Графическое приведение к одному зениту

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

ФГОУ ВПО МОРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ИМЕНИ АДМИРАЛА Ф.Ф. УШАКОВА

 

 

Кафедра судовождения

 

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА СУДНА ПО 2-М ЗВЁЗДАМ

 

Методические указания к выполнению лабораторных работ

по мореходной астрономии

 

Специальность 180402

 

Составил: Н.А.Мищик

 

Новороссийск

 

Цель работы:	В соответствии с обязательными минимальными требованиями для диnломирования вахтенных помощников капитана судов, изложенных в Кодексе ПДМНВ в разделе А-II/1, ВПК должен уметь «использовать небесные тела для определения местоположения судна».
Пособия и инструменты:	Морской астрономический ежегодник; Таблицы ВАС-58; Калькулятор; Остро оточенный простой карандаш; Резинка.

Теория.

Большинство задач мореходной астрономии на определение места судна (ОМС) решается методом Высотных Линий Положения (ВЛП). Элементами ВЛП являются перенос n = h_o - h_c и счислимый азимут А_с. Элементы ВЛП вычисляются аналитически в три этапа:

- расчет по МАЕ местных часовых углов и склонений светил;

- расчет по таблицам ВАС (или на калькуляторе) счислимых высот и азимутов;

- исправление высот, приведение к одному зениту и расчет переносов.

Далее выполняется графическая прокладка (на карте или на листе бумаги в штурманской тетради) с расчетом обсервованных координат.

Покажем эту последовательность на следующей задаче.

Задача 1. 24 марта Т_с=05^ч32^м, ол = 14,5, судно следует ИК = 180º со скоростью v=16,0 уз. Счислимые координаты φ_с = 29º57,0′N, λ_с = 121º47,8′W. Измерены высоты двух звезд:

Альтаир	Тхр1=1ч28м25с	ОС1 = 50°32,4¢
Aнтарес	Тхр2=1ч34м13с	ОС2 = 31°49,7′

Дополнительные данные: Поправка хронометра u_хр = –2^м15^с, высота глаза е=19,0 м, i+s= –1,5′

 

Вычисления

Первый блок вычислений – это расчет по МАЕ местных часовых углов и склонений наблюдаемых звезд.

 

				Комментарий
+	Тс	05ч32м 24.03
Nп	8W
	прТгр	13ч32м 24.03		1 и 1а
		(146)	(117)	Номера звезд в МАЕ на стр. 320
+12ч	Тхр	13ч28м25с	13ч34м13с
	uхр	–2м15с	–2м15с
	Тгр	13ч26м10с	13ч31м58с
	tтγ	17º04,0′	17º04,0′
	Δt	6º33,6′	8º00,8′
–	tгр	23º37,6′	25º04,8′	2. +360°
λ	121º38,0′W	121º47,8′W
	tм	261º49,8′	263º17,0′
	τ	62º17,7′	112º37,9′
	tм*	324º07,5′W	375º54,9′W	! Всегда W-ый.
		35º52,5′Е	15º54,9′W	Перевод в полукруговой счет
	δ	8º52,1′N	26º26,0′S

 

Комментарий к вычислениям

1. Вычитая (или прибавляя) номер пояса и получая приближенное гринвичское время (еще в уме) и не написав его, сразу же необходимо проконтролировать себя, посмотрев на показания хронометра – часы должны или совпадать или отличаться на 12^ч. В последнем случае к показаниям хронометра необходимо прибавить 12^ч. Если при вычислениях будут потеряны, то ошибка в часовых углах составит приблизительно в 180º, они будут достаточно большими (150º - 170º), а при таких часовых углах светила чаще всего бывают под горизонтом, поэтому невозможно войти в основные таблицы ВАС-58.

1^а. Обязательно писать получившуюся гринвичскую дату, ибо ошибка в одни сутки приводит к ошибке в часовых углах звезд почти в 1° и как следствие получаются большие переносы.

2. При ОМС по одновременным наблюдениям 2-х звезд, время вторых измерений приблизительно на 4^м больше времени первых измерений. Эта разница в 4^м приводит к тому, что гринвичское звездное время и далее местное звездное время второй звезды приблизительно на 1° больше, чем для первой звезды. В нашей задаче время между наблюдениями составляет около 6 минут, поэтому разница в звездном времени – около 1,5°. Это надо знать для контроля вычислений.

