Определение местоположения по двум или более линиям положения
В статье "Контроль пути в FS2004 при помощи навигационных звёзд или Как не портить карту прокладкой сомнеровых линий положения" упоминалось использование отдельных бланков, как готовых, так и самодельных, для определения местоположения самолёта. Здесь мы рассмотрим оба эти варианта подробнее. Первый, это самодельный бланк. Нам потребуются лишь лист бумаги, желательно в клетку, транспортир, линейка, карандаш и, очень удобный, но редкий в наше время, прибор, называемый циркуль-измеритель.
Для наглядности, в качестве исходных данных для задачи выберем какое-нибудь место на севере планеты, то есть там, где меридианы заметнее сбегаются друг к другу. Например, остров Ян-Майен в Северной Атлантике.
За счислимую точку (т.е. ту, в которой мы думаем что находимся) возьмём приблизительные координаты самой высокой его вершины: N71* 05’ W008*10’.
А за обсервованную точку (т.е. ту, в которой мы находимся на самом деле, но ещё пока не знаем её координаты) примем место, где-нибудь, милях в 20-30 на северо-восток. Например, N71*20’ W007*00’.
Сам полёт совершаться не будет, но посмотреть это место всё же интересно.
Почему не будет полёта? Потому что использовать секстант из симулятора для проверки методов всё равно не получится. Существующие на сегодня модели секстантов сами знают наше место и всегда “обманут”, показав правильную разницу высот для любых, даже несуществующих азимута и высоты светила. Поэтому летать с ними можно, место определять можно, а вот "потрогать руками" реальные методы расчёта уже не получится.
А хочется! Хочется чего-нибудь реального. Например, использовать координаты настоящих Солнца и Луны. Попробуем? Для этого надо только подобрать дату, когда они находятся подальше друг от друга и на приемлемой высоте. За пару минут простого перебора, благодаря сайту Celestial Navigation Data for Assumed Position and Time, такая дата находится. Это 26 апреля 2012 года. Время 10:00 UTP
Проверим в симуляторе. Точно, вот они. И Луна и Солнце!
Не нашли Луну? Она есть, поверьте. Что бы убедиться, “выключим” облака, поставив в симуляторе погодную тему "Ясно".
Теперь записываем реальные азимуты и высоты Солнца и Луны для координат счислимой точки на выбранный нами момент (26.04.12 10:00 UTC). Это всё с того же сайта - Celestial Navigation Data for Assumed Position and Time
В реальном полёте азимуты и высоты светил вычисляются электронными средствами или определяются при помощи астрономических ежегодников и таблиц. В ежегодниках даются гринвичские часовые углы и склонения светил (экваториальные координаты, не зависящие от места наблюдателя), а по ним уже, при помощи Таблиц высот и азимутов (ТВА или ТВАЗ), определяются азимут и высота светила в заданной (счислимой) точке и заданное времени. Сделаем вид, что мы так и сделали.
Итак, для Солнца нам вычислены азимут 138*, высота +28*16.6’.
Для Луны 78* и +18*02.7’ соответственно.
Исходные данные имеются, теперь нужно представить себя в точке будущей обсервации и “измерить" секстантом высоты светил из неё. Возьмём их с того же сайта. Для этого достаточно заменить координаты счислимой точки на координаты точки обсервации.
Итак, у Солнца обсервованная высота +28*20.3’, Луны +18*27.9’
В реальности, мы, не зная своего точного местонахождения, просто получили бы высоты светил при помощи секстанта. Но пока мы оценим точность двух графических методов, и оба они должны дать на выходе координаты, близкие координатам точки обсервации.
Наконец-то виртуальность закончилась и можно начинать действовать в точности, как работают настоящие навигаторы. По данным счисления мы предполагаем, что в находимся в 10:00UTC точке с координатами N71* 05’ W008*10’. По данным таблиц, для этих времени и координат, Солнце должно находиться на азимуте 138* и высоте +28*16.6’. Луна на азимуте 78* и высоте +18*02.7’.
В 10:00UTC были измерены секстантом фактические высоты Солнца и Луны. Они составили, для Солнца +28*20.3’, для Луны +18*27.9’
Определяем свои фактические координаты.
Для построения (переноса) линий положения запишем азимуты светил и разности их высот (обсервованная минус вычисленная)
Для Солнца разность высот составляет (+28*20.3’)-( +28*16.6’)=+3.7’
Для Луны (+18*27.9’)-(+18*02.7’)=+25.2’
Обе разности положительные, значит, линии положения будут переноситься в сторону светил.
“Переноситься”, потому что, изначально, мы как бы предполагаем, что линии положения проходят точно через счислимую точку. А получив результат обсервации, переносим их, каждую вдоль линии своего азимута, к светилу или от него и тем самым уточняем своё местоположение.
Итак, теперь нам известны направления и приблизительные удаления линий положения. По ним уже можно судить о том, как будут выглядеть графические построения. Обсервованная точка окажется смещённой северо-восточном направлении, миль на 20-40. Значит, для удобства построений, центр координат разместим немного левее и ниже центра бланка, а масштаб выберем 1см=10 минут.