5NASC3200-navigation
1.0 Navigation Principles
- 달의 시더리얼 주기는 항성을 기준으로 360도 지구를 공전하는 기간으로 27일이고 시노딕 주기는 뉴문간의 기간으로 지구가 태양을 공전하기 때문에 29일이 된다.
- 대부분의 천체는 시계방향으로 공전을 하므로 뉴문에서 왁싱이 되어 1/4가 되고 풀문이 된후 웨닝이 되어 3/4가 된후 다시 뉴문으로 반복된다.
- 천구좌표의 적도는 이퀴녹셜이고 위도가 패럴렐 오브 데크리네이션, 관측자의 천정이 제니스(반대는 나디르), 이크립틱은 황도로 이퀴녹셜과 23.5도 경사되어 최남 12월21일 윈터 솔스티스부터 1월3일 페리헬리온/3월21일 스프링 이퀴녹스/6월21일 서머 솔스티스/7월6일 아프헬리온/9월21일 오톰 이퀴녹스로 순환
- 해 아날렘마는 지축의 경사와 지구의 타원형 공전때문에 연중 같은 시간 해의 위치가 북반구에서 보면 위가 작은 8형태로 움직이는 듯 보이는데 일출몰시간의 예측에 적용된다.
- 지구는 해를 365일에 한바퀴도는 공전을 하기 때문에 별은 하루에 4분씩 일찍 뜨는 것으로 보인다(24시간*60분/365일=4)
- 조디악은 모든 행성이 보이는 에크립틱+/-7도의 대역 별자리를 의미한다.
- 스프링 이퀴녹스에는 적도에 해가 수직이고 정동/서에서 뜨고 진다. 북/남극은 6개월의 낮/밤이 시작되며 적도의 낮/밤은 12시간이고 북/남반구의 봄/가을이 시작된다.
- 트로픽 오브 캔서/카프리콘은 게/염소자리인 하/동지에 해가 수직인데 그 위도인 북/남위 23.5도 이내가 열대지방이고 북/남극과 극에서 23.5도떨어진 북/남위 66.5도 사이가 극지방으로 6개월간 밤과 낮이 지속된다.
- 랫, 롱 = 지피(덱, 지에치에이)
- 엘/지에치에이는 북극을 중심으로 관측자/그리니치로부터 시계방향의 별위치의 각도고, 에스에치에이는 에리스로부터의 시계방향의 별위치의 각도며, 알에이는 360-에스에치에이로 270/180/90도를 18/12/6시로 표시한다.
- 관측자의 위치를 알려면 항성의 엘에치에이를 관측하고 연감에서 관측한 별의 에스에치에이/덱크리네이션을 읽고 황도좌표의 기준인 에리스의 관측일시 지에치에이를 더한 별의 지에치에이를 구하여 경도를 계산하고 북극성으로 위도를 계산한다.
- 관측자가 자주 사용하는 제니스와 나디르의 수평좌표계에서는 시간과 공간에 따라서 다른 위치로 보이는 항성위치를 수평선에서의 고도 앨티튜드(혹은 수직여각인 천정거리)와 진북에서 시계방향의 각도 아지무스로 위치를 표시한다.
- 클로르미터는 지엠티를 나타내며 로칼타임과 경도를 통해 일시를 파악하여 시감에서 지에치에이/데크리네이션을 읽고 분/비/이를 가감하여 정하고 경도를 가감하여 엘에치에이를 구한다.
- Dip=SH-VH=1.76(Height in meter)^.5이고 RH는 동서남북에 제니스를 중심으로 위도만큼 낮고 동서를 연결하는 반원 적도와 적도에서 90도위 북극점을 그리고 데크리네이션을 적도와 평행하게 그린다.
- Tan Z = sin(LHA) / (cosL*tanD - sinL*cos(LHA)) LHA180-360동 남- 분모-남
- 지피는 별과 지구중심을 연결하는 직선이 지표와 만나는 지점이고 제니스 디스턴스와 앨티튜드를 더하면 90도가 되므로 지피를 중심으로 제니스 디스턴스를 반경으로 하는 원둘레에 측정자가 위치하고 지피와 디알을 연결하는 직선과 원의 교점이 측정자의 위치가 된다.
- 섹스톤값에 기계오차인 인덱스를 가감(온-)하면 센서블호라이즌값이되고 딥을 빼면 어패런트가 되고 리플랙션을 빼면 별의 앨티튜드가 되나 가까운 해달은 세미를 가감(어-)하고 패럴랠을 더하는데(비너스/마스도) 달은 코사인 앨티튜드를 곱해서 적용한다. dip=0.97*ft^0.5 or 1.77*m^0.5 진공보다 밀도가 높은 대기면에서 법선에 가깝게 굴절하므로 더 높게 보인다.
- 극에서는 모든 별이 지지않고 적도에서는 반대로 데크와 래트를 더한 것이 90도 이하이고 같은 부호일 경우에 지지않는 별이 있으며 관측자/반대쪽 메리디언에서 어퍼/로워트랜짓이 된다.
