En la navegación astronómica , el método de intercepción , también conocido como método Marcq St. Hilaire , es un método para calcular la posición de un observador en la tierra ( geoposicionamiento ). Originalmente se llamó método de intercepción de azimut porque el proceso implica dibujar una línea que intercepta la línea de azimut . Este nombre se acortó a método de intercepción y la distancia de intercepción se acortó a 'interceptar'.
El método produce una línea de posición (LOP) en la que se sitúa el observador. La intersección de dos o más de estas líneas definirá la posición del observador, llamada "punto fijo". Las vistas pueden tomarse a intervalos cortos, generalmente durante las horas del crepúsculo, o pueden tomarse en un intervalo de una hora o más (como en la observación del Sol durante el día). En cualquier caso, las líneas de posición, si se toman en diferentes momentos, deben adelantarse o retirarse para corregir el movimiento del barco durante el intervalo entre observaciones. Si las observaciones se toman a intervalos cortos, unos pocos minutos como máximo, las líneas de posición corregidas por convención dan un "punto fijo". Si las líneas de posición deben adelantarse o retirarse una hora o más, la convención dicta que el resultado se denomina "corrección continua".
Resumen
El método de intercepción se basa en el siguiente principio. La distancia real desde el observador hasta la posición geográfica ( GP ) de un cuerpo celeste (es decir, el punto donde está directamente sobre la cabeza) se "mide" utilizando un sextante . El observador ya estimó su posición a estima y calculó la distancia desde la posición estimada hasta el médico de cabecera del cuerpo; la diferencia entre las distancias "medidas" y calculadas se llama intersección.
El diagrama de la derecha muestra por qué la distancia cenital de un cuerpo celeste es igual a la distancia angular de su GP desde la posición del observador.
Se supone que los rayos de luz de un cuerpo celeste son paralelos (a menos que el observador esté mirando a la luna, que está demasiado cerca para tal simplificación). El ángulo en el centro de la Tierra que forma el rayo de luz que pasa a través del GP del cuerpo con la línea que va desde el cenit del observador es el mismo que la distancia del cenit. Esto se debe a que son ángulos correspondientes . En la práctica, no es necesario utilizar distancias cenitales, que son 90 ° menos la altitud, ya que los cálculos se pueden realizar utilizando la altitud observada y la altitud calculada.
Hacer una vista utilizando el método de intercepción consta del siguiente proceso:
- Observe la altitud sobre el horizonte Ho de un cuerpo celeste y anote la hora de la observación.
- Suponga una determinada posición geográfica (lat., Lon.), No importa cuál, siempre que esté dentro de, digamos, 50 NM de la posición real (o incluso 100 NM no introduciría demasiado error). Calcule la altitud Hc y el azimut Zn con los que un observador situado en esa posición supuesta observaría el cuerpo.
- Si la altitud real observada Ho es menor que la altitud calculada Hc, esto significa que el observador está más lejos del cuerpo que el observador en la posición asumida, y viceversa. Para cada minuto de arco, la distancia es un NM y la diferencia entre Hc y Ho expresada en minutos de arco (que equivalen a NM) se denomina "intersección". El navegador ahora ha calculado la intersección y el acimut del cuerpo.
- En el gráfico marca la posición AP asumida y dibuja una línea en la dirección del azimut Zn. Luego mide la distancia de intersección a lo largo de esta línea de acimut, hacia el cuerpo si Ho> Hc y alejándose de él si Ho
En este nuevo punto dibuja una perpendicular a la línea de azimut y esa es la línea de posición LOP en el momento de la observación. - La razón por la que el AP elegido no es importante (dentro de los límites) es que si se elige una posición más cercana al cuerpo, entonces Hc será mayor pero la distancia se medirá desde el nuevo AP que está más cerca del cuerpo y el final resultante LOP será lo mismo.
Metodología
Se seleccionan cuerpos adecuados para miras celestes, a menudo utilizando un Rude Star Finder. Utilizando un sextante , se obtiene una altitud del sol, la luna, una estrella o un planeta. Se registra el nombre del cuerpo y la hora exacta de la vista en UTC . Luego se lee el sextante y se registra la altitud ( Hs ) del cuerpo. Una vez que se toman y registran todas las vistas, el navegador está listo para iniciar el proceso de reducción de la vista y trazado.
