Что такое сектант на корабле

Секстант

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 астронавигаторов

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

Читайте также

Как одно из созвездий весеннего неба получило название Секстант?

Как одно из созвездий весеннего неба получило название Секстант? Впервые созвездие Секстант появилось в звездном каталоге, составленном в 1687 году гданьским астрономом Яном Гевелием, который таким образом увековечил свой любимый угломерный инструмент, сгоревший во

Секстант

Секстант Представляет собой прибор, используемый для произведения измерения высот и курсовых углов астрономических ориентиров навигации, горизонтальных и вертикальных углов, расположенных между ориентирами, находящимися на

Что такое секстант?

Что такое секстант? Путешествуя по земле, вы не заблудитесь, если знаете, куда ведет дорога, по которой вы идете. Да и путешествуя на корабле, если вам виден берег, вы легко сможете определить свое местоположение, узнавая холмы, реки, горы, леса, пляжи и так далее. В давние

Секстант (инструмент)

Секстант (инструмент) Секстант (от лат. sextans, род. падеж sextantis — шестой) (в морском деле — секстан), угломерный зеркально-отражательный инструмент для измерения высот небесных светил над горизонтом или углов между видимыми предметами (на берегу) с целью определения

Как одно из созвездий весеннего неба получило название Секстант?

Как одно из созвездий весеннего неба получило название Секстант? Впервые созвездие Секстант появилось в звездном каталоге, составленном в 1687 году гданьским астрономом Яном Гевелием, который таким образом увековечил свой любимый угломерный инструмент, сгоревший во

Источник

Как пользоваться секстантом?

Секстант — это навигационный инструмент, состоящий из маленькой зрительной трубы, зеркал, подвижной рукоятки и 60-градусной деревянной или металлической дуги, называемой лимбом (шестая часть полного круга, от чего этот инструмент и получил свое название). Секстант можно использовать для определения положения в небе солнца, луны или другого небесного тела, а также для определения широты и долготы. Хотя этот прибор выглядит сложным, понимая принципы его работы и попрактиковавшись, вы сможете с его помощью надежно определять свое местоположение.

Определение высоты объекта над горизонтом

Наведитесь на горизонт, глядя через малое зеркало. Малое зеркало полупрозрачно, что позволяет вам видеть сквозь него, когда вы смотрите в зрительную трубу.

Двигайте рукоятку секстанта до тех пор, пока объект, положение которого вы пытаетесь определить, не станет виден на горизонте. На подвижной рукоятке установлено еще одно зеркало, называемое большим. При движении рукоятки диск с большим зеркалом поворачивается, пока свет, попадающий на большое зеркало, не отразится в малом зеркале, в результате чего объект, от которого идет свет, будет виден в нем на линии горизонта.

Запишите время проведения наблюдения. Вам необходимо записать время в часах, минутах и секундах, начиная с секунд, чтобы избежать ошибок.

Запишите измеренный угол. Считать угол возвышения объекта можно следующим образом:

Внесите поправку измеренного вами угла в соответствии с вашим положением и объектом, который вы наблюдали. В значение угла, который вы измерили секстантом, необходимо внести поправку в каждом из следующих случаев:

Когда все поправки будут введены, вы получите истинный угол возвышения объекта.

Определение широты с помощью секстанта днем

Определите угол возвышения солнца в его высшей точке. Это происходит в полдень по местному времени.

Узнайте по справочным таблицам широту, на которой солнце бывает прямо над головой в день вашего наблюдения. Солнце бывает точно над головой (в зените, с углом возвышения 90 градусов) на экваторе (0 градусов широты) во время весеннего и осеннего равноденствия (20 марта и 22 или 23 сентября).

Найдите разность между углом возвышения солнца и зенитом (90 градусов). Например, если измеренный вами угол возвышения солнца равен 49 градусам, вычтите 49 из 90 — разность будет равна 41.

Определение широты с помощью секстанта ночью

Найдите Полярную звезду. Полярная звезда — самая яркая в созвездии Малой Медведицы (Малого Ковша). Она находится на конце хвоста Малой Медведицы/ручки Малого Ковша. Если вы затрудняетесь найти ее, для этого есть два способа.

Найдите высоту Полярной звезды над горизонтом с помощью секстанта. Инструкции для этого приведены в первой части нашей статьи. Угол возвышения Полярной звезды будет равен вашей широте.

Источник

Для решения навигационных задач широкое применение находит изобретенный еще в XVIII в. секстан. С одной стороны, он используется для прямого измерения вертикального угла между горизонтом и выбранным для определения местонахождения судна небесным телом, а с другой стороны — для измерения горизонтального угла при решении наземных навигационных задач. Если, например, пеленгуется Солнце, штурман с помощью телескопа благодаря маленькому, до половины прозрачному зеркалу, нивелирует вначале горизонт. Затем он поворачивает большое зеркало с алидадой до тех пор, пока не получит на проекции нижний край Солнца, лучи которого, отражаясь от большого зеркала к маленькому, с помощью телескопа становятся видимыми для штурмана. По градусной шкале лимба он определяетмгновенную высоту Солнца над горизонтом в градусах. Расстояние до зенита Солнца вычисляется как разность между высотой зенита, которая всегда составляет 90°, и измеренной высотой.

Секстан

1 — зенитное расстояние; 2 — высота зенита 90°; 3 — большое зеркала; 4 — телескоп; 5 — лимб; 6 — алидада; 7— маленькое зеркало; 8 — высота.

