтому ее диск кажется немного больше: полудиаметр «увеличивается» примерно до 0,3 минуты. Это автоматически учтено в таблицах луны альманаха.

Сводные таблицы альманаха

Альманах делает за вас большую часть работы:

• Солнце: сводная таблица (внутренняя передняя обложка) по видимой высоте, дающая сумму рефракции, SD (среднее значение за полугодие, октябрь–март или апрель–сентябрь) и параллакса для нижнего и верхнего края.
• Звезды и планеты: только рефракция с той же страницы плюс дополнительная поправка для Венеры/Марса.
• Луна: две таблицы (внутренняя задняя обложка): основная поправка по видимой высоте (параллакс для среднего HP, рефракция и SD), затем вторая поправка по HP из ежедневной страницы, для нижнего или верхнего края. Для наблюдения верхнего края дополнительно вычтите 30 минут.
• Наклонение по высоте глаза и дополнительная таблица рефракции для нестандартной температуры и давления.

Примеры расчетов

Во всех примерах высота глаза 2,5 м (наклонение 2,8).

Пример 1: Солнце, нижний край

Hs 32 14,6. IE 1,8 на дуге. SD из альманаха 16,0.

Суммарная поправка после Ha: +14,6, что вы бы и прочитали в таблице альманаха для нижнего края солнца на 32 градусах.

Пример 2: Солнце, верхний край

То же солнце, но облачность закрывает нижний край. Hs 31 42,6.

Пример 3: Звезда

Сириус, Hs 41 27,3, IE 0,6 вне дуги.

Пример 4: Луна, нижний край

Hs 32 14,0, IE 1,5 на дуге, HP из ежедневной страницы 57,0.

На практике основную поправку и поправку по HP вы бы взяли из таблиц луны альманаха, которые дают тот же итог (около +62,5) в два шага. Обратите внимание, насколько велика поправка на луну; поэтому в таблицы луны входят осторожно, и с Ha, и с HP.

Искусственные горизонты и секстанты с уровнем

Искусственный горизонт

Когда морского горизонта нет (на берегу, в туманной стоянке или для тренировки на суше), неглубокий поддон с жидкостью, защищенный от ветра, дает идеально ровное зеркало. Вы измеряете угол между светилом и его отражением в жидкости. Поскольку отражение находится под горизонтом на такое же расстояние, на какое светило над ним, секстант показывает вдвое большую высоту.

Click to zoom

1. Внесите индексную ошибку в показание секстанта.
2. Разделите на два.
3. Внесите рефракцию, SD и параллакс, как обычно.
4. Без поправки на наклонение: отражающая поверхность находится на вашем уровне, а не на горизонте под глазом.

Вода работает, но рябит; масло (например, моторное) или традиционная ртуть устойчивее. Искусственный горизонт отлично подходит для тренировки наблюдений с пляжа или сада, для проверки секстанта и для проверки поправки хронометра по известной позиции. На качающейся палубе он бесполезен. Ограничение секстанта около 120 градусов означает, что таким способом можно наблюдать светила только до высоты примерно 60 градусов.

Секстант с уровнем

Авиационные секстанты (с пузырьковым уровнем) имеют внутренний уровень, который дает искусственную горизонталь. Им не нужен морской горизонт (полезно ночью или в дымке), не нужны поправка на наклонение или деление пополам. Однако пузырек очень трудно удержать неподвижным на яхте, поэтому отдельные показания плохи; навигаторы, использующие такой секстант, усредняют множество показаний за минуту-две. На яхтах это курьез или запасной инструмент, но не основной.

