Использование секстанта. Штурманская улыбка Сектант прибор

Основной инструмент в традиционной океанской нави­гации, измеряет угол Солнца (звезд, планет или Луны) над горизонтом.

С помощью двух зеркал, используя принцип рас­щепления изображения, секс­тант опускает Солнце в одном зеркале до горизонта, который виден в другом зеркале, и ука­зывает величину угла на транс­портире.

Большое зеркало, подвижная часть секстанта, прикреплено к алидаде. Солнце проходит через фильтры, благодаря которым оно выглядит как диск, и отра­жается от этого зеркала в малое зеркало, вертикально разде­ленное пополам, его наружная половина состоит из прозрачно­го стекла.

Солнце опускается в зеркаль­ную половину, с помощью мик­рометрического винта изобра­жение настраивается так, чтобы оно «сидело» на горизонте, что видно через стекло.

Принцип работы секстанта не изменился с тех пор, как его изобрел Исаак Ньютон в XVIII веке, он по-прежнему служит главным прибором для всех астронави-гаторов.

Угол Солнца над горизонтом (высота) определяется наблюдением Солнца и горизонта в телескоп. Когда они выровнены на одной линии, на транспортире сни­мается значение высоты

Корректировка секстанта

Зеркала являются важной и чувствительной частью секстан­та, их настройка может нару­шиться из-за малейшего толчка, жары или влажности. При пов­реждении или смещении зер­кал относительно правильного положения в показаниях появ­ляются ошибки.
Поэтому важно проверять правильную настройку зеркал каждый день перед первым измерением. Ниже рассмотрены основные ошибки и методы их устранения.

Индексная ошибка

Она наблюдается, когда два зеркала расположены не парал­лельно. Это обнаруживается при установке секстанта на абсолютный ноль и рассматри­вании горизонта в зрительную трубу.

Искажений быть не долж­но, отражение горизонта и его реальный вид должны пред­ставлять собой прямую линию. Если это так, значит, индексной ошибки нет, если же они не совпадают, то ошибка есть.

Оба горизонта выравнивают­ся по одной линии вращением микрометрического винта, зна­чение индексной ошибки сни­мается по шкале транспортира и затем применяется ко всем последующим показаниям сек­станта.

Эта ошибка редко удаляется с помощью настройки зеркал; если она небольшая, она просто записывается и делается поп­равка ко всем снимаемым показаниям. Ее также можно опре­делить ночью, используя звезду вместо горизонта.

Боковая ошибка

Такая ошибка встречается, когда малое зеркало не перпендику­лярно к самому секстанту.

Она обнаруживается при установке прибора на абсолютный ноль и рассматривании горизонта. Затем секстант наклоняют в одну сторону под углом при­мерно 45°.
Если горизонт и его отраже­ние смещаются друг относитель­но друга, значит, присутствует боковая ошибка, и ее нужно удалить с помощью небольшо­го винта за малым зеркалом. Винт при этом устанавливается в самое дальнее от корпуса инс­трумента положение.

Перпендикулярность

Эту ошибку трудно исправить. Она возникает из-за того, что большое зеркало установлено не перпендикулярно к корпусу инструмента. Чтобы проверить это, нужно поворачивать сек­стант до тех пор, пока транс­портир не отразится в большом зеркале при взгляде сверху вниз под косым углом.

Если отра­жение транспортира в зеркале совпадает с ним самим, видным за зеркалом, то перпендикуляр­ности нет. Если дуги смещены друг относительно друга, ошиб­ку следует устранить, повора­чивая маленький винт позади большого зеркала.

Пользование секстантом

После проверки секстанта на погрешности его можно исполь­зовать для определения угла Солнца (или другого небесного тела) над горизонтом.

Рассматривать горизонт в зри­тельную трубу и опускать солнце с помощью подгонки дуги транс­портира может быть неудобно. Вместо этого широко применяется другой метод. Нужно установить секстант на ноль, поставить на место светофильтры и направить инструмент прямо на Солнце. Будут видны два Солнца - реаль­ное и его отражение. Теперь сле­дует постепенно опускать секс­тант, одновременно настраивая алидаду, чтобы удержать отраже­ние Солнца в зеркале; так можно опускать Солнце, пока в прозрач­ном стекле малого зеркала не поя­вится горизонт. Теперь остается осуществить тонкую настройку, чтобы подготовить прибор к про­ведению измерений.

Правильно измерить угол сол­нца над горизонтом можно толь­ко в том случае, если вы держите секстант строго вертикально. Если инструмент отклонен от вертикального положения, его показания будут неправильными.

Чтобы убедиться в том, что секстант расположен вертикаль­но, его раскачивают из стороны в сторону, что вызывает подня­тие и опускание изображения Солнца при его прохождении через горизонт (аналогично пузырьку воздуха на поверхнос­ти спирта). Секстант располо­жен вертикально, когда Солнце находится в нижней точке своей кривой, и тогда можно снимать показания. Раскачивать секстант нужно, если вы хотите получить правильные значения высоты.

Большинство показаний секстанта снимается по Солнцу, процедура измерений по Луне, планетам или звездам будет идентичной, только светофильтры не понадобятся

Выбор времени

Время играет важную роль в астрономической навигации.

Местоположение лодки изна­чально определяется отно­сительно положения Солнца (или другого тела) во время снятия показаний. Положение всех небесных тел в каждый час, минуту и секунду можно найти в «Морском астрономи­ческом ежегоднике», поэтому точное определение времени проведения измерений явля­ется важным, если предсто­ит рассчитать местоположение судна.

Во времена, когда радио еще не было, а корабли нахо­дились в море в течение мно­гих месяцев без какой бы то ни было связи с землей, на борту пользовались чрезвы­чайно точными хронометра­ми; в наши дни точное время можно узнать по радио непосредственно перед проведением измерений; хорошие наручные часы также могут помочь при выборе времени для снятия показаний.

Сигналы точного времени можно получать разными спо­собами. Радиостанции регуляр­но сообщают время, любые суда в море могут следить за этими передачами. Два официаль­ных издания, «Адмиралтейский перечень радиосигналов» (Ве­ликобритания) и «Пособие по радионавигации» (США), содержат подробную информа­цию о радиостанциях мира и их частотах. В навигации использу­ется универсальное время (УВ), раньше оно называлось средним временем по Гринвичу.

эта статья Как пользоваться сестантом

С целью определения географических координат точки, в которой производится измерение. При этом под горизонтом, как правило, понимается морской горизонт, а под точкой измерения - судно. Например, измерив высоту Солнца в астрономический полдень, можно, зная дату измерения, вычислить широту места расположения прибора. Строго говоря, секстант позволяет точно измерять угол между двумя направлениями. Зная высоту маяка (с карты), можно узнать дистанцию до него, измерив угол между направлением на основание маяка и направлением на верхнюю часть и произведя несложный расчёт. Также можно измерять горизонтальный угол (то есть в плоскости горизонта) между направлениями на разные объекты.

На современном морском судне до сих пор можно найти секстант или даже два, правда используются они не часто, в основном для поддержания практических навыков у судоводителей.

Преимущества

Главная особенность секстанта, которая позволила ему вытеснить астролябию , состоит в том, что при его использовании высота светила измеряется относительно горизонта, а не относительно самого инструмента. Это даёт бо́льшую точность. При наблюдении через секстант горизонт и светило совмещаются в одном поле зрения, и остаются неподвижными относительно друг друга, даже если наблюдатель находится на плывущем корабле. Это происходит потому, что секстант показывает неподвижный горизонт прямо, а астрономический объект - сквозь два противоположных зеркала.

Устройство

Части секстанта смонтированы на раме, образованной двумя радиусами и дугой, которая называется лимбом . С помощью секстанта можно измерять углы до 140° влево от нулевого индекса и до 5° вправо, эти отметки находятся на лимбе. На левом радиусе неподвижно установлены малое зеркало и светофильтры . Половина поверхности малого зеркала прозрачна. В вершине рамы на подвижном радиусе, называемом алидадой , укреплено большое зеркало. На другом конце алидады укреплён отсчётный барабан, разделённый на 60-минутные деления. Труба вставляется в специальную стойку на раме секстанта.

