ASTRONOMISK NAVIGASJON - Marfag

Det er grunnen til at lengdeenheten lysår ble introdusert, avstanden lyset reiser på ett år. I forhold til solen beveger planetene seg i omtrent samme plan, og det er som om planetene er korker som flyter i en virvel på vannet med solen i sentrum. Det er den daglige bevegelsen av jorden på sin egen akse som forårsaker dag og natt.

Månen er en mørk kropp som vi ikke kan se med mindre den er opplyst av solen.

Synodisk omløpstid og «forsinkelse»

Når månen kommer mellom jorden og solen, vil den mørke delen av månen vende mot jorden. Den lysende delen vokser etter hvert som dagene går, og når månen etter en uke har nådd omtrent 90° øst for solen, er halvparten av månens skive lysende. Når månen har kommet til den andre siden av jorden, slik at jorden er mellom sola og månen, vil siden der solen skinner være vendt mot oss.

Omtrent en uke etter fullmånen er bare den østlige halvdelen av månen synlig fra jorden.

Månens deklinasjon

Månens krumning

Sol- og måneformørkelse

3 DØGNET OG ÅRETS LENGDE

• Stjernedøgn og soldøgn
• Middelsoldøgn
• Det tropiske og det borgerlige år
• Skuddår
• Sann tid
• Middeltid
• Tidsjevning
• Tid og lengde
• Lokal middeltid (LMT)
• Sonetid; Lokal tid (LT)

Solen vil da stå lengst vest for middelsola, og vår gjennomsnittlige tid ved solens senit vil være ca Alle som befinner seg på 15° øst vil ha solen i sin meridian en time tidligere enn Greenwich-meridianen . Vi kan finne lengdeforskjellen mellom to steder hvis vi kjenner tiden (LMT) på et gitt tidspunkt på de to stedene.

Vi kan finne klokkeslettet ett sted når vi kjenner klokkeslettet et annet sted og forskjellen i lengdegrad.

5 HIMMELKULA OG DENS KOORDINATER

• Himmelkula og himmellegemenes dagsirkler
• Observatørens plass på jordoverflaten
• Meridianfiguren
• Himmellegemenes tilsynelatende bevegelse
• Dagsirkler; dagbue og nattbue
• Kulminasjon
• Himmellegemenes posisjoner på himmelkula
• Eksempler på meridianfiguren
• Timevinkel
• Timevinkel og kulminasjon
• Astronomiske koordinater; Ekvator- og Horisontsystemet
• Posisjonstrekanten

Figuren under viser et himmellegeme på sin reise over himmelsfæren slik det ser ut for en observatør ved N 45°, og hvor noen av de viktigste posisjonene er. Når et himmellegeme passerer denne sirkelen, har det gått 6 timer siden det passerte en av meridianene. Timevinkelen som et himmellegeme har vil derfor avhenge av den geografiske lengdegraden (meridianen) som observatøren ("O") befinner seg på.

Et himmellegeme vil på et gitt tidspunkt ha en gitt GHA og en gitt deklinasjon i forhold til ekvator og Greenwich-meridianen.

6 KRONOMETERET

• Kronometer
• Kronometerets stand (Kr. st.)
• Kronometerets gang
• Omtrentlig UTC og dato
• Sammenligning med observasjonsur

Basert på de noterte temperaturene og driften av kronometeret vil vi i løpet av tiden få erfaring med hvordan kronometeret går under de ulike forholdene. For å være på den sikre siden bruker vi skipets klokke sammen med sone og dato for å finne omtrentlig GMT og dato. Det spiller ingen rolle om skipets klokke ikke går helt riktig, den eksakte UTC kan bli funnet ved hjelp av kronometeret og posisjonen til kronometeret.

Når en observasjon skal tas, må du for eksempel bruke stoppeklokke og deretter sammenligne med kronometeret.

