RU2781060C1

RU2781060C1 - Sextan

Info

Publication number: RU2781060C1
Application number: RU2022105244A
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Сичкарев; Святослав Андреевич Безбородов
Filing date: 2022-02-25
Publication date: 2022-10-04

Abstract

FIELD: maritime navigation.

SUBSTANCE: invention relates to the field of maritime navigation and can be used in navigation aids for performing observation. The sextant contains a ring-shaped frame with a limb. On the inner surface of the frame has a groove in which a hollow diametrical segment is placed, ending with an azimuthal reading-stop device. In the cavity of the diametrical segment, a shaft is installed, ending with a high-altitude reading-locking device. A flat translucent mirror is installed along the generatrix of the shaft. Auxiliary details in the form of an optical tube, a liquid level provide an increase in the accuracy of alignment of the rays of the luminaries and the retention of the sextant frame in the vertical plane of the first luminary. The sextan provides a measurement of the height of the luminary above the visible horizon, a direct measurement of the difference in heights and difference in azimuths of the luminaries, the sum of the heights and difference in azimuths of the luminaries without measuring their heights and azimuths, that is, regardless of the visibility of the horizon and regardless of fixing the direction of the meridian of the observer.

EFFECT: design is simplified, the number of measured astro-navigation parameters is increased.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области морского судовождения и может быть использовано в навигационных секстанах.The invention relates to the field of maritime navigation and can be used in navigational sextants.

Известен навигационный секстан, например секстан навигационный с осветителем СНО-Т [Красавцев Б.И. Мореходная астрономия / Б.И. Красавцев. - М.: Транспорт, 1986. - 255 с. - С. 103-104, 106-108], содержащий секторную раму с лимбом, малое наполовину прозрачное зеркало, расположенное на раме, алидаду с осью вращения, перпендикулярной плоскости лимба, большое зеркало, расположенное на алидаде в плоскости, образованной ее осью вращения и алидадой, угломерное отсчетно-стопорное устройство алидады, оптическую трубу и вспомогательные детали.Known navigational sextant, such as navigational sextant with illuminator SNO-T [Krasavtsev B.I. Nautical astronomy / B.I. Krasavtsev. - M.: Transport, 1986. - 255 p. - S. 103-104, 106-108], containing a sector frame with a limb, a small half-transparent mirror located on the frame, an alidade with an axis of rotation perpendicular to the plane of the limb, a large mirror located on the alidade in the plane formed by its axis of rotation and alidade, alidade goniometric reading-stop device, optical tube and auxiliary parts.

Этим навигационным секстаном производится измерение астронавигационного параметра - высоты светила, для чего требуется одновременная видимость и горизонта, и светила, что невыполнимо в ночное время, когда хорошо видно множество звезд, но не видно горизонта. Кроме того, у этого секстана отсутствует возможность непосредственного измерения одновременно двух астронавигационных параметров, например, суммы высот и разности азимутов.This navigation sextant measures the astro-navigation parameter - the height of the luminary, which requires simultaneous visibility of both the horizon and the luminary, which is impossible at night, when many stars are clearly visible, but the horizon is not visible. In addition, this sextant does not have the ability to directly measure simultaneously two astro-navigation parameters, for example, the sum of heights and the difference in azimuths.

Известен также секстан [Сичкарев В.И. Секстан. Патент на изобретение №2523100 С1 МПК G01C 1/08 (2006.01). Опубликовано 20.07.2014. Бюл. №20], содержащий секторную раму с лимбом, малое наполовину прозрачное зеркало, расположенное на раме, алидаду с осью вращения, перпендикулярной плоскости лимба, большое зеркало, расположенное на алидаде, угломерное отсчетно-стопорное устройство алидады, оптическую трубу и вспомогательные детали. Большое зеркало снабжено осью вращения, лежащей в плоскости этого зеркала параллельно плоскости лимба и снабжено угломерным отсчетно-стопорным устройством, а оптическая труба снабжена жидкостным уровнем.A sextant is also known [Sichkarev V.I. Sextant. Patent for invention No. 2523100 C1 IPC G01C 1/08 (2006.01). Published on 20.07.2014. Bull. No. 20], containing a sector frame with a limb, a small half-transparent mirror located on the frame, an alidade with an axis of rotation perpendicular to the plane of the limb, a large mirror located on the alidade, an alidade goniometric reading-stop device, an optical tube and auxiliary parts. The large mirror is provided with an axis of rotation lying in the plane of this mirror parallel to the plane of the limb and is equipped with a goniometric reading-stop device, and the optical tube is equipped with a liquid level.

