Навигация катастрофы. День 3. Солнце

Солнце в аварийной навигации

Широту нашего острова по Полярной мы определили.
Долготу в наших условиях можно определить по Солнцу и это довольно просто.
Хочу добавить, что мы ведь могли оказаться и в южном полушарии, или вблизи экватора. Там классно. Но Полярной там нет. В этих условиях проще всего использовать Солнце и для определения широты и долготы.

Итак - определяемся по полуденному Солнцу.
Мы будем использовать реальные результаты наблюдений Солнца от 1 декабря 2020, из видео "Секстан и метод Вильсона", где использован настоящий альманах. Вместо него сделаем "на коленке" самодельный, а потом сравним результаты, чтобы понять, на сколько мы промахнулись.

Для того, чтобы выяснить, на каком меридиане мы оказались, нужно определить время местного полудня. Сделать это можно несколькими путями, самый понятный - отметить время восхода, когда верхний край Солнца появляется над горизонтом и время захода, когда последний краешек уходит за горизонт. Из инструментария нужны только часы. Точное время солнечного полудня находится ровно между ними.
Этот способ - не самый практичный, нам придется пересекать весь наш остров для наблюдений, нам придется встречать рассвет и провожать закат, и горизонт должен быть чист и на восходе, и на закате, но в целом, вполне рабочий.

Если уж нам разрешили секстан, удобней использовать метод Вилсона, который мы уже разбирали раньше. Смысл его в двух сериях наблюдений высот Солнца, первая - до полудня, и вторая после. Точное время солнечного полудня находится между ними.
Данные берем из нашего примера по методу Вилсона. На графике результаты первой серии - до полудня показаны точками в кружочках. После полудня была проведена еще одна серия измерений высот Солнца. Она на графике представлена точками в треугольничках. На глаз усредняем серии линиями АБ и СД. Внизу, соответственно - две временных шкалы. Время солнечного полудня в точке пересечения наших линий. Каждая клетка графика по горизонтальной оси - 10 секунд, время (сразу отнимем 10 часов, чтобы было гринвичское) UTC 2:31:18 и 3:29:18. Складываем часы и минуты и делим на два - получается 3 часа 00 минут. И, как мы видим на графике - еще примерно 18 секунд. Это время местного полудня, выраженное временем UTC.
Специально замечу - если мы встретим рассвет и проводим закат, и проведем те же арифметические операции, мы получим те же цифры, ну, может быть секунды будут другими. Что теперь можно с этим сделать?

Дата 1 декабря 2020
LAN - 3ч00м18с, время UTC
Мы видим, что время местного полудня на нашем острове наступает, когда в Гринвиче глубокая ночь, Солнце в Англию еще не пришло, и им до полудня еще ждать 12ч00м00с - 3ч00м18с =
11ч59м60с - 3ч00м18с = 8ч59м42с. Так как за час Солнце сдвигается по небу на 15 градусов, то за минуту - на 15 угловых минут, за секунду - 0,25 угловой минуты. Угол между нашим солнечным полуднем, и солнечным полуднем Гринвича = 120+14=134 градуса и 45+10,5=55,5 минут, причем у нас день наступает раньше, значит долгота восточная. Все просто.
Однако, как обычно в реальном мире, есть нюансы.
Солнечный полдень не всегда наступает ровно в 12 часов местного времени. Солнце в течение года может отставать, до 14 минут, может и забегать вперед, вплоть до 16 минут времени. Каждый год картинка повторяется.

Нам понадобится поправка, которая учитывает его поведение и которая так и называется - уравнение времени. Иначе ошибка расчета географической долготы может стать значительной. Размеры ошибки можно прикинуть, за минуту времени Солнце сдвигается по небу на четверть градуса - 15 угловых минут, а за 10 неучтенных минут времени мы получим ошибку определения долготы в 2,5 градуса. На экваторе - это 150 морских миль, в умеренных широтах может составить около сотни - а это под двести километров - многовато будет.

Что делать? Мне всегда проще представлять и запоминать любые процессы в графическом виде. Вот, эта кривулина в течение года. Наша задача - упростить ее до такой степени, чтобы она легко сохранилась в памяти, в то же время оставаясь при этом подходящей по точности.

Для того, чтобы воспроизвести эту поправку дедовским самопальным способом, нужно запомнить две ключевые даты.
Первая - 14 февраля, когда поправка составляет (-14 минут).
Есть старое правило для запоминания - В день Святого Валентина 14 февраля, девушка опаздывает на 14 минут.

Вторая дата тоже вполне знаковая - Это Хелувин - 31 октября (+16 минут). Как раз, был на днях. В этот день Солнце приходит на меридиан Гринвича (линию Север-Юг) на 16 минут реньше 12 часов.
Две других точки перегиба графика вторичны и привязаны к основным. Они симметричны, и легко запоминаются.

Через три месяца после 14 февраля - 14 мая +4 минуты
За три месяца до 31 октября - 31 июля -6 минут
На точках перегиба считаем, что в течение двух недель до и после даты величина поправки не меняется.
График строится по памяти, и на него наносится точка даты, поправка на которую нас интересует.