Nawigacja sekstantowa – Wysokości
W nawigacji morskiej, kiedy nawigator mierzy wysokość ciała niebieskiego za pomocą sekstantu morskiego, musi zmierzyć wysokość jako kąt ciała nad widocznym horyzontem. (Kliknij na obrazek, aby powiększyć.)
Wysokość uzyskana w ten sposób musi być skorygowana o błędy instrumentu i inne błędy, zanim będzie można dokonać obliczeń.
Sekstant morski
Sekstant wywodzi swoją nazwę od rozciągłości jego kończyny, która jest szóstą częścią koła, czyli 60 stopni. Sekstant morski jest instrumentem o podwójnym odbiciu, służącym do pomiaru kątów w tej samej płaszczyźnie. Łuk jest wyskalowany w stopniach od prawej do lewej strony od 0 do 120 (czasem trochę więcej). Jednakże kończyna jest tylko 1/6 okręgu z powodu podwójnego odbicia instrumentu. Zobacz sąsiedni rysunek, aby uzyskać więcej wyjaśnień.
Na prawo od 0 stopni na łuku jest wyskalowany 5 stopni. Ten łuk nadmiaru nazywany jest „poza łukiem”, a łuk na lewo od zera nazywany jest „na łuku”.
Sekstant może być używany do pomiaru kątów w płaszczyznach pionowych, poziomych i skośnych.
Zasada działania sekstantu
Zasada optyczna wykorzystywana w sekstancie jest następująca: biorąc pod uwagę, że promień światła jest odbijany kolejno od dwóch luster, to kąt pomiędzy pierwszym i ostatnim kierunkiem promienia jest dwa razy większy od kąta pomiędzy lustrami.
Jest to kąt, który jest odczytywany na 'łuku' po tym jak nawigator 'strzela do gwiazdy' (bierze wysokość).
Błędy i poprawki odczytów sekstantu
Poza błędami podczas produkcji, które są rzadkie, sekstant morski może mieć błędy z powodu:
- lusterka indeksowego, które nie jest prostopadłe do płaszczyzny instrumentu.
- szkło horyzontu nie było prostopadłe do płaszczyzny instrumentu
- lusterko horyzontu i zwierciadło indeksowe nie były prostopadłe do siebie
Na morzu błędy te są korygowane przez śruby regulacyjne umieszczone na zwierciadle indeksowym i zwierciadle horyzontu. Każdy błąd resztkowy nazywany jest błędem indeksu i jest kalibrowany przez obserwatora.
Inne poprawki do odczytów sekstantu obejmują Dip (dla wysokości oka obserwatora), refrakcję (dla załamania światła w atmosferze, paralaksę (mierzymy wysokość na powierzchni ziemi, a nie w centrum ziemi, co jest prawdziwą wysokością), półśrednicę (ciał takich jak słońce i inne planety. Dzieje się tak dlatego, że prawdziwa wysokość ciała jest mierzona od jego środka, podczas gdy nawigator nie może tego dokładnie wiedzieć, więc używa zewnętrznego obwodu słońca lub planety).
Wszystkie te poprawki są obliczane lub znajdowane w almanachach żeglarskich i tabelach, a następnie stosowane.
Jak wykonuje się celownik?
Nawigator zdecyduje, do których gwiazd lub planet 'strzelać', w zależności od pory dnia, przejrzystości horyzontu i ciał niebieskich (gwiazd i planet), które widzi wyraźnie.
Zbieranie wysokości polega na 'sprowadzeniu ciała niebieskiego do horyzontu' widzianego przez sekstant. Oznacza to, że odbicie ciała, widziane przez sekstant, jest powoli opuszczane w dół do punktu, w którym dotyka ono horyzontu. Dokonuje się tego ustawiając najpierw sekstant na zero i powoli i płynnie przesuwając ramię sekstantu, cały czas utrzymując odbicie ciała w polu widzenia instrumentu. Dokładniejsze regulacje wykonuje się za pomocą mikrometru.
Gdy nawigator jest zadowolony, że ciało znajduje się idealnie na horyzoncie (w przypadku planet i Słońca, sekstant jest kołysany z boku na bok, aby upewnić się, że obwód ciała jest styczny do horyzontu), odczytuje się kąt ze skali na sekstancie. Jest to wysokość nieskorygowana.
Nawigator zwykle wychodzi na skrzydło mostka nawigacyjnego. Wykonuje on pomiar wysokości i notuje dokładny czas. Następnie dokonuje się obliczeń w celu określenia pozycji statku. Zwykle robi się to gdy statek jest daleko od lądu, a latarnie morskie i inne obiekty lądowe nie mogą być użyte do określenia pozycji.
Nowoczesna nawigacja
Wraz z pojawieniem się GPS, sekstant morski powoli staje się przestarzały. Jednakże, morskie egzaminy nawigacyjne nadal testują prawidłowe użycie sekstantu. Urządzenia elektroniczne takie jak GPS są uważane za pomoce w nawigacji. Sekstant jest prawdziwą rzeczą.