Astronominen navigointi

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Astronomistä navigointia
Sekstantin edeltäjä, oktantti

Astronominen navigointi[1] tarkoittaa ilma- tai vesialuksen paikan määrittämistä taivaankappaleiden avulla. Määritykseen tarvitaan taivaankappaleen korkeutta horisontista mittaava sekstantti, UTC- aikaa määrittävä kronometri sekä suuntimakelpoinen kompassi sekä paikannushetkellä ajan tasalla oleva merenkulun almanakka, Nautical Almanac.

Paikanmääritys tapahtuu siten, että sekstantilla mitataan taivaankappaleen kuten tähden, auringon tai kuun korkeus horisontista. Samalla taivaankappaleelle määritellään suuntima kompassin avulla. Mittauksien ajanhetki merkitään ylös. Sama toistetaan yhdelle tai useammalle taivaankappaleelle, jotka ovat mielellään eri puolilla tähtitaivasta.

Saaduista arvoista lasketaan tähden tosisuuntima (ts) eli atsimuutti sekä tosikorkeus korjattuna lämpötilan taipumalla eli refraktiolla. Merenkulun almanakasta saadaan tieto siitä, mikä tähden suuntima eli Greenwichin tuntikulma GHA oli mittaushetkellä suhteessa longitudiin 0, eli Greenwichin meridiaaniin. GHA:sta saadaan kronometrin näyttämän ajan avulla aikaeron kautta laskettua paikallinen tuntikulma (LHA), joka yhdessä mitatun tosikorkeuden kanssa sijoitettaessa pallotrigonometrisiin kaavoihin antaa tulokseksi sijoittajan, line of pointing (LOP). Kun näitä sijoittajia saadaan vähintään kaksi, voidaan päätellä aluksen sijainneen niiden leikkauspisteessä mittaushetkellä.


Tähtitieellinen paikanmääritys pysyi kauan ainoana keinona maantieteellisen paikan määrittämiseksi. Vielä 1960-luvulla esimerkiksi ranskalaiset yhtiöt hakivat sanomalehti-ilmoituksin tähtitieteellisiä paikanmäärittäjiä Saharan öljykentilleen.

Taivaankappaleen korkeuden mittaamien tapahtuu sekstantin ja horisontin avulla. Havaintohetken tarkka aika luetaan kronometrista ja merkitään muistiin. Merihorisontin puuttuessa voidaan turvautua ns. keinohorisonttiin, eli johonkin nestepintaan, joka pysyy astiassaan vakaana. Laivoilla keinohorisontin käyttö ei ota onnistuakseen aluksen liikkeiden takia. Sekstanteissa, joita käytetään laivoja vakaammissa ilma-aluksissa, on sisäänrakennettu keinohorisontti.

Tähtitieteellinen paikanmäärittely perustuu taivaankappaleen ja horisontin välisen eron mittaamiseen Greenwichin meridiaanin keskiajan GMT:n, (Greenwich Mean Time) mukaan. Mittaushetken aika muutetaan asteiksi, jolloin saadaan Greenwichin tuntikulma GHA (Greenwich Hour Angle), johon lisätään, tai vähennetään merkintäpaikan longitudi, ltäistä, tai läntistä, mitatun taivaankappaleen paikallisen tuntikulman, LHA:n (Local Hour Angle) toteamiseksi.

Aurinko, kuu ja planeetat[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Yllä kerrottu pätee sellaisenaan aurinkoon, kuuhun ja planeettoihin. Ajankohdan tuntikulmat täysinä tunteina, samoin kuin edellä mainittujen taivaankappaleiden deklinaatiot saadaan Nautical Almanacasta, eli NA:sta. Minuutit ja sekunnit on tietysti lisättävä mukaan kun aikaa muutetaan asteiksi.

Kiintotähdet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kevättasauksen, eli Aries-pisteen Greenwichin keskiaika muutetaan asteiksi, jolloin saadaan Arieksen tuntikulma GHA, Greenwich Hour Angle. Tähän Arieksen tuntikulmaan liitetään Nautical Almanacista:sta saatu, kyseisen kiintotähden SHA, eli tähden Sideric Hour Angle (sideerinen, kiinteä, tuntikulma). Näin on muodostettu havaitun tähden Greenwichin keskiajassa oleva tuntikulma eli tähden GHA.

Tähän tähden tuntikulmaan lisätään merkintäpaikan itäinen, tai siitä vähennetään merkintäpaikan läntinen, longitudi. Näin muodostuu tähden havaintohetken tuntikulma LHA, Local Hour Angle.

Taivaankappaleen LHA ja deklinaatio sijoitetaan ns. merenkulun pallokolmioon, josta logaritmilaskutoimituksen avulla ratkaistaan taivaankappaleen laskettu korkeus kahden suorakulmaisen pallokolmion avulla. Taulukkona on H.O 211.

Korkeusmenetelmä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Korkeusmenetelmässä verrataan taivaankappaleen laskettua ja sekstantilla havaittua taivaankappaleen tosikorkeutta toisiinsa. Korkeuksien erotus, joko plussana, tai miinuksena, viedään atsimuutille. Korkeuksien erotus huomioon otettuna piirretään sijoittaja yhdeksänkymmenen asteen kulmaan atsimuuttiin nähden. Alus sijaitsee sijoittajalla. Sijoittajia tarvitaan vähintään kaksi, joiden risteyskohdassa alus silloin on. Usein on ensimmäiseksi saatua sijoittajaa siirrettävä aluksen kulkeman matkan verran.

Korjauksista[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tärkeimmät korjaukset korkeuden mittaamisessa ovat; ilmakehässä tapahtuvasta valonsäteen taittumisesta johtuva refraktio, havainnoijan silmänkorkeudesta johtuva horisontin aleneminen, sekä auringon, tai kuun ylä-, tai alareunan korjaus keskiauringoksi, tai keskikuuksi. Kuulle on lisäksi tehtävä muita korjauksia, jotka johtuvat havainnoijan poikkeamisesta maapallon keskipisteen ja kuun välisestä linjasta.

Taivaankappaleiden korkeuden mittaushetkellä on kronometrista luettava huolellisesti aika sekunnin tarkkuudella. Lukeminen aloitetaan sekunneista ja aika merkitään muistiin. Luettuun kronometriaikaan tehdään tarvittavat korjaukset Greenwichin keskiajan saamiseksi.

== Lähteet

==