Astronawigacja dla opornych

Jak obliczyć pozycję astronomiczną bez efemeryd, almanachów i wzorów.

 

Lubimy sobie wyobrażać, że światło Słońca pada tak:

 

nie

To błąd. W istocie odległość innych ciał niebieskich od Ziemi, że w rzeczywistości otrzymujemy światło słoneczne tak:

tak

Aby stwierdzić gdzie się znajduje nasza łódka, musimy zmierzyć:

- kąt h miedzy horyzontem a ciałem niebieskim

- dokładną godzinę UT (GMT)

Dokładna godzina w UT pozwala nam na określenie przy pomocy efemeryd  gdzie znajduje się w tej chwili Pg ciała niebieskiego. Wartość kąta h zmierzonego sekstantem pozwala określić dystans , który oddala nas od punktu Pg. Oblicza się go wg wzoru z=90°-h. Wyraża się go w stopniach i minutach a jak wiemy jedna minuta to jedna Nm na kole wielkim, możemy więc błyskawicznie powiedzieć ile Nm dzieli nas od punktu Pg  (my, jak obiecałem, zrobimy to bez sięgania do Almanachu).

kula1a

Wiemy że znajdujemy się gdzieś na obwodzie koła o promieniu Dz, którego centrum jest w Pg.

kulalepsza

Mamy więc odlegość, wystarczy wziąć namiar i wiemy gdzie jesteśmy.. huraa...

Otóż nic z tych rzeczy. Niestety... Jeśli h jest 30° tzn że jesteś 3600 Nm (60x60) od Pg, okaże się nie masz takiej mapy gnomonicznej, aby wykreślić taką ortodromę. Do tego namiar na ciało niebieskie z błędem tylko 1-2° może w rezultacie dać pozycję oddaloną o dziesiątki a nawet setki Nm od rzeczywistej.

Aby móc wykreślić pozycję z wystarczajacą precyzją na mapie Mercatora o "normalnych" wymiarach, trzeba było wymyślić specjalną metodę. To metoda wykreślenia prostej wysokości "droite de hauteur Marcq Saint-Hilaire", poprzez punkt kalkulacji Pc (wybrany przez nas punkt pobliski pozycji zliczonej).

Tak nazywają tę linię dumni ze swojego ziomka-wynalazcy Francuzi. My będziemy te linię nazywać mało górnolotnie i po prostu "Alp".

W tej metodzie na scenę wchodzi pozycja zliczona.

W strefie w której myślimy że się znajdujemy, wybieramy na mapie punkt kalkulacji Pc, zbliżony do pozycji zliczonej.

Obliczamy dokładną odległość między Pc i Pg (po ortodromie).

Zauważamy różnicę między obliczeniami a wykreśloną pozycją zliczeniową.

Ta różnica to intercept . Wyliczamy też kierunek, w którym jest Pg w stosunku od Pc. To azymut .

Wykreślanie pozycji.

Aby otrzymać pozycję, należy ją obliczyć wykreślnie na mapie (za nas zrobi to komputer).

Począwszy od punktu pozycji zliczonej Pc, wykreśli azymut kalkulowany (kierunek ciała niebieskiego).

Na tym azymucie, naniesie intercept (może być w stronę ciała niebieskiego lub w przeciwnym).

Przez ten nowo otrzymany punkt wykreśli linię prostopadłą do azymutu.

To jest nasza linia pozycyjna Alp.

W rzeczywistości ta prosta powinna być krzywą, ponieważ jest częścią obwodu koła, ale to koło jest tak wielkie, że przybliżenie nie ma wpływu na jakość obliczeń.

alp

Jesteśmy gdzieś na tej prostej. Aby sprecyzować pozycję, trzeba przeciąć tę prostą inną prostą, pochodzącą z z drugiej obserwacji a najlepiej dodać jeszcze dwie linie Alp.

Obliczanie pozycji "na piechotę" nie jest przedmiotem tego tutorialu. Zachęcam do posłużenia się programem komputerowym NAVASTRO, którego algorytm posiada wszystkie potrzebne wartości, które normalnie znajdują się w efemerydach.

To, czego się nauczysz, wystarczy do określenia pozycji i jeśli nie poczujesz żyłki do Astronawigacji, będziesz mógł na tym zaprzestać. Bedziesz już móc spać spokojnie w swojej koi kapitańskiej, ze świadomością że znajdziesz Kanary nawet jak odbiornik GPS wypadnie za burtę.

Niestety, program nie odwali za Ciebie całej roboty. Musisz nauczyć się wykonywać pomiary sekstantem: patrz tutorial Sekstant - budowa, działanie, obsługa.

Ok. Sekstant opanowany? Nawet jeśli jeszcze nie, to możesz kontynuować tutorial, żeby zobaczyc czy astronawigacja Ci się podoba.

Nie potrzebujemy w tej chwili sekstantu, ponieważ ćwiczymy "na sucho" w celu zapoznania się z programem.

Ale co sie odwlecze to i tak nie uciecze.

