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GERÄT ZUR ASTRONOMISCHEN STANDORTBESTIMMUNG Die Erfindung bezieht
sich auf ein Gerbt in Kugelform zur astronomischen Standortbestimmung.
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Die Erfindung bezweckt, die rechnerische Ermittlung des Standortes
durch eine mechanische zu ersetzen.
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Eine -einfache und zeitsparende Lösung dieser Aufgabe ist mit den
bekanntgewordenen Geraten zich nicht gelungen, weil die Einstellung der Bestimmungbswerte
zu umständlich ist, der konstruktive Aufbau der Einstellt glieder und der vielen
Einstellskalen und Feineinstellungen das Arbeiten mit den Geraten erschwert und
die Genauigkeit der zu ermittelnden Werte beeinträchtigt.
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Mit der vorliegenden Erfindung soll die Anzahl der Einstellglieder
vermindert5 die technische Ausfuehrung dieser Teile vereinfacht, die Anzahl der
einzustellenden Bestimmungswerte geringer und die Ermittlungszeit kurzer werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe dienen folgende Verbesserungen: Bei Standortbestimmungen
aus Sternhöhen sind auf dem Gerät der Erfindung nur noch der Greenwich-Stundenwinkel
des Frühlingspunktes und die auf den wahren Horizont beschickten Sternhöhen einzustellen.
Die Einstellung dieser Werte geschieht auf einer 360 Grad Skala mit Feineinstellung
fur Bogenminuten. Diese Vereinfachung ist entstanden, weil die Sterndrter und ihr
Nullpunkt koordinatengerecht in die Kugeloberflache gebohrt wurden.
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Ihre Werte sind also nicht mehr einzustellen Die Werte für die Abweichungen
von Sonne, Mond und Planeten werden auf einem mit Bohrungen versehenen Bogenstuck
eingestellt, welches in einer Nute der Kugel verschiebbar und feststellbar ist.
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In der Abb. 1 ist ein Gerät zur Ausübung des neuen Verfahrens dargestellt.
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Mit der Grundplatte (1) sind die senkrecht auf ihr stehende Platte
(2), der an dieser befestigte Meridianparallelring (3), die sobenannte Meridianscheibe
(4), die Lagerbuchse (5) und die Lagerböcke (6 und 7) fest verbunden.
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In der Lagerbuchse (5) ist die mit der Kugel (8) festverbundene Polachse
(9) drehbar gelagerte In die Kugel (8) sind die Sterndrter der fur die astrogomische
Navigation empfohlenen Sterne als Sternbohrungen (10) und der Frühlingspunkt (11)
koordinatengerecht gebohrt.
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In der Nute (12) der Kugel (8) ist das mit Bohrungen (13) versehene
Bogenstück (14) in der Polrichtung verschiebbar und feststellbar.
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Auf dem Ende (S) der Polachse -(9) ist die sobenannte Aquatorscheibe
(15) drehbar gelagert und die sobenannte Frühlingspunktscheibe (16) mittels der
Klemmnabe (17) mit der Polachse (9) und durch diese mit der Kugel (8) fest verbunden.
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Die Äquatorscheibe (15) hat am Aussenrand eine 360 Gradteilung (Sk)
eine mit der Meridianscheibe 64) fest verbundene, ausklinkbare Feineinstellung (18)
für Bogenminuten und kann durch die Feststellschraube (19) mit der Frühlingspunktscheibe
(16), entsprechend dem Bogenminutenumfang des Erdäquators, in 21.600 Bogenminutenabständen
gekuppelt werden0 Die gekuppelte Einheit Äquatorscheibe (15) und Frühlingspunktscheibe
(16) kann in jeder ihrer 21e608 Einstellungen durch die Feineinstellung (18) mit
der Meridianscheibe (4) in 21.600 Bogenminutenabständen gekuppelt werden Auf der
oberen Hälfte des Meridianparallelringes (3) ist der verschiebbare und feytstellbare
Zenitschieber (20), seine ausklinkbare Feineinstellung (21) und die mit einem Stift
versehene Bohrung (22) gelagert.