Это устройство имеет возможность одновременного непосредственного измерения сразу двух астронавигационных параметров - разности высот и разности азимутов двух светил без измерения их высот и азимутов. Следовательно, для измерения этим секстаном астронавигационного параметра - разности высот - не требуется видимости горизонта. А для измерения астронавигационного параметра - разности азимутов - не требуется и направления меридиана наблюдателя. Однако устройство этого секстана из-за наличия двух зеркал достаточно сложное, а пределы измерения астронавигационных параметров ограничены передней четвертьсферой наблюдателя. Это не позволяет в полной мере реализовать выгоднейшие условия расположения светил для достижения максимальной точности обсервации по разностям высот и разностям азимутов светил [Гаврюк М.И. Астронавигационные определения места судна / М.И. Гаврюк. - М.: Транспорт, 1973. - С. 176, С. 17]. Кроме того, этот секстан не позволяет измерять такой астронавигационный параметр как сумма высот светил.This device has the ability to simultaneously directly measure two astro-navigation parameters at once - the difference in heights and the difference in azimuths of two luminaries without measuring their heights and azimuths. Therefore, to measure the astro-navigational parameter - the height difference - with this sextan, visibility of the horizon is not required. And to measure the astro-navigational parameter - the difference in azimuths - the direction of the observer's meridian is not required either. However, the device of this sextant is rather complicated due to the presence of two mirrors, and the measurement limits of astro-navigation parameters are limited by the front quarter-sphere of the observer. This does not allow to fully realize the most favorable conditions for the location of the luminaries to achieve the maximum accuracy of observation in terms of height differences and azimuth differences of the luminaries [Gavryuk M.I. Astronavigation determination of the position of the vessel / M.I. Gavryuk. - M.: Transport, 1973. - S. 176, S. 17]. In addition, this sextant does not allow measuring such an astro-navigational parameter as the sum of the heights of the stars.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи упрощения конструкции секстана и возможности измерения различных астронавигационных параметров и их комплексов, таких как высота светила, разность высот светил и разность их азимутов, сумма высот светил и разность их азимутов.The claimed invention is aimed at solving the problem of simplifying the design of the sextant and the possibility of measuring various astro-navigation parameters and their complexes, such as the height of the luminary, the difference in the heights of the luminaries and the difference in their azimuths, the sum of the heights of the luminaries and the difference in their azimuths.

Технический результат изобретения состоит в упрощении конструкции секстана использованием одного зеркала, а также в возможности измерения им большего числа астронавигационных параметров: высоты светила над видимым горизонтом, одновременного непосредственного измерения разности высот и разности азимутов светил, суммы высот и разности азимутов светил без измерения их высот и азимутов, то есть независимо от видимости горизонта и независимо от фиксации направления меридиана наблюдателя.The technical result of the invention consists in simplifying the design of the sextant using a single mirror, as well as in the possibility of measuring a larger number of astro-navigational parameters: the height of the luminary above the visible horizon, the simultaneous direct measurement of the difference in heights and the difference in azimuths of the luminaries, the sum of the heights and the difference in azimuths of the luminaries without measuring their heights and azimuths, that is, regardless of the visibility of the horizon and regardless of fixing the direction of the meridian of the observer.

Измеряемые высоты, разности высот, суммы высот, разности азимутов светил являются астронавигационными параметрами, зависящими от географического места наблюдателя, и позволяют рассчитать обсервованные координаты места наблюдения (места судна). Независимость измерений с помощью заявляемого изобретения разности или суммы высот светил от видимости горизонта позволяет использовать секстан ночью. Независимость измерений с помощью заявляемого изобретения от фиксации направления меридиана наблюдателя позволяет определять разность азимутов двух светил без привлечения гирокомпасов или магнитных компасов. Все это существенно расширяет возможности астронавигационных методов в судовождении.Measured heights, height differences, sums of heights, differences in azimuths of luminaries are astro-navigation parameters that depend on the geographic location of the observer and make it possible to calculate the observed coordinates of the observation site (ship's position). The independence of measurements using the claimed invention of the difference or the sum of the heights of the luminaries from the visibility of the horizon allows the use of a sextant at night. The independence of measurements using the claimed invention from fixing the direction of the meridian of the observer allows you to determine the difference in the azimuths of two luminaries without involving gyrocompasses or magnetic compasses. All this significantly expands the possibilities of astronavigation methods in navigation.