Использование

Изображение в секстанте совмещает два вида. Первый - вид неба через зеркала. Второй - вид горизонта. Секстант используют, регулируя рычаг и установочный винт до тех пор, пока нижний край изображения светила не коснётся горизонта. Точный момент времени, в который проводится измерение, засекает помощник с часами. Затем угол возвышения считывается со шкалы, верньера и установочного винта, и записывается вместе со временем.

После этого нужно преобразовать данные с помощью некоторых математических процедур. Самый простой метод - нарисовать равновозвышенный круг используемого астрономического объекта на глобусе. Пересечение этого круга с линией навигационного счисления или другим указателем даёт точное местоположение.

Секстант - чувствительный инструмент. Если его уронить, то дуга может погнуться. После падения он может потерять точность.

Регулировка

Ввиду чувствительности инструмента сбить его настройку очень легко. Поэтому необходима частая подстройка.

Есть четыре основных ошибки, устраняемые подстройкой.

Ошибка большого зеркала Большое зеркало не перпендикулярно плоскости лимба. Для проверки нужно установить алидаду приблизительно на 60°, и держа секстант горизонтально на вытянутой руке лимбом от себя, заглянуть в большое зеркало. Отражённое изображение лимба должно составлять продолжение его прямо, без излома. Если это не так, нужно настроить большое зеркало, чтобы отражение дуги лимба в зеркале продолжало её гладко и непрерывно. Ошибка малого зеркала Малое зеркало не перпендикулярно плоскости лимба. Для проверки нужно посмотреть через секстант на звезду. Затем вращать установочный винт вперед и назад, так чтобы провести отражённое изображение поверх неотражённого. Если отражённое изображение проходит точно поверх неотражённого, ошибки нет. Если отражённое изображение смещено в сторону - малое зеркало не перпендикулярно плоскости лимба. Впрочем, эта ошибка не слишком существенна для работы. Ошибка параллельности Ось телескопа (монокуляра) не параллельна плоскости лимба. Для проверки нужно совместить в секстанте изображения двух звезд расположенных под углом 90° или более и плавно перемещать секстант так, чтобы совмещенное изображение звезд переходило из одной стороны области видимости в другую. Если звезды разделяются, то ось телескопа (монокуляра) не параллельна плоскости лимба и секстант нуждается в подстройке. Ошибка индекса При нулевом положении алидады большое и малое зеркала должны быть параллельны друг другу. Для проверки следует установить алидаду на ноль и посмотреть на горизонт. Если линии прямо видимого и отраженного горизонтов совпадают - ошибки нет. Если один выше другого, нужно отрегулировать положение большого зеркала.

Секстант , основной инструмент в традиционной океанской нави­гации, измеряет угол Солнца (звезд, планет или Луны) над горизонтом.

С помощью двух зеркал, используя принцип рас­щепления изображения, секс­тант опускает Солнце в одном зеркале до горизонта, который виден в другом зеркале, и ука­зывает величину угла на транс­портире.

Большое зеркало, подвижная часть секстанта, прикреплено к алидаде. Солнце проходит через фильтры, благодаря которым оно выглядит как диск, и отра­жается от этого зеркала в малое зеркало, вертикально разде­ленное пополам, его наружная половина состоит из прозрачно­го стекла.

Солнце опускается в зеркаль­ную половину, с помощью мик­рометрического винта изобра­жение настраивается так, чтобы оно «сидело» на горизонте, что видно через стекло.

Принцип работы секстанта не изменился с тех пор, как его изобрел Исаак Ньютон в XVIII веке, он по-прежнему служит главным прибором для всех астронави-гаторов.

Угол Солнца над горизонтом (высота) определяется наблюдением Солнца и горизонта в телескоп. Когда они выровнены на одной линии, на транспортире сни­мается значение высоты

Корректировка секстанта
Зеркала являются важной и чувствительной частью секстан­та, их настройка может нару­шиться из-за малейшего толчка, жары или влажности. При пов­реждении или смещении зер­кал относительно правильного положения в показаниях появ­ляются ошибки.
Поэтому важно проверять правильную настройку зеркал каждый день перед первым измерением. Ниже рассмотрены основные ошибки и методы их устранения.

Индексная ошибка

Она наблюдается, когда два зеркала расположены не парал­лельно. Это обнаруживается при установке секстанта на абсолютный ноль и рассматри­вании горизонта в зрительную трубу.