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An dem Zenitschieber (20) sind die Vertikalparallelbogen (23 und 24)
um die Zenitaches (Z-Na) drehbar @@ angelenkt.
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Auf dea Vertikalparallelbogen (23 und 24) gleiten die feststellbaren
Höhenschieber (25 und 26) , die eine im geographischen Vertikal liegende Bohrung
(27) haben, welche durch zweckmässig geformte - z.B. konische Stifte (28) mit den
-Sternortbohrungen (10) der Kugel(8) spielfrei verbunden werden.
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Am unteren Ende der Vertikalparallelbogen (23 und 24) sind die Azimutschieber
(29 und 30) befestigt. Sie gleiten auf dem Horizontparallelring(31), der um die
Ost-Wesh-Achse (O-W) drehbar ist und eine 360 Grad Skala hat.
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Der Punkt (0) der O-W-Achse liegt im Vordergrund der Abb. 1.
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In der Abb. 2 ist eine Standortermittlung schematisch dargestellt.
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Der auf der Äquatorscheibe (15) eingestellte Greenwich-Stundenwinkel
des Frühlingspunktes ist über die Fruhlingspunktscheibe (16) und die Polachse(9)
mit der Frühlingspunktohrung (der der Kugel (8) gekuppelt. Zwei auf den wahren Horizont
beschickte SternhUhen sind mit den Höhenschiebern (25 und 26) auf den Vertikalparallelbogen
(23 und 24) eingestellt und mit den Sternortbohrungen (10) verstiftet. Die Zuordnung
der Sternhöhen zu den Höhenschiebern geschieht in der Weise, dass die Höhe des links
vom Beobachter stehenden Eternes mit dem Höhenschieber (25) und die Höhe des rechts
vom Beobachter stehenden Sternes mit dem Hdhenschieber (26) eingestellt wird. Die
beiden Hbhenschieber haben eine den Sternstellungen entsprechende Kennzeichnung.
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Die kraftschlüssige Verbindung von Horizontsystem (20-31), Kugel(8)
und Scheiben (4), (15) und (16) gemäss den Bestimmungswerten Hdhe und Greenwichstundenwinkel
des Frühlingspunktes, ergibt wegen der gegenseitigen Abhangigkeit aller Standortermittlung
erforderlichen Werte, automatisch am Himmelsmeridian-Nullstrich (34) der Meridianscheibe
(4) auf der Skala der Äquatorscheibe (15) die Länge, und am Nullstrich des Zenitschiebers
(20) auf der Skala des Meridianparallelbogenx (3) die Breite des Beobachtungsortes.
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Die Azimutschieber (29 und 30) stellen sichautomatisch auf der Skala
des Horizontparallelringes (31) auf das Azimut der beiden Sterne ein.
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Der schematischen Darstellung Äbb. 2 entspricht ein Standort Länge
1450 West Breite 450 Nord Azimut 800 Stern lOa Azimut 1390 Stern lob Aus der schesatischen
Darstellung Abb. 2 ersieht man, dass der ablauf der Standortermittlung auch umkehrbar
ist und mit der auf dem Gerät eingestellten Lange und Breite und dem Greenwich-Stundenwinkel
des Frühlingspunktes die wahren Höhen und die Azimute der Sterne ermittelt werden.
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In der Abb. 3 sind in der Blickrichtung Zenit-Nadir der Meridianparallelring
(3) der Zenitschieber (20) mit der Feineinstellung (21) und die mit einem Stift
versehene Zenitbohrung (22), die Vertikalparlalelbogen (23 und 24) und die Höhenschieber
(25 und 26) mit den im geographischen Vertikal liegenden Bohrungen (27) dargestellt.
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Mit den Rändelschrauben (33)-werden die Höhenschieber auf- den Vertikalparallelbogen
(23 und 24) festgestellt.
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Die Azimutschieber (29 und 30) gleiten aufdem mit einer 360 Grad Skala
versehenen Horizontparal.lelring C3l>.
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Zur Prüfung und Justierung des Gerätes werden die Frühlingspunktscheibe
-(16) und die Äquatorscheibe (15) mit ihren Nullpunkt-Bohrungen durch den Stift(32)
mit der Nullpunktbohrung t34) des Himmelmeridians auf der Meridianscheibe (4) verbunden.