Указанная задача достигается тем, что в секстане, содержащем раму с лимбом, зеркало с двумя осями вращения, снабженными отсчетно-стопорными устройствами, вспомогательные детали и оптическую трубу с жидкостным уровнем, имеются следующие особенности. Рама с лимбом имеет кольцевую форму с пазом по внутренней поверхности, в котором помещен полый диаметральный сегмент, заканчивающийся азимутальным отсчетно-стопорным устройством. Внутри полости диаметрального сегмента размещен вал, заканчивающийся высотным отсчетно-стопорным устройством. А вдоль образующей вала установлено плоское полупрозрачное зеркало.This task is achieved by the fact that in a sextant containing a frame with a limb, a mirror with two axes of rotation, equipped with readout-stop devices, auxiliary parts and an optical tube with a liquid level, there are the following features. The frame with a limb has an annular shape with a groove along the inner surface, in which a hollow diametrical segment is placed, ending with an azimuth reading-stop device. Inside the cavity of the diametrical segment, a shaft is placed, ending with a high-altitude reading and locking device. A flat translucent mirror is installed along the generatrix of the shaft.

Существенные признаки заявляемого изобретения связаны с достигаемым техническим результатом следующим образом.The essential features of the claimed invention are related to the achieved technical result as follows.

Измерение разности или суммы высот двух светил без измерения их высот возможно только при расположении светил на одном вертикале, связанном с местом наблюдателя. Наблюдатель нацеливает секстан на первое светило, которое он видит через полупрозрачное зеркало. Для приведения луча от второго светила на вертикал первого светила используется поворот внутри кольцевой рамы диаметрального сегмента. В результате отраженный от полупрозрачного зеркала луч второго светила попадает в оптическую трубу, и наблюдатель на одном вертикале с прямовидимым светилом видит отраженный луч от второго светила. Для совмещения по высоте изображений двух светил производится поворот вала полупрозрачного зеркала. Регистрация астронавигационных параметров осуществляется по показаниям азимутального и высотного отсчетно - стопорных устройств. При этом жидкостный уровень используется для контроля удержания секстана в плоскости вертикала первого светила. Таким образом, с использованием только одного зеркала упрощается конструкция секстана. При этом возможности получения астронавигационных параметров следующие.Measuring the difference or the sum of the heights of two luminaries without measuring their heights is possible only when the luminaries are located on the same vertical, associated with the observer's place. The observer aims the sextant at the first luminary, which he sees through a translucent mirror. To bring the beam from the second luminary to the vertical of the first luminary, a turn is used inside the annular frame of the diametrical segment. As a result, the ray of the second luminary reflected from the translucent mirror enters the optical tube, and the observer on the same vertical with the direct-sighted luminary sees the reflected ray from the second luminary. To match the images of two luminaries in height, the shaft of the translucent mirror is rotated. Registration of astro-navigational parameters is carried out according to the indications of the azimuth and altitude reading-stop devices. In this case, the liquid level is used to control the retention of the sextant in the vertical plane of the first luminary. Thus, with the use of only one mirror, the design of the sextant is simplified. In this case, the possibilities for obtaining astronavigational parameters are as follows.

Если в качестве первого светила используется видимый горизонт, то единственным астронавигационным параметром является высота светила.If the visible horizon is used as the first star, then the only astro-navigational parameter is the height of the star.

Если оба светила находятся в передней четвертьсфере наблюдателя, то астронавигационными параметрами являются разность высот и разность азимутов светил, получаемые без измерения их высот и азимутов.If both luminaries are in the front quarter-sphere of the observer, then the astronavigational parameters are the difference in heights and the difference in azimuths of the luminaries obtained without measuring their heights and azimuths.

Если одно светило находится в передней четвертьсфере, а другое в задней четвертьсфере наблюдателя, то астронавигационными параметрами являются сумма высот этих светил и разность азимутов светил, также получаемые без измерения их высот и азимутов. Таким образом достигается увеличение числа измеряемых астронавигационных параметров.If one luminary is in the forward quarter-sphere, and the other in the rear quarter-sphere of the observer, then the astronavigation parameters are the sum of the heights of these luminaries and the difference in the azimuths of the luminaries, also obtained without measuring their heights and azimuths. Thus, an increase in the number of measured astro-navigational parameters is achieved.

