Аварийная навигация II (продолжение)

Теперь у меня есть секстан, хо-хо-хо.

"Приобретение знаний в науке мореплавания имеет странное действие на людские умы. Моряк говорит об этой науке с глубоким почтением. Профану она кажется непостижимой и страшной тайной; это вызывается в нем преклонением самих моряков перед наукой мореплавания. Я знавал искренних и скромных молодых людей, приступавших к изучению мореплавания и внезапно становившихся скрытными, подозрительными и самоуверенными, как будто бы они приобретали глубочайшие познания. Самый средний моряк кажется профану пророком какого-то таинственного культа.

.............................

А теперь я расскажу вам простыми словами, как я сам себя научил навигации. Один раз я провел все послеобеденное время у штурвала, правя одной рукой, а другой делая вычисления по таблице логарифмов. Другие два вечера — по два часа каждый вечер — я изучал общую теорию навигации и в частности процесс взятия меридиональной высоты. Потом я взял секстан, ввел поправку по индексу, и определил высоту солнца. Дальнейшие вычисления были просто детской игрой."

Джек Лондон, Путешествие на "Снарке"

Метод Вильсона

текст и иллюстрация от коллеги NOB (форум КиЯ)

Поскольку мы уже разобрались "на пальцах" с эфемеридами, измерениями высот полуденного Солнца, и получили наше место в море без применения электронных приборов, можно попробовать добавить точности уже понятной технологии для ситуации с движущимся судном.

Картинка 1: просто по времени наибольшей высоты солнца в полдень долготу точно не определишь: солнце зависает на плюс-минус 2 минуты, т.е. ошибка в некоторых условиях будет 4 мин х 15 нм = 60 миль.

Традиционный метод определения долготы по методу равных высот (мы его рассматривали в предыдущей статье, картинка 2) хорош, но не учитывает движения лодки. Кроме того и солнечное склонение хоть немного, но меняется за время между двумя наблюдениями, если они разнесены на несколько часов. Традиционный метод работает точно, если лодка неподвижна.

Проблема возникает, если лодка движется. Как ввести поправку для определения долготы? Об этом и пойдет речь (картинка 3, метод James Wilson): для примера решим , что лодка например, коллеги mkd идет курсом 210 градусов со скоростью 6 узлов

Порядок действий:

(1) по счислению примерно определим долготу и время полудня

(2) примерно за 30 или 40 минут до расчетного полудня начинаем брать высоты солнца каждую минуту и сделаем в сумме 6-7 наблюдений по одному на минуту. Отложим на графике точки (кружочки) и между ними примерно проведем прямую АВ (с компьютером регрессия по методу наименьших квадратов будет еще точнее, но в данном случае все и так получится достаточно точно, не нужно никаких компов)

(3) определим наибольшую высоту солнца и потом используем это для расчета широты обычным образом (я это опускаю, сейчас не о широте, а о долготе речь)

(4) когда солнце пойдет вниз, продолжим снятие высот симметрично первой серии, в течение 6-7 минут, примерно через каждую минуту (время естественно записываем с точностью до секунд...ну это понятно) и отложим на графике показания секстана относительно времени (треугольнички). Через них проведем прямую CD. Обратите внимание, что оба графика строятся на одном листе бумаги с "плавающей" горизонтальной шкалой времени (там три шкалы: для восхода, захода и среднее время).

(5) из точки Е (пересечение прямых AB CD) опускаем перпендикуляр на шкалы времен и определяем дельту WT, которая в данном случае будет 52 мин (или 52/60 часа)

(6) рассчитываем поправочный вектор EF. Для этого надо определить СЕВЕРНУЮ составляющую движения лодки за время дельта WT.

В данном примере mkd (дай Бог ему здоровья и всему экипажу и 7 футов под килем) идет на юг со скоростью 6 узлов курсом 210. Т.е. в направлении на СЕВЕР скорость будет точно -5.2'. Пусть изменение склонения солнца за час составит 0.2' (беру для примера) и солнце начало двигаться из южного полушария в северное. Поэтому берем склонение за час со знаком +. В результате вектор EF = (-5.2'-0.2')52/60=-4.7'

Поскольку вектор получился отрицательным, то и откладываем его вниз из точки Е на 4.7'. Получаем точку F.

(7) через точку F проводим линию GF параллельную CD. Точка H (пересечение GF и AB) будет точка местного полдня скорректированного на северную составляющую движения лодки относительно земли (если есть течения, дрейф, все надо учесть и перевести относительно земли)

(8) опустим перпендикуляр из H на шкалу времени и получим время полудня (local apparent noon; считается через среднее время, которое в нашем случае будет 11 часов 56 минут ((11-30 + 12-22)/2 = (11-30 + 11-82)/2=(22-112)/2=11-56) плюс еще 4 сек из графика, итого 11-56-04.

(9) вот это время полдня 11-56-04 переведем в Гринвичское, учтем поправку из уравнения времени, переведем все в градусы и получим долготу.

Еще хотел добавить про описанный выше метод James Wilson и про саму книгу.

(1) Основное преимущество метода в простоте и в том, что в результате серии наблюдений в районе полдня вы имеете свою позицию на карте, т.е. он дает и широту, и долготу, да еще и с учетом движения лодки. Построения в этом методе на самом деле намного проще, чем по классике (с утренними и полуденными наблюдениями и последующим переносом утренней линии положения для определения долготы).

Если вы решили пойти через океан и хотите иметь на борту секстан только для дублирования GPS, то метод Вильсона - это минимальный прожиточный уровень: метод легко запомнить и легко потом вспомнить при необходимости. Так что рекомендую.

(2) Однако имейте в виду, что сама книга Вильсона (3 страницы текста, включая пример) не рассчитана на начинающих. Это не учебник. Подразумевается, что вы имеете представление о классической навигации. Не рассчитывайте на то, что вы книгу купите и с нуля сразу будете определяться. Так точно не получится.

(3) Важное преимущество метода Вильсона: из электронов требуются только батарейка к кварцевым часам (в дополнение к полному джентльменскому набору в виде секстана, таблиц, ежегодника)

(4) из недостатков метода: относительная трудоемкость т.к. приходится проводить три серии наблюдений (первая и третья серии симметрично полдня для определения долготы и вторая серия в районе полдня для определения широты). Но в общем сравнимо с классикой.