 

Второй блок вычислений – это расчет счислимых высот и азимутов по таблицам ВАС-58 (или на калькуляторе).

q = 53	h т	50°22,4¢	А т	114,5°
j	30° – 3,0¢N	D h j	+ 1,2	D А j	–0,0
d	9° – 7,9¢N	D h d	– 4,7	D А d	+0,1
t	36° – 7,5¢Е	D h t	+ 5,9	D А t	+0,1
j и d одноименные	hс	50°24,8¢	А c	114,7 NE

 

q = 164	h т	31°56,4¢	А т	163,0
j	30° – 3,0¢N	D h j	+ 2,9	D А j	+0,0
d	26° + 26,0¢S	D h d	– 25,0	D А d	+0,1
t	16° – 5,1¢W	D h t	+ 1,3	D А t	+0,1
j и d разноименные	hс	31°35,6¢	А c	163,2NW

3. Таблицы ВАС-58 позволяют на начальном этапе производить контроль вычислений. Войдя в основные таблицы, необходимо произвести сравнение табличной высоты с отсчетом секстана. Разница между ними не должна превышать 30'-40'. Если же |hт - ос |> 1°, то либо допущена ошибка в МАЕ, либо неправильно вошли в таблицы ВАС-58. В этом случае необходимо найти на первом этапе ошибку. Если же |hт - ос |< 30' - 40', то дальше выбираются или вычисляются по формулам поправки высоты.

 

Третий блок вычислений – это исправление высот, приведение к одному зениту и получение переносов.

	ОС	50°32,4¢	31°49,7′
	i+s	– 1,5¢	– 1,5¢
	Δhd	– 7,7¢	– 7,7¢
	hв	50°23,2¢	31°40,5¢
	Δhρ	– 0,8¢	– 1,6¢
	Δht+B	+0,0¢	+0,0¢
	ho	50°22,4¢	31°38,9¢
	Δhz	+ 0,7	–
–	прho	50°23,1¢	31°38,9¢
hc	50°24,8¢	31°35,6¢
	n	– 1,7	+ 3,3
	Aпк	114,7 NE	163,2 NW
–	Акр	114,7
	ИК	180,0
	КУ	294,7
	Δhz1м	+0,11
	ΔТм	5,8

 

Приведение к одному зениту.

Приведение к одному зениту вызвано тем, что измерения высот 2-х звезд производились с движущегося судна из разных точек, в которых высота одного и того же светила в одно и то же время разная. Аналитический способ приведения к одному зениту основан на формуле

h_z = (v/60)cos(A_кр - ИК) ΔТ.

Обычно приводят первую звезду, т.к. счислимые координаты снимаются с карты после 2-х измерений. В МАЕ на странице 285 и на форзаце ВАС-58 есть таблица, позволяющая приводить к одному зениту. Входными аргументами являются скорость и курсовой угол КУ = А - ПУ. Знак поправки зависит от величины курсового угла. Если светило впереди траверза, то знак поправки положительный, при этом в таблицу входим сверху. Если же светило находится позади траверза (вход снизу), то знак поправки отрицательный. Однако, это правило справедливо, если приводим к последующему зениту. Получив поправку h_z^1м - изменение высоты за одну минуту, далее её надо умножить на интервал времени ΔТ в минутах между наблюдениями первой и второй звезд.

 

 

Прокладка.

Масштаб: 1 см = 1 мор.миля.

С прокладки снимаем РШ и ОТШ.   РШ = 2,5 к S   ОТШ = 3,0 к W

 

Кроме аналитического способа перевода ОТШ в РД существует табличный и графический способ.

 

Получение обсервованных координат

 

φс	29º57,0′N		λ с	121º47,8′ W
РШ	2,5 к S		РД	3,5к W
φо	29º54,5′N		λ о	121º44,3′W

 

Решим задачу 2.

24 марта Т_с=05^ч26^м, ол = 13,0, судно следует ИК = 180º со скоростью v=16,0 уз. Счислимые координаты φ_с = 29º57,0′N, λ_с = 121º47,8′W. Измерены высоты двух звезд:

Альтаир	Тхр1=1ч28м25с	ОС1 = 50°32,4¢
Aнтарес	Тхр2=1ч34м13с	ОС2 = 31°49,7′

Дополнительные данные: Поправка хронометра u_хр = –2^м15^с, высота глаза е=19,0 м, i+s= –1,5′.

