Engineering
Морской секстант
Измерьте высоту светила с качающегося судна: перемещайте алидаду и её барабан, пока звезда или нижний край Солнца не коснётся видимого горизонта, затем исправьте отсчёт за ошибку индекса, наклонение горизонта и рефракцию. Покачивайте секстант, чтобы найти низшую точку пути изображения, и посмотрите, какую ошибку дают наклон рамы и неисправленное измерение.
Что происходит
Свет звезды или нижнего края Солнца падает на большое зеркало, которое поворачивается вместе с алидадой, затем на наполовину посеребрённое малое зеркало и входит в зрительную трубу рядом с горизонтом, видимым напрямую. Оба отражения рассчитываются как настоящие отражения, d′ = d − 2(d·m)·m; вместе они поворачивают луч на удвоенный угол между зеркалами при любом угле падения, поэтому лимб размечен в двойных градусах: зубцы лимба дают целые градусы, а барабан — минуты. Видимый горизонт лежит ниже истинной горизонтали на величину наклонения, 1,76′·sqrt(h), а из-за рефракции (формула Bennett) звезда кажется выше, чем на самом деле.
Для звезды на высоте 35° при высоте глаза 10 м наклонение горизонта составляет 5,57′, а рефракция — 1,42′: изображение касается горизонта при отсчёте 35,1164°, и исправленная высота снова даёт 35°. Ошибка индекса +2′ сдвигает отсчёт до 35,1497°; без исправления высота завышена на 9,0′. Солнце на высоте 20°: его нижний край садится на горизонт при отсчёте 19,8710°. Рама, наклонённая вокруг линии визирования, требует большего отсчёта: на 1,4′ при 2°, на 8,9′ при 5° и на 36,2′ при 10°. На качающейся палубе изображение описывает дугу и касается горизонта в её низшей точке, где рама отвесна.
Модель: плоские зеркала и точные векторные отражения; звезда прямо по носу; без призматической ошибки и эксцентриситета. Наблюдатель, покачивающий секстант, оставляет в наклоне рамы лишь десятую долю качки.
Что попробовать
Опустите изображение алидадой и барабаном до касания с горизонтом, затем измерьте высоту. Пусть судно качается, а вы покачивайте секстант: установите отсчёт, при котором изображение лишь касается горизонта в низшей точке своего пути.
Уравнения модуля
Уравнения d′ = d − 2(d·m)·m H_s = H_a + dip + IE, dip = 1.76′·sqrt(h) R = cot(H + 7.31/(H + 4.4))′ H_o = H_s − IE − dip (+ SD) − R
