Zeměpisná délka podle chronometru - Longitude by chronometer

Zeměpisná délka podle chronometru je metoda v navigace, určování zeměpisná délka používat námořní chronometr, který byl vyvinut společností John Harrison během první poloviny osmnáctého století. Jedná se o astronomickou metodu výpočtu zeměpisné délky, při které polohová čára, nakreslená sextantem jakéhokoli nebeského tělesa, protíná předpokládanou šířku pozorovatele.[1] Aby bylo možné vypočítat polohovou čáru, musí být znám čas pohledu, aby nebeská poloha, tj. Greenwichský hodinový úhel (Nebeská zeměpisná délka - měřeno západním směrem od Greenwich ) a deklinace (nebeská zeměpisná šířka - měřeno na sever nebo na jih od rovníkového nebo nebeského rovníku), pozorovaného nebeského tělesa je známa. Jediným pohledem, který lze odvodit, je jediná polohová čára, které lze dosáhnout kdykoli během denního světla, když je viditelný mořský horizont i slunce. K dosažení opravy musí být viditelné více než jedno nebeské těleso a mořský horizont. To je obvykle možné pouze za úsvitu a soumraku.

Úhel mezi mořským horizontem a nebeským tělesem se měří pomocí a sextant a zaznamenaný čas. Čtení Sextantu je známé jako „Sextant Altitude“. To je opraveno pomocí tabulek na „True Altitude“. Skutečná deklinace a hodinový úhel nebeského tělesa se zjistí z astronomických tabulek pro dobu měření a společně s „skutečnou nadmořskou výškou“ se dají do vzorce s předpokládanou zeměpisnou šířkou. Tento vzorec vypočítá „úhel pravé hodiny“, který se porovná s předpokládanou délkou a poskytuje opravu předpokládané délky. Tato korekce se aplikuje na předpokládanou polohu, aby bylo možné nakreslit polohovou čáru přes předpokládanou šířku na opravené zeměpisné délce 90 ° k azimutu (ložisku) na nebeském tělese. Pozice pozorovatele je někde podél polohové čáry, ne nutně na nalezené zeměpisné délce v předpokládané zeměpisné šířce. Pokud se během několika minut od sebe provede dvě nebo více mířidel nebo měření, lze získat „opravu“ a polohu pozorovatele určit jako bod, kde se kříží polohové čáry.

Azimut (ložisko) nebeského tělesa je také určen pomocí astronomických tabulek a pro které musí být také znám čas.

Z toho je patrné, že navigátor bude muset velmi přesně znát čas, aby byla stejně přesně známa poloha pozorovaného nebeského tělesa. Poloha slunce se udává ve stupních a minutách na sever nebo na jih od rovníkového nebo nebeského rovníku a na východ nebo na západ od Greenwiche, kterou Angličané určili jako nultý poledník.

Zoufalá potřeba přesného chronometru byla konečně uspokojena v polovině 18. století, kdy Angličan, John Harrison, vyrobil sérii chronometrů, které vyvrcholily jeho slavným modelem H-4, který splňoval požadavky na palubního standardního časoměřiče.

Mnoho národů, jako je Francie, navrhlo své vlastní referenční zeměpisné délky jako standard, ačkoli světoví navigátoři obecně přijali referenční zeměpisné délky uvedené Brity. Referenční zeměpisná délka přijatá Brity se stala známou jako nultý poledník a je nyní přijímán většinou národů jako výchozí bod pro všechna měření délky. Nultý poledník délky nula stupňů vede podél poledníku procházejícího Královskou observatoří v Greenwichi v Anglii. Zeměpisná délka se měří na východ a na západ od nultého poledníku. K určení „zeměpisné délky pomocí chronometru“ vyžaduje navigátor chronometr nastavený na místní čas v Prime Meridian. Místní čas na nultém poledníku se historicky nazýval greenwichský čas (GMT), ale nyní byl kvůli mezinárodní citlivosti přejmenován na Koordinovaný světový čas (UTC), a je známý hovorově jako „čas zulu“.