Click to zoom

Как сделать хорошее наблюдение в море

Порядок наблюдения солнца

Click to zoom

Изображение: фото ВМС США, старшина 3-й статьи Kevin S. O'Brien, общественное достояние, через Wikimedia Commons.jpg) (уменьшено)

1. Проверьте и запишите IE.
2. Вставьте достаточно светофильтров на индексное зеркало (и на стекло горизонта, если есть блик). Установите фильтры до подъема секстанта.
3. Установите дугу на ноль, наведитесь прямо на солнце, затем опустите индексную штангу, одновременно опуская секстант, пока солнце не появится на горизонте. (Или заранее установите ожидаемую высоту и смотрите вдоль пеленга солнца.)
4. Точно настройте микрометром, пока нижний край едва коснется горизонта.
5. Покачайте (качните) секстант мягко вокруг линии визирования: солнце кажется описывающим дугу. Секстант вертикален, когда солнце находится в нижней точке этой дуги; подстройте так, чтобы край касался горизонта в самой низкой точке качания.
6. Скажите «Отметка!» или нажмите секундомер в момент касания; запишите время с точностью до секунды, затем снимите показание секстанта.
7. Сделайте серию из трех-пяти наблюдений в течение двух-трех минут.

Усреднение и отбраковка

Нанесите серию высот на время на клочок миллиметровки. За несколько минут высота солнца меняется почти линейно, поэтому хорошие наблюдения лежат на прямой; наблюдение, выпадающее из прямой, плохое и его следует отбросить. Затем используйте лучшее наблюдение или среднее высот и среднее времени.

Звездные наблюдения

Заранее установите секстант на планируемую высоту, наведитесь по планируемому пеленгу, и звезда появится у горизонта. Или держите секстант вверх ногами, смотрите на звезду через стекло горизонта и подведите горизонт к ней, затем переверните секстант правильно. Звезды — точки: совмещайте звезду точно с горизонтом, а не просто касайтесь. Для поиска звезд используйте труба малого увеличения или вообще без трубы.

Упор и безопасность

Надежно упритесь (в комингс трапа, к ванте, пристегнитесь). Одна рука для лодки: если вам нужны обе руки для секстанта, убедитесь, что вы надежно закреплены, прежде чем отпустить. Никогда не наводите секстант на солнце без светофильтров.

Тренировка на суше

Работа с секстантом — суть астронавигации, и единственный учитель — практика. Возьмите секстант на южный пляж с чистым морским горизонтом и наблюдайте солнце, пока изображения не совместятся без усилий; затем дождитесь сумерек и поймайте несколько звезд, не беспокоясь о том, какие они, просто чтобы освоить технику. Если вы можете делать это с пляжа, холма или окна с крышей вместо горизонта, вы сможете делать это и в море, где, как ни странно, качка беспокоит секстант гораздо меньше, чем ручной пеленгатор. Скоро вы перестанете начинать с нуля на дуге: вы будете угадывать высоту, смотреть вдоль пеленга и опускать изображение до горизонта.

Уход и обслуживание

Click to zoom

• Промывайте пресной водой (или протирайте влажной тканью) после брызг соленой воды; сушите мягкой безворсовой тканью; чистите зеркала салфеткой для линз.
• Храните в футляре с осушителем и закрепите футляр там, где он не упадет. Всегда держите секстант за раму или рукоятку, никогда за индексную штангу или трубу.
• Никогда не оставляйте его на солнце (жара может деформировать раму и сместить зеркала) или свободно лежащим на картовом столе.
• Изредка слегка смазывайте червячную передачу и рейку; никогда не применяйте силу к микрометру.
• Если уронили, проверьте все три регулируемые ошибки, прежде чем доверять ему. Погнутая рама проявляется как индексная ошибка, меняющаяся вдоль дуги, или звездные изображения, которые не сходятся; в таком случае пользуйтесь запасным инструментом.
• Берите запасной секстант (даже пластиковый) в океанский переход и записывайте IE каждого инструмента отдельно.

Пошаговая настройка секстанта

В таблице выше указан порядок; этот раздел дает практическую процедуру, которую вы должны уметь описать экзаменатору и выполнить на учебном секстанте. Всегда работайте, держа секстант крепко и ни к чему не зажимая, и используйте подходящую маленькую отвертку или ключ из комплекта. Поворачивайте регулировочные винты на крошечные доли: четверть оборота может сместить изображение на много минут дуги.

