Определить точное время - это значит определить по радиосигналам времени поправку часов, а затем исправлять ею все замеченные при наблюдения светил моменты по мере необходимости.

Поправкой часов называется разность между эталонным временем подачи радиосигнала времени и замеченным показанием времени по часам в тот же момент. Радиосигналы времени для проверки часов передают многие широковещательные радиостанции (например, "Маяк"), и их можно принять несколько раз в сутки. Обычно эти сигналы имеют вид шести точек, стандартное время в момент подачи шестой точки объявляет диктор радиостанции.

Готовясь заблаговременно к определению поправки часов, прежде всего согласуют их минутную стрелку с показанием секундной стрелки (для точного измерения времени следует применять такие часы, которые имеют центральную секундную стрелку длиной не менее 1 см и четкие минутные деления на циферблате). Для этого при показании секунд, равном 60с (0с), минутную стрелку ставят на целое минутное деление циферблата. Если часы имеют цифровую индикацию показаний, надо также добиться согласованности в указании минут и секунд. Для навигационных целей предпочтительнее часы со стрелочной индикацией показаний.

В момент подачи шестой точки радиосигнала времени тщательно регистрируют и записывают показания часов Тч (вначале пишут количество секунд). Запись времени всегда делают от 0ч до 24ч. Поправка часов вычисляется по формуле:

где Тэ - эталонное стандартное время подачи радиосигнала, Uc - поправка часов относительно стандартного времени.

Если наше стандартное или судовое время отличается от стандартного времени подачи радиосигнала, объявленного диктором, то в формулу (63) надо вместо Тэ подставить свое точное стандартное время (см. пример 4). В астронавигационных пособиях принято давать координаты светил по всемирному времени Тгр, поэтому при решении астронавигационных задач удобнее определять поправку часов относительно всемирного времени. Для этого вначале по приближенно известному судовому времени Тс и номеру своего часового пояса №с выясняют, какому всемирному времени соответствует переданный по радио эталонный сигнал, а после его приема и регистрации Тч вычисляют искомую поправку:

Поправка часов имеет знак "минус" если в момент подачи эталонного сигнала часы впереди верного времени или же знак "плюс", если часы позади верного времени (не путать эти термины с понятиями "спешат" и "отстают").

Теперь в любой не слишком отдаленный от приема радиосигналов момент Тч, по нашим часам можно узнать точное время:

Формулы (63-65) называют формулами определения точного времени.

Нетрудно заметить, что величины Uc и u отличаются на значение номера часового пояса №с, принятого при первоначальной установке и пуске часов.

С течением времени полученная поправка устаревает, так как любые часы не могут полностью воспроизвести равномерный ход среднего солнечного времени. Поэтому возникает задача хранения времени на яхте в интервале между приемом радиосигналов этот интервал может оказаться слишком большим из-за обстоятельств плавания.

Пример 4. 30 июня около Тс = 10ч (часы на яхте установлены по второму восточному поясу) приняли сигналы времени радиостанции "Маяк" (Москва) и заметили по шестой точке показания часов:

№1 Тч = 10ч00м12с

№2 Тч = 9ч59м37с

Определить поправки часов относительно судового времени и относительно всемирного времени.

Пояснения о правилах знаков при расчетах Тс и Тгр были даны в формулах (60-63).

Скорость изменения поправки часов называется ходом часов; величина изменения поправки часов за сутки называется суточным ходом. Для определения суточного хода в течение недели при подготовке к плаванию проведите серию определений поправки часов по радиосигналам; определите систематическое изменение поправки часов u за срок наблюдений серии T и вычислите суточный ход (в размерности с/сутки) по формуле (66). Приближенно суточный ход можно найти как отношение разности последней Un и первой из полученных поправок U1 к интервалу времени (Tn - T1) между ними, при условии, что T>=7д и внешняя обстановка работы часов не изменялись.

(66)

Приближенной формулой обычно пользуются в море.

Если суточный ход имеет знак "плюс", то часы отстают - идут медленнее равномерно текущего среднего времени, уменьшая отрицательную поправку или увеличивая положительную. Если суточный ход имеет знак "минус", то часы спешат - идут быстрее равномерно текущего среднего времени, увеличивая отрицательную поправку и уменьшая положительную.

Знание суточного хода решает проблему хранения времени: в любой необходимый момент за последним моментом Тр приема радиосигналов времени и определения по ним поправки часов Up:

u = Up ± (T - Tp) д

(67)

где Т - момент, на который требуется найти поправку часов. Формулу (67) называют формулой хранения времени, ее применение показано в примеpax 5 и 6.

Применение секундомера при астронавигационных наблюдениях.Хорошо отрегулированные перед плаванием секундомеры дают за полчаса работы погрешность показаний не более 1 - 2с поэтому ими можно пользоваться при астронавигационных обсервация. Секундомер, пущенный в ход непосредственно по радиосигналу времени, соответствующему какому-то моменту T0гр, позволяет по замеченному его показанию Тсек найти всемирное время наблюдений:

Если же секундомер пущен в ход на каком-то начальном показании часов Т0гр, то всемирное время наблюдена будет (см. пример 7):

Пример 5. 7 июля около Тс = 10ч по радиосигналам определили поправки часов №1 и №2 относительно всемирного времени: u1 = -2ч00м34с, u2 = -1ч59м19,5с. Определить суточный ход часов после 30 июня (см. пример 4).

Судовые часы		Часы № 1	Часы № 2
1. Последний срок приема радиосигналов времени	Тп	7 июля Тгр = 8ч
2. Предыдущий срок	Т1	30 июня Тгр = 8ч
3. Интервал (в сутках и их десятых долях) (3=1-2)	Т	7д
4. Последняя поправка часов по радиосигналам	Un	-2ч00м34с	-1ч59м19,5с
5. Предыдущая поправка часов по радиосигналам	u1	-2ч00м12с	-1ч59м37с
6. Изменение поправки (6=4 - 5)	u	-22с	+17.5с
7. Суточный ход с/сутки (7=6:3)		-3,1с	+2,5с

Пример 6. 10 июля около Тс = 02ч30м (№с = 2Ost) по команде "Ноль!" наблюдателя (в один и тот же физический момент) замечены показания часов №1 и №2:

Т1 = 2ч20м19с,

Т2 = 2ч18м50с

Определить всемирное время в момент команды "Ноль!" (по исходным данным примера 5).