Искажений быть не долж­но, отражение горизонта и его реальный вид должны пред­ставлять собой прямую линию. Если это так, значит, индексной ошибки нет, если же они не совпадают, то ошибка есть.

Оба горизонта выравнивают­ся по одной линии вращением микрометрического винта, зна­чение индексной ошибки сни­мается по шкале транспортира и затем применяется ко всем последующим показаниям сек­станта.

Эта ошибка редко удаляется с помощью настройки зеркал; если она небольшая, она просто записывается и делается поп­равка ко всем снимаемым показаниям. Ее также можно опре­делить ночью, используя звезду вместо горизонта.

Боковая ошибка

Такая ошибка встречается, когда малое зеркало не перпендику­лярно к самому секстанту.

Она обнаруживается при установке прибора на абсолютный ноль и рассматривании горизонта. Затем секстант наклоняют в одну сторону под углом при­мерно 45°.
Если горизонт и его отраже­ние смещаются друг относитель­но друга, значит, присутствует боковая ошибка, и ее нужно удалить с помощью небольшо­го винта за малым зеркалом. Винт при этом устанавливается в самое дальнее от корпуса инс­трумента положение.

Индексная ошибка: когда секстант установлен на ноль, истинный и отраженный горизонты должны образовывать непрерывную прямую линию. Если это правило не соблюдается (как видно на фотографии), значит, присутствует индексная ошибка.

Боковая ошибка: если линия горизонта ломается при наклоне секстанта в сторону (как видно на фотографии), значит, присутствует боковая ошибка.

Эту ошибку трудно исправить. Она возникает из-за того, что большое зеркало установлено не перпендикулярно к корпусу инструмента. Чтобы проверить это, нужно поворачивать сек­стант до тех пор, пока транс­портир не отразится в большом зеркале при взгляде сверху вниз под косым углом.

Если отра­жение транспортира в зеркале совпадает с ним самим, видным за зеркалом, то перпендикуляр­ности нет. Если дуги смещены друг относительно друга, ошиб­ку следует устранить, повора­чивая маленький винт позади большого зеркала.

Пользование секстантом

После проверки секстанта на погрешности его можно исполь­зовать для определения угла Солнца (или другого небесного тела) над горизонтом.

Рассматривать горизонт в зри­тельную трубу и опускать солнце с помощью подгонки дуги транс­портира может быть неудобно. Вместо этого широко применяется другой метод. Нужно установить секстант на ноль, поставить на место светофильтры и направить инструмент прямо на Солнце. Будут видны два Солнца - реаль­ное и его отражение. Теперь сле­дует постепенно опускать секс­тант, одновременно настраивая алидаду, чтобы удержать отраже­ние Солнца в зеркале; так можно опускать Солнце, пока в прозрач­ном стекле малого зеркала не поя­вится горизонт. Теперь остается осуществить тонкую настройку, чтобы подготовить прибор к про­ведению измерений.

Правильно измерить угол сол­нца над горизонтом можно толь­ко в том случае, если вы держите секстант строго вертикально. Если инструмент отклонен от вертикального положения, его показания будут неправильными.

Чтобы убедиться в том, что секстант расположен вертикаль­но, его раскачивают из стороны в сторону, что вызывает подня­тие и опускание изображения Солнца при его прохождении через горизонт (аналогично пузырьку воздуха на поверхнос­ти спирта). Секстант располо­жен вертикально, когда Солнце находится в нижней точке своей кривой, и тогда можно снимать показания. Раскачивать секстант нужно, если вы хотите получить правильные значения высоты.

Большинство показаний секстанта снимается по Солнцу, процедура измерений по Луне, планетам или звездам будет идентичной, только светофильтры не понадобятся

Выбор времени

Время играет важную роль в астрономической навигации.

Местоположение лодки изна­чально определяется отно­сительно положения Солнца (или другого тела) во время снятия показаний. Положение всех небесных тел в каждый час, минуту и секунду можно найти в «Морском астрономи­ческом ежегоднике», поэтому точное определение времени проведения измерений явля­ется важным, если предсто­ит рассчитать местоположение судна.