Перпендикулярность индексного зеркала

1. Установите индексную штангу примерно на середину дуги (около 35 градусов) и держите секстант плоско, дугой к себе, с рамой горизонтально на уровне глаз.
2. Смотрите в индексное зеркало с позиции чуть выше рамы, так чтобы видеть и реальную дугу, и ее отражение в зеркале.
3. Если отражение дуги и сама дуга образуют одну гладкую непрерывную кривую, зеркало перпендикулярно. Если отражение кажется изогнутым вверх или вниз относительно реальной дуги, зеркало наклонено вперед или назад.
4. Винтом на задней стороне индексного зеркала (обычно рядом есть стопорный винт) совместите две кривые в одну линию, затем проверьте снова.

Боковая ошибка

1. Установите секстант на ноль и смотрите через трубу на звезду или на удаленный четко очерченный объект.
2. Покрутите микрометр туда-сюда на несколько минут в обе стороны от нуля. Отраженное изображение должно проходить прямо над прямым изображением. Если оно проходит в сторону, есть боковая ошибка.
3. Либо используйте горизонт: держите секстант вертикально на нуле, затем наклоните его в сторону. Если горизонт остается одной непрерывной линией при наклоне, боковой ошибки нет. Если он распадается на две линии, смещенные в одном направлении, есть боковая ошибка.
4. Регулируйте задний винт стекла горизонта (самый дальний от рамы), пока изображения не совпадут.

Индексная ошибка

1. Установите секстант близко к нулю и смотрите на морской горизонт (лучше в штиль) или на солнце.
2. Поворачивайте микрометр, пока прямой и отраженный горизонты не образуют одну непрерывную линию. Считайте дугу и барабан.
3. Если там ровно ноль, индексной ошибки нет. Если вы читаете небольшое число на дуге, ошибка на дуге; если барабан показывает число с нулевого конца, ошибка вне дуги.
4. Либо устраните, повернув передний винт стекла горизонта, либо (обычная практика в море) оставьте и вносите как поправку. Повторите проверку несколько раз и возьмите среднее.

Хорошая привычка: проверяйте индексную ошибку в начале каждого сеанса, а не только раз за рейс. Рама расширяется и сжимается с температурой, а удар в футляре может сместить зеркало на минуту-две.

Неинструментальные ошибки и ваш бюджет ошибок

Даже идеально настроенный секстант не может дать идеальную высоту. RYA ожидает от кандидата Ocean понимания того, откуда берутся остаточные ошибки и насколько они велики, поскольку это показывает, насколько можно доверять определению и почему определение по трем светилам лучше одного наблюдения.

Практический вывод: одно наблюдение солнца в море редко бывает точнее примерно 2 миль, а типичная позиция яхты по тщательным наблюдениям точна до 3–5 миль. Не сообщайте позицию с точностью до десятой мили только потому, что арифметика дала вам такой результат.

Поправки для планет и дополнительные поправки

Венера и Марс рассматриваются немного иначе, чем звезды. После обычной последовательности (IE, наклонение, рефракция) вы берете дополнительную поправку планеты из таблицы звезд и планет альманаха, которая учитывает параллакс и фазу. Юпитеру и Сатурну для точности в яхтинге дополнительная поправка не нужна. Поскольку у планет есть видимый диск, вы все равно измеряете центр; поправки на полудиаметр нет.

Пример для Венеры: Hs 28 41,6, IE вне дуги 1,0, высота глаза 2,5 м (наклонение 2,8). Видимая высота: 28 41,6 + 1,0 = 28 42,6; минус наклонение 2,8 = Ha 28 39,8. Основная поправка для 28 40 = минус 1,8 (рефракция), получаем 28 38,0. Дополнительная поправка для Венеры (альманах, высота около 28, зависит от месяца), пусть +0,2, дает Ho 28 38,2. Точные цифры зависят от издания альманаха; но схема (применить основную поправку из таблицы, затем дополнительную поправку для планеты) остается той же.

Меридиональная высота и почему поправки важны для широты

Наблюдение в полдень — самое простое применение всего вышеизложенного. Максимальная высота солнца дает широту напрямую: зенитное расстояние равно 90 минус Ho, а широта равна склонению плюс или минус зенитное расстояние в зависимости от того, находится ли наблюдатель на той же стороне от солнца, что и экватор. Поскольку нет таблицы редукции наблюдения, за которой можно спрятаться, любая ошибка в поправках сразу переходит в широту, миля в милю. Если вы ошибочно прибавите наклонение или примените полудиаметр нижнего края с неверным знаком, вы сразу ошибетесь примерно на 6 миль и больше. Поэтому полуденное наблюдение — полезная практическая проверка вашей процедуры поправок. Вносите поправки медленно и записывайте каждый этап.

