Csillagászati ​​navigáció

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. augusztus 31-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 4 szerkesztést igényelnek .

A csillagászati ​​navigáció  egy objektum navigációs paramétereinek meghatározására szolgáló módszerek összessége a csillagászati ​​objektumok elektromágneses sugárzása alapján. Alkalmas a földi objektumok irányának és navigációs koordinátáinak meghatározására, valamint az űrhajók tájolásának meghatározására egy csillagászati ​​navigációs rendszer részeként .

Az égi navigáció legegyszerűbb módszereit a Földön élők használják ismeretlen terepen való navigálásra, mivel használatukhoz nincs szükség semmilyen eszközre. Az északi féltekén például a földrajzi észak felé mutató irányt a Sarkcsillag égboltján elfoglalt helyzete alapján lehet felismerni, a Nap déli helyzete alapján pedig megközelítőleg meghatározhatja a földrajzi déli irányt. A csillagászati ​​földi navigáció egyik fő hátránya a felhőktől való függés.

Korábban az égi navigáció volt a fő módja a hajók koordinátáinak és irányának meghatározásának, olyan műszerek leolvasásával, mint a szextáns és a kronométer . Ma a tengeri és légi navigációban szinte teljesen felváltották a műholdas navigációs rendszerek , de a nagyfokú autonómia miatt tartalék.

Az űrhajózást a 19. század végén és a 20. század elején széles körben alkalmazták a csillagászati ​​és geodéziai hálózatok kiépítésében , a kiindulási és végpontok koordinátáinak megszerzésére . A Szovjetunió geodéziai hálózatának nagy része a Laplace-pontokon alapult, és a Struve-ív 13 ilyen pontot tartalmazott.

A közeljövőben az űrrepülőgép -fejlesztők a műholdas navigációs rendszerek módszereit fogják alkalmazni az égi navigációban, és pulzároktól röntgensugarakat fogadnak .

A koordináták meghatározásának elve

Számos módszer létezik a földrajzi koordináták – szélesség és hosszúság – csillagászati ​​megfigyelések útján történő meghatározására. Némelyikük, amelyeket évszázadokkal ezelőtt fejlesztettek ki, mára elavultak, és csak történelmi jelentőségűek (például a Galilei által 1612-ben javasolt módszer a Jupiter műholdak megfigyelései alapján a hosszúság meghatározására, valamint a holdtávolságok módszere () Johannes Werner, 1514). Mások, amelyeket később fejlesztettek ki, csak évtizedekkel ezelőtt, a műholdas navigációs rendszerek megjelenésével kerültek ki a tengeri és légi navigáció professzionális felhasználásából. Ezek a módszerek közé tartozik a hosszúság meghatározásának módszere szextáns és kronométer segítségével, valamint a mérési módszer. a meridián mentén, és a világítótestek egyenlő magasságának módszere. Az alábbiakban ez utóbbira mutatunk be példát.

Két különböző test magasságát mérik (alkonyatkor - két csillag / bolygó vagy egy csillag / bolygó és a Hold; délután - a Nap és a Hold). Minden mérésnél rögzítésre kerül annak ideje. A földfelszínen található pontok, amelyek megfelelnek e két világítótest mérési pillanatban mért magasságának, két kört alkotnak (minden egyes lámpatesthez egyet), amelyeket helyzetvonalaknak vagy egyenlő magasságú köröknek neveznek . A helyzetvonalak metszéspontjai a megfigyelő kívánt helye (ebből kettő van, de általában elég távol vannak egymástól, hogy ne legyen bizonytalanság).

A Mercator térképen egyenlő magasságú körök felépítése lehetetlen a térképészeti vetületeknél elkerülhetetlen torzulások miatt. Teljesen egyenlő magasságú köröket csak egy földgömbön lehet ábrázolni, de ebben az esetben a metszéspont kapott koordinátái a földgömb kis mérete miatt a gyakorlati használatra nem lesznek elég pontosak. Ebben a tekintetben a csillagászati ​​navigációban és a gyakorlati csillagászatban közelítő módszereket használnak - a Somner -módszert és az átviteli módszert (Saint-Hilaire-módszer), amelyekben a Mercator-térképen a szilárd helyzetvonalak helyett a szekánsok töredékei (a Somner-módszerben) ) vagy az érintők (az átviteli módszerben) egyenlő magasságú körökhöz szerkesztett egyenesek. Lehetőség van az egyenlő magasságú körök mindkét metszéspontjának koordinátáinak közvetlen kiszámítására anélkül, hogy a térképen konstrukciókat használnánk.