Во времена, когда радио еще не было, а корабли нахо­дились в море в течение мно­гих месяцев без какой бы то ни было связи с землей, на борту пользовались чрезвы­чайно точными хронометра­ми; в наши дни точное время можно узнать по радио непосредственно перед проведением измерений; хорошие наручные часы также могут помочь при выборе времени для снятия показаний.

Сигналы точного времени можно получать разными спо­собами. Радиостанции регуляр­но сообщают время, любые суда в море могут следить за этими передачами. Два официаль­ных издания, «Адмиралтейский перечень радиосигналов» (Ве­ликобритания) и «Пособие по радионавигации» (США), содержат подробную информа­цию о радиостанциях мира и их частотах. В навигации использу­ется универсальное время (УВ), раньше оно называлось средним временем по Гринвичу.

Как определить координаты места, в котором вам довелось очутиться? Сейчас любой школьник легко ответит - надо воспользоваться приемником GPS. Удивительно, как быстро человек привыкает к удобствам, даваемым новыми технологиями. Однако совсем недавно не было спутников, постоянно висящих над планетой и передающих сигналы привязки. И тем не менее морякам удавалось достаточно точно определить свое местонахождение. Умению этому, не зависеть от хрупкой электроники и садящихся в неподходящий момент батареек, и сейчас обучают в школах судовых капитанов. И чудесный инструмент, независимый от американских спутников, носит название секстант.

Название СЕКСТАНТ произошло от латинского слова "sextans" - шестой, благодоря его устройству. Лимб секстанта составляет ровно одну шестую часть круга. Служит этот прибор для измерения угловой высоты небесного светила относительно горизонта. Если линия горизонта не видна, то его положение определяется пузырьковым уровнем. Изобрел секстант Исаак Ньютон. В морской навигации он называется "секстан".

УСТРОЙСТВО СЕКСТАНТА.
• a - зрительная труба;
• b - рама;
• c - регулировочная рукоятка алидады;
• d - барабан микрометрического винта с верньером;
• e - лимб;
• f и g - светофильтры;
• h - лучи от линии горизонта;
• j - стеклянная пластина;
• k - лучи от небесного светила;
• l - главное зеркало;
• m - алидада.

альфа - угол, между направлением на линию горизонта и направлением на светило) равен удвоенному углу бетта (между плоскостью главного зеркала и плоскостью стеклянной пластины). Так как угол бетта равен угловому сдвигу алидады, то для удобства лимб секстанта проградуирован в двойных значениях бетта, т.е. в значениях измеряемой угловой высоты светила.

К верхней точке секстанта прикреплены один конец стрелки-указателя и подвижное зеркало. Другой конец стрелки свободно двигается по на шкале. К секстанту также пристроены телескоп и зеркальное стекло перед ним. Штурман смотрит на горизонт через телескоп и зеркало, двигая зеркало, пока отражение наблюдаемого светила не попадет на него, как бы коснувшись горизонта. Свободный конец стрелки укажет на шкале высоту наблюдаемого светила.

Для определения местоположения с помощью секстанта используются замеры высоты двух или более ярких звезд. Последовательность действий при определении координат следующая:

1. Зафиксировать точное время измерения.
2. Определить высоту двух выбранных светил
3. Воспользовавшись астрономическим ежегодником (например, «Морским навигационным ежегодником» - «Nautical Almanac»), найти в экваториальной плоскости те линии, на которой звезды были в момент замера. На пересечении линий на карте находится место наблюдения.

После определения по шкале секстанта высоты светила над горизонтом вносятся небольшие поправки на параллакс - отклоняющее действие земной атмосферы на проходящий сквозь нее свет. Измерения не дают навигатору точных координат места его расположения. При визировании светила он принимает собственную оценку этих координат. Вычислив положение визированного им небесного светила, навигатор с учетом склонения и часового угла последнего, пользуясь специальными таблицами, может вычислить высоту рассматриваемого небесного светила в предположении, что он находится в принятой им точке. Разность вычисленной высоты и измеренной при визировании секстантом укажет ему величину и направление смещения истинного местоположения от принятой точки. Каждая угловая минута этой разности соответствует одной морской миле (1,85 км).

Недостатком такого способа определения координат является необходимость обладания кроме секстанта, еще и справочником, который постоянно устаревает и требует обновления. Плюсом - независимость от источника энергии, что актуально особенно в морской практике, где любые батареи недолговечны.