Определение направления движения яхты и поправки компаса по наблюдениям светила

В главе 6 говорилось, что направление движения яхты определяется путевым углом ПУ, который находят с учетом истинного курса яхты ИК и угла сноса с. Истинный курс, в свою очередь, можно определить по компасному курсу и поправке компаса: ИК=КК+ К.
В отсутствие компаса ИК можно определить по известному истинному пеленгу светила и курсовому углу светила КУ: ИК = ИП ± КУ (КУ левого борта прибавляется, КУ правого борта вычитается).
В открытом море единственный способ определения поправки компаса - астрономический, так же как и единственный путь для ориентирования по направлению движения (без компаса), - это курсоуказание относительно направления на наблюдаемое светило, с последующим вычислением ИК по КУ и ИП светила. Режим "открытого моря" в прибрежном плавании часто создается из-за потери из видимости береговых ориентиров при ухудшении горизонтальной видимости и т.п.

Ориентирование относительно направления на Полярную. Полярная - лучший объект для ориентирования по направлению (см. рис. 87), так как ее истинный пеленг находится достаточно точно при самом приближенном представлении о месте яхты и времени наблюдений.
ИП Полярной легко определяется по наблюдаемому на небе расположению созвездий Кассиопеи или Большой Медведицы, так как Полярная удалена от Северного полюса мира на 1° в сторону звезды Кассиопеи (противоположно направлению на Большой Медведицы). Если Кассиопеи или Бенетнаш наблюдаются на одной вертикали (в одной вертикальной плоскости) с Полярной, то ее ИП = 0° = 360°. Если Кассиопея наблюдается слева от Полярной (рис. 94, а), то приближенно можно принять ИП Полярной = 359° при широте места менее 50° или Полярной = 358° при широте места от 50° до 65°. Если Бенетнаш наблюдается слева от Полярной, то ИП Полярной соответственно широте места равен 1 или 2° (рис. 94, б).

Рис. 94. Истинный пеленг Полярной по расположению созвездий Кассиопеи и Большой Медведицы относительно горизонта.

Более точно и в любой момент наблюдений ИП Полярной получается из прилож. 4, г входом по широте места (или по высоте Полярной) и по звездному времени tY, которое может быть вычислено по приложению 4, в или 4, д (см. примеры 7 и 9) или же получено непосредственно глазомер оценкой часового угла звезды Кафф или звезды Фекда (см. § 7.2 и пример 8).
Измерив КП Полярной и вычислив ее ИП на момент измерения, можно найти поправку компаса: К=ИП - КП. Если непосредственное пеленгование звезды с компаса невозможно, то с несколько меньшей точностью получается при одновременном измерении курсового угла звезды и компасного курса: КП = КК ± КУ.
Найденная величина К полезна только для контроля правильного курсоуказания. Если на показания магнитного компаса не влияет близко положенное железо или магнитная буря, то поправка компаса должна быть равна найденному по морской карте магнитному склонению в данной местности. Нарушение этого равенства является одним из признаков неверного знания координат места наблюдений.
В отсутствие компаса курсоуказание по Полярной осуществляется приведением ее на курсовой угол, при котором яхта пойдет по намеченному пути: КУ = ИП - (ПУ-с). После приведения Полярной на вычисленный КУ, удобно заметить какое-либо яркое светило, наблюдаемое на малой высоте по носу яхты, и править по КУ на это светило. С течением времени направления на светила изменяются; изменение же ИП Полярной мало и легко определяется по прилож. 4, г. Курсовой угол вспомогательного светила, наблюдаемого по носу, необходимо уточнять по мере надобности.

Пример 9. 20 сентября в момент по судовому времени Тс = 04ч52м наблюдали звездное небо в виде показанного на рис. 87. Место яхты: = 58°05'N, = 58°05'Ost Часы установлены по летнему московскому времени, №с = 4Ost. Измерили компасный пеленг Полярной КП = 3,0°.

Требуется:
1. Определить поправку компаса.
2. Вычислить КУ, на который в отсутствие компаса следует привести Полярную, если задан ПУ = 60° и угол сноса с = +8°.

1. Судовое время измерения компасного пеленга.	Тс	сентябрь, 20 04ч52м
2. Часовой пояс на яхте.		4 Ost
3. Всемирное время (3=1+2).	Tгр	сентябрь, 20 00ч52м
4. Долгота места.		1ч08м
5. Меридианное время (5=3 ±4).	Tм	сентябрь, 20 02ч00м
6. Вспомогательная величина.	R	12м
7. Звездное время (7=5-6).	t Y	01ч48м
8. ИП Полярной из прилож. 4, г.	ИП	360,1° = 0,1°

Решение:
1. Определение ИП Полярной:
а) глазомерно: так как Кассиопеи (или Бенетнаш) видна на одной вертикали с Полярной, то ее ИП = 0°;
б) при определении звездного времени по звезде Кафф (или Фекде):
часовой угол * Кафф tм = 2ч = 30° = tY;
часовой угол * Фекда tм = 210°; tY = 210° - 180° = 30°.
Из прилож. 4, г по широте места и tY: ИП = 360, 1° = 0,1°;
в) при вычислении звездного времени с помощью приложения 4, е.
Пояснения к расчетам даны в примерах 1, 3, в § 7.2 для действий 1 - 3. При действии 4 долгота места переводится в часовую меру по прилож. 4, б с округлением до целой минуты. В действии 6 - суточное изменение R умножено на интервал времени (23 сентября - 20 сентября) и с учетом данных нижней шкалы взято R = 12м = 4м Х 3.

