Určení polohy bez přístrojů

[ludd]

Už vás někdy napadlo, s jakou přesností lze určit aktuální polohu bez jakýchkoli přístrojů? Vyzkoušel jsem to (na souši) a výsledek popsal tady:

http://www.chovanec.com/notes/archive/art-343.html

Pro praktickou navigaci to velké uplatnění nemá, ale člověk si díky tomu osahá základy nebeské mechaniky, což se může (kdo ví?) někdy hodit.

[mithril]

Úloha určiť polohu na Zemi bez prístrojov a tabuliek je inšpirujúca. Na toto som prišiel ja, keď som nad tým pred časom uvažoval:

• Čas pravého poludnia možno celkom presne odmerať z času západu a východu Slnka – lokálne poludnie je presne uprostred
• Výšku Polárky by som skúsil trochu presnejšie odmerať tak, že by som si v noci vyrobil improvizovaný Stonehenge (t. j. zafixoval pomocou dvoch vodorovných predmetov rôznej výšky priamku smerujúcu k Polárke) a uhol medzi zemou a touto priamkou (modrý trojuholník) potom za dňa tento preniesol do roviny kolmej s touto priamkou (~ zemskou osou). V tejto rovine potom možno merať uhly pomocou Slnka – poznačím si čas, kedy slnečné lúče vrhajú tieť na jedno ramen trojuholníka, potom na druhé a jedna sekunda rozdielu zodpovedá približne 4 uhlovým sekunám. (viď obrázok).

Obrázok:


Čítal som skvelú Emergency Navigation: Improvised and No-Instrument Methods for the Prudent Mariner od Davida Burcha, kde som sa dozvedel ďalšie zaujímavé rady:

• Pre výpočet rovnice čau (Equation of Time) možno použiť namiesto Analemmy od zázračného deduška použiť toto zjednodušenie vylovené z pamäti:
  
  • Na Valentína (14. 2.) je poludnie 14 minút pozadu (memo: Miláčik, na Valentína príde aj Slnko o 14 minút neskôr)
  • O tri mesiace neskôr je 4 popredu (memo: [s]1[/s]4)
  • Na Halloweena je poludnie o 16 minút popredu
  • O tri mesiace skôr je o 6 minút pozadu (memo: [s]1[/s]6)
  • 2 týždne okolo každého tohto dátumu sa čas poludnia nemení
  • V medziľahlých časových úsekoch sa mení lineárne
  • Všimnite si, že sa to počas roku strieda: –14, 4, –6, 16
  • maximálna chyba tohto výpočtu je 95 sekúnd (~ 23 ' zemepisnej dĺžky), ale v 82 % dní v roku je to do minúty (~ 15 ' zemepisnej dĺžky)
• Ak by zázračný deduško doniesol almanac, alebo aspoň 5stránkový nekonečný almanach, už vlastne nepotrebuješ sextant – môžeš počítať polohu z časov východu/západu slnka či navigačnej hviezdy
• Ono to vlastne nejak ide aj bez presného času na hodinkách (avšak s ostatnými pomôckami) – zemepisnú šírku možno určiť z výšky Polárky a zemepisnú dĺžku (s použitím presného sextantu, funkčných hodiniek a plnohodnotného almanachu) z výšky mesiaca – v knihe sa popisuje metóda lunar altitudes (ešte existuje lunar distances používaná pred i po vynáleze chronometra – pre kontrolu – na tú ale treba špeciálne tabuľky); obe používajú mesiac ako "veľkú ručičku", ktorá sa pohne približne o pol stupňa za hodinu.

[ludd]

Mithrile,

memotechnická pomůcka pro annalemmu je zajímavá, zkusím si ji zapamatovat

Potíž s přesným určením času východu a západu Slunce je, že málokdy vidíš jasný obzor bez mraků. Já jsem to vyřešil tak, že jsem si do natažené ruky dal kreditku, jejíž spodní stranu jsem srovnal s obzorem a pak změřil čas, kdy se slunce objevilo / zalezlo nad horním okrajem. Byl to vlastně jednoduchý kamal. Tyto dva časy jsou symetrické kolem lokálního poledne a můžeš z nich určit zeměpisnou délku s překvapující přesností.

Metoda lunárních vzdáleností se v praxi používala před tím, než se na lodích rozšířily přesné chronometry. Třeba kapitán Cook pomocí ní zmapoval jižní Tichý oceán. Problémem je nutnost opravdu přesného měření sextantem, použitelnost jen při určité kombinaci fáze měsíce a vzdálenosti od ostatních nebeských těles a tehdy i výpočetní náročnost. Britská admiralita svého času zaměstnávala desítky lidí jako "počítače", kteří distribuovaným způsobem počítali údaje do navigačních tabulek. Pro nouzovou navigaci se lunární vzdálenosti nehodí.

Experti na navigaci bez přístrojů jsou třeba bratři Emmanuel a Maxmillen Berqueovi. Přepluli bez jakýchkoli přístrojů Atlantik a trefili přistání na vybraném antilském ostrově:

http://www.sansboussole.com/

[mithril]

Potíž s přesným určením času východu a západu Slunce je, že málokdy vidíš jasný obzor bez mraků. Já jsem to vyřešil tak, že jsem si do natažené ruky dal kreditku ... Byl to vlastně jednoduchý kamal. Tyto dva časy jsou symetrické kolem lokálního poledne a můžeš z nich určit zeměpisnou délku s překvapující přesností.

