Astronawigacja

Astronawigacja klasyczna: Określenie wysokości ciała niebieskiego z sekstantu – ogólna poprawka

Autorem opracowania jest kpt. ż.w. Waldemar Sadłoń
Dziękuję za naukę i cierpliwość

25

Ciała niebieskie podczas swoich "wędrówek" po kuli niebieskiej zajmują różne wysokości. Wysokości te mogą być od 0° do 90°. Atmosfera ziemska przynosi nam stale niespodzianki w postaci zmieniającej się temperatury powietrza jak i temperatury wody, oraz ciśnienia powietrza. To powoduje, że kąt załamywania się promieni świetlnych ciągle się zmienia. Dlatego musiano wprowadzić aż tyle poprawek aby jak najdokładniej obliczyć Alp.
Wskutek nieregularnych załamań się promieni świetlnych podzielono ciała niebieskie pod względem ich wysokości na następujące grupy:

  0° < h <   5°    nie wskazane do obserwacji,
  5° < h < 30°    dla doświadczonych nawigatorów,
30° < h < 65°    dla wszystkich,
65° < h = 90°    nie wskazane do obserwacji.

Najlepszy "przedział" do obserwacji to 30° < h < 65°, dlatego, że tutaj już nie występuje mnóstwo poprawek, takich jak: na różnicę temperatur, na różnicę ciśnienia, itd., a same poprawki mają bardzo małe wartości.
W miejsce tych wszystkich poprawek i poprawek do poprawek wprowadzono jedną - ogólną poprawkę.

Ogólna poprawka - to suma wszystkich poprawek nieinstrumentalnych, które dotychczas omówiliśmy. Dodatkowo dochodzą tutaj jeszcze takie poprawki nieomówione jak; (R) (promień ciała niebieskiego) i (π) paralaksa astronomiczna. Obie te poprawki omówimy wkrótce.

op - ogólna poprawka
K - obniżenie widnokręgu
ρ – refrakcja astronomiczna
R - promień ciała niebieskiego
π - paralaksa astronomiczna

Ogólna poprawka jest najczęściej stosowana, choć nie tak dokładna jak poprzednio omawiane poprawki (tasiemcowe). Odnosi się ona do wszystkich ciał niebieskich i co najważniejsze ma stałe znaki, i tak:

Zarówno Tablice Nawigacyjne jak i Almanachy zawierają tabele z ogólną poprawką. Z tym, że każda tabela z ogólną poprawką posiada jeszcze dodatkową "Tabelę poprawek" (dp). W tej tabeli są zawarte poprawki w związku z odległością ziemi od słońca lub księżyca. W zależności od tej odległości promień słońca lub księżyca jest widziany pod innym kątem.

Jednakże operowanie tabelami ogólnej poprawki (op) i dodatkowymi tabelami jest o wiele przyjemniejsze a co najważniejsze nie popełniamy zbyt wielkiego błędu w obliczeniach. Wszak, jak to już nie raz mówiliśmy "ocean nie apteka".

Przykład 2

Poprawić zmierzoną wysokość ciała niebieskiego (gwiazdy):

h = 50°10'3 ; ex = +0'4 ; i = −2'2 ; a = 3m

h = 50°10'3
ex = +0'4
i = −2'2
(+) op = −3'9

---

h_s = 50°04'6

Przykład 3

Poprawić zmierzoną wysokość ciała niebieskiego (księżyca):

13.07.1996 ; GMT = 13^h00^m00^s
h = 44°34'6 ; ex = +0'2 ; i = −1'6 ; a = 4m

h = 44°34'6
ex = +0'2
i = –1'6
op = +48'6
(+) dp = +0'8

---

h_s = 45°22'6

Wyjaśnienie:

Aby odczytać z tablicy wartość ogólnej poprawki dolnej krawędzi księżyca musimy mieć dwa argumenty: poziomą paralaksę księżyca (HP) i wysokość księżyca poprawioną o wszystkie poprawki.
Poziomą paralaksę (HP) odczytujemy z Almanacha na stronie z datą 13.07.1996 w kolumnie MOON (księżyc), HP = 54'3
Następnie z tablicy (op) dolnej krawędzi księżyca odczytujemy op = 48'6.
Pod tabelą (op) znajduje się dodatkowa tabela z dodatkową poprawką oczną (wysokości oka obserwatora nad horyzontem) dpo i z niej odczytujemy dpo = +0'8.

Przykład 4

Poprawmy zmierzoną wysokość dolnej krawędzi księżyca jeszcze raz, ale sposobem klasycznym, bez (op).

h = 44°34'6
ex = +0'2
(+) i = −1'6

---

h = 44°33'2
K_śr = −3'5
ρ_śr = −1'0
(+) R = +14'8

---

h₁ = 44°43'5
(+) π = +38'7

---

h_s = 45°22'2

Różnica - zaledwie (0'4)

Po dodaniu wszystkich poprawek do wysokości dolnej krawędzi księżyca otrzymujemy wartość (h₁). Cosinus tego kąta (h₁) pomnożony przez wartość poziomej paralaksy księżyca (HP) da nam wynik:

π = 54'3 cos 44°43'5 = (+) 0°38'7

Ogólną poprawkę (op) stosuje się nagminnie. Powód jest prosty. Proszę zauważyć, że najmniejszy błąd przy pomiarze wysokości ciała niebieskiego popełniamy, gdy ciało niebieskie jest na wysokości nie mniejszej niż (h=30°). Toteż tablice poprawek (pt i pc) nie dotyczą wysokości powyżej (h=30°). Stąd różnice rzędu (±0'4).

SUN ALTITUDE TOTAL CORRECTION TABLE
For correcting the Observed Altitude of the Sun s Lower Limb

Wróćmy na str.23, a tam do tabelek (Dip of Sea Horizon) oraz (Mean Refraction) i policzmy (op). Przepiszmy jeszcze raz nasze obliczenia dotyczące słońca.

Jak widzimy po odczytaniu z tabeli dla (op) oraz obliczeniu (op) przy pomocy dodatkowych tabel - wynik jest identyczny.

W (op) promień słońca zawsze ma tą samą wartość (16,0) minut kątowych, dlatego często pod tabelą (op) jest dodatkowa tabela korygująca wielkość promienia słońca w zależności od odległości między ziemią a słońcem (dp = −0,1). Ta dodatkowa poprawka ze względu na jej znikomą wartość często jest pomijana.