7 LIKEHØYDESYSTEMET

Opplysningspolen

Opplysningspol og likehøydesirkler; senitdistanse

Konstruksjon av likehøydesirkler i kartet

8 DEN NAUTISKE ALMANAKK

Nautiske almanakker

Vi går inn med tilsvarende antall minutter i Hver side er delt i to, med en tabell for hvert minutt i UTC. For planeter som bruker solkart vil det være et avvik fra den oppgitte GHA-økningen, som vi må ta hensyn til. For månen er tabellen beregnet forutsatt at endringen i månens GHA er på

Vi går inn i venstre del av den aktuelle kolonnen med v- eller d-verdien vi fant på de daglige sidene og til høyre i kolonnen trekker vi ut korreksjonen.

9 TIMEVINKEL OG DEKLINASJON

• Solas opplysningspol; GHA og deklinasjon
• Solas lokale timevinkel (LHA)
• Aries GHA (√ GHA)
• Siderisk Timevinkel (SHA)
• Stjernenes GHA, LHA og deklinasjon
• Planetenes GHA, LHA og deklinasjon

Timevinkelen som et himmellegeme har på stedet (lengdegrad) der vi er, kalles, som vi allerede har nevnt, den lokale timevinkelen (LHA). Av praktiske grunner er det nyttig å ha som referansepunkt et fast punkt på himmelekvator som er stasjonært i forhold til stjernene. Dette punktet kalles Værens Point (√) og er stedet på himmelekvator hvor solen står ved vårjevndøgn.

Den relative posisjonen til de forskjellige stjernene er praktisk talt uendret over lange perioder, så det er ikke nødvendig å tabulere GHA for hver enkelt stjerne. En stjernes sideriske timevinkel, SHA ("Siderial Hour Angle"), måles fra punktet Væren (√) vest til stjernens timesirkel. For stjernene er det ingen v- eller d-korreksjon, siden det er den sanne rotasjonshastigheten til stjernene som er gitt, og stjernene endrer praktisk talt ikke deklinasjonen over lange perioder.

10 HØYDERETTELSER

• Observert høyde
• Indeksfeil
• Strålebrytning (“refraction”)
• Kimmingdalingen («dip»)
• Parallakse (P eller HP)
• Halvdiameter (eng. semidiameter - SD)
• Høyderettelser ved Nautical Almanac (Astronomiske tabeller)
• Å rette solhøyder
• Å rette planet- og stjernehøyder

Hvis vi har lav øyehøyde, vil kimming være nært, men hvis vi har høy øyehøyde, vil kimming være langt. Når den målte høyden er korrigert for kimming-dip og strålebrytning, har vi riktig vinkel i forhold til den tilsynelatende horisonten. Vinkel "p" er vinkelen mellom to plan fra himmellegemet, det ene til observatørens øye, det andre til jordens sentrum.

Når det gjelder stjernene og planetene, er korreksjonene som er nevnt så langt tilstrekkelige. Vi måler enten høyden på overekstremiteten eller underekstremiteten over kymingen, og derfor trengs en annen korreksjon for disse to himmellegemene, som kalles halvdiameteren. Halvdiameteren er vinkelen mellom to rette linjer fra jordens sentrum, den ene ved kanten av himmellegemet og den andre ved midten av himmellegemet.

Solens og månens halvdiameter er inkludert på de daglige sidene i almanakken og merket "SD". Solens radius er omtrent 16', men den vil variere med avstanden fra jorden med årstidene. Månens radius er omtrent den samme som solens, noen ganger litt større, andre ganger litt mindre.

Kimmingdalingen (DIP) er skilt ut som en egen korreksjon, mens refraksjon, parallakse og halvdiameter er en kombinert korreksjon for sol, stjerner og planeter. Vi bruker de samme tabellene for stjerner og planeter, men Venus og Mars har en ekstra korreksjon for parallakse og fase.

