Метод перехвата - Intercept method

В астрономическая навигация, то метод перехвата, также известный как Метод Марка Сен-Илера, это метод расчета положения наблюдателя на Земле (местоположение ). Первоначально он назывался азимут пересечения метод, потому что процесс включает в себя рисование линии, которая пересекает азимут линия. Это имя было сокращено до перехватить метод и расстояние перехвата было сокращено до «перехватить».

Метод дает линия позиции (LOP), на котором находится наблюдатель. Пересечение двух или более таких линий будет определять положение наблюдателя, называемое «фиксацией». Виды могут производиться через короткие промежутки времени, обычно в сумерки, или их можно снимать с интервалом в час или более (как при наблюдении за Солнцем в течение дня). В любом случае, позиции, взятые в разное время, должны быть продвинуты или отклонены, чтобы скорректировать движение корабля во время интервала между наблюдениями. Если наблюдения проводятся с короткими интервалами, самое большее несколько минут, исправленные линии местоположения по соглашению дают «точку». Если линии позиций должны быть продвинуты или удалены на час или более, соглашение требует, чтобы результат упоминался как «текущее исправление».

Резюме

Метод перехвата основан на следующем принципе: фактическое расстояние от наблюдателя до географической позиции (GP) небесного тела (то есть точки, где оно находится прямо над головой) "измеряется" с помощью секстант. Наблюдатель уже оценил свою позицию по счисление и рассчитали расстояние от предполагаемого положения до ГП тела; разница между «измеренным» и рассчитанным расстояниями называется точкой пересечения.

На диаграмме справа показано, почему зенитное расстояние небесного тела равно угловому расстоянию его ВП от позиции наблюдателя.

Предполагается, что лучи света от небесного тела параллельны (если только наблюдатель не смотрит на Луну, которая находится слишком близко для такого упрощения). Угол в центре Земли, который луч света, проходящий через ВП тела, образует с линией, идущей от точки наблюдателя. зенит совпадает с зенитным расстоянием. Это потому что они соответствующие углы. На практике нет необходимости использовать зенитные расстояния, которые составляют 90 ° минус высота, так как расчеты могут быть выполнены с использованием наблюдаемой и расчетной высоты.

Прицел с использованием метода перехвата состоит из следующего процесса:

Соблюдайте высоту над горизонтом Хо небесного тела и отметьте время наблюдения.
Предположим, определенное географическое положение (широта, долгота) не имеет значения, какое именно, если оно находится в пределах, скажем, 50 морских миль от фактического положения (или даже 100 морских миль не внесут слишком большую ошибку). Вычислить высоту Hc и азимут Zn с помощью которого наблюдатель, находящийся в этом предполагаемом положении, будет наблюдать за телом.
Если фактическая наблюдаемая высота Ho меньше вычисленной высоты Hc, это означает, что наблюдатель находится дальше от тела, чем наблюдатель в предполагаемом положении, и наоборот. Для каждой угловой минуты расстояние составляет одну морскую милю, а разница между Hc и Ho, выраженная в угловых минутах (равных морским милям), называется «точкой пересечения». Теперь навигатор вычислил точку пересечения и азимут тела.
На графике он отмечает предполагаемую позицию AP и рисует линию в направлении азимута Zn. Затем он измеряет расстояние пересечения вдоль этой азимутальной линии по направлению к телу, если Ho> Hc, и от него, если Ho LOP в момент наблюдения.
Причина, по которой выбранная точка доступа не важна (в определенных пределах), заключается в том, что если выбрать позицию ближе к телу, то Hc будет больше, но расстояние будет измеряться от новой точки доступа, которая находится ближе к телу, и конечной точки будет LOP. будет то же самое.

Методология

Схема, иллюстрирующая процесс уменьшения перехвата прицела

Подходящие тела для небесных объектов выбираются, часто с помощью Rude Star Finder. Используя секстант, высота получается от солнца, луны, звезды или планеты. Название тела и точное время прицела в универсальное глобальное время записывается. Затем читается секстант и высота (Hs) тела записывается. После того, как все достопримечательности сняты и записаны, навигатор готов начать процесс съемки. снижение зрения и построение графиков.