Судовые часы		Часы №1	Часы №2
1. Судовое время приближенно	Тс	10 июля	02ч30м 2 Ost
2. Номер пояса на яхте	Nc
3. Всемирное время (3=1 ±2)	Тгр	10 июля	00ч30м = 24ч30м
4. Последний прием радиосигналов времени	Тр	7 июля	8ч по Тгр
5. Интервал времени (5=3 - 4)	Т - Тр	2д + (16,5ч/24) = 2,7д
6. Суточный ход часов		-3,1	+2,5
7. Изменение поправки часов (7=6x5)	u	-8,5с	=7С
8. Последняя поправка часов по радиосигналам	Uр	-2ч00м34с	-1ч59м19,5с
9. Новая поправка (9=8+7)	u	-2ч00м42,5с	-1ч59м12,5с
10. Момент наблюдений по часам	Т	2ч20м19с	2ч18м50с
11. Всемирное время наблюдений в момент команды "Ноль!" с точностью до 1е 1=9+10)	Тгр	10 июля 0ч19м36,5с	10 июля 0ч19м37,5с

Вывод:служба времени ведется правильно, промахов в поправках часов и вычислениях нет.

Пример 7.10 июля по часам № 1в момент Т0ч = 2ч30м00с пущен секундомер, поправка часов u = -2ч00м42,5с. При измерении высоты светила зарегистрирован момент по секундомеру Тсек = 23м41с. Вычислить всемирное время измерения высоты.

Решение: 10 июля Т0ч = 2ч30м00с; u = -2ч00м42,5с

При пуске: 10 июля Тгр = 0ч29м17,5с; Тсек = 23м41с

При наблюдениях: 10 июля Тгр = 0ч52м58,5с.

Приближенное ориентирование во времени по наблюдениям светил. Если из-за обстоятельств плавания потеряна ориентировка во времени, ее можно остановить по наблюдениям светила одним из следующих способов:

1. Изготовьте из подручных средств солнечные часы, как показано на рис. 92. Измерив с их помощью меридианное солнечное время Тсм и действуя по схеме, данной в примере 2 получите меридианное (местное) среднее время Тм с погрешностью до 3 - 4м. Точность пересчета Тм в Тс зависит от того, насколько хорошо известна долгота своего места (погрешность в долготе на 15' дает погрешность во времени, равную 1м и т. п.).
2. Меридианное время Тм восхода и захода верхнего края Солнца по дате и известным координатам места наблюдений можно вычислить по МАЕ или, с меньшей точностью, по графикам из МТ-75 (см. Мореходные таблицы (МТ-75). МО, 1975. Приложение 10). Наблюдая Солнце в момент восхода или захода его верхнего края, установите на вычисленное Тм свои часы. Затем наметьте вперед какой-либо удобный момент Тм , пересчитайте его в Тс по схеме, данной в примере 2; дождитесь наступления намеченного Тм и переставьте часы на Тс.
3. Приближенно оцените время по часовому углу Солнца, как это показано на рис. 91 и объяснено в § 7.2.
4. По наименьшей длине солнечной тени от вертикально установленного шеста зафиксируйте наступление местного полудня Тсм=12ч00м. Эта работа будет выполнена точнее, если по часам зарегистрировать моменты наступления нескольких теней равной длины до и после полудня, а затем взять средние результаты. По схеме, данной в примере 2, вычислите среднее местное время Тм по известному Тсм. Вычтя из Тм показание своих часов Тч на момент полудня, получите поправку часов относительно меридианного среднего времени.
5. Наблюдая звездное небо, опознайте Полярную, Кассиопею и Большую Медведицу (см. рис. 87). Глазомерно оцените звездное время tY оно равно часовому углу звезды Кафф.

Если измерен часовой угол звезды Фекда, то tY = * - 12ч. Выбрав из приложения 4, в вспомогательную величину R, прибавьте ее к tY - получите меридианное среднее время Тм. При тщательных измерениях Тм по звездам можно оценить с погрешностью до 10м. При необходимости переведите Тм в судовое время по схеме, данной в примере 2.

Пример 8. 8 декабря наблюдали (см. рис. 87):

7.3 Оценка астронавигационной обстановки.

Человек лучше работает, лучше видит и опознает ориентиры, если обстановка наблюдений известна ему заранее и он предвидит развитие событий. В сложных морских условиях это верно вдвойне; астронавигационные обсервации лучше заранее продумывать, а планировать все необходимые наблюдения. Для этого надо заранее вычислять сроки наступления сумерек по судовому времени, уметь оценивать расположение светил на небосводе как в темное, так и в светлое время суток. Расчеты освещенности горизонта важны и в интересах безопасности плавания: большинство аварий происходит в темное время суток.

Солнечная освещенность. Освещенность небосвода и морского горизонта по различным направлениям от наблюдателя зависит от направления Солнца и его высоты, которые изменяются в течение дня, а также со сменой района плавания или календарной даты. В данном месте и в летний день для наблюдателя в северном полушарии Земли картина видимого суточного движения Солнца показана схематически на рис. 93, где линия горизонта развернута к востоку и к западу от точки юга. После полуночи (точка 1) Солнце перемещается по небесной параллели и приближается к линии горизонта. При его снижении на -12° (точка 2) начинает светать становится различимой линия горизонта, что позволяет начать измерения высот звезд навигационным секстаном - начинаются утренние навигационные сумерки.

Рис. 93. Естественная солнечная освещенность в течение суток.

С приходом Солнца на снижение - 6° светает настолько, что звезды перестают быть видимыми невооруженным глазом - заканчиваются навигационные и начинаются утренние гражданские сумерки, которые длятся до восхода верхнего края Солнца (наблюдается при снижении Солнца около - 50' от уровня моря). В оптику секстана навигационные звезды видны и в начале гражданских сумерек, поэтому данные измерения высот звезд при ясном горизонте наиболее точны, если выполняются в непосредственной близости к моменту окончания навигационных и начала утренних гражданских сумерек.