Советы для экзамена: чего ожидает экзаменатор RYA

• Умейте без записей объяснить, почему дуга показывает вдвое больший физический угол, и нарисовать двойное отражение.
• Умейте назвать ошибки секстанта в порядке, сказать, какие из них регулируются, а какие исправляются расчетом.
• Покажите письменную таблицу поправок: каждый шаг на отдельной строке со знаком. Ответ с правильной Ho, но без подписанных вычислений, слабее подписанной последовательности с небольшой ошибкой.
• Знайте мнемонику для IE: «на дуге — вычитай»; для наклонения: всегда вычитать; для рефракции: всегда вычитать; для SD: нижний край прибавить, верхний вычесть.
• Называйте величину каждой поправки для проверки правдоподобия: рефракция около 1 минуты на 45 градусах и около 0,1 на 80 градусах; SD солнца около 16 минут; наклонение 2–3 минуты для небольшой яхты.
• Будьте готовы рассказать, что вы сделаете, если секстант уронен или труба запотела, и почему важны запасной инструмент и проверка часов.

Типичные ошибки

• Неверный знак IE. На дуге вычитай; вне дуги прибавляй. Записывайте знак каждый раз.
• Вход в таблицы с Hs вместо Ha. Вносите IE и наклонение до того, как смотреть рефракцию или сводную поправку.
• Прибавление наклонения. Наклонение всегда вычитается из наблюдений по морскому горизонту; для наблюдений с искусственным горизонтом оно равно нулю.
• Неверный край. Использование таблицы нижнего края для наблюдения верхнего или забытый вычет SD для верхнего края.
• Забытое деление пополам показания искусственного горизонта.
• Луна: забытая поправка HP или 30 минут для верхнего края. Поправка на луну большая; мелкие промахи дают большие ошибки.
• Секстант не вертикален. Отсутствие качания дает слишком большую высоту.
• Использование ложного горизонта. На большом волнении вы можете измерять до ближайшего гребня. Ждите, пока окажетесь на вершине зыби.
• Очень низкие наблюдения. Ниже примерно 15 градусов рефракция (и ее изменчивость) и аномалии наклонения возрастают; избегайте, если нет необходимости.
• Использование неверной половины года в таблице солнца (октябрь–март или апрель–сентябрь).

Итоги

• Секстант измеряет угол двойным отражением; дуга показывает вдвое больший физический угол, а светило и горизонт движутся вместе на волне.
• Проверяйте ошибки в порядке: перпендикулярность, боковая ошибка, индексная ошибка; обычно оставляйте небольшую IE и вносите ее.
• IE: на дуге вычитать, вне дуги прибавлять. Проверяйте ее в каждом сеансе наблюдений.
• Ho = Hs ± IE, минус наклонение, минус рефракция, ± SD, плюс параллакс (увеличение включено для луны).
• Наклонение = 1,76 × корень квадратный из высоты глаза в метрах; рефракция около 34 минут у горизонта и ноль в зените; SD солнца около 16 минут; HP луны 54–61 минута.
• Используйте сводные таблицы альманаха, входя с видимой высотой.
• Искусственный горизонт: разделить показание пополам, без наклонения. Секстант с уровнем: без горизонта и наклонения, но плохая точность на яхте.
• Берегите секстант: промывать, сушить, хранить в футляре, никогда не ронять, иметь запасной.

Проверьте свое понимание

1. Почему дуга секстанта, длиной всего около 60 градусов, может измерять углы до 120 градусов?

Ответ: Из-за двойного отражения: когда индексное зеркало поворачивается на угол, отраженный луч поворачивается на вдвое больший угол, поэтому дуга градуирована с учетом двойного физического угла.

1. В каком порядке следует проверять регулируемые ошибки и почему?