Примечание. Звездное время с очень высокой точностью может быть вычислено по МАЕ или по прил. 4, д, но при ориентировании по Полярной этого не требуется (см. пример 12).

2. Вычисление поправки компаса:
К = ИП - КП = 0,1°- 3,0° = -2,9°.

3. Вычисление КУ Полярной для курсоуказания (пренебрегая долями градуса, несущественными для навигации на яхте):
КУ = 0° - [60° - (+8°)] = -52°(левого борта).

Схема решения этого примера понятна из Рис. 87.

Ориентирование относительно направления на звезду или Солнце. Хорошая штурманская практика предполагает систематический контроль за поправкой компаса и правильностью текущего курсоуказания. Поправку компаса рекомендуется определять после поворота на новый курс и каждый раз при смене вахты. Для ориентирования по направлению движения и определения поправки компаса можно наблюдать любое светило (например, звезду Близнецов - см. рис. 87).

Порядок действий при определении поправки компаса по наблюдениям любого светила показан на рис. 95. Поясним эту работу:

1. При подготовке к наблюдениям следует проверить пеленгатор компаса и показания рабочих часов - они должны быть установлены по точному судовому или всемирному времени с погрешностью не более 0,1 м (см. раздел 7.2). Опознав наблюдаемые светила, выберите из них наиболее выгодное для пеленгования - оно должно быть хорошо видно от компаса и иметь малую высоту: чем меньше высота светила, тем точнее получается поправка компаса. Хорошо наблюдать то светило, которое непосредственно видно через предметную мишень пеленгатора (без помощи откидного зеркала).
2. Одновременно регистрируют компасный пеленг светила КПi, и момент по часам Ti; (с точностью до 0,2м). При измерении пеленга необходимо со всей возможной точностью удерживать котелок компаса в горизонтальной плоскости и, наведя нить пеленгатора на звезду или центр диска Солнца, немедленно произвести точный отсчет KПi и записать его. Сразу после записи КПi записать показание часов, отбросив 0,1 - 0,2м (потраченные на запись КП). При работе с помощником по команде наблюдателя "Ноль!" в момент измерения KПi помощник регистрирует и записывает показание часов Тi, а затем продиктованный наблюдателем отсчет KПi. Для компенсации случайных погрешностей принято измерять серию пеленгов и моментов.
3. Расчет средних арифметических значений величин КП и Т. В отсутствие пеленгатора или в случае невозможности пеленговать непосредственно по компасу, следует одновременно регистрировать курсовой угол светила, компасный курс и момент времени, а затем вычислять KПi светила.
4. На средний момент пеленгования Т по навигационной прокладке пути яхты находят ее координаты c и c.
5-7. Вычисляют всемирное время наблюдений Тгр, соответствующие ему координаты географического места светила и trp, tм. Детальное пояснение этого этапа изложено в § 7.5.
8. По широте места наблюдений c, склонению светила и местному часовому углу светила tм находят истинный пеленг светила ИП.
9. Сравнив ИП и КП, находят поправку компаса К=ИП-КП, справедливую для того компасного курса, на котором пеленговали светило.

Рис. 95. Структурно-формульная схема курсоуказания по светилу и определения поправки компаса.

При плавании без компаса по ИП светила вычисляют тот КУ, на котором следует удерживать светило для следования по заданному направлению пути (см. пример 9). Знание этого КУ полезно и для текущего контроля за направлением движения при курсоуказании по компасу.
На восьмом этапе работы ИП светила может быть найден с помощью ЭКВМ по таблицам ВАС-58 или по номограмме № 90199 (ее можно получить вместе с навигационными картами в порту).
Правила расчета ИП светила с помощью таблиц ВАС-58 даны непосредственно в их описании. Отметим только, что эти таблицы дают азимут в полукруговом счете, и его надо будет обратить в ИП (см. § 7.1).
"Клавишный алгоритм" и тестовую задачу расчета ИП светила на ЭКВМ типа "Электроника" рассмотрим на примере определения поправки компаса по наблюдениям Солнца.