В полдень (точка 5) Солнце достигает наибольшей высоты , освещенность максимальна. Вечером после захода верхнего края Солнца (в точке 6) наступают вечерние гражданские сумерки; они заканчиваются при снижении Солнца на -6°, и начинают вечерние навигационные сумерки. Вечерние наблюдения звезд навигационным секстаном возможны до его снижения на -12° (точка 8), но лучше всего их делать вблизи конца гражданских и начала вечерних навигационных сумерек (точка 7).

Моменты судового времени восхода и захода Солнца вычисляют по МАЕ и МТ-75; моменты наступления сумерек вычисляют по МАЕ.

Лунная освещенность.При астронавигационных наблюдениях лунная освещенность учитывается как фактор, позволяющий измерять высоты звезд в ночное время. Она определяется возрастом Луны (см. §7.1) и оптимальна при высоте 10-40° в периоды между квадратурами и полнолунием. Полная оценка лунной освещенности производится по МАЕ, приближенное представление о ней можно составить по формуле (58) и рис. 89.

Оценивать астронавигационную обстановку (освещенность горизонта и видимость светил, их расположение на небосводе) лучше всего при подготовке к плаванию, тогда в море потребуется лишь незначительное ее уточнение применительно к конкретному месту и времени наблюдений.

7.4 Определение направления движения яхты и поправки компаса по наблюдениям светила.

В главе 6 говорилось, что направление движения яхты определяется путевым углом ПУ, который находят с учетом истинного курса яхты ИК и угла сноса с. Истинный курс, в свою очередь, можно определить по компасному курсу и поправке компаса: ИК=КК+ К.

В отсутствие компаса ИК можно определить по известному истинному пеленгу светила и курсовому углу светила КУ: ИК = ИП ± КУ (КУ левого борта прибавляется, КУ правого борта вычитается).

В открытом море единственный способ определения поправки компаса - астрономический, так же как и единственный путь для ориентирования по направлению движения (без компаса), - это курсоуказание относительно направления на наблюдаемое светило, с последующим вычислением ИК по КУ и ИП светила. Режим "открытого моря" в прибрежном плавании часто создается из-за потери из видимости береговых ориентиров при ухудшении горизонтальной видимости и т.п.

Ориентирование относительно направления на Полярную. Полярная - лучший объект для ориентирования по направлению (см. рис. 87), так как ее истинный пеленг находится достаточно точно при самом приближенном представлении о месте яхты и времени наблюдений.

ИП Полярной легко определяется по наблюдаемому на небе расположению созвездий Кассиопеи или Большой Медведицы, так как Полярная удалена от Северного полюса мира на 1° в сторону звезды Кассиопеи (противоположно направлению на Большой Медведицы). Если Кассиопеи или Бенетнаш наблюдаются на одной вертикали (в одной вертикальной плоскости) с Полярной, то ее ИП = 0° = 360°. Если Кассиопея наблюдается слева от Полярной (рис. 94, а), то приближенно можно принять ИП Полярной = 359° при широте места менее 50° или Полярной = 358° при широте места от 50° до 65°. Если Бенетнаш наблюдается слева от Полярной, то ИП Полярной соответственно широте места равен 1 или 2° (рис. 94, б).

Рис. 94. Истинный пеленг Полярной по расположению созвездий Кассиопеи и Большой Медведицы относительно горизонта.

Более точно и в любой момент наблюдений ИП Полярной получается из прилож. 4, г входом по широте места (или по высоте Полярной) и по звездному времени tY, которое может быть вычислено по приложению 4, в или 4, д (см. примеры 7 и 9) или же получено непосредственно глазомер оценкой часового угла звезды Кафф или звезды Фекда (см. § 7.2 и пример 8).

Измерив КП Полярной и вычислив ее ИП на момент измерения, можно найти поправку компаса: К=ИП - КП. Если непосредственное пеленгование звезды с компаса невозможно, то с несколько меньшей точностью получается при одновременном измерении курсового угла звезды и компасного курса: КП = КК ± КУ.

Найденная величина К полезна только для контроля правильного курсоуказания. Если на показания магнитного компаса не влияет близко положенное железо или магнитная буря, то поправка компаса должна быть равна найденному по морской карте магнитному склонению в данной местности. Нарушение этого равенства является одним из признаков неверного знания координат места наблюдений.

В отсутствие компаса курсоуказание по Полярной осуществляется приведением ее на курсовой угол, при котором яхта пойдет по намеченному пути: КУ = ИП - (ПУ-с). После приведения Полярной на вычисленный КУ, удобно заметить какое-либо яркое светило, наблюдаемое на малой высоте по носу яхты, и править по КУ на это светило. С течением времени направления на светила изменяются; изменение же ИП Полярной мало и легко определяется по прилож. 4, г. Курсовой угол вспомогательного светила, наблюдаемого по носу, необходимо уточнять по мере надобности.

Пример 9.20 сентября в момент по судовому времени Тс = 04ч52м наблюдали звездное небо в виде показанного на рис. 87. Место яхты: = 58°05'N, = 58°05'Ost Часы установлены по летнему московскому времени, №с = 4Ost. Измерили компасный пеленг Полярной КП = 3,0°.

Требуется:

1. Определить поправку компаса.

2. Вычислить КУ, на который в отсутствие компаса следует привести Полярную, если задан ПУ = 60° и угол сноса с = +8°.

1. Судовое время измерения компасного пеленга.	Тс	сентябрь, 20 04ч52м
2. Часовой пояс на яхте.		4 Ost
3. Всемирное время (3=1+2).	Tгр	сентябрь, 20 00ч52м
4. Долгота места.		1ч08м
5. Меридианное время (5=3 ±4).	Tм	сентябрь, 20 02ч00м
6. Вспомогательная величина.	R	12м
7. Звездное время (7=5-6).	tY	01ч48м
8. ИП Полярной из прилож. 4, г.	ИП	360,1° = 0,1°

Решение:

1. Определение ИП Полярной:

а) глазомерно: так как Кассиопеи (или Бенетнаш) видна на одной вертикали с Полярной, то ее ИП = 0°;

б) при определении звездного времени по звезде Кафф (или Фекде):

часовой угол * Кафф tм = 2ч = 30° = tY;

часовой угол * Фекда tм = 210°; tY = 210° - 180° = 30°.