Большое значение для определения местонахождения судна имеет угол зенитного расстояния, поскольку он совпадает с углом в центре Земли, который получается между точкой наблюдения и так называемой точкой изображения. Точка изображения представляет собой место на поверхности Земли, в котором она пересекается с воображаемой соединительной линией центр Земли — небесное тело. На Земле можно всегда найти такую точку, по отношению к которой небесное тело будет точно перпендикулярно, т. е. иметь высоту 90°, соответственно зенитное расстояние 0°. От любой другой точки, если смотреть с дневной стороны Земли, Солнце в зависимости от времени года и суток имеет определенное зенитное расстояние, которое, как и точку изображения, можно определить по Морскому астрономическому ежегоднику. Если, например, штурман по пути на Кубу в Атлантическом океане с помощью секстана берет пеленг Солнца и получает относительно своего местонахождения зенитное расстояние 25°36′, то, учитывая, что каждой угловой минуте на большом круге поверхности Земли соответствует расстояние в 1 морскую милю, он может определить, что находится на окружности радиусом 25X60=1536 морских миль. Для установления местонахождения судна на этой окружности, которая благодаря своему диаметру в месте наблюдения имеет вид прямой линии, штурман выбирает предполагаемую точку, вблизи которой, как он рассчитывает, находится судно. По морским (навигационным) таблицам он определяет, что точка изображения находится от предполагаемой в северном направлении под углом 112°. Под этим углом штурман проводит прямую через точку предполагаемого местонахождения корабля до точки изображения, которая является радиусом, перпендикулярным к окружности предполагаемого, а также и истинного местонахождения. Однако перпендикулярными к линии под углом 112° являются прямые предполагаемого и истинного местонахождения судна. По навигационным таблицам можно определить, что Солнце к моменту времени наблюдения имеет в предполагаемом месте зенитное расстояние 25°48′, т. е. на 12° больше, чем в месте наблюдения. Таким образом, судно оказывается на 12 миль ближе к точке изображения, чем предполагалось.

Определение местонахождения по Солнцу

1 — зенит предполагаемого места; 2 — зенит места наблюдения; 3 — зенитное расстояние в предполагаемом месте; 4 — зенитное расстояние в месте наблюдения; 5 — пеленг точки изображения; 6 — точка изображения; 7 — солнечные лучи; 8 — окружность места наблюдения; 9 — окружность предполагаемого места; 10 — центр Земли; 11 — точка наблюдения; 12 — зенитное расстояние, предполагаемое место — точка наблюдения; 13 — предполагаемое место; 14 — направление на Север.

Источник

Использование Секстанта

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.

Источник

Естествознание.ру

Квадранты и секстанты

Самые распространенные механические приборы древней астрономии — секстанты и квадранты. Считается, что квадрант изобрел во II в. н. э. знаменитый ученый Клавдий Птолемей. А примерно 1000 лет назад был создан астрономический секстант. Позже всех появился навигационный секстант, изобретенный в 1730 г. английским математиком Дж. Хэдли и американским изобретателем Т. Годфри.

Квадрант

Квадрант — астрономический инструмент для определения высоты звезд над горизонтом. Это прототип, упрощенный вариант секстанта. Ручной квадрант состоит из пластины в четверть окружности (отсюда и название: «квадро» в переводе с латыни — «четыре») со шкалой (1). К одной из сторон этой пластины прикреплены планки (2) либо полая трубка для прицеливания.

Обсерватория Улугбека

В Средние века строили увеличенные модификации квадранта — стенные квадранты. Крупнейший из них находился в обсерватории Улугбека в Самарканде и имел радиус 40 м! Мирзо Улугбек, правитель Самарканда, внук завоевателя Тамерлана, выдающийся математик, астроном и поэт. Его обсерватория являлась одной из важнейших обсерваторий Средневековья. Здесь к 1437 г. был составлен «Гурганский зидж» — каталог с описанием 1018 звезд.

Квадрант «Небесного замка»

На протяжении 20 лет известный датский астроном Тихо Браге жил и работал в своем замке Ураниборге, первой в Европе специализированной обсерватории. Его основным инструментом был стенной квадрант. Он в 20 раз меньше, чем квадрант Улугбека, однако точнее. С помощью этого инструмента Браге создал каталог почти 800 звезд!

Секстант

Секстант (от лат. sextans—«шестой») имеет шкалу размером 1/6 от полного круга, или 60 градусов, прицел и систему линз. В отличие от навигационных секстантов, бывших ручными приборами, более древние астрономические секстанты часто представляли собой массивные приборы. Они проще: отсутствовали трубка для прицеливания и система линз. Прибор состоял из треугольника (3), дугообразной шкалы (4) и подвижного визира (5).

«Звездная» пара астрономов

Мастером астрономического секстанта считают Яна Гевелия (1611—1687), польского астронома. Пользуясь секстантом собственной конструкции, он измерил положения 1564 звезд. Его каталог более точен, чем у Тихо Браге. Супруга Яна Гевелия Элизабет Гевелий (на гравюре — справа) стала первой женщиной-астрономом Европы.

Как работает навигационный секстант?

Через прицел навигационного секстанта (6) необходимо «поймать» линию горизонта. Потом отрегулировать рычаг (7) до тех пор, пока через прицел и систему линз (8) не увидим небесный объект. Низ рычага (9) скользит по дугообразной шкале (10). Число этой шкалы, на котором остановился рычаг, станет использоваться в дальнейшем для вычислений.

Источник