На фигуре 1 представлена общая схема секстана с отдельными его элементами. На фигуре 2 представлена схема диаметрального сегмента. На фигуре 3 представлен вал с плоским полупрозрачным зеркалом.The figure 1 shows the general scheme of the sextant with its individual elements. The figure 2 shows a diagram of the diametrical segment. Figure 3 shows a shaft with a flat translucent mirror.

Секстан содержит кольцевую раму 1 (фиг. 1) с лимбом 2 и пазом по внутренней поверхности, внутри которой помещен полый диаметральный сегмент 3. Внутри полости 4 (фиг. 2) диаметрального сегмента 3 установлен вал 5 (фиг. 3), вдоль образующей которого установлено полупрозрачное зеркало 6. На зеркале 6 располагается жидкостный уровень 7. Высотное отсчетно-стопорное устройство 8 и азимутальное отсчетно-стопорное устройство (расположено на противоположной стороне Фиг. 1 и на рисунке не показано) соединены с валом 5 и с полым диаметральным сегментом 3 соответственно. Оптическая труба 9 крепится к верхнему основанию кольцевой рамы 1. На нижнем основании кольцевой рамы 1 установлена перемычка 10, на которой устанавливается рукоять 11.The sextant contains an annular frame 1 (Fig. 1) with a limb 2 and a groove along the inner surface, inside which a hollow diametrical segment 3 is placed. a translucent mirror 6 is installed. A liquid level 7 is located on the mirror 6. The high-altitude readout-stop device 8 and the azimuthal readout-stop device (located on the opposite side of Fig. 1 and not shown in the figure) are connected to the shaft 5 and to the hollow diametrical segment 3, respectively . The optical tube 9 is attached to the upper base of the annular frame 1. A jumper 10 is installed on the lower base of the annular frame 1, on which the handle 11 is mounted.

Измерения суммы высот и разностей азимутов выполняется секстаном следующим образом.Measurement of the sum of heights and differences of azimuths is performed by a sextant as follows.

При наблюдении двух светил (звезд или планет), расположенных на разных вертикалах, относительно наблюдателя и на разных высотах, оптическую трубу 9 наводят на низко расположенное первое светило, наблюдаемое через полупрозрачное зеркало 6. С помощью жидкостного уровня 7 плоскость лимба 2 секстана удерживают перпендикулярно плоскости вертикала этого светила. Поворотом диаметрального сегмента 3 с помощью азимутального отсчетно-стопорного устройства (расположено на противоположной стороне Фиг. 1 и на рисунке не показано) приводят отраженное изображение второго светила на вертикал первого светила. Поворотом зеркала 6 с помощью высотного отсчетно-стопорного устройства 8 совмещают отраженное изображение второго светила с прямовидимым изображением первого светила, наблюдаемого в оптическую трубу 9. На высотном отсчетно-стопорном устройстве 8 считывают значение первого навигационного параметра (высоту, разность высот или сумму высот), а на лимбе 2 по выставленному положению диаметрального сегмента 3 считывают значение второго навигационного параметра - разности азимутов двух светил.When observing two luminaries (stars or planets) located at different verticals, relative to the observer and at different heights, the optical tube 9 is pointed at the low-lying first luminary, observed through a translucent mirror 6. Using the liquid level 7, the plane of the limb 2 of the sextant is held perpendicular to the plane the vertical of this luminary. By turning the diametrical segment 3 with the help of an azimuthal readout-stop device (located on the opposite side of Fig. 1 and not shown in the figure), the reflected image of the second luminary is brought to the vertical of the first luminary. By turning the mirror 6 with the help of a high-altitude readout-stop device 8, the reflected image of the second luminary is combined with the direct-view image of the first luminary observed through the optical tube 9. On the high-altitude readout-stop device 8, the value of the first navigation parameter (altitude, height difference or sum of heights) is read, and on the limb 2, according to the set position of the diametrical segment 3, the value of the second navigation parameter is read - the difference in the azimuths of the two luminaries.

Claims

A sextant containing a frame with a limb, a mirror with the possibility of rotation about two axes, equipped with readout-stop devices, an optical tube, a liquid level, auxiliary parts, characterized in that the frame with the limb has an annular shape with a groove along the inner surface, in which a hollow a diametral segment ending with an azimuthal readout-stop device, a shaft ending with a high-altitude readout-stop device is located inside the cavity of the diametrical segment, and a flat translucent mirror is installed along the generatrix of the shaft.