Из прилож. 4, г по широте места и tY: ИП = 360, 1° = 0,1°;

в) при вычислении звездного времени с помощью приложения 4, е.

Пояснения к расчетам даны в примерах 1, 3, в § 7.2 для действий 1 - 3. При действии 4 долгота места переводится в часовую меру по прилож. 4, б с округлением до целой минуты. В действии 6 - суточное изменение R умножено на интервал времени (23 сентября - 20 сентября) и с учетом данных нижней шкалы взято R = 12м = 4м Х 3.

Примечание. Звездное время с очень высокой точностью может быть вычислено по МАЕ или по прил. 4, д, но при ориентировании по Полярной этого не требуется (см. пример 12).

2. Вычисление поправки компаса:

К = ИП - КП = 0,1°- 3,0° = -2,9°.

3. Вычисление КУ Полярной для курсоуказания (пренебрегая долями градуса, несущественными для навигации на яхте):

КУ = 0° - [60° - (+8°)] = -52°(левого борта).

Схема решения этого примера понятна из Рис. 87.

Ориентирование относительно направления на звезду или Солнце.Хорошая штурманская практика предполагает систематический контроль за поправкой компаса и правильностью текущего курсоуказания. Поправку компаса рекомендуется определять после поворота на новый курс и каждый раз при смене вахты. Для ориентирования по направлению движения и определения поправки компаса можно наблюдать любое светило (например, звезду Близнецов - см. рис. 87).

Порядок действий при определении поправки компаса по наблюдениям любого светила показан на рис. 95. Поясним эту работу:

1. При подготовке к наблюдениям следует проверить пеленгатор компаса и показания рабочих часов - они должны быть установлены по точному судовому или всемирному времени с погрешностью не более 0,1 м (см. раздел 7.2). Опознав наблюдаемые светила, выберите из них наиболее выгодное для пеленгования - оно должно быть хорошо видно от компаса и иметь малую высоту: чем меньше высота светила, тем точнее получается поправка компаса. Хорошо наблюдать то светило, которое непосредственно видно через предметную мишень пеленгатора (без помощи откидного зеркала).

2. Одновременно регистрируют компасный пеленг светила КПi, и момент по часам Ti; (с точностью до 0,2м). При измерении пеленга необходимо со всей возможной точностью удерживать котелок компаса в горизонтальной плоскости и, наведя нить пеленгатора на звезду или центр диска Солнца, немедленно произвести точный отсчет KПi и записать его. Сразу после записи КПi записать показание часов, отбросив 0,1 - 0,2м (потраченные на запись КП). При работе с помощником по команде наблюдателя "Ноль!" в момент измерения KПi помощник регистрирует и записывает показание часов Тi, а затем продиктованный наблюдателем отсчет KПi. Для компенсации случайных погрешностей принято измерять серию пеленгов и моментов.

3. Расчет средних арифметических значений величин КП и Т. В отсутствие пеленгатора или в случае невозможности пеленговать непосредственно по компасу, следует одновременно регистрировать курсовой угол светила, компасный курс и момент времени, а затем вычислять KПi светила.

4. На средний момент пеленгования Т по навигационной прокладке пути яхты находят ее координаты c и c.

5-7. Вычисляют всемирное время наблюдений Тгр, соответствующие ему координаты географического места светила и trp, tм. Детальное пояснение этого этапа изложено в § 7.5.

8. По широте места наблюдений c, склонению светила и местному часовому углу светила tм находят истинный пеленг светила ИП.

9. Сравнив ИП и КП, находят поправку компаса К=ИП-КП, справедливую для того компасного курса, на котором пеленговали светило.

Рис. 95. Структурно-формульная схема курсоуказания по светилу и определения поправки компаса.

При плавании без компаса по ИП светила вычисляют тот КУ, на котором следует удерживать светило для следования по заданному направлению пути (см. пример 9). Знание этого КУ полезно и для текущего контроля за направлением движения при курсоуказании по компасу.

На восьмом этапе работы ИП светила может быть найден с помощью ЭКВМ по таблицам ВАС-58 или по номограмме № 90199 (ее можно получить вместе с навигационными картами в порту).

Правила расчета ИП светила с помощью таблиц ВАС-58 даны непосредственно в их описании. Отметим только, что эти таблицы дают азимут в полукруговом счете, и его надо будет обратить в ИП (см. § 7.1).

"Клавишный алгоритм" и тестовую задачу расчета ИП светила на ЭКВМ типа "Электроника" рассмотрим на примере определения поправки компаса по наблюдениям Солнца.

Пример 10.13 апреля в Эгейском море для определения поправки компаса измерили серию КП Солнца:

КПi	Ti
253,1°	15ч48,5м
253,2°	15ч49,1м
253,0°	15ч49,6м
253,4°	15ч50,2м
253,7°	15ч50,7м
		c=38°35,4'N
		=25°08,2'Ost
		КК=200°

Средние: КП = 253,3° и Т = 15ч9,7м.

Судовое время - по 2 восточному поясу. По МАЕ на момент Тгр = 15 49,7 - 2 = 13ч49,7м вычислили:

=8°55,6'N и tм = 52°06,4' W.

Рассчитать ИП Солнца и поправку компаса.

Пп. 2-4: исходные величины выражают в градусах и их долях; в некоторых ЭКВМ возможен непосредственный ввод дуговых минут; в круглых скобках указан адрес для записи показаний индикатора в пп. 5-9. Дальнейшие показания индикатора записывать нет необходимости вплоть до получения конечного результата; здесь они приведены только для иллюстрации решения тестовой задачи.

Пп. 5-9: решение выполняется простым набором аргументов и последовательным нажатием клавиш операций, в ходе чего реализуется формула:

(70)

Во многих ЭКВМ клавиша функции Ф обозначена по латыни F. В ЭКВМ с большим количеством регистров памяти расчет азимута более экономичен. Подобно показанному "клавишному алгоритму", нетрудно составить удобное пособие для работы на любой имеемой ЭКВМ.

Обратить внимание на перемену знака с П+ на П- для южного склонения светила.

П. 10: формула дает азимут полукругового счета - первая буква его наименования одинакова с наименованием широты места наблюдений, вторая определяется по наименованию часового угла в полукруговом счете. Полезно сравнить полученный Ап с КП светила для проверки правильности его наименования соответственно стороне горизонта, на которой наблюдали светило (на востоке или на западе).