Ha nappal csak a Nap látható, akkor egy bizonyos idő elteltével két magasságmérés is elvégezhető. Mivel a Nap az égen mozog, ez a két mérés egyenértékű lesz két különböző világítótest magasságának mérésével.

Ha meg kell határozni egy mozgó hajó koordinátáit, akkor korrekciókat kell bevezetni a hajó becsült elmozdulására a világítótestek magasságának két mérése közötti időre (a hajó sebessége és iránya alapján számítva). ).

Gyakorlati értelemben a megfigyelő koordinátáinak űrhajós segítségével történő meghatározásához a következő eszközökre és segédkönyvekre van szükség: 1) pontos időmérő kronométer, 2) szextáns az égi gömb szögeinek mérésére, 3 ) egy almanach vagy egy jövő idejű csillagászati ​​efemeridek referenciakönyve, 4) számláló redukciós táblázatok a csillag magasságának és azimutjának kiszámításának egyszerűsítésére, minden műveletet összeadásra és kivonásra redukálva, 5) földrajzi térkép. Ezt az eszközkészletet használták a hajók navigátorai a rádiónavigáció és a műholdas navigáció kifejlesztéséig; egy tapasztalt navigátor számára az egész folyamat, beleértve a csillagászati ​​megfigyeléseket és számításokat is, több percig tartott. Jelenleg a csillagászati ​​efemeridek nyomtatott könyvtára helyett számítógépes programok, redukciós táblázatok helyett számítógép vagy számológép használható.

Az Egyesült Államok légiereje 1997-ig folytatta a katonai pilóták kiképzését az égi navigáció terén, mert:

Az US Naval Academy 1998 tavaszán jelentette be az égi navigációs tanfolyam végét [2] . 2015 októberében, aggodalmát keltve a GPS-rendszerek megbízhatóságával kapcsolatban az esetleges internetes támadásokkal szemben, az amerikai haditengerészeti akadémia a 2015–2016-os tanévre visszaállította az égi navigáció kurzusát [3] [4] .

Az Egyesült Államok Kereskedelmi Tengerészeti Akadémiáján az égi navigációs képzés nem állt le. Astronomy 2 néven a közelmúltban a Harvardon csillagászati ​​navigációs tanfolyamot tanítottak [5] . Az égi navigációt még mindig használják a vitorláshajósok és a kis cirkálóhajók legénységei. Míg a műholdas navigációs technológia megbízható, a hajósok az égi navigációt használják elsődleges navigációs eszközükként vagy tartalékként.

Navigációs háromszög

A koordináták meghatározásának egyik módszere a navigációs háromszög, más néven parallaktikus háromszög vagy PZX háromszög megoldása. A pólushoz (P), a zenithez (Z) és valamilyen világítótesthez (X) egyszerre ismert irányok esetén a földgömb egy pontjának megfelelő koordinátáinak keresése adja meg az egyetlen választ.

Asztrizálás

Az asztrovízió  a csillagos égbolt képének megfigyelésének folyamata , általában giroplatformra telepített asztrovizáktorral , a kapott képet összehasonlítva a programozottan várttal, és olyan korrekciókat számítanak ki, amelyek kompenzálják a fő mérőeszközök ( giroplatform , SINS ) halmozott hibáit. ).

Az Astrovision a rakétavezérlő rendszer saját hibáinak kompenzálásának egyik módja . Az asztrovíziót általában a repülés passzív szakaszában hajtják végre , mivel a járó rakétahajtóművek erős zavarokat okoznak, amelyek csökkentik a mérés pontosságát. A rakétákon kívül repülőgépeken , űrhajókon és tengeralattjárókon is használják [6] .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ US Air Force Pamflet (AFPAM) 11-216, 8-13. fejezet
  2. ↑ A haditengerészet kadétjai nem dobják el szektánsaikat Archiválva : 2009. február 13. , The New York Times Írta: DAVID W. CHEN Megjelent: 1998. május 29.
  3. ↑ Újra csillagokat látni: A Tengerészeti Akadémia visszaállítja az égi navigációt Archiválva : 2015. október 23. , Capital Gazette , Tim Prudente Megjelent: 2015. október 12
  4. ↑ Miért tanulnak a Tengerészeti Akadémia hallgatói egy évtized óta először vitorlázni a csillagok mellett , Washington Post  (2016. február 17.). Az eredetiből archiválva : 2016. február 22.
  5. ↑ - Astronomy 2 Celestial Navigation by Philip Sadler Archiválva : 2015. november 22.
  6. ↑ Project 611 ZULU hajó . Letöltve: 2011. március 18. Az eredetiből archiválva : 2011. január 30.

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
Bibliográfiai katalógusokban