Определение координат светила по “American Air Almanac 1946” и “Altitude and Azimuth Table”

Материал из База знаний
Версия от 17:53, 19 сентября 2012; AvsimBot (обсуждение | вклад) (робот косметические изменения)
Перейти к: навигация, поиск

Как сейчас помню, было это ровно 66 лет назад. Второго июня 1946 года, возвращался на транспортной Дакоте, пассажиром, через Исландию и Великобританию на континент. Погода стояла замечательная и самолёт, казалось, неподвижно висел над бескрайней гладью Северной Атлантики. Только по южной оконечности уплывающей назад Гренландии, можно было осознать движение.

Кликнуть для увеличения

Уже второй час машина шла под управлением автопилота, командир перелистывал журнал, а второй пилот, зевая, поглядывал на приборы.

Кликнуть для увеличения

Что бы как-то развлечься, я перебрался к навигатору. Тот как раз возился с секстантом. На мой вопрос, будут ли сейчас проводиться измерения, лётчик усмехнулся и отрицательно замотал головой, показав на плывущее справа по курсу Солнце: “Высоко, результаты будут неточные”. Но, видимо оценив мою заинтересованность, передумал и предложил показать каким образом выполняются расчёты по Солнцу.


Весь смысл подобных расчётов - получение линии положения самолёта. Это обычная линия, которую можно рассчитать и отложить на карте. И при этом быть уверенным, что самолёт находится недалеко от этой линии. Соответственно, если таких линий несколько (например от других навигационных светил), то местоположение самолёта будет недалеко от их пересечения. Насколько далеко? Это уже будет определяться точностью измерений и правильностью расчётов.


Взглянув на часы, а они показывали около двадцати пяти минут до полудня, лётчик, дождавшись "ровного" времени (11:40 местного) пустил секундомер и поднялся с секстантом к астрокуполу. Несколько раз прицелившись и покрутив рукоятки, навигатор видимо удовлетворился полученным результатом. Глянув на остановленный секундомер, записал на специальном бланке время последнего измерения (3 минуты 22 секунды) и полученную высоту Солнца. С коррекцией на рефракцию атмосферы и другими поправками получилось +50*28’ для времени 13:43:22 (по Гринвичу).

Кликнуть для увеличения

Затем, для того же времени, с маршрутной карты были сняты координаты счислимой точки (N60*28.8’ W040*16.2’). Навигатор выбрал её прямо на ЛЗП, отмерив циркулем-измерителем расчётное расстояние от предыдущей контрольной точки. Данные также перекочевали на бланк.

Кликнуть для увеличения
Кликнуть для увеличения
Кликнуть для увеличения

Достав астрономический альманах (по нашему ежегодник - ААЕ), навигатор переписал с первой странички интерполяционные данные. Для 3 минут и 22 секунд поправка составила 51’

Кликнуть для увеличения

Со странички, соответствующей 2 июня 1946 года, были взяты Гринвичский часовой угол (GHA) Солнца и его склонение (25*34’ и N22*09’) для 13:40 по Гринвичу.

Кликнуть для увеличения

К GHA добавилась, вычисленная ранее, интерполяционная поправка (25*34’ + 51’ = 26*25’') и значения часового угла и склонением были переписаны на бланк в соответствующие позиции.

Кликнуть для увеличения

Затем, прямо на бланке был вычислен (как разность GHA и счислимой долготы) местный часовой угол (LHA) Солнца. Получилось 13*51.2’ E. Вычитая из GHA значение долготы, не забываем, что она, в отличии от часового угла, измеряемого от 0 до 360 градусов, отсчитывается от 0 до 180 градусов. И в Западном полушарии имеет отрицательную величину.

Кликнуть для увеличения

Гринвичский часовой угол и склонение навигационного светила – универсальные координаты, в экваториальной системе. Их значения не зависят от местоположения наблюдателя. Именно поэтому эта система и используется в астрономических ежегодниках. Секстантом же мы получаем высоту светила, а это уже горизонтальная система координат. Поэтому нам необходимо перевести табличные экваториальные координаты в горизонтальные. Для этого собственно и предназначен расчётный бланк. Но требуется и кое что ещё. Навигатор достал из портфеля таблицы азимутов и высот.