П. 11: правило перевода Ап в ИП дано для плавания в северных широтах.

Для быстрого вычисления ИП светила с погрешностью до 1°, приемлемой для плавания на яхте, удобна номограмма № 90199 издания ГУНиО МО. Схема правой половины этой номограммы, применяемой в северных широтах, и порядок действий при пользовании ею приведены в приложении, 4, з. Решение примера 10 по номограмме дает ИП = 252°. Она особенно удобна для курсоуказания по светилу, так как быстро и наглядно показывает изменение ИП светила с течением времени. Помня, что каждые 4 минуты западный часовой угол возрастает (восточный - уменьшается) на 1°, получим в рассматриваемом примере:

спустя 15м после пеленгования t = 56° и ИП = 255°,

спустя 30м после пеленгования t = 60° и ИП = 258°.

Перемена широты места и склонения влияют менее заметно и учитываются по мере необходимости.

Рис. 96. Определение поправки компаса по пеленгам восхода и захода Солнца.

Ориентирование по наблюдениям Солнца вблизи горизонта.Центр Солнца находится в плоскости истинного горизонта (перпендикулярной отвесной линии) в тот момент, когда с яхты наблюдается высота его нижнего края над видимым в средних условиях морским горизонтом, равная около 0°18' = 0,5 видимого диаметра Солнца. Это явление называется истинным восходом (заходом) Солнца, азимут которого легко получить по приложению 4, е (номограмма из МТ-75). Входом по широте места и склонению Солнца в день наблюдений (полученному, например, из приложения 4, в) выбирается азимут явления в полукруговом счете; ключ к номограмме показан на рисунке.

По табл. 20, а, б МТ-75 таким же путем получается полукруговой азимут восхода (захода) верхнего края Солнца на горизонте, видимый с высоты глаза 12 м. В МТ-63 аналогичная таблица дает азимут этого явления при наблюдениях с уровня моря.

Во всех этих случаях азимуты переводят в ИП, как это было дано в примере 10, после чего можно приближенно определить поправку компаса по наблюденному КП восхода (захода).

Этот способ применяют при плавании в малых и умеренных широтах, но наблюдениям часто препятствует плохая видимость горизонта.

Если от восхода и до захода Солнца широта места изменяется незначительно, то, измерив компасный пеленг видимого восхода КП и видимого захода КП можно определить поправку компаса, не пользуясь никакими пособиями (см. рис. 93 и 96). Средний пеленг, вычисленный по двум имеющимся, равен компасному пеленгу истинной точки юга S, поэтому:

(71)

При наличии секстана направление на юг может быть приближенно определено по наступлению наибольшей наблюдаемой высоты Солнца (соответствует моменту наступления кратчайшей тени от вертикально установленного шеста). Направление на точки востока и запада может быть приближенно определено по приходу Солнца на высоту, указанную в табл. 21 (МТ-75), либо по восходу и заходу звезды Ориона (верхняя в "поясе Ориона").

Изложенные правила и рекомендации ориентирования по наблюдениям направлений на светила даны в предположении плавания в северных широтах выше параллели 23,5°N.

7.5 Ориентирование по местонахождению.

Астронавигационные способы определения места доступны в любом районе плавания и в любое время суток, если по метеорологическим условиям светила можно наблюдать, а другие способы исключаются обстановкой. Астронавигационные способы обсервации проверены вековой практикой мореплавания. Во многих случаях они дают наиболее точный результат, а часто являются единственно возможными способами контроля счисления пути.

Рис. 97.Астронавигационное место яхты определяется точкой пересечения кругов равных высот I-I и II-II на поверхности Земли.

Принцип определения географического места яхты по наблюдениям светил. Предположим, что яхта находится в точке М Атлантического океана (рис. 97) и на морской карте это место изображается в точке М (рис. 98). Отвесная линия в месте нахождения яхты имеет направление ОМ - на яхте его можно указать с помощью отвеса (груза, подвешенного на нити) или относительно направления на горизонт, так как плоскость горизонта Г всегда перпендикулярна отвесной линии.

По определению географических координат (см. гл. 6) видно, что они изменяются вследствие изменения направления отвесной линии при перемещении из одного места на Земле в другое: плоскость меридиана места всегда проходит через ось вращения Земли и отвесную линию в данном месте, широта указывает угол 0 между плоскостью экватора и направлением отвесной линии, долгота 0 определяет положение меридиана места относительно начального (Гринвичского) меридиана. Поэтому для определения географического места яхты статочно найти направление отвесной линии в месте наблюдений относительно направлений на внешние ориентиры, географическое положение которых известно.

Если с яхты наблюдаются светила *1 и *2, то можно полагать, что географические места этих светил известны - в § 7.1 было пояснено, что широта точки 1 тождественна склонению светила *1 ( * = 1), а ее долгота - гринвичскому часовому углу свела ( *1 = tгр) в полукруговом счете; алогично можно записать, что *2 = 2, *2 = tгр. Склонения и гринвичские часовые углы светил легко получить на момент наблюдений из МАЕ или другого пособия аналогичного назначения. Следовательно, географические места светил 1 и 2 можно рассматривать в качестве "маяков" и относительно них определить место яхты, если измерить расстояния z1 и z2. Подобно навигационному определению места яхты по расстояниям до двух маяков, астронавигационное место яхты получится в пересечении двух окружностей, описанных радиусами z1 и z2 из соответствующих им географических мест светил 1 и 2. Двойственность решения задачи легкоразрешима; расстояние между возможными местами М и М1 очень велико, и счислимое место С указывает, что яхта была в точке М.

Рис. 98. На морской карте круги равных высот - сложные кривые, их заменяют высотными линиями положения 1-1 и 2-2.

Расстояния z1 и z2 можно получить двумя путями, учитывая, что лучи от светил, приходящие в центр Земли и на яхту, параллельны. Расстояние z1 равно длине дуги, измеряющей угол z1 при центре Земли. Но этот угол равен углу между отвесной линией Mz и направлением на светило М 1, иначе говоря - зенитному расстоянию первого светила. Аналогично расстояние z2 равно зенитному расстоянию второго светила. Непосредственное измерение зенитных расстояний z1 и z2 можно выполнить астролябией (см. рис. 103), где положение ответной линии определяется с помощью отвеса.

