Ббк 39. 471. 4

Сокол Игорь Васильевич, Пятаков Эдуард Николаевич

С Основы мореходной астрономии. – Херсон: ОЛДИ, 2006. – 208 c.

ISBN 966-8447-04-2

Книга содержит теоретические обоснования и практические указания для астрономического определения места судна в море и поправки компаса по небесным светилам. Содержит сведенья по устройству и использованию приборов для определения места, пользованию Морским астрономическим ежегодником, краткие исторические заметки.

Книга является учебником, для курсантов морских училищ и колледжей.

Рецензенты:

штурман дальнего плаванья В.Н.Плющ

капитан дальнего плаванья В.Д.Чижов

ББК 39.471.4

Ó Сокол И.В., 2006

Ó Пятаков Э.Н., 2006

ISBN 966-8447-04-2 Ó Издательство „Олди-плюс”, 2006

Содержание

Глава I
Основы сферической астрономии

§1.1. Основные направления и плоскости
на земной поверхности

Земля представляет собой неправильное геометрическое тело, называемое геоидом. Полярный радиус Земли на 21 км меньше экваториального. Величина полярного сжатия земного эллипсоида1 составляет , поэтому при решении астрономических задач, связанных с определением места судна в море можно считать Землю правильной сферой.

Диаметр вокруг, которого обращается Земля, называется земной осью, а точки пересечения земной оси с поверхностью Земли – полюсами. Полюс относительно, которого планета вра­щается против часовой стрелки, для наблюдателя находящегося вне планеты, называется северным полюсом p_n, а полюс противоположный ему – южным полюсом p_s Земли (рис. 1.1).

Большой круг qq' на поверхности земного шара, плоскость которого перпендикулярна земной оси p_np_s, называется земным экватором. Большие круги на поверхности земного шара, проходящие через полюса Земли, называются географическими меридианами.

Основным направлением наблюдателя, находящегося на поверхности Земли в точке М, является его вертикаль или отвесная линия, положение которой в данной точке Земли совпадает с направлением действия силы тяжести. Часть отвесной линии находящейся над головой наблюдателя направлена в сторону точки z, которая называется зенитом наблюдателя, а противоположная часть вертикали – в сторону точки n, называемой надиром наблюдателя. Положение точки М на поверхности Земли определяется её географической широтой 1 и долготой 2.

Меридиан, в плоскости которого расположена вертикаль, называется меридианом наблюдателя.

Плоскость Н проходящая через глаз наблюдателя и перпендикулярная вертикали называется истинным горизонтом.

Вертикальная плоскость V совпадающая с меридианом наблюдателя, в пересечении с плоскостью истинного горизонта образует прямую линию NMS, которая называется полуденной линией. Часть полуденной линии МN, расположенная от наблюдателя в сторону северного полюса p_n, называется северной и указывает направление на N. часть полуденной лини MS, расположенной от наблюдателя в сторону южного полюса p_s, называется южной и указывает направление на S.

Перпендикулярно полуденной линии через наблюдателя М располагается линия ЕW, соединяющая между собою направления на восток и запад.

§1.2. Небесная сфера.

в навигации для определения места судна необходимо знать место положения земных предметов на карте, т.е. на поверхности земного шара. В мореходной астрономии также требуется знать положение ориентиров на небесном своде. При этом необходимо помнить, что ориентиры в мореходной астрономии – небесные светила – непрерывно изменяют своё место положения на небесном своде.

Как известно, расстояния до наблюдаемых на небесном своде светил очень велики. Эти расстояния измеряются десятками и сотнями световых лет 1. Чтобы упростить решение астрономических задач и не учитывать расстояния до светил, пользуются так называемой небесной сферой.

Небесной сферой называется вспомогательная сфера произвольного радиуса, к центру которой параллельно перенесены основные линии наблюдателя, земли и направления на светила.

Совместим центр небесной сферы с местом положения наблюдателя на Земле и проведем через него направления и плоскости на земной поверхности. Основным направлением наблюдателя является отвесная линия zn. В пересечении отвесной линии с небесной сферой получаем две точки зенит z и надир n (рис. 1.2). Через центр небесной сферы, перпендикулярно отвесной линии проводим плоскость параллельную плоскости истинного горизонта, которая так же получила название истинный горизонт. истинный горизонт делит небесную сферу на две части: надгоризонтную, на которой находится зенит, и подгоризонтную, на которой расположен надир.

Линия параллельная земной оси называется осью мира P_NP_S. Точки пересечения небесной сферы и оси мира называются полюсами мира – северным P_N и южным P_S. Северным полюсом мира P_N считается тот, относительно которого небесная сфера, для наблюдателя находящегося в центре сферы, вращается против часовой стрелки. Полюс, находящийся в надгоризонтной части небесной сферы называется повышенным полюсом мира. Необходимо заметить, что наименование повышенного полюса мира всегда совпадает с наименование географической широты места наблюдателя.

Большой круг, плоскость которого параллельная плоскости земного экватора и перпендикулярная оси мира называется небесным экватором QQ'.

Большой круг, проходящий через ось мира, перпендикулярный плоскости небесного экватора и параллельный плоскости географического меридиана наблюдателя называется меридианом наблюдателя. Меридиан наблюдателя делится осью мира на две части: полуденную часть меридиана наблюдателя, на которой расположена точка зенита, и полуночную часть меридиана наблюдателя, на которой расположена точка надира.

§1.3. Вертикалы и альмукантараты.
Меридианы и параллели

Большой круг небесной сферы, плоскость которого проходит через отвесную линию и перпендикулярна плоскости истинного горизонта, называется вертикалом.

Вертикал, проходящий через точки востока E и запада W, называется первым вертикалом, причём та его половина, которая проходит через точку E называется восточной частью первого вертикала, а другая проходящая через точку W – западной частью первого вертикала (рис. 1.3).

Вертикал, проходящий через центр светила С называется вертикалом светила, при этом под этим термином пониматся лишь только та его половина, от зенита z до надира n, на которой непосредственно расположено светило.

Малые круги небесной сферы, параллельные истинному горизонту (перпендикулярные отвесной линии) называются альмукантаратами. Альмукантарат, проходящий через центр светила С на небесной сфере называется альмукантаратом светила.

Большой круг небесной сферы, плоскость которого проходит через ось мира P_NP_S и перпендикулярна плоскости небесного экватора, называется меридианом (рис. 1.4).

Меридиан, проходящий через центр светила С называется меридианом светила, при этом меридианом светила считается та половина, от северного P_N до южного полюса P_S, на которой непосредственно располагается светило.

Малые круги параллельные плоскости небесного экватора (перпендикулярные оси мира) называются параллелями. Параллель, проходящая через центр светила С называется параллелью светила.

§1.4. Системы сферических координат

Для определения места положения точки на плоскости необходимо и достаточно знать две координаты. Так, для определения места положения какого-либо объекта на поверхности Земли должны быть известными его широта и долгота.

Для определения положения светила на небесной сфере пользуются сферическими системами координат. Они представляют собой дуги взаимно перпендикулярных больших кругов, расположенных определённым образом на поверхности сферы относительно заранее выбранных плоскостей, принятых за основные для отсчёта координат. Такими плоскостями являются:

- истинный горизонт;

- небесный экватор;

- меридиан наблюдателя.