Астрономияны колдонуп, кеменин жайгашкан жерин эсептөө ыкмалары
GPS жана санариптик навигациялык түзүлүштөрдүн жетишкендиктеринин арасында астрономияны (астрономиялык навигация же асман навигациясы) колдонуу менен кеменин абалын эсептөө ыкмасы актуалдуу бойдон калууда. Бул көндүм өткөндөгү моряктар үчүн жөн гана романтикалык эрмек эмес, электрондук системалар бузулганда, сигналдар жоголгондо же жабдуулар иштебей калганда маанилүү жардамчы болуп кызмат кылат. Асман телолорун - Күндү, Айды, планеталарды жана жылдыздарды колдонуу менен штурман ачык деңиздеги кеменин абалын өз алдынча аныктай алат. Бул макалада астрономияны колдонуу менен кеменин абалын эсептөөнүн негизги принциптери, колдонулган куралдары жана практикалык кадамдары талкууланат.
1. Астрономиялык навигациянын негизги принциптери
Астрономиялык навигация асман телосунун белгилүү бир убакытта горизонтко карата бийиктик бурчун (бийиктикти) өлчөөгө негизделген. Эгерде биз билсек:
1) байкоо жүргүзүү убактысы абдан так,
2) асман телолорунун ошол учурдагы абалы (астрономиялык маалыматтар боюнча) жана
3) асман телосунун өлчөнгөн бийиктик бурчу,
Андан кийин картада позиция сызыгын (LOP) чийе алабыз. Ар кандай асман телолору боюнча байкоолордон алынган эки же андан көп LOPторду бириктирүү менен, биз кеменин болжолдуу позициясына (түзөтүүгө) айланган кесилишкен чекитти алабыз.
Концептуалдык жактан алганда, жылдыз горизонттон белгилүү бир бийиктикте болгондо, кеме Жер бетиндеги бирдей бийиктиктеги тегерек деп аталган чоң тегеректин үстүндө болот. Тегерек деңиз картасында абдан чоң болгондуктан , анын кичинекей бөлүгүн түз сызык деп эсептөөгө болот: ал - LOP.
2. Керектүү жабдуулар
Кемелердин жайгашкан жерлерин астрономиялык эсептөөлөрдү жүргүзүү үчүн негизги жабдуулар төмөнкүлөрдү камтыйт:
– Секстант: асман телолору менен горизонттун ортосундагы бурчту (асман телолорунун бийиктигин) өлчөөчү курал.
– Хронометр: кеменин стандарттык убакытка коюлган так сааты (адатта UTC/GMT).
– Деңиз альманахы: асман телолорунун жайгашкан жери боюнча саат сайын берилүүчү маалыматтарды (жана мүнөттүк/секундалык түзөтүүлөрдү) камтыйт.
– Кыскартуу таблицалары же эсептөө ыкмалары: мисалы, Көрүүнү Кыскартуу Таблицалары (HO 249/HO 229) же кол менен тригонометриялык эсептөөлөр.
– Деңиз карталары, карандаш, сызгыч жана плоттер: LOP чийүү жана оңдоолорду алуу үчүн.
– Компас жана ылдамдык журналы (милдеттүү эмес, бирок пайдалуу): астрономиялык оңдоого чейин баштапкы абалды баалоо үчүн.
Азыр калькуляторлор жана тиркемелер бар болгону менен, негизги принцип ошол бойдон калууда: секстантты өлчөө + так убакыт + альманах + кыскартуу + график.
3. Секстант менен өлчөө: "Көрүү"
Биринчи кадам - байкоо жүргүзүү (көрүү). Мисалы, Күн үчүн:
1) Объектти тандаңыз: Күн көбүнчө оңой көрүнүп тургандыктан колдонулат; жылдыздар күүгүмдө/таң атканда колдонулат; планеталарды жана айды да колдонсо болот.
2) Асман объектисинин бийиктигин (Hs) өлчөңүз: секстантты асман объектисинин сүрөтү горизонт сызыгына "тийгенге" чейин багыттаңыз.
3) UTC убактысын секунддук тактык менен жазыңыз: асман телолорунун абалынын жылышы тез өзгөргөндүктөн, 4 секундга айырмаланган убакыт узундук боюнча болжол менен 1 деңиз милясын билдириши мүмкүн (болжол менен, анткени Жер саатына 15° айланат).
4) Бир нече жолу кайталаңыз: каталарды азайтуу үчүн бир нече өлчөө жүргүзүп, орточо көрсөткүчтү алыңыз.