В морских условиях измерения зенитных расстояний астролябией трудны и не всегда достаточно точны. Лучший результат дает применение навигационного секстана, которым измеряют угол между плоскостью горизонта и направлением на светило, т.е. высоту светила h. По известной высоте легко найти зенитное расстояние: z1 = 90° - h.

Нетрудно видеть, что в любой точке окружности радиуса z высота светила одинакова, поэтому ее называют кругом равных высот. Круг равных высот на морской карте отличается от окружности, кроме того, в подавляющем большинстве случаев географические места светил не помещаются на путевой карте. Поэтому непосредственно круги равных высот раиусами z1 и z2 не строят. Небольшие отрезки кругов равных высот вблизи счислимого места полагают прямыми 1-1 и 2-2 (рис. 98); их называют высотными линиями положения и строят на путевых картах при астронавигационных обсервациях.

Таким образом, для астронавигационного определения места необходимо:

- измерить высоты (или зенитные расстояния) светил и соответствующие им моменты времени;

- вычислить координаты географических мест светил на моменты измерений высот;

- построить высотные линии положения на путевой карте;

- привести эти линии положения к одному месту наблюдений (если яхта в ходе наблюдений перемещалась) и найти обсервованное место, а также рассчитать точное судовое время обсервации;

- сравнить результаты счисления и обсервации, принять решение о причинах обнаруженного сноса яхты с намеченного пути и необходимой корректуре навигационной прокладки.

Точность обсервации в первую очередь зависит от точности измерений высот, а также точности их исправления поправками, компенсирующими погрешности секстана и влияние внешней среды. Надо помнить, что высотная линия положения очень чувствительна к погрешностям в высоте светила. Например, погрешность в высоте на 1' дает смещение линии положения от верного места яхты на 1 милю, т.е. погрешность высоты равна погрешности линии положения.

Измерение и исправление высоты светила. Для измерения высоты светила секстан устанавливают в вертикальной плоскости, проходящей через светило (рис. 99). Малое зеркало (2) и большое зеркало (5) секстана перпендикулярны плоскости его рамы (3). В рабочем положении секстан удерживают рукояткой (9), опирающейся напланку (8). Наблюдения выполняют с помощью ночной трубы (7); ее поле зрения показано справа внизу или дневной трубы (6), имеющей большее увеличение, но меньшее поле зрения и перевернутое изображение.

Луч от прямовидимого в трубу горизонта Г непосредственно попадает в глаз наблюдателя О (в необходимых случаях контрастность линии горизонта улучшают светофильтрами (1). Луч от светила а попадает в большое зеркало, которое разворачивают подвижной линейкой - алидадой (10) в такое положение, при котором луч от светила пройдет к малому зеркалу и от него - к глазу наблюдателя. Таким путем добиваются приближенного сведения изображения горизонта и отраженного изображения светила в поле зрения трубы. Отпустив стопор алидады, вращением барабана точного отсчета (12) добиваются точного совмещения изображения светила и горизонта при вертикальном положении рамы секстана. Отсчет высоты получают суммированием грубого отсчета по градусной шкале лимба, нанесенного на раме, и точного отсчета по минутной шкале на барабане.

Ночью пользуются осветителем шкал (11). При наблюдениях Солнца между большим и малым зеркалами устанавливают один из светофильтров (4).

При подготовке к плаванию проверяют параллельность оси трубы плоскости рамы секстана (рис. 100, а) с помощью уголковых диоптров, входящих в комплект секстана, - их ставят на лимб и наводят на удаленный предмет. С помощью отвертки вращают регулировочные винты на оправе стойки трубы и приводят горизонтальный срез предмета в середину поля зрения.

Рис. 99.Секстан навигационный в тропическом исполнении (СНО-Т).

При подготовке к морским наблюдениям проверяют с помощью диоптров перпендикулярность большого зеркала плоскости рамы (рис. 100, б), регулируя зеркало винтом, имеющимся на его тыльной стороне.

Рис. 100. Проверка секстана:

а - проверка параллельности оптической трубы по предмету, расположенному далее 50 м; б - проверка перпендикулярности большого зеркала; в - проверка перпендикулярности малого зеркала.

Затем наводят секстан на удаленный предмет и проверяют перпендикулярность малого зеркала плоскости рамы (рис. 100, в): при вращении барабана около нулевого отсчета отраженное изображение предмета должно проходить точно через прямовидимое его изображение. При необходимости положение малого зеркала исправляют вращением винта, расположенного на его тыльной стороне у внешнего края оправы.

При наблюдениях определяют поправку секстана и измеряют высоты светил. Для определения поправки устанавливают отсчет 0° и наводят трубу на удаленный предмет (более 1 мили) или светило. Совмещают прямовидимое и отраженное изображен этого предмета (светила) и читают получившийся отсчет секстана ОСі. Поправку секстана находят по форму, i = 0° (360°) - ОСі, она может быть положительной или отрицательной. При расстоянии до объекта, над которым измеряется высота светила, менее 1 мили поправку секстана всегда определяют по этому объекту.

Высоты светила измеряют в два этапа. На первом этапе изображение светила приводят к линии горизонта для этого устанавливают отсчет около 0°, наводят трубу на светило (при работе с Солнцем не следует забывать установить светофильтры) затем опускают трубу к горизонту и одновременно передвижением алидады в сторону больших отсчетов улдерживают отраженное светило в поле зрения; грубо совместив изображение светила с горизонтом, отпускают стопор алидады.

Второй этап - собственно измерение высоты состоит в том, чтобы "покачиванием" секстана найти такое его положение, при котором высота будет измерена в вертикальной плоскости (рис. 101). Для этого наблюдатель удерживает большое зеркало направленным на светило, а трубу ремещает по дуге l-l над горизонтом и добивается совмещения светила с горизонтом в нижней точке этой дуги. Совмещения светила с горизонтм в ходе покачивания секстана можно добиться двумя методами:

"методом ожидания" прихода светила на заранее установленный отсчет секстана: несколько "притопив" светило на восточной части горизонта (или "приподняв" его над западной частью горизонта), наблюдатель покачивает секстан и выжидает прихода светила в касание с горизонтом;
"методом приведения" светила в ходе покачивания на горизонт при вращении отсчетного барабана - метод труднее, поэтому его применяют только для измерения медленно меняющихся близмеридиональных высот.