Первым шагом к уменьшению прицела является корректировка высоты секстанта с учетом различных ошибок и исправлений. В приборе может быть ошибка, исправление IC или индекса (см. Статью о корректировка секстанта ). Рефракция атмосферой корректируется с помощью таблицы или расчетов, а высота глаза наблюдателя над уровнем моря приводит к поправке на «наклон» (поскольку глаз наблюдателя поднимается, горизонт опускается ниже горизонтали). Если наблюдались Солнце или Луна, также применяется поправка на полудиаметр, чтобы найти центр объекта. В результате получается "наблюдаемая высота" (Хо).

Затем, используя точные часы, географическое положение наблюдаемого небесного объекта (GP) ищется в альманахе. Это точка на поверхности Земли прямо под ней (где объект находится в зенит ). Широта географического положения называется склонением, а долгота обычно называется часовой угол.

Затем вычисляются высота и азимут небесного тела для выбранной позиции (предполагаемой позиции или AP). Это включает решение сферического треугольника. Учитывая три величины: местный часовой угол (LHA), наблюдаемое склонение тела (декабрь), и предполагаемая широта (широта), высота Hc и азимут Zn должны быть вычислены. Местный часовой угол, LHA, разница между AP долгота и часовой угол наблюдаемого объекта. Он всегда измеряется в западном направлении от предполагаемой позиции.

Соответствующие формулы (полученные с использованием сферические тригонометрические тождества ) находятся:

{ Displaystyle грех (Hc) = грех (широта) cdot sin (dec) + cos (lat) cdot cos (dec) cdot cos (LHA)}

{ displaystyle tan (Zn) = { frac { sin (LHA)} { sin (lat) cdot cos (LHA) - cos (lat) cdot tan (dec)}}}

или, альтернативно,

{ displaystyle cos (Zn) = { frac { sin (dec) - sin (lat) cdot sin (Hc)} { cos (lat) cdot cos (Hc)}}}

Где

Hc = Расчетная высота

Zn = Вычисленный азимут

широта = Широта

декабрь = Склонение

LHA = Угол местного времени

Эти вычисления можно легко выполнить с помощью электронных калькуляторов или компьютеров, но традиционно существовали методы, в которых использовались таблицы логарифма или гаверсинуса. Некоторые из этих методов принадлежали H.O. 211 (Агетон), Дэвис, гаверсин и др. Соответствующие формула гаверсина за Hc является

{ displaystyle operatorname {hav} ({ overline {Hc}}) = operatorname {hav} (LHA) cdot cos (lat) cdot cos (dec) + operatorname {hav} (lat pm dec) }

Где Hc это зенитное расстояние или дополнение Hc.

Hc = 90° - Hc.

Соответствующая формула для Zn:

{ displaystyle operatorname {hav} (Zn) = { frac { cos (lat-Hc) - sin (dec)} {2 cdot cos (lat) cdot cos (Hc)}}}

При использовании таких таблиц, компьютера или научного калькулятора навигационный треугольник решается напрямую, поэтому можно использовать любое предполагаемое положение. Часто используется позиция DR с точным счетом. Это упрощает построение графика, а также уменьшает любую небольшую ошибку, вызванную построением сегмента круга как прямой линии.

С использованием астральной навигации для аэронавигации потребовалось разработать более быстрые методы и таблицы предварительно вычисленных треугольников. При использовании предварительно вычисленных таблиц уменьшения прицела выбор предполагаемой позиции - один из самых сложных шагов для начинающего штурмана. Таблицы уменьшения видимости предоставляют решения для навигационных треугольников с целыми градусами. При использовании предварительно вычисленных таблиц уменьшения прицела, таких как H.O. 229, предполагаемое положение должно быть выбрано для получения целочисленных значений градусов для LHA (местный часовой угол) и широта. Западная долгота вычитается, а восточная долгота добавляется к ГСГ вывести LHA, поэтому точки доступа должны быть выбраны соответственно. При использовании предварительно вычисленных таблиц уменьшения зрения для каждого наблюдения и каждого тела потребуется другое предполагаемое положение.

Профессиональные навигаторы делятся между таблицами уменьшения зрения, с одной стороны, и портативными компьютерами или научными калькуляторами, с другой. Методы одинаково точны. Какой метод использовать - это просто вопрос личных предпочтений. Опытный штурман может уменьшить обзор от начала до конца примерно за 5 минут с помощью навигационных таблиц или научного калькулятора.