Кликнуть для увеличения

Таблицы позволяют определять из значений градусов величину логарифмических функций А и В и, наоборот. Данные функции описывают, так называемый, параллактический (сферический) треугольник. Этого достаточно для навигационных расчётов, построенных на использовании сферических поверхностей. Применяя, с первого взгляда запутанный, но на самом деле очень несложный алгоритм, обозначенный на бланке в виде букв и стрелок, мы получаем высоту и азимут Солнца, соответствующие времени измерения и координатам счислимой точки. Всё это требуется для определения высотной линии положения (LOP) Солнца. Аналогично определяются линии положения и других навигационных светил. Небольшое отличие есть только для звёзд. Их GHA определяют относительно точки Овна.

Из таблиц определяем значения функции А для LHA

Кликнуть для увеличения

В и А для склонения (Dec.)

Кликнуть для увеличения

Данные пишутся в бланк.

Кликнуть для увеличения

Затем, по схеме бланка вычисляем промежуточное значение В=1095. Также вычисляем сумму(ADD) и разность(SUBTRACT) (согласно схемы бланка) и переносим результаты в соответствующие графы.

Кликнуть для увеличения
Кликнуть для увеличения

Далее опять обращаемся к таблицам. Определяем значение К и разность его со счислимой широтой (K-L)

Кликнуть для увеличения

Определяем промежуточные значения А и В

Кликнуть для увеличения

Записываем данные.

Кликнуть для увеличения

Остался последний этап – получение высоты и азимута Солнца.

Азимут

Кликнуть для увеличения
Кликнуть для увеличения

Высота, как нас предупреждает надпись наверху каждой нечётной страницы, берётся, за исключением особых случаев, с нижнего ряда таблицы.

Кликнуть для увеличения

Преобразование координат из экваториальных в горизонтальные завершено.

Кликнуть для увеличения

Координаты Солнца для счислимой точки (в горизонтальной системе координат) - азимут Z=159*53', высота Hc=+50*27.5'

Кликнуть для увеличения

Мы идём с курсом ИК=68*, Солнце практически на правом траверзе (азимут 160*) и, судя по мизерной разнице его вычисленной и измеренной высот, линия нашего положения практически совпадает с ЛЗП. По путевому углу разница в пару градусов(160*-68*), а по азимуту на Солнце, отстоит менее, чем на две мили.

Кликнуть для увеличения

Не следует конечно считать, что столь малая разница измеренной и вычисленной высот Солнца означает что мы точно на линии пути. Сам по себе, метод может давать ошибку до 5-7 миль, плюс, при такой высоте светила, в 50 градусов, его точность невысока. Но то, что за время, прошедшее от предыдущей точки контроля, мы продолжаем находиться вблизи ЛЗП, говорит о том, что угол сноса выбран правильно, а ветер не претерпел заметных изменений. Ну и интересно было взглянуть на методы астрономической аэронавигации 40-х годов прошлого века. Надо сказать, использование по “American Air Almanac 1946” и “Altitude and Azimuth Table” немного проще и требует меньшее количество операций, чем таблицы высот и азимутов ВАС-57 применяемые мореходами. В авиации большое значение имеет оперативность получения данных и, бланк Form No.21D, в купе с использованными альманахом и таблицами, этому требованию соответствует.

Через много лет, когда появилась возможность определять координаты светил через Интернет, я проверил по ссылке "Celestial Navigation Data for Assumed Position and Time" данные, полученные навигатором Дакоты над Северной Атлантикой, в далёком 46-м году.

Кликнуть для увеличения

Учитывая, что азимут 159.6* равен 159*36', то данные, полученные из таблиц вполне пригодны для решения аэронавигационных задач.


Для интересующихся упомянутыми в статье документами ниже приведены ссылки. Сам бланк War Department Air Corps Form No.21D (1937) можно сохранить прямо с картинки, увеличив её кликом

Кликнуть для увеличения

С уважением, Алексей (UEMJ)

См. также

Источники

Ссылки