В обоих методах главным является фиксация момента касания светилом горизонта строго в нижней точке дуги l-l. При измерениях высот Солнца в касание с линией горизонта обычно приводят его нижний край, но если края диска Солнца по метеорологическим условиям отчетливо не видны, то допустимо измерять высоту середины солнечного диска.

Рис. 101. Измерение высоты светила методом покачивания секстана относительно луча, приходящего от светила.

Рис. 102. Оценка качества измерений высот по их наибольшему выборочному размаху.

Овладение искусством измерения высот лучше начинать с утренних или вечерних наблюдений Солнца по "методу ожидания". Измерять высоты надо с помощником, который по команде наблюдателя "Товсь!" должен внимательно следить за показаниями часов, а по команде "Ноль!" в момент касания светилом горизонта записывать момент по часам (секунды, затем минуты и часы) и продиктованный ему отсчет секстана. Для сглаживания случайных погрешностей измерения ведут серией из пяти высот и выводят средние арифметические результаты, которые точнее более чем в два раза одного из единичных отсчетов высоты. Во избежание промахов в конце серии измерений помощник проверяет правильность последнего отсчета на секстане, а наблюдатель - правильность записи показаний часов.

Для проверки навыков в измерениях высот нужно измерить серию из десяти высот в течение 5 мин. Затем построить на миллиметровой бумаге график измеренных высот (рис. 102) в масштабе 1 мм = 1с и 1 см = 1'. Проведя осредняющую линию по полученным отметкам высот, найдем наибольший размах измерений на сумму максимальных отклонений в большую и меньшую сторону от осредняющей. Если наибольший размах высот при наблюдениях Солнца не превышает 3' (при наблюдениях звезд - 5'), то навыки наблюдателя удовлетворительны; при размахе 2' он заслуживает хорошей оценки, при размахе менее 1' - отличной.

Измерения высот при необходимости может выполнять один наблюдатель двумя методами:

1) в момент касания светилом горизонта начать мысленный подсчет текущих секунд: "ноль - одна", "ноль - две", "ноль - три" и т.д.; по счету, например, "пять" заметить и записать показание часов; отбросив от этого показания 5 секунд, найти момент измерения высоты;
2) в момент измерения высоть пустить в ход секундомер, а затем остановить его на каком-то показании часов; вычитание отсчета секундомера из этого показания дает момент измерения высоты.

Рис. 103. Астролябия - простейший инструмент для измерений высот и зенитных pастояний:
а - теневой метод наблюдений Солнца; б - глазомерный метод наблюдений звезды.

В умелых руках секстан - надежный и точный мореходный инструмент. С меньшей точностью и в отсутствие качки высота (или зенитное расстояние) светила может быть измерена самодельной астролябией, устройство которой ясно из рис. 103. При наблюдениях плоскость астролябии совмещают с вертикальной плоско проходящей через светило. При наблюдениях Солнца (этот метод применяется в "Круйзерфиксе") отсчет высоты ведут по тени от центрального шрифта (рис. 103, а). Наблюдая, например, зенитные расстояния звезд, прменяют их прямое визирование (рис. 103, б). Работать с астролябией следует особенно тщательно, так как ошибка в отсчете высоты на 0,1° смещает линию положения на 6 миль в сторону светила или же от него.

Дважды в сутки высоту Солнца можно определять без всяких инструментов и дополнительных поправок: в момент восхода (наблюдаемого с борта яхты) или захода верхнего его края, высота центра Солнца от истинного горизонта равна около - 53', а при восходе или заходе нижнего края - 21'.

Отсчет высоты по секстану должен быть исправлен определенной наблюдателем поправкой i и инструментальной поправкой s, которая выбирается из заводского формуляра секстана по величине отсчета высоты. В результате получается измеренная высота светила h'. Далее следует ввести поправку за наклонение видимого горизонта, которая при наблюдениях с яхты выбирается из приложения 4, ж (а) и всегда вычитается из измеренной высоты (обозначается ). В результате получается видимая высота светила . Из приложения 4, ж (б) входом по получается поправка за рефракцию. Высота края Солнца исправляется поправкой за величину его полудиаметра, как указано на графике в приложении 4, в. В результате формулы исправления высоты имеют вид:

для звезд: h = oc ± i ± s - - ; для Солнца:h = oc ± i ± s - - ± R

(72)

Пример 11. А. Навигационным секстаном измерена высота звезды Арктур: средний отсчет секстана из серии наблюденных ос = 40°42,7', отсчет секстана при определении его поправки OCi = 0°01,2', инструментальная поправка секстана из формуляра по отсчету высоты s = +0,3'. Высота глаза наблюдателя над уровнем моря е = 2,2 метра. Найти истинную высоту светила h.

1. Средний отсчет секстана.	oc	40°42,7'
2. Поправка секстана (полная).	i ± s	- 0,9
3. Измеренная высота (3=1±2).	h'	40°41,8'
4. Наклонение горизонта из прил. 4, ж (а) по высоте глаза.		- 2,6
5. Видимая высота звезды над истинным горизонтом: 5=3-4.		40°39,2'
6. Рефракция из прилож. 4, ж (б)		- 1,1
7. Истинная высота (7=5 - 6).	h	40°38,1'

Б. Навигационным секстаном измерена высота нижнего края Солнца (см. рис. 101): ос = 45°39,0', OCi= 359°57,6', s = + 0,2'. Высота глаза е = 2,6 м. Истинная высота центра Солнца:

h = 45°39,0' + 2,4' + 0,2' - 2,8' - 0,8' + 16,1' = 45°53,9',

Вычисления выполнены вначале по пп. 1-7 предыдущей схемы, а затем (по рис. 147) по календарной дате наблюдений (например, 15 марта ) выбрана и учтена величина полудиаметра Солнца.

