Как рассчитать высоту с помощью секстанта

Исторически сложилось так, что измерение расстояний между небесными и морскими объектами за пределами невооруженного глаза полагались на инструменты, которые используют Землю по отношению к таким объектам, как планеты и звезды. Зная основные принципы геометрии и физики, ученые изобрели инструменты, такие как секстант, для измерения углового расстояния между этими объектами. Вот где в игру вступают секстанты.

Секстанты измерять углы. Они делают это, отражая входящие лучи света от окружающей среды или объектов, которые они изучают, так, чтобы угол луча входящего света был равен углу отраженного луча. Это происходит естественно во всех случаях падения света на поверхности из-за характера отражения, но в На практике материал и плотность зеркала немного изменяют угол, под которым свет выходит из поверхность.

Это означает, что вы можете использовать два плоских зеркала последовательно друг с другом, так что свет выходит из обоих зеркал с удвоенным углом падения. Секстант использует это с индексным зеркалом и зеркалом горизонта для измерения углов между горизонтом и видимым объектом, например, кораблем в море или планетой в солнечной системе.

Измеряя эти изменения углов света, секстант может сказать вам относительная высота удаленного объекта (называемого «неизвестным» объектом) относительно горизонта или другого объекта с высотой, которую вы уже знаете, например, высота солнца из альманаха. Поскольку высота представляет собой линию, пересекающуюся с Землей, вы можете определить, как далеко находится объект, с помощью тригонометрии.

Это означает формирование прямого угла между неизвестным объектом, известным объектом и вашим собственным положением, а также использование угла между двумя объектами, чтобы определить длину стороны треугольника, которая представляет расстояние до неизвестного объект. Исторически сложилось так, что люди использовали секстанты для измерения расстояний между любыми двумя точками на поверхности Земли. Имея дело с объектами в море, вы можете измерить угол разницы между двумя объектами, повернув секстант на бок.

Современные технологии предоставляют новый способ понимания величин, измеряемых секстантами. Онлайн-калькуляторы секстантов, такие как Nautical Calculators, используют местоположение наблюдателя путем широта и угол, под которым вы наблюдаете какое-либо небесное тело, чтобы определить ошибку из-за компаса предъявитель.

Эти онлайн-приложения также могут поправить на другие факторы например, температура воздуха и небольшие колебания кривизны Земли. Это делает их расчеты более точными.

Использование морского альманаха может дать вам количество расстояний между объектами, которое будет использоваться при выполнении измерений с использованием секстанта. Они также предлагают информацию о калькуляторах, которые больше подходят для различных расчетов, и о методах расчета других величин.

Это включает в себя азимут, направление небесного объекта от наблюдателя на поверхности Земли и угол. преломления, процесса, посредством которого угол отклоняется, когда он входит в среду, которые участвуют в секстанте использовать. Вы даже можете учесть другие факторы, которые могут повлиять на показания самого секстантного инструмента, такие как более точные значения падения и ошибки индекса.

Первый представляет собой измерение угла между горизонтальной плоскостью, проходящей через глаз наблюдателя, и плоскостью, проходящей через видимый горизонт из местоположения наблюдателя. Последняя представляет собой разницу между нулем, обозначенным на секстанте, и градуированным нулем самого наблюдения.

Секстант использует два зеркала в сочетании друг с другом. Когда вы смотрите через секстант, вы можете увидеть индексное зеркало, одно из зеркал, пропускающее часть света, и оно изменяется в зависимости от угла наклона зеркала. Если вы хотите определять местоположение объектов при навигации по океанам, вы можете смотреть на горизонт как на неподвижную точку через это зеркало. Зеркало горизонта находится перед частью вашего обзора, которая работает с индексным зеркалом в этом эффекте двойного зеркала.

Если бы вы изменили угол индекса на определенную величину, ваш вид изменился бы на удвоенную величину в градусах. Это связано с тем, что изменение угла индексации зеркала изменяет как углы падения, так и углы отражения, которые являются частью процесса отражения света от него.

Выровняв секстант по горизонту, можно наблюдать изменение луча света за счет изменения угла при взгляде на предметы на большом расстоянии. Когда вы смотрите в окуляр секстанта, изображения объектов должны лежать на горизонте, если вы правильно его выровняли. Затем вы можете определить соответствующий угол по шкале секстанта. Градусы обычно используются для определения расстояний между небесными телами.

Секстанты известны своими точность. Материал и конструкция секстантов могут избавить их от источников ошибок, которые в противном случае мешали бы измерениям секстантов. В частности, металлические секстанты не должны иметь дело с проблемами преломления, сжатия (измерения кривизны) Земли и табулирования данных.

Как уже говорилось, исследователям или другим специалистам, изучающим суда в море и объекты в космосе, необходимы точные измерения углов и расстояний, которые они наблюдают. Это помогает перемещаться по океанам, и секстанты исторически играли важную роль в этих вычислениях во время навигации.

Хотя современные методы навигации теперь используют такие технологии, как GPS, секстанты по-прежнему полезны для понимание исторических данных, таких как исследовательская работа ученых и исследователей, таких как исследователь Варфоломей Госнольд.

Устройства, которые исследуют особенности океана, такие как дрифтеры, инструменты для измерения течения и другие характеристики. например, температура и соленость, их местоположение было бы точно записано с использованием свойств секстантов в раннем 1900-е гг. Когда технологии радионаправления стали широко использоваться в этих областях исследований, они вытеснили секстанты и дали более точные показания траекторий дрифтеров.

Эти практические применения секстантов распространяются на оборудование для топографической съемки и на проекты, которые будут искать местоположение резервуаров рядом с измерительными полюсами для определения глубины воды. Наряду с компасами, эхолотами и другими инструментами исторические исследователи найдут среди своих инструментов секстанты.

Другие ошибки в чтении секстанта могут возникнуть из-за их дизайн. Ошибка перпендикулярности возникает, когда указательное зеркало не перпендикулярно плоскости самого секстанта. Лица, использующие секстанты, должны нажать полосу указателя вокруг середины дуги, которую создает секстант, и удерживать секстант горизонтально так, чтобы дуга была обращена от них.

Если объекты, которые вы видите через зеркало, выровнены правильно, эту ошибку можно уменьшить. Вы также можете отрегулировать винты на задней части индексного стекла, чтобы правильно выровнять изображения через секстант.

Боковая погрешность вызвана тем, что горизонтальное стекло не остается перпендикулярно плоскости инструмента. Вы можете нажать полосу указателя на 0 градусов и удерживать секстант вертикально для просмотра небесных объектов. Если повернуть микрометр в одном направлении, а затем в другом, отраженное изображение, которое вы видите через секстант, может перемещаться выше и ниже прямого изображения.

Если он перемещается влево или вправо, то возникает боковая ошибка. Использование регулировочных винтов для нахождения истинного и отраженного горизонтов на одной линии друг с другом может смягчить это.