El primer paso en la reducción de la vista es corregir la altitud del sextante en busca de varios errores y correcciones. El instrumento puede tener una corrección de error, IC o índice (ver artículo sobre cómo ajustar un sextante ). La refracción de la atmósfera se corrige con la ayuda de una tabla o cálculo y la altura del ojo del observador sobre el nivel del mar da como resultado una corrección de "caída" (cuando el ojo del observador se eleva, el horizonte desciende por debajo de la horizontal). Si se observó el Sol o la Luna, también se aplica una corrección de semidiámetro para encontrar el centro del objeto. El valor resultante es "altitud observada" ( Ho ).
A continuación, utilizando un reloj preciso, se busca en un almanaque la posición geográfica ( GP ) del objeto celeste observado . Ese es el punto en la superficie de la Tierra directamente debajo de él (donde el objeto está en el cenit ). La latitud de la posición geográfica se llama declinación y la longitud se suele llamar ángulo horario .
A continuación, se calculan la altitud y el azimut del cuerpo celeste para una posición seleccionada (posición asumida o AP). Esto implica resolver un triángulo esférico. Dadas las tres magnitudes: ángulo horario local ( LHA ), declinación corporal observada ( dec ) y latitud asumida ( lat ), se deben calcular la altitud Hc y el azimut Zn . El ángulo horario local, LHA , es la diferencia entre la longitud AP y el ángulo horario del objeto observado. Siempre se mide en dirección oeste desde la posición asumida.
Las fórmulas relevantes (derivadas utilizando las identidades trigonométricas esféricas ) son:
o alternativamente,
Dónde
- Hc = Altitud calculada
- Zn = azimut calculado
- lat = Latitud
- dec = declinación
- LHA = Ángulo horario local
Estos cálculos se pueden hacer fácilmente usando calculadoras electrónicas o computadoras, pero tradicionalmente había métodos que usaban logaritmos o tablas haversine. Algunos de estos métodos fueron HO 211 (Ageton), Davies, haversine , etc. La fórmula de haversine relevante para Hc es
Donde Hc es la distancia cenital o complemento de Hc .
Hc = 90 ° - Hc .
La fórmula relevante para Zn es
Al usar estas tablas o una computadora o calculadora científica, el triángulo de navegación se resuelve directamente, por lo que se puede usar cualquier posición asumida. A menudo se utiliza la posición DR a estima. Esto simplifica el trazado y también reduce cualquier pequeño error causado al trazar un segmento de un círculo como una línea recta.
Con el uso de la navegación astral para la navegación aérea, fue necesario desarrollar métodos más rápidos y se desarrollaron tablas de triángulos precalculados. Cuando se utilizan tablas de reducción de la vista calculadas previamente, la selección de la posición asumida es uno de los pasos más difíciles de dominar para el navegante novato. Las tablas de reducción de la vista brindan soluciones para la navegación de triángulos de valores de grados integrales. Cuando se utilizan tablas de reducción visual calculadas previamente, como HO 229, la posición asumida debe seleccionarse para obtener valores de grados enteros para LHA (ángulo horario local) y latitud. Las longitudes oeste se restan y las longitudes este se agregan a GHA para derivar LHA , por lo que los AP deben seleccionarse en consecuencia. Cuando se utilizan tablas de reducción de la vista calculadas previamente, cada observación y cada cuerpo requerirán una posición asumida diferente.
Los navegadores profesionales se dividen en uso entre tablas de reducción de la vista, por un lado, y computadoras de mano o calculadoras científicas, por el otro. Los métodos son igualmente precisos. Es simplemente una cuestión de preferencia personal qué método se utiliza. Un navegante experimentado puede reducir la vista de principio a fin en unos 5 minutos utilizando tablas náuticas o una calculadora científica.
La ubicación precisa de la posición asumida no tiene un gran impacto en el resultado, siempre que esté razonablemente cerca de la posición real del observador. Una posición asumida dentro de 1 grado de arco de la posición real del observador generalmente se considera aceptable.
La altitud calculada ( Hc ) se compara con la altitud observada ( Ho , altitud sextante ( Hs ) corregida para varios errores). La diferencia entre Hc y Ho se denomina "intersección" y es la distancia del observador desde la posición asumida. La línea de posición resultante ( LOP ) es un pequeño segmento del círculo de igual altitud y está representado por una línea recta perpendicular al azimut del cuerpo celeste. Al trazar el segmento pequeño de este círculo en un gráfico, se dibuja como una línea recta, los pequeños errores resultantes son demasiado pequeños para ser significativos.
Los navegantes utilizan la ayuda de memoria "calculada a mayor distancia" para determinar si el observador está más lejos de la posición geográfica del cuerpo (mida la intercepción de Hc lejos del acimut). Si el Hc es menor que Ho , entonces el observador está más cerca de la posición geográfica del cuerpo y la intersección se mide desde el AP hacia la dirección del azimut.
El último paso del proceso es trazar las líneas de posición LOP y determinar la ubicación del buque. Cada posición asumida se traza primero. La mejor práctica es avanzar o retirar las posiciones asumidas para corregir el movimiento de la embarcación durante el intervalo entre miras. Luego, cada LOP se construye a partir de su AP asociado marcando el azimut del cuerpo, midiendo la intersección hacia o desde el acimut y construyendo la línea de posición perpendicular.
Para obtener un punto fijo (una posición), este LOP debe cruzarse con otro LOP ya sea desde otra vista o desde otro lugar, por ejemplo, un rumbo de un punto de tierra o cruzando un contorno de profundidad como la línea de profundidad de 200 metros en un gráfico.
Monumentos
Hasta la era de la navegación por satélite, los barcos solían mirar al amanecer, durante la mañana, al mediodía (tránsito meridiano del Sol) y al anochecer. Las vistas matutinas y vespertinas se tomaron durante el crepúsculo mientras el horizonte era visible y las estrellas, planetas y / o luna eran visibles, al menos a través del telescopio de un sextante . Siempre se requieren dos observaciones para dar una posición precisa dentro de una milla en condiciones favorables. Tres son siempre suficientes.
Corriendo corrección
Un arreglo se denomina arreglo en ejecución cuando uno o más de los LOP utilizados para obtenerlo es un LOP avanzado o recuperado con el tiempo. Para obtener una corrección, el LOP debe cruzar en ángulo, cuanto más cerca de 90 °, mejor. Esto significa que las observaciones deben tener diferentes acimuts. Durante el día, si solo se ve el Sol, es posible obtener un LOP de la observación, pero no una corrección, ya que se necesita otro LOP. Lo que se puede hacer es tomar una primera vista que arroja un LOP y, unas horas más tarde, cuando el azimut del Sol ha cambiado sustancialmente, tomar una segunda vista que arroja un segundo LOP. Conociendo la distancia y el rumbo navegado en el intervalo, el primer LOP puede avanzar a su nueva posición y la intersección con el segundo LOP produce una corrección de carrera .
Se puede avanzar y utilizar cualquier visor para obtener una corrección en ejecución . Puede ser que el navegante debido a las condiciones meteorológicas solo pueda obtener una única vista al amanecer. El LOP resultante se puede avanzar cuando, más tarde en la mañana, sea posible una observación del Sol. La precisión de una corrección en carrera depende del error en la distancia y el rumbo, por lo que, naturalmente, una corrección en carrera tiende a ser menos precisa que una corrección no calificada y el navegante debe tener en cuenta su confianza en la exactitud de la distancia y el rumbo para estimar el resultado. error en la corrección en ejecución.
La determinación de una corrección cruzando los LOP y avanzando los LOP para obtener correcciones en funcionamiento no es específico del método de interceptación y se puede utilizar con cualquier método de reducción visual o con los LOP obtenidos por cualquier otro método (rumbos, etc.).
Ver también
Referencias
- Guía concisa de Nicholls, volumen 1 , por Charles H. Brown FRSGS Extra Master
- Tablas náuticas de Norie , editado por el capitán AG Blance
- The Nautical Almanac 2005 , publicado por la Oficina de Almanaque Náutico de Su Majestad
- Navegación para la escuela y la universidad , por AC Gardner y WG Creelman