Ответ: Перпендикулярность, затем боковая ошибка, затем индексная ошибка, потому что регулировка каждого зеркала может нарушить ошибку, следующую за ним; выполнение в таком порядке не дает отменить предыдущие регулировки.

1. Установив секстант на ноль, вам нужно поставить барабан на 2,4 минуты на дуге, чтобы горизонты совпали. Что вы делаете со всеми своими наблюдениями?

Ответ: Индексная ошибка составляет 2,4 на дуге, поэтому вычтите 2,4 из каждой высоты по секстанту («на дуге — вычитай»).

1. Показания по методу солнца: на дуге 31,0, вне дуги 33,4. Найдите IE и проверьте ее по SD альманаха 16,1.

Ответ: IE = (33,4 минус 31,0) / 2 = 1,2 вне дуги, поэтому прибавьте 1,2. Проверка: (31,0 + 33,4) / 4 = 16,1, что совпадает с SD альманаха, значит показания хороши.

1. Каково наклонение для высоты глаза 2 м и почему оно всегда вычитается?

Ответ: 1,76 × корень из 2 = около 2,5 минуты. Видимый горизонт лежит ниже истинной горизонтальной плоскости, поэтому измеренная высота завышена на угол наклонения.

1. Выполните расчет наблюдения солнца по нижнему краю: Hs 50 10,0, IE 1,0 вне дуги, высота глаза 3 м, рефракция 0,8, SD 15,9, параллакс 0,1.

Ответ: 50 10,0 + 1,0 = 50 11,0; минус наклонение 3,0 = Ha 50 08,0; минус рефракция 0,8 = 50 07,2; плюс SD 15,9 = 50 23,1; плюс параллакс 0,1 = Ho 50 23,2.

1. Почему параллакс луны намного больше параллакса солнца?

Ответ: Параллакс зависит от расстояния светила относительно радиуса Земли. Луна находится всего примерно в 60 радиусах Земли, поэтому разница между видом из центра Земли и с поверхности достигает примерно градуса (HP 54–61 минута); солнце находится примерно в 23 000 радиусах Земли, поэтому его параллакс всего около 0,15 минуты.

1. Наблюдая на суше с искусственным горизонтом, вы читаете 84 36,0 при нулевой IE. Какова видимая высота и какая поправка не применяется?

Ответ: Разделите пополам: 42 18,0. Поправка на наклонение не применяется, потому что отражающая поверхность находится на вашем собственном уровне, а не на морском горизонте под глазом.

1. Почему при наблюдении нужно качать секстант?

Ответ: Высота верна только тогда, когда секстант вертикален. Качание заставляет светило описывать дугу; нижняя точка дуги показывает вертикальное положение, поэтому именно там вы совмещаете край с горизонтом. Наклоненный секстант дает слишком большую высоту.

1. Вы уронили секстант. Какие проверки вы сделаете, прежде чем снова ему доверять?

Ответ: По порядку проверить перпендикулярность, боковую ошибку и индексную ошибку; искать звездное изображение, которое не совмещается, или индексную ошибку, меняющуюся вдоль дуги, — это указывает на погнутую раму или смещенное зеркало. Если исправить невозможно, используйте запасной секстант.

1. Секстант показывает 0 03,2 на дуге, когда горизонт сделан непрерывным. Какова IE и как она применяется к Hs 36 17,4?

Ответ: Ошибка на дуге, поэтому вычитаем: IE минус 3,2. 36 17,4 минус 3,2 = 36 14,2 видимая высота до наклонения.

1. Почему навигатор перепроверяет индексную ошибку в каждом сеансе наблюдений и в каком правильном порядке идут первые три регулировки?

Ответ: Изменения температуры и удары могут сместить зеркала; IE меняется легче других ошибок. Порядок: перпендикулярность, боковая ошибка, индексная ошибка, потому что каждая регулировка может нарушить последующие.

1. Почему полуденное наблюдение — хороший тест вашей процедуры поправок?

Ответ: Широта получается напрямую из Ho и склонения без таблиц редукции, поэтому любая ошибка в наклонении, рефракции или полудиаметре проявляется в широте миля в милю и ее легко заметить.