Примечание. При наблюдениях малых высот и необходимости получить высоту с максимально возможной точностью дополнительно можно учесть поправки за температуру воздуха, за давление воздуха, за параллакс Солнца - соответствующие таблицы имеются в ВАС-58, МАЕ и МТ-75. При наблюдениях астролябией необходим учет только рефракции на малых высотах.

Вычисления координат географических мест светил на моменты измерений высот. Аргументом для вычислений координат географических мест светил (или, что то же, экваториальных координат светил) служит всемирное время Тгр. Способы получения его на яхте по показаниям часов Т были детально рассмотрены в примерах 6 и 7. Наиболее точно склонения и гринвичские часовые углы любых светил получают из МАЕ; правила и примеры этих вычислений детально изложены в описании МАЕ. В отсутствие МАЕ экваториальные координаты звезд и Солнца с точностью, вполне приемлемой для яхтенного плавания, можно получить из Астрономического календаря и приложений, 4, а, 4, б и 4, д.

А. Вычисление склонения и гринвичского часового угла звезды. Склонение навигационной звезды выбирается и приводится к сроку наблюдений согласно приложению 4, а; одновременно со склонением получается звездный угол . В соответствии с формулой (63) для получения гринвичского часового угла звезды достаточно звездный угол просуммировать со звездным гринвичским временем, которое проще всего получается с помощью приложения 4, д. В дальнейшем потребуется местный час угол звезды, отсчитанный от меридиана счислимого места яхты (формула 56), и его расчет удобно вклю в эту же схему. Порядок вычисл поясняется примерами 12 и 13.

Б. Вычисление склонения и местного часового угла Солнца по Aстрономическому календарю.В Астрономическом календаре на Tгр = 0ч каждой даты года даются склонение Солнца и его часовое изменение также уравнение времени . При наличий микрокалькулятора необременительно вычислить склонение и часвой угол Солнца по следующим формулам:

(73)

Вычисления по этим формулам пояснены в примере 14.

Пример 12.26 июля 1983 г. около Тс = 21ч05м (№с = 1W). Измерили высоту звезды Арктур в момент Т = 21ч12м41с, поправка часов u = + 1ч00м37с. Долгота места по счислению с= 23°13,7' W. Вычислить местный часовой угол и склонение звезды.

Расчет и на срок наблюдений в примечании к прилож. 4, а. Полная вычисления часового угла звезды:

1. Судовое время начала наблюдений (приближенно).	Тс	26.07; 21ч05м
2. Номер часового пояса на яхте.	№с	1W
3. Гринвичская дата и приближ. время.	Тгр	26.07; 22ч05м
4. Момент наблюдений по часам.	Т	1ч12м41с
5. Поправка часов относительно Тгр.	u	+1ч00м37с
6. Точное всемирное время измерения.	Тгр	22ч13м18с
7. Исходное звездное время по прилож. 4, д. входом по заданному году и месяцу.	а	278°28,8'
8. Поправка для текущего года из прилож. 4, д (если это необходимо).	б	0,0
9. Поправка на дату из прилож. 4, д.	в	24 38,5
10. Поправка за 22ч из прилож. 4, д.	г	330 54,2
11. Поправка за 13м из прилож. 4, д.	д	3 15,5
12. Поправка за 18с из прилож. 4, д.	е	4,5
13. Гринвичское звездное время (13=а+б+в+г+д+е, отбросить 360°, если необходимо).	tгр Y	637°21,5' 277°21,5'
14. Долгота места счислимая.		23°13,7' W
15. Местное звездное время (15=13±14).	tм Y	254 07,8
16. Звездный угол из прилож. 4, а.		146 16,5
17. Местный часовой угол звезды (17=15 + 16, отбросить 360°, если необходимо).	tм	40°24,3' W
18. 360° - , если >180°	tм	Ost

В п. 8 поправка выбирается по текущему календарному году; например, в 1995 г. поправка будет = 6,0' (за 12 лет, или 3 периода, после 1983 г.).

Тщательно проверьте: выполнив действия согласно указанному в схеме порядку, повторите вычисления в обратном направлении (от искомого к заданному).

Пример 13.Вычислить звездное гринвичское время по Астрономическому календарю на 26 июля 1981 г. Tгр = 22ч13м18с.

Из Астрономического календаря 1981 г., июль 26, Tгр = 0ч:

So = toY = 20ч14м24с.

Из прилож. 4, б в градусной мере: tо =303°36,0'

Из прилож. 4, д за 22ч: г = 330 54,2

за 13м: д = 3 15,5

за 18с: е = 4.5

Звездное гринвичское время tгрY = 277°50,2'

Пример 14. 15 марта 1981 г. около Тс = 13ч00м (№с = 4 Ost) в момент Т= 12ч56м31с измерили высоту Солнца. Поправка часов u = - 4ч01м02с. Долгота места по счислению с = 45°14,9 Ost. Вычислить склонение и местный часовой угол Солнца по Астрономическому календарю.

А. Расчет аргумента - всемирного времени.

1. Приближенное Тс, 1981 г. - март 15 = 13ч00м

2. Часовой пояс на яхте № = 4 0st

3. Приближенное Тгр - март 15 = 09.00

4. Показание часов Т = 12ч56м31с

5. Поправка часов u = -4ч01м02с

6. Точное всемирное время Tгр = 8ч55м29с

Примечание. Проверяйте соответствие приближенного и точного Тгр.

Б. Расчет склонения.

7. Часовое изменение склонения из Астрономического календаря, вход по дате Тгр: Т = +59,2.

8. Всемирное время в часах и их десятых долях: Тгр = 8,92ч.

9. Перемена склонения за Тгр (9 = 7 х 8, с округлением до десятых долей минуты): = +8,8'.

10. Табличное склонение (до десятых долей минуты): 1 = -2°15,4'.

11. Склонение Солнца 11 = ±10 ±9): = -2°06,6' (южное).

Примечание.В Астрономическом календаре северному склонению присвоен знак + и южному склонению знак - . Знак часового изменения в календаре дается алгебраически: например, знак + соответствует уменьшению отрицательного склонения и увеличению положительного склонения. Внимательно следите за указанными в календаре знаками. Тщательно переводите минуты и секунды в доли часа при выполнении п. 8, а затем дуговые секунды и дуговые минуты - во всех случаях делением на 60.

В. Расчет местного часового угла.

12. Уравнение времени на заданную