Жылдыздар үчүн байкоолор, адатта, горизонт дагы эле даана көрүнүп турганда жүргүзүлөт: жарандык күүгүм. Күндүзгү Күн үчүн кеңири таралган ыкма - күчтүү позиция сызыгын (LOP) алуу жана ошондой эле меридиан өткөөлүнүн кеңдигин (кульминация) табуу үчүн бийиктикти өлчөө.
4. Секстантты коррекциялоо: Hsден Hoго чейин
Секстант (Hs) менен көрсөтүлгөн бурч колдонууга даяр эмес. Аны бир нече стандарттуу түзөтүүлөрдү колдонуп, байкалган бийиктикке (Ho) чейин оңдоо керек:
– Индекс катасы (ИЭ): секстантта нөлдүк ката. Индексти оңдоо менен компенсацияланат.
– Горизонтту оңдоо: байкоочу деңиз деңгээлинен жогору тургандыктан, горизонт "төмөн" түшкөндөй сезилет. Төмөндөө көздүн бетинен бийиктигине жараша болот.
– Сынуу (атмосфералык сынуу): атмосфера жарыкты бүгүп, объектилер жогорураак көрүнөт.
– Күн/Ай түзөтүүсү: Күн жана Ай үчүн жарым диаметр (үстүнкү/төмөнкү четин өлчөө) жана параллакс (айрыкча Ай) сыяктуу кошумча түзөтүүлөр бар.
Бардык түзөтүүлөр колдонулгандан кийин, Ho алынат. Бул Ho мааниси LOP алуу үчүн калыбына келтирүү процессинде колдонулат.
5. Альманахтан асман объектилери жөнүндө маалыматтарды аныктаңыз
Деңиз альманахынан штурман төмөнкүлөрдү алды:
– GHA (Гринвич сааттык бурчу): асман телосунун Гринвич меридианына карата сааттык бурчу, узундукка байланыштуу.
– Жантайуу (Dec): объекттин "асман кеңдиги", түндүк (+) же түштүк (-).
Альманахтар, адатта, сааттык маанилерди бергендиктен, интерполяция байкоо убактысынын мүнөттөрү жана секунддары үчүн жүргүзүлөт. Интерполяциянын тактыгы, айрыкча тез кыймылдаган Ай үчүн маанилүү.
6. Intercept Method (Marcq St. Hilaire)
Заманбап LOP эсептөөнүн эң кеңири таралган ыкмасы - бул тосуу ыкмасы. Негизинен, биз болжолдуу абалдан (AP) "болжолдуу абал" бийиктигин чыныгы байкалган бийиктик (Ho) менен салыштырабыз.
Тез кадамдар:
1) Болжолдуу позицияны (DR/EP) аныктаңыз: баштапкы эсептөөдөн (курсту жана басып өткөн аралыкты) же болжолдуу акыркы позицияны аныктоо.
2) Болжолдуу позицияны тандаңыз (AP): эсептөөлөрдү жеңилдетүү үчүн тегеректелген (мисалы, тегерек кеңдик жана тегерек LHA).
3) Жергиликтүү саат бурчун (LHA) эсептеңиз:
LHA = GHA ± узундук (белгилер туураланган: чыгыш узундугу адатта кемитилет, батыш узундугу кошулат — колдонулган таблица конвенциясына жараша).
4) HO таблицасын же сфералык тригонометриялык формуланы колдонуп, AP арифметикалык бийиктигин (Hc) жана азимутун (Zn) эсептегиле.
5) Ho менен Hc салыштырыңыз:
Кесим = Ho − Hc (жаа мүнөттөрү менен; 1′ ≈ 1 деңиз милясы).
– Эгерде Ho > Hc: “карата” (кеме APге караганда асман телосуна жакыныраак болсо)
– Эгерде Ho < Hc: “алыста”
6) LOP чиймесин түзүңүз: APден Zn багытында азимут сызыгын чийиңиз, андан кийин кесилиш чекитин карай/алыста өлчөп, чекит коюңуз. Ошол чекиттен азимутка перпендикуляр сызык чийиңиз — бул LOP.
Бир байкоо жүргүзүү менен биз бир позиция сызыгын алабыз. Аныктоо үчүн эки асман телосунан (же эки башка убакыттан) кеминде эки позиция сызыгы талап кылынат.
7. Оңдоону табуу: Эки же үч LOPту айкалыштыруу
Оңдоону куруунун бир нече жолу бар:
– Жакын аралыктагы эки башка асман объектиси (мисалы, күүгүмдөгү эки жылдыз).
– Убакыт аралыгы менен эки жолу Күнгө айлануу (иштеп жаткан оңдоо): биринчи LOP кеменин кыймылына жараша экинчи LOP убактысына чейин "жылдырылат".