11 BEREGNING AV HØYDE OG RETTVISENDE PEILING

• Høydemetoden
• Posisjonstrekanten
• Høydeformelen
• Ukjent stjerne
• Himmellegemets peiling; Høydeasimut
• Beregning av høyde og rettvisende peiling av sola
• Beregning av høyde og rettvisende peiling av stjerner
• Beregning av høyde og rettvisende peiling av planeter

34; Cosinus til den ene siden er lik produktet av cosinus til de to andre sidene, pluss produktet av sinusene til de to andre sidene og. Den observerte høyden vil imidlertid være noe annerledes da vi ikke alltid er i bestikkområdet. Det var noe overskyet denne kvelden, men en observasjon av en ukjent stjerne ble gjort da UTC var 21-23-26.

Hvis vi går til daglig venstre under "STJERNER", finner vi at stjernen Arcturus er den som har deklinasjonen nærmest den som er beregnet ovenfor. Som tidligere nevnt er definisjonen av et himmellegemes lokale timevinkel (LHA) avstanden til et himmellegeme vest for den lokale meridianen.

12 ASTRONOMISKE STEDLINJER

• Høydeforskjell; forskjell på observert og beregnet høyde
• Sannsynlig plass
• En bestemt UTC og en bestemt høyde gir en bestemt stedlinje
• Å finne sannsynlig plass på et stykke papir
• Observert plass
• Tre observasjoner
• Stedlinjers feil

Hvis vi setter bestikkfirkanten (Eb; til bestikk) i kartet og tegner et stykke av den beregnede peilingslinjen gjennom den, kan vi redegjøre for forskjellen mellom senitavstandene langs peilingslinjen, til eller fra referansepolen. Vi finner da det nærmeste punktet på sirkelen med lik høyde, og vi trenger derfor ikke trekke mer fra undersøkelseslinjen enn differansen mellom senitavstandene, og dette punktet finner vi da vi kaller det sannsynlige stedet (S.pl . ). Som nevnt tidligere er det UTC som bestemmer posisjonen til informasjonspolen, og det er observert høyde som gir oss senitavstanden.

UTC lengdegrad og observert høyde er derfor det samme, plasseringslinjen er på samme sted uavhengig av hvor navigatøren tror den er. Hvis du ikke har en passende målestokk eller plankart for hånden, kan vi lage en liten del av kartet på et stykke rutepapir og plassere en plasseringslinje på det for å finne et sannsynlig sted. For det observerte stedet (obs. pl.) må vi ha et skjæringspunkt mellom to eller flere lokaliseringslinjer.

I løpet av dagen kan vi av og til få to samtidige observasjoner, nemlig av sola og månen eller av sola og en planet, men dette er ikke vanlig. Det er ikke sikkert at et observert sted er helt riktig, for våre observasjoner er vanligvis mer eller mindre feil. Likeledes antar vi at feil i høydemålingene, som sprø indeksfeil, feil kimmingnedstigning, personlig feil ved vurdering av horisonten osv. er like for alle tre observasjonene.

Hvis UTC-en som brukes er for liten, vil lokasjonslinjen strekke seg for langt øst; må forskyves vest Hvis UTC-en som brukes er for stor, vil lokasjonslinjen strekke seg for langt vest; bør flyttes mot øst. Hvis vi har en feil på 1° vil det være en forskjell på 0,5 nm mellom riktig og beregnet stedslinje når vi når 30 nm fra mulig plassering.

13 HØYDEOBSERVASJONER

Fullstendig høydeobservasjon av sola

Fullstendig observasjon av stjerner

Fullstendig observasjon av planeter

14 BREDDEOBSERVASJONER

• Sola i øvremeridianen (på sitt høyeste)
• Breddeobservasjon
• Bruk av høydeformelen ved meridianpassasje
• Sola på sitt laveste (nedremeridianen)
• Bredde ved Polarstjernen

Hvis vi er nord for solens lyspol (deklinasjon), er retningen 180° - Hvis vi er sør for solens lyspol (deklinasjon), er retningen 000°. Plasseringslinjen går rett øst-vest og sammenfaller med den parallelle sirkelen som observatøren skal stå på. Når vi ser et himmellegeme over den sørlige horisonten, er den nåværende breddegraden større (eller nordover) enn himmellegemets deklinasjon.