Teraz, aby ściągnąć program Navastro idź do navastro.com/downloads/catalogue.php i kliknij tak jak na obrazku.

download

Następnie kliknij télécharger (to znaczy pobierz).

telecharger znaczy download

Dostaniesz zzipowany plik, który wyodrębnisz a następnie instalujesz tak jak każdy inny "normalny" program.

Otwierasz Navastro. Będzie prawdopodobnie po francusku, ale poszukaj angielskiej flagi i przełącz wersję na angielski jeśli wolisz. Ja w dalszej części tego tutorialu będę używał wersji angielskiej.

Kliknij Lop simples.

obrazek2

Teraz możesz pomarzyć: wymyśl sobie pozycję na jakiej chciałbys w tej chwili być. Wybierz takie miejsce na kuli ziemskiej w którym w tej chwili jest dzień, najlepiej rano. Ja jestem gdzieś na środku Bałtyku.

Wypełnij teraz wszystke rubryki tak jak poniżej:

obrazek4

Ćwiczymy bez sekstantu i nie wiesz co wpisać w Instrument Hight?

Kliknij ikonę Alt Az, a w oknie, które się otworzy znajdziesz przybliżoną wysokość tego ciała niebieskiego w tej chwili dla twojej pozycji zliczonej (tej wpisanej w rubryki Assumed Latitude i Assumed Longitude.

obrazek 5

Kliknij Top, wpisz te wysokość w w rubrykę Instrument Height a następnie kliknij Compute. Otrzymasz coś podobnego do tego co widać na obrazku poniżej.

obrazek 6

Kliknij teraz Lat/Lon i otrzymasz siatkę:

 

0brazek 7

Ta czerwona linia to Alp, możesz założyć że jesteś gdzieś na niej.  Poćwicz kilka razy aby nabrać wprawy.

Wykonaj pomiar jeszcze raz. Jak już otrzymasz swoją Alp, kliknij ikonę Multiples i w oknie, które się otworzy wybierz przycisk Safe a nastepnię kliknij dużą jedynkę. Pojawi się data i godzina GMT pomiaru.

rysunek 9

Dobrze jest też zapisać pomiar klikając pierwszą z lewej górną ikonę programu.

obrazek 10

Kilka godzin później zmierz wysokość Słońca, (teraz jeszcze na niby), kliknij Top, wpisz wysokość, kliknij Compute, wciśnij Save, kliknij dużą dwójkę.

Pojawi się godzina drugiego pomiaru. Zapisz też ten pomiar na dysku.

rysunek 11

Kliknij Show a nastepnie kliknij jedynke i dwójkę. Zobaczysz oba pomiary.

rysunek 12

Ale to jeszcze nie koniec roboty. Za kilka godzin wykonasz trzeci pomiar.

rysunek 12

____________

O godzinie 1700 GMT Słońce już zaszło, bierzemy więc pomiar wysokości astronomicznej Księżyca.

Program pokazuje nam, że powinniśmy wybrać Upper Limb (górna krawędź).

Kliknij Reckonning i wpisz w jakich godzinach jacht się poruszał z jaką szybkością w jakim kierunku. Kliknij Compute. Program zliczy naszą nową pozycję, którą trzeba wpisać w Assumed Latitude i Assumed Longitude.

Weź pomiar sekstantem, kliknij Top a nastepnie wpisz wynik. Kliknij Compute. Pojawi sie nowy pomiar, który zapiszesz tak jak poprzednim razem.

Kliknij Reckonning i wpisz w jakich godzinach jacht się poruszał z jaką szybkością w jakim kierunku. Kliknij Compute. Program zliczy naszą nową pozycję, którą trzeba wpisać w Assumed Latitude i Assumed Longitude.

Weź pomiar sekstantem, kliknij Top a nastepnie wpisz wynik. Kliknij Compute. Pojawi sie nowy pomiar, który zapiszesz tak jak poprzednim razem.

obrazek 14

Kliknij Show 1 i 2 i zobaczysz wszystkie 3 pomiary.

Twój jacht płynie, więc każdy pomiar był wykonany w innym miejscu. Trzeba więc "sprowadzić" pierwsza i drugą Alp do pozycji, w której brany trzeci pomiar.

Kliknij Move to the point of the LOP, wybierz 3 (ostatni pomiar) a następnie kliknij jedynkę i dwójkę. Komputer wykreśli linie równoległe do Alp pierwszego i drugiego pomiaru przesunięte o przebieg jachtu pomiędzy pomiarami. Będa to Alp 1' i  Alp 2'.

Twoja pozycja jest w trójkącie zawartym między Alp 1', Alp 2' i Alp 3.

twoja-pozycja

To koniec tutorialu. Czas na ćwiczenia na morzu. Jeśli nie jesteś pasjonatem Astronawigacji i żeglujesz na GPSie, komputer z zainstalowanym Navastro i tani sekstant (np plastikowy Davis Mark 3) dadzą Ci poczucie bezpieczeństwa na wypadek awarii lub utraty tego pierwszego.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *