Celestní navigace Celestní navigace, také známá jako astronavegace, je způsob určování polohy pomocí hvězd a dalších nebeských těles, který umožňuje navigátorovi přesně určit jeho aktuální fyzickou polohu ve vesmíru nebo na povrchu Země bez toho, aby se spoléhal výhradně na odhadované výpočty polohy, běžně známé jako mrtvá úvaha. Celestní navigace se provádí bez použití satelitní navigace nebo jiných podobných moderních elektronických nebo digitálních prostředků určování polohy. Celestní navigace využívá „pozorování“ neboli načasovaná úhlová měření, která se typicky provádějí mezi nebeským tělesem (např. Sluncem, Měsícem, planetou nebo hvězdou) a viditelným horizontem. Celestní navigace může také využít měření mezi nebeskými tělesy bez ohledu na horizont Země, například když se Měsíc a další vybraná tělesa používají v praxi nazývané „lunáry“ nebo metoda lunární vzdálenosti, která se používá pro přesné určení času, když je čas neznámý. Celestní navigace je běžně používána na povrchu Země pomocí pozorování Slunce a horizontu, což poskytuje různé metody určování polohy, z nichž jednou je populární a jednoduchá metoda nazývaná „polední navigační pozorování“ – jedná se o jediné pozorování přesné výšky Slunce a přesného času této výšky (známého jako „místní poledne“) – nejvyššího bodu Slunce nad horizontem z pozice pozorovatele v jediném dni. Toto úhlové pozorování v kombinaci se znalostí jeho současného přesného času, označovaného jako čas na nultém poledníku, přímo poskytuje zeměpisnou šířku a délku v čase a místě pozorování jednoduchou matematickou redukcí. Měsíc, planeta, Polárka nebo jedna z 57 dalších navigačních hvězd, jejichž souřadnice jsou uvedeny v některém z publikovaných námořních nebo leteckých almanachů, mohou také dosáhnout stejného cíle. Celestní navigace plní svůj účel pomocí úhlových měření (pozorování) mezi nebeskými tělesy a viditelným horizontem, aby lokalizovala svou polohu na Zemi, ať už na souši, ve vzduchu nebo na moři. Kromě toho pozorování mezi hvězdami a dalšími nebeskými tělesy dosáhla stejných výsledků ve vesmíru – používalo se v kosmickém programu Apollo a stále se používá na mnoha současných satelitech. Celestní navigace lze stejně tak použít i na jiných planetárních tělesech k určení polohy na jejich povrchu pomocí jejich místního horizontu a vhodných nebeských těles s odpovídajícími redukčními tabulkami a znalostí místního času. Pro navigaci celestními prostředky se v daném okamžiku na povrchu Země nebeské těleso nachází přímo nad jediným bodem na zemském povrchu. Zeměpisná šířka a délka tohoto bodu je známá jako geografická poloha (GP) nebeského tělesa, jejíž umístění lze určit z tabulek v námořním nebo leteckém almanachu pro daný rok. Měřený úhel mezi nebeským tělesem a viditelným horizontem přímo souvisí se vzdáleností mezi GP nebeského tělesa a polohou pozorovatele. Po některých výpočtech, označovaných jako „redukce pozorování“, se toto měření použije ke vykreslení linie polohy (LOP) na navigační mapě nebo výkresovém pracovním listu, přičemž pozice pozorovatele je někde na této linii. LOP je ve skutečnosti krátký segment velmi velkého kruhu na Zemi, který obklopuje GP pozorovaného nebeského tělesa. (Pozorovatel umístěný kdekoli na obvodu tohoto kruhu na Zemi, který měří úhel stejného nebeského tělesa nad horizontem v tomto okamžiku času, by pozoroval, že toto těleso je ve stejném úhlu nad horizontem.) Pozorování na dvou nebeských tělesech dávají dvě takové linie na mapě, které se protínají v pozici pozorovatele (ve skutečnosti by dva kruhy vedly ke dvěma průsečíkům vyplývajícím z pozorování na dvě hvězdy popsané výše, ale jeden lze zahodit, protože bude daleko od odhadované polohy – viz obrázek v příkladu níže). Většina navigátorů použije pozorování tří až pěti hvězd, pokud jsou k dispozici, protože to povede pouze k jedinému společnému průsečíku a minimalizuje šanci na chybu. Tento předpoklad je základem nejpoužívanější metody celestní navigace, označované jako „metoda výšky-průsečíku“. Musí být zakresleny alespoň tři body. Průsečík vykreslení obvykle poskytne trojúhelník, kde je přesná poloha uvnitř něj. Přesnost pozorování je indikována velikostí trojúhelníku. Joshua Slocum použil jak polední pozorování, tak hvězdné navigační pozorování k určení své aktuální polohy během své plavby, první zaznamenané sólové obeplutí světa. Kromě toho použil metodu lunární vzdálenosti (nebo „lunáry“) k určení a udržení známého času v Greenwich (nultý poledník), čímž udržoval své „cínové hodiny“ přiměřeně přesné a tedy i své polohové opravy přesné. Celestní navigace může určit zeměpisnou délku pouze tehdy, je-li přesně znám čas na nultém poledníku. Čím přesněji je znám čas na nultém poledníku (0° zeměpisné délky), tím přesnější je oprava; – ve skutečnosti každá čtyřsekundová chyba zdroje času (běžně chronometr nebo v letadle přesné „hackovací hodinky“) může vést k poziční chybě o jednu námořní míli. Pokud je čas neznámý nebo nedůvěryhodný, lze metodu lunární vzdálenosti použít jako metodu určování času na nultém poledníku. Používají se fungující hodinky s vteřinovou ručičkou nebo číslicí, almanach s lunárními korekcemi a sextant. Bez jakékoli znalosti času může lunární výpočet (daný pozorovatelným Měsícem s úctyhodnou výškou) poskytnout čas s přesností na jednu nebo dvě sekundy s asi 15 až 30 minutami pozorování a matematickou redukcí z almanachových tabulek. Po cvičení může pozorovatel pravidelně odvozovat a dokazovat čas pomocí této metody s přesností na asi jednu sekundu nebo jednu námořní míli navigační chyby kvůli chybám připsaným zdroji času.
Facebook Twitter