Как видите, условие этой задачи полностью совпадает с условием задачи 1 за исключением одного пункта – судового времени Т_с = 05^ч26^м. Следовательно, и обсервованные координаты необходимо найти на данное время.

 

Вычисления данной задачи будут тождественны предыдущей, за исключением приведения к одному зениту.

При расчете часовых углов необходимо произвести сравнение минут судового времени с минутами точного гринвичского времени 1-х и 2-х наблюдений.

Из этого сравнения видно, что судовое время снятия счислимых координат, а также судовое время получения обсервованных координат совпадает с временем первых наблюдений. Следовательно, необходимо привести к одному зениту вторую звезду. Т.е. привести к предыдущему зениту.

Покажем более подробно этот блок вычислений, т.к. все предыдущие вычисления точно такие же, как в задаче 1.

 

 

	ОС	50°32,4¢	31°49,7′
	i+s	– 1,5¢	– 1,5¢
	Δhd	– 7,7¢	– 7,7¢
	hв	50°23,2¢	31°40,5¢
	Δhρ	– 0,8¢	– 1,6¢
	Δht+B	+0,0¢	+ 0,0¢
	ho	50°22,4¢	31°38,9¢
	Δhz	–	– 1,5
–	прho	50°22,4¢	31°37,4¢
hc	50°24,8¢	31°35,6¢
	n	–2,4	+ 1,8
	Aпк	114,7 NE	163,6 NW
	Акр		196,8
	ИК		180,0
	КУ		16,8
	Δhz1м		–0,25
	ΔТм		5,8

Т.к. приведение производится к предыдущему зениту, то знак в поправке Δh_z^1м необходимо изменить на противоположный.

 

Прокладка.

Масштаб: 1 см = 1 мор.миля.

С прокладки снимаем РШ и ОТШ.   РШ = 1,0 к S   ОТШ = 3,0 к W

Получение обсервованных координат

 

φс	29º57,0′N		λ с	121º47,8′ W
РШ	1,0 кS		РД	3,5к W
φо	29º56,5′N		λ о	121º44,3′W

 

Графическое приведение к одному зениту

Решим еще раз задачу 1, пи покажем графическое приведение к одному зениту. Обсервованные координаты необходимо получить на момент последних наблюдений.

Если необходимо получить обсервацию на момент 2-х наблюдений, то необходимо сместить первую ВЛП (без поправки Δh_z) вперед по курсу на величину плавания.

1. Вычисления производим по следующей схеме.

	ОС	50°32,4¢	31°49,7′
	i+s	– 1,5¢	– 1,5¢
	Δhd	– 7,7¢	– 7,7¢
	hв	50°23,2¢	31°40,5¢
	Δhρ	– 0,8¢	– 1,6¢
	Δht+B	+0,0¢	+ 0,0¢
–	ho	50°22,4¢	31°38,9¢
hc	50°24,8¢	31°35,6¢
	n	–2,4	+ 3,3
	Aпк	114,7 NE	163,2NW

 

2. Находим интервал времени между измерениями

ΔТ = Т_гр2 – Т_гр1 = (13^ч31^м58^с ) – (13^ч26^м10^с ) = 5^м48^с =5,8^м

3. Рассчитываем плавание, которое проходит судно за данный промежуток времени

ΔS = (v/60)∙ ΔТ = 1,5 м.миля

Прокладка.

4. Из счислимой точки прокладываем первый и второй азимуты.

5. Проводим линию ИК=180°, который упирается в счислимое место. Одновременно прокладываем вперед по курсу отрезок плавания МсА = ΔS.

6. Опускаем на первый азимут перпендикуляр АВ.

7. Из точки В откладываем перенос n1 = – 2,4.

(Заметим, что отрезок МсВ представляет собой поправку Δh_z. Если перпендикуляр опускается на положительную часть азимута, то поправка Δh_z положительна, а если перпендикуляр опускается на отрицательную часть азимута, то поправка Δh_z отрицательна).

8. Второй перенос n2 = + 3,3 откладываем по второму азимуту от счислимой точки Мс.

Масштаб: 1 см = 1 мор.миля.

С прокладки снимаем РШ и ОТШ.   РШ = 2,5 к S   ОТШ = 3,0 к W

 

Получение обсервованных координат

 

φс	29º57,0′N		λ с	121º47,8′ W
РШ	2,5 к S		РД	3,5к W
φо	29º54,5′N		λ о	121º44,3′W