Når vi ser himmellegemet over den nordlige horisonten, er den nåværende breddegraden mindre (eller større enn) himmellegemets deklinasjon. Når et himmellegeme befinner seg i øvre meridian, som tidligere nevnt, er riktig peiling enten 180° eller 000°, avhengig av hvilken horisont man observerer, og timevinkelen (LHA) er lik 0°. Beregnet høyde sammenlignes med observert høyde, og du får en høydeforskjell som går enten rett nord eller rett sør.

Vi har tidligere lært at høyden på polen over horisonten er lik breddegraden, og hvis polstjernens deklinasjon var 90°, kunne vi finne den observerte breddegraden bare ved å korrigere for stjernens høyde. Så vi må bruke en korreksjon på den observerte høyden til Polstjernen for å bestemme den observerte breddegraden, og korreksjonen avhenger av stjernens timevinkel. Vi ser på figuren at når stjernen er i øvre meridian (1), må vi trekke komplementet til deklinasjonen fra den observerte høyden for å få breddegraden.

Korreksjonene til den observerte høyden til Nordstjernen kan finnes i nautiske almanakker og i astronomiske tabeller, "Polaris (Pole Star Tables"). For å måle det mens horisonten fortsatt er synlig, kan vi beregne den omtrentlige høyden ved å bruke scope-bredden og korreksjonen a0 med motsatt fortegn.

15 KOMBINERING AV STEDLINJER

Forskjellige måter å bestemme observert plass

To observasjoner med mellomliggende seilas

Sola i meridianen for et skip underveis

16 SOLAS SYNLIGE OPP- OG NEDGANG

Sola i horisonten

Solas synlige opp- og nedgang

Solas synlige opp- og nedgang for et skip underveis

17 TID FOR STJERNEOBSERVASJONER

Tussmørke ("Twilight")

Tid for stjerneobservasjoner

Tid for stjerneobservasjoner for et skip underveis

18 DEVIASJONSKONTROLL VED HIMMELLEGEMER

• Deviasjonskontroll generelt
• Deviasjonskontroll ved tidasimut
• Deviasjonsundersøkelse ved sola i sann opp- og nedgang
• Asimut ved sola i sann opp- og nedgang

Når formelen gir retningen til en kvadrant med positivt eller negativt fortegn, finner man riktig retning i henhold til følgende tegnregel, som er den samme for nordlig og sørlig breddegrad. Dette betyr at det er lettere å se når solen er i riktig horisont, og tiden er mindre viktig. Observasjoner (breddegrader) er imidlertid ikke pålitelige på høye breddegrader, ettersom solens bane blir ganske flat. Det kan være vanskelig å bestemme når den nedre kanten av solen er ½ soldiameter over horisonten.

19 SOLA I SANN OPP- OG NEDGANG

• Generelt
• Halv dagbue
• Tidspunkt for solas sanne opp- og nedgang
• Sola i sann opp- og nedgang for et skip underveis Når et skip er underveis, vil både deklinasjon og bredde forandre seg

Ved å beregne solens tilsynelatende oppgang, kan vi trekke ut den tilnærmet riktige deklinasjonen for å beregne en halv dags bue. På høyere breddegrader vil det være en større forskjell i tid og peiling for den tilsynelatende oppgangen av solen og den sanne oppgangen av solen.

20 DE VIKTIGSTE STJERNENE

• Stjernenes lysstyrke ("Magnituder")
• Stjernefortegnelser
• Stjernekart
• Bruken av stjernekart

På de følgende sidene vises to projeksjoner, nemlig Plan I: Polarprojeksjon og Plan II: Mercator-projeksjon. Vanligvis er stjernehimmelen tegnet slik den ser ut for en observatør innenfor himmelsfæren, slik den ser ut for oss under en stjerneklar natt. Men det er klart at hvis vi vil gjenkjenne de få stjernene vi ser, må vi også kjenne stjernebildene.

Hvis vi bruker et kart over Nordkalotten, vender vi oss mot nord og holder kartet foran oss slik at månedens navn vises nederst.