Пример 10. 13 апреля в Эгейском море для определения поправки компаса измерили серию КП Солнца:

КПi	Ti
253,1°	15ч48,5м
253,2°	15ч49,1м
253,0°	15ч49,6м
253,4°	15ч50,2м
253,7°	15ч50,7м
		c=38°35,4' N
		=25°08,2'Ost
		КК=200°

Средние: КП = 253,3° и Т = 15ч9,7м.
Судовое время - по 2 восточному поясу. По МАЕ на момент Тгр = 15 49,7 - 2 = 13ч49,7м вычислили:
=8°55,6' N и tм = 52°06,4' W.

Рассчитать ИП Солнца и поправку компаса.

Пп. 2-4: исходные величины выражают в градусах и их долях; в некоторых ЭКВМ возможен непосредственный ввод дуговых минут; в круглых скобках указан адрес для записи показаний индикатора в пп. 5-9. Дальнейшие показания индикатора записывать нет необходимости вплоть до получения конечного результата; здесь они приведены только для иллюстрации решения тестовой задачи.
Пп. 5-9: решение выполняется простым набором аргументов и последовательным нажатием клавиш операций, в ходе чего реализуется формула:

(70)

Во многих ЭКВМ клавиша функции Ф обозначена по латыни F. В ЭКВМ с большим количеством регистров памяти расчет азимута более экономичен. Подобно показанному "клавишному алгоритму", нетрудно составить удобное пособие для работы на любой имеемой ЭКВМ.
Обратить внимание на перемену знака с П+ на П- для южного склонения светила.
П. 10: формула дает азимут полукругового счета - первая буква его наименования одинакова с наименованием широты места наблюдений, вторая определяется по наименованию часового угла в полукруговом счете. Полезно сравнить полученный Ап с КП светила для проверки правильности его наименования соответственно стороне горизонта, на которой наблюдали светило (на востоке или на западе).
П. 11: правило перевода Ап в ИП дано для плавания в северных широтах.

Для быстрого вычисления ИП светила с погрешностью до 1°, приемлемой для плавания на яхте, удобна номограмма № 90199 издания ГУНиО МО. Схема правой половины этой номограммы, применяемой в северных широтах, и порядок действий при пользовании ею приведены в приложении, 4, з. Решение примера 10 по номограмме дает ИП = 252°. Она особенно удобна для курсоуказания по светилу, так как быстро и наглядно показывает изменение ИП светила с течением времени. Помня, что каждые 4 минуты западный часовой угол возрастает (восточный - уменьшается) на 1°, получим в рассматриваемом примере:
спустя 15м после пеленгования t = 56° и ИП = 255°,
спустя 30м после пеленгования t = 60° и ИП = 258°.
Перемена широты места и склонения влияют менее заметно и учитываются по мере необходимости.

Рис. 96. Определение поправки компаса по пеленгам восхода и захода Солнца.

Ориентирование по наблюдениям Солнца вблизи горизонта. Центр Солнца находится в плоскости истинного горизонта (перпендикулярной отвесной линии) в тот момент, когда с яхты наблюдается высота его нижнего края над видимым в средних условиях морским горизонтом, равная около 0°18' = 0,5 видимого диаметра Солнца. Это явление называется истинным восходом (заходом) Солнца, азимут которого легко получить по приложению 4, е (номограмма из МТ-75). Входом по широте места и склонению Солнца в день наблюдений (полученному, например, из приложения 4, в) выбирается азимут явления в полукруговом счете; ключ к номограмме показан на рисунке.
По табл. 20, а, б МТ-75 таким же путем получается полукруговой азимут восхода (захода) верхнего края Солнца на горизонте, видимый с высоты глаза 12 м. В МТ-63 аналогичная таблица дает азимут этого явления при наблюдениях с уровня моря.

Во всех этих случаях азимуты переводят в ИП, как это было дано в примере 10, после чего можно приближенно определить поправку компаса по наблюденному КП восхода (захода).
Этот способ применяют при плавании в малых и умеренных широтах, но наблюдениям часто препятствует плохая видимость горизонта.
Если от восхода и до захода Солнца широта места изменяется незначительно, то, измерив компасный пеленг видимого восхода КП и видимого захода КП можно определить поправку компаса, не пользуясь никакими пособиями (см. рис. 93 и 96). Средний пеленг, вычисленный по двум имеющимся, равен компасному пеленгу истинной точки юга S, поэтому:

(71)

При наличии секстана направление на юг может быть приближенно определено по наступлению наибольшей наблюдаемой высоты Солнца (соответствует моменту наступления кратчайшей тени от вертикально установленного шеста). Направление на точки востока и запада может быть приближенно определено по приходу Солнца на высоту, указанную в табл. 21 (МТ-75), либо по восходу и заходу звезды Ориона (верхняя в "поясе Ориона").
Изложенные правила и рекомендации ориентирования по наблюдениям направлений на светила даны в предположении плавания в северных широтах выше параллели 23,5° N.