Takto sa dá určiť celkom presne zemepisná dĺžka (meraním času presného poludnia), ale keby chceš určovať polohu metódou interceptu, prináša kamal asi až príliš veľkú nepresnosť.

Burch v knihe radí vyliezť na ráhno a pozorovať východ telesa odtiaľ. Keď nastane, zoskočíš dolu a teleso by malo zmiznúť – a v zápätí sa opäť objaviť. Tak možno čas východu spresniť. Ak zoskočíš dolu a teleso nezmizne, pozoruješ jeho východ spoza mrakov, nie horizontu.

Zaujímavá navigačná pomôcka je Bris sextant, ktorý vytvorí 8 po sebe idúcich východov/západov slnka, presnosť je údajne porovnateľná so sextantom (tiež využíva dvojitý odraz) a zmestí sa do obalu na film. Keď nájdem zbytočné tmavé sklo, vyskúšam ho zlepiť a použiť.

Metoda lunárních vzdáleností se v praxi používala před tím, než se na lodích rozšířily přesné chronometry .... Pro nouzovou navigaci se lunární vzdálenosti nehodí.

Používala sa ešte potom na kontrolu údaju na chronometri. V almanachu prestali byť príslušné tabuľky niekedy okolo roku 1910, kedy prestala byť jej znalosť vyžadovaná pre určité navigátorské certifikáty.

Výhoda alternatívnej metódy lunar altitudes je, že možno použiť rovnaké tabuľky ako na intercept – metóda je vlastne rozšírením interceptu, meškanie hodín sa odhaduje z rozdielu zemepisnej dĺžky medzi priesečníkom dvoch pozičných línií z merania hviezd a priesečníku mesačnej línie a rovnobežky prechádzajúcej priesečníkom.

K presnosti: každá 1' nepresnosti merania sú 2 m nepresnosti času a to je 0,5 ° nepresnosti zemepisnej dĺžky.

Keď ale loď z ľubovoľného dôvodu príde o presný čas, je to asi lepšie, ako nič.

Cvičné počítanie tejto metódy je zároveň slušné cvičenie interceptu, keďže ho treba zopakovať 4–5× pre 3 objekty. Vyšlo mi rýchlejšie napísať si na to program ;-)

[Jack_of_Hearts]

Navigaci bez pristroju se podrobne zabyva velice zdarila knizka:
David Burch: Emargency navigation
"Find Your Position and Shape Your Course at Sea Even If Your Instruments Fail"
Honza K

[mithril]

Navigaci bez pristroju se podrobne zabyva velice zdarila knizka:
David Burch: Emargency navigation
"Find Your Position and Shape Your Course at Sea Even If Your Instruments Fail"
Honza K

Myslím, že je to tá istá, ako píšem vyššie. A je fakt výborná!

[windward]

Zajimaavigačná pomôcka je Bris sextant

V tomto vlakne je preklad navodu na Bris.

modules.php?name=Forums&file=viewtopic&p=13389&highlight=

[lynx]

Čítal som skvelú Emergency Navigation: Improvised and No-Instrument Methods for the Prudent Mariner od Davida Burcha, ...

Ahoj, nedá mi, abych se nepochlubil:
Inspirován touhle knihou vyrobil jsem před Vánoci "na koleně" kvadrant.
Koupil jsem smrkové prkno (původní účel prkna – polička ) a pomocí pilky, rašple, vrtačky, kružítka, lepidla a úhloměru vyrobil cosi, co lze nazvat kvadrantem. (No, truhlář by asi padl do mdlob ... )
(Fotky vložím po Novém roce.)
S ještě nedokončeným kvadrantem jsem provedl měření výšky Venuše a Měsíce. S použitím Nautického almanachu jsem získal dvě polohové čáry. Polohová čára pro Venuši byla vzdálena od skutečné polohy 17 mil, čára pro Měsíc 10 mil.
Na to, že reálně lze měřit s přesností maximálně na 1/4 stupně, mi to připadá jako výborný výsledek.
Polohu z průsečíku čar jsem raději nezjišťoval, neboť se čáry protínaly pod velice malým úhlem – azimut Venuše byl 218°, azimut Měsíce 208°.

Narazil jsem na dvě velká omezení:
* Nedovedu si představit reálné měření na palubě lodi – závaží kvadrantu by se muselo houpat tak hodně, že by vůbec nebylo možné odečíst správnou hodnotu. I na pevné zemi je kývání docela problém. Možná, že by to řešila delší praxe.
* Otvory kvadrantu zeslabují světlo tak, že je použitelný jen pro velmi jasné objekty. Ani středně jasné navigační hvězdy nejde pohledem skrz otvory najít. Snad by pomohlo doladění velikosti otvorů a tloušťky destiček, v nichž otvory jsou.

Máte někdo jakoukoli zkušenost s měřením pomocí kvadrantu?

Astronavigaci zdar a všechno nejlepší do nového roku!

Lynx

P. S. Omlouvám se za vstup do tohoto tématu, když jsem polohu určoval s "přístrojem", ale jistá souvislost tu je.