– Үч асман телосу: күчтүүрөөк оңдоону камсыз кылат жана каталарды аныктоого мүмкүндүк берет (LOP кичинекей үч бурчтукту түзөт).
Күүгүм киргенде, навигаторлор көбүнчө 3–5 жылдыз алышат, анткени:
1) жылдыз ар кандай азимуттарды пайда кылат (LOP жакшы бурч менен кесилет),
2) кыска байкоо убактысы,
3) горизонт дагы эле ачык.
Эң жакшы натыйжалар, адатта, эки LOP 90° бурчка жакын кесилишкенде болот, анткени өлчөөнүн белгисиздиги ката аймагынын азайышына алып келет.
8. Күндүн кульминациясынан (түштөн кийин көрүү) кеңдикти эсептөө
Кесим ыкмасынан тышкары, кеңдикти түштө көрүү абдан пайдалуу классикалык ыкма болуп саналат. Күн күнүмдүк эң жогорку чекитине (меридиан өтмөгүнө) жеткенде, Күндүн багыты түз түндүк/түштүк болот жана кеңдикти эсептөө жөнөкөйлөтүлөт:
Жалпысынан алганда:
– Кеңдик ≈ 90° − Ho + Dec, белгиси Күн менен байкоочунун бир жарым шарда (N/S) жайгашкандыгына жараша болот.
Навигатор дагы эле Hs → Ho түзөтүүсүн колдонушу керек, жергиликтүү кульминациядагы альманахтан Decти алышы керек жана Күн байкоочунун зенитинен түндүктө же түштүктө экенин белгилеши керек. Түшкү көрүү жакшы кеңдикти камсыз кылат, бирок узундук дагы эле башка ыкмаларды талап кылат (мисалы, эртең менен/кечинде көрүү же убакыт ыкмасы).
9. Ката булактары жана аларды кантип азайтуу керек
Астрономиялык навигация тактыкты талап кылат, бирок туура жасалса, ал ошондой эле чыдамдуу. Көп кездешүүчү каталар төмөнкүлөрдү камтыйт:
– Убакыттын так эместиги: хронометрдин оңдолбогон дрейфи.
– Бүдөмүк горизонт: бийик толкундар, туман же жаркыроо.
– Индекс катасы туура эмес: секстант калибрленген эмес.
– Жылдызчаны аныктоо катасы.
– График түзүүдө ката: кесилиш жана LOP чийүүдөгү ката.
Азайтуу:
– байкоо жүргүзүүдөн мурун ката индексин текшериңиз,
– бир нече жерлерди көрүп, алардын орточо көрсөткүчүн алыңыз,
– оңой тааныла турган жылдызчаларды колдонуңуз,
– эсептөөлөрдү жана тыкан чиймелерди жасаңыз,
– жыйынтыктарды акылга сыярлык кылуу үчүн DR/EP менен салыштырыңыз.
10. Эмне үчүн дагы эле үйрөнүү керек?
GPS абдан так болгону менен, астрономиялык навигация үч негизги артыкчылыкты берет:
1) Шашылыш камдык көчүрмө: электр энергиясы, антенна же сигнал менен көйгөй жаралганда.
2) Көз карандысыз текшерүү: электрондук позициянын адаштыруучу эместигин камсыз кылуу.
3) Навигацияны толук түшүнүү: штурманын тартибин, байкоо жана аналитикалык көндүмдөрүн өркүндөтүү.
Өзүнүн абалын астрономиялык түрдө эсептей алган моряк кургактыктан жана байланыш кызматтарынан алыс жүргөндө өзүнө болгон ишенимин жогорулатат.
Penutup
Астрономияны колдонуп, кеменин абалын эсептөө ыкмасы байкоо жүргүзүүнү, убакытты эсептөөнү, альманахтын маалыматтарын жана сфералык геометрия эсептөөлөрүн айкалыштырып, абал сызыктарын жана фиксацияларды чыгарат. Секстант өлчөөлөрүнөн баштап, Hsти Hoго чейин оңдоодон баштап, альманахтардан GHA жана майышууларды алуудан баштап, LOPторду кармоого жана чийүүгө чейин — мунун баары жүздөгөн жылдар бою убакыттын сыноосунан өткөн өзүнчө навигация системасын түзөт. Азыркы доордо бул көндүмдөр ишенимдүү резервдик көчүрмө жана сактоого татыктуу деңиз илимий мурасы катары баалуу бойдон калууда.
Кааласаңыз, процессти практикалык кылуу үчүн Күндүн бир көрүнүшү үчүн жөнөкөй эсептөө мисалын (сандар менен) же күүгүм учурунда кыймылсыз жылдыздын мисалын кошо алам.