Точное местоположение предполагаемой позиции не оказывает большого влияния на результат, если оно достаточно близко к фактическому положению наблюдателя. Предполагаемое положение в пределах 1 градуса дуги от фактического положения наблюдателя обычно считается приемлемым.

Расчетная высота (Hc) сравнивается с наблюдаемой высотой (Хо, высота секстанта (Hs) исправлены различные ошибки). Разница между Hc и Хо называется «перехват» и представляет собой расстояние наблюдателя от предполагаемой позиции. Результирующая строка положения (LOP) - небольшой отрезок круг равной высоты, и представлен прямой линией, перпендикулярной азимуту небесного тела. При нанесении небольшого сегмента этого круга на график он изображается как прямая линия, получающиеся крошечные ошибки слишком малы, чтобы быть значительными.

Навигаторы используют вспомогательное средство запоминания, «рассчитанное на большее расстояние», чтобы определить, находится ли наблюдатель дальше от географического положения тела (измерьте точку пересечения от Hc от азимута). Если Hc меньше чем Хо, то наблюдатель находится ближе к географическому положению тела, и точка пересечения измеряется от точки доступа к азимутальному направлению.

Последний шаг в этом процессе - построить линии положения. LOP и определить местонахождение судна. Каждая предполагаемая позиция отображается первой. Лучшая практика состоит в том, чтобы затем продвинуть или отойти от предполагаемых позиций, чтобы скорректировать движение судна во время интервала между прицелами. Затем каждая LOP строится на основе связанной с ней точки доступа путем отсечения азимута от тела, измерения точки пересечения в направлении или от азимута и построения перпендикулярной линии положения.

Чтобы получить исправление (позицию), это LOP должен быть скрещен с другим LOP либо из другого места, либо из другого места, например азимут точки суши или пересечение контура глубины, такого как линия глубины 200 метров на карте.

Достопримечательности

До эпохи спутниковой навигации корабли обычно видели на рассвете, в первой половине дня, в полдень (прохождение Солнца по меридиану) и в сумерках. Утренние и вечерние виды снимались в сумерках, пока горизонт был виден, а звезды, планеты и / или луна были видны, по крайней мере, в телескоп секстант. Всегда требуются два наблюдения для определения местоположения с точностью до мили при благоприятных условиях. Трех всегда достаточно.

Исправление бега

Исправление называется исправление когда один или несколько LOP, используемых для его получения, являются расширенными LOP или извлекаются с течением времени. Для исправления LOP должен пересекаться под углом, чем ближе к 90 °, тем лучше. Это означает, что наблюдения должны иметь разные азимуты. В течение дня, если видно только Солнце, можно получить LOP из наблюдения, но не исправить, так как требуется другой LOP. Что можно сделать, так это взять первое прицеливание, которое дает один LOP, и несколько часов спустя, когда азимут Солнца существенно изменится, взять второе прицеливание, которое дает второй LOP. Зная расстояние и курс, пройденный в интервале, первый LOP может быть продвинут в новое положение, а пересечение со вторым LOP дает исправление.

Любой прицел можно продвигать и использовать для получения исправление. Может случиться так, что штурман из-за погодных условий смог получить только один прицел на рассвете. Полученный LOP может быть продвинут, когда позже утром станет возможным наблюдение Солнца. Точность беговой точки зависит от ошибки в расстоянии и курсе, поэтому, естественно, беговая точка имеет тенденцию быть менее точной, чем неквалифицированная, и штурман должен учитывать свою уверенность в точности расстояния и курса, чтобы оценить полученный результат. ошибка в текущем исправлении.

Определение исправления путем пересечения LOP и продвижения LOP для получения текущих исправлений не относится к методу перехвата и может использоваться с любым методом уменьшения видимости или с LOP, полученным любым другим методом (пеленги и т. Д.).

Смотрите также

внешняя ссылка

Навигационные алгоритмы http://sites.google.com/site/navigationalalgorithms/
Программное обеспечение для уменьшения зрения WinAstro
Таблицы навигации: треугольники навигации