Polední pohled na Longitude

Polední památky získávají pozorovatelův Latitude. Je nemožné určit délku s přesností lepší než 10 nm pomocí poledního pohledu. Polední pohled se nazývá poledníková nadmořská výška.[2] I když je velmi snadné určit zeměpisnou šířku pozorovatele v poledne, aniž byste věděli přesný čas, délku nelze přesně měřit v poledne. V poledne je změna nadmořské výšky slunce velmi pomalá, takže určení přesného času, kdy je slunce nejvyšší, je přímým pozorováním nemožné, a proto není možné získat přesnou délku v okamžiku kulminace. Je však možné určit dobu kulminační délky s užitečnou přesností provedením střední doby pozorování, když je slunce na svém výstupu a sestupu před a po svém okamžiku kulminace. Vezmeme-li čtení sextantu do 15 až 30 minut před místním polednem (vyvrcholení) a zaznamenáme čas, potom necháme sextant nastavený do stejného úhlu a následně pozorujeme časový okamžik, ve kterém slunce prochází průzorem při jeho sestupu z nejvyšší nadmořské výšky mezi půlhodinou a hodinou později lze průměrovat dvojnásobek průměrné délky, aby se získala zeměpisná délka dostatečně přesná pro navigaci (do 2 nm).[3]

Opravy procesu

Země bohužel nedělá dokonalou kruhovou dráhu kolem Slunce. Vzhledem k eliptické povaze oběžné dráhy Země kolem Slunce se rychlost zjevné oběžné dráhy Slunce kolem Země v průběhu roku mění, což způsobuje, že se zdá, že se velmi zrychluje a zpomaluje. V důsledku toho je poledne na Prime Meridian zřídka, pokud vůbec, přesně v 1 200 UTC, ale spíše k němu dochází několik minut a sekund před nebo po tomto čase každý den. Tato nepatrná denní variace byla vypočítána a je uvedena pro každý den v roce v námořním almanachu pod názvem Rovnice času. Tato variace musí být přidána nebo odečtena od UTC místního zjevného poledne, aby se zlepšila přesnost výpočtu. I s tím další faktory, včetně obtížnosti určení přesného okamžiku místního zdánlivého poledne v důsledku zploštění slunečního oblouku na obloze v jeho nejvyšším bodě, snižují přesnost stanovení zeměpisné délky pomocí chronometru jako metody nebeské navigace. Přesnosti chyby polohy méně než 10 námořních mil (19 km) je obtížné dosáhnout pomocí metody „zeměpisná délka“. K dosažení přesnosti jedné námořní míle (1,9 km) nebo méně používají navigační metody jiné nebeské navigační metody zahrnující rozsáhlejší využití námořního almanachu a tabulek redukce zraku.

Časový pohled

Výpočet zeměpisné délky podle časového pohledu.

Tím se vypočítá pouze zeměpisná délka na předpokládané zeměpisné šířce, ačkoli lze nakreslit poziční čáru. Pozorovatel je někde podél poziční linie.

Časový pohled je obecná metoda pro stanovení zeměpisné délky pomocí nebeských pozorování pomocí chronometru; tato pozorování jsou redukována řešením navigační trojúhelník pro úhel poledníku a vyžadují známé hodnoty nadmořské výšky, zeměpisné šířky a deklinace; úhel poledníku se převede na místní hodinový úhel a porovná se s greenwichským hodinovým úhlem.

Li Prosinec je deklinace pozorovaného nebeského tělesa a Ho je jeho pozorovaná nadmořská výška, místní hodinový úhel, LHA, se získá pro známou zeměpisnou šířku B podle:

Časový pohled byl doplňkem poledního pohledu nebo zeměpisné šířky Polaris, aby bylo možné získat opravu.

Viz také

Reference

  1. ^ Základní principy námořní navigace D A Moora Vydal Kandy p89
  2. ^ Základní principy námořní plavby od D A Moora Vydal Kandy p81
  3. ^ American Practical Navigator (bowditch) od Nathanial Bowditch p253

externí odkazy