Die FrUhlingspunktbohrung (11> der .Kugel (8) steht dann im Himmelsmeridian auf
Null Grad Breite und wird mit der Zenitbohrung (20) verstiftet.
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Bei dieser Nullstellung der vorgenannten Einstellglieder müssen die
Minutentrommeln der Feineinstellungen (18) und (21) ebenfalls auf Null stehen bezw.
gestellt werden.
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Die Uber zwei Steckverbindungen hergestellte Nullage ist der Ausgangspunkt
fur die Einstellung aller Bestimmungswerte.
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Will man einen Standort nach Sonne, Mond oder Planeten ermitteln,
dann wird der Greanwich-Stundenwinkel des Gestirns von dem auf die Abweichung des
Gestirns eingestellten Bogenstlick -(14) aus eingestellt.
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Bei einem Ort aus 2 Röhen muss eine dieser GestirnshUhen im flimmelsmeridian
fur die Mittagsbreite ermittelt werden. Die Addition des Zenitwinkels dieser Höhe
mit der Abweichung dieses Gestirns ergibt die Breite, welche mit dem Zenitschieber
(20) direkt auf dem Metidianparallelring (3) eingestellt wird. Die Einstellung des
Greenwich-Stundenwinkels und die Verstiftung eines auf die andere Höhe eingestellten
Htlhenschiebers mit der Bohrung des auf die Abweichung des anderen Gestirns eingestellten
Bogenstuckes (14) ergibt dann die länge des Beobachtungsortes.
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Steht uns ein Gestirn zur Verfäg@ng, so ergibt die Höhenmessung am
Vormittag mit der aus der Mittagbreite ermittelten Breite zur Zeit der 1. Beobachtung
den 1. Standort. Die Länge des 1. Standortes plus der versegelten Länge bis zur
Nittagsbeobachtung mit der Nittagsbreite ? den 2. Standort und eine Nachmittagsbeobachtung
mit der Mittagslänge plus versegelter länge bis zur 3. Beobachtung, den 3. Standort,
wenn die Greenwich-Stundenwinkel der jeweiligen Beobachtungszeiten eingestellt werden.
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Das Schema 2 lässt auch erkennen, dass die Einstellung der Bestimmungswerte
Greenwhich-Stundenwinkel, HUhe und Azimut eines Gestirns eindeutig den Standort
der Beobachtung ergibt.
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Stellt man z.B. den Greenwich-Stundenwinkel eines mehr als 30 Grad
Ost oder West vom Himmelsmeridian liegenden Gestirns ein> verstiftet den auf
die Höhe des Gestirns eingestellten Höhenschieber (25) mit derGestirnsbohrung der
Kugel (8) und stellt den Azimutschieber (29> des Vertikalparallelbogens (23)
auf der Skala des Horizontparallelringes (31) auf das Azimut des Gestirns, dann
erhalt man den Standort der Beobachtung nach Länge und Breite entsprechend der Güte
des Azimutwertes.
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Der mit dem Gerbt der Erfindung erzielbare Fottschritt gegenüber dem
Bekannten besteht darin, dass: die Sternörter und der Nullpunkt der Sternwinkel
(Fruhlingspunkt) auf der Oberfläche der Kugel koordinatengerecht gebohrt sidd und
mit Einsteligliedern spielfrei verbunden werden; zur Ermittlung eines Standortes
nach Sternen nur noch der Greenwich-Stundenwinkel des Fruhlingspunktes und die auf
den wahren Horizont beschickten Sternhöhen einzustellen sind; mit der Einstellung
der Länge und Breite eines angenommenen Ortes und dem Greenwich-Stundenwinkel des
Frühlingspunktes einer angenommenen MGZ die wahren Höhen und die Azimute ausgewählter
Sterne ermittelt werden: zur astronomischen Ermittlung eines Standortes ein gegisster
oder angenommener Ort nicht mehr erforderlich ist und durch die vergenannten Vereinfachungen
Zeit und Arbeit erspart wird.