- 별의 고도가 있으면 90에서 빼서 제니스디스턴스가 나오고 데크리네이션/래티튜드가 적도와의 거리이므로 제니스를 중심으로 동서남북을 그리고 별을 표시한후 적도를 그리면 관측자의 위도를 계산할 수 있다.
- 어버브/빌로우 앨티튜드는 관측자와 극사이/뒤에 있으므로 그 각도의 반에 극이 있고 폴라디스턴스가 그거리므로 디크리네이션이 적도와 별사이의 각이므로 90에서 폴라디스턴스를 빼면되고 래티튜드는 북/남에서 극까지의 각도와 같으므로 빌로우 앨티튜드와 폴라디스턴스를 더하면 된다.
2.0 Latitude and Time of Meridian Passage: NXZQ ZQ=XQ-XZ=Dec-(90-Alt)
- 메리디안 패시지에서 천체의 엘에치에이는 360 혹은 0도이므로 이를 통해 시간을 알 수 있고 고도를 재고 알마냑의 덱에서 빼면 위도의 계산도 가능하다. 달이 제일 가까와 수정이 많고 별이 제일 간단하다. 우선 해엠피는 연감 해당일의 엠피에서 동/서경을 감/가하여 지엠티를 구하는 첫 방법과, 엘에치에이가 360이므로 동/서경을 감/가하여 지에치에이를 구하는 둘째 방법과, 로칼타임은 12시이므로 동/서경타임을 감/가하여 지엠티를 구하고 해당일시의 이퀴에이션 타임을 가감한후(쇄+) 동/서경타임을 가감해서 지엠티를 구하는 셋째방법이 있다.
- 달엠피는 연감 해당일을 읽고 동/서경은 전/익일도 읽어 차이를 구하고 경도/360을 곱하고 빼/더해 로칼을 구한후 동/서경을 빼/더해 지엠티를 구하는 첫 방법과,
달이 중천일 때 엘에치에이가 360도라는 것을 활용하여 동/서경을 뺀/더한 지에치에이를 읽어 분을 고르고 브이를 감한후 정확한 분초를 정하고 동/서경을 더/빼서 엘엠티를 구하는 둘째 방법이 있다.
- 행성은 3일간격 엠피를 내삽하고 동/서경을 감/가하여 지엠티를 구하는 첫 방법과, 엘에치에이가 360이므로 동/서경을 뺀/더한 지에치에이를 읽어 분을 고르고 브이를 감한후 정확한 분초를 정하고 동/서경을 더/빼서 엘엠티를 구한다
- 별은 엘에치에이가 360이므로 동/서경을 뺀/더하고 에스에치에이를 추가차감한 에리스 지에치에이를 읽어 분을 고르고 정확한 분초를 정하고 동/서경을 더/빼서 엘엠티를 구하되 로칼시의 날자가 달라지면 바꾸어 다시한다.
- 종합하면 메리디언 패시지로 지에치에이를 구하고 데크러레이션을 읽어 섹스톤 앨티튜드를 트루로 하고 제니스티스턴스를 구하고 래셔널호라이즌을 그려서 관측자의 위도를 계산하되 행성은 날이맞는지 확인하고 별의 덱크는 일정함을 고려한다.13
- 인터셉트방법은 피젯엑스의 변이 90-랫/앨/덱이고(덱은 부호가 다르면 더해서) 각피가 엘에치에이, CosZX=CosPZ*CosPX+SinPZ*SinPX*CosP이므로 젯엑스를 계산하고 90-앨티튜트와 비교하여 계산치가 크/작으면 투워드/어웨이(지피에서 디알전/후)로 본다.
- 아지마스를 구하고 트루와 디알간의 거리에 패럴럴 세일링의 코사인/사인을 적용하여 디렛/디파쳐를 구하고 평균렛을 구한후 디파쳐에 적용하여 디롱을 구하면 실제 위치를 알아낼 수 있다. 14
3.0 Latitude by Pelorus
- 폴라리스가 북극상공에 있다면 앨티튜드는 관측자의 위도와 같아 엔피와 젯큐가 같지만 48분의 차이가 있어 수정해야 하고 아지마스는 2도이내로 위도와 엘에치에이에 따라 테이블에서 읽는 것이 필요하다.
- 에리스의 엘에치에이를 구하고 랫과 같은 트루앨티튜드를 구해서 에리스/랫/달로 수정치를 읽어 트루에 더하고 1을 빼서 트루랫과 아지마스를 정해서 컴파스에러를 구한다. 인서셉과 마찬가지로 그림 필수
4.0 Position Lines and Position Circles
- 디알을 중심으로 좌표를 그리고 표시한후 2개이상의 아지마스를 표시하고 편차를 가로지르는 포지션라인을 그어 교차점이 관측위치가 된다. 디알과의 축거리를 배율로 환산하여 디랫/디파쳐를 구하고 엠랫으로 디롱을 구해 관측좌표를 결정하며 포지션라인간의 각도는 30도 이상이면 오차가 2해리이내로 적용가능하며 80도 이상이면 1해리이내로 양호하다.
- Sin Hc = Sin Lat * Sin Dec + Cos Lat * Cos Dec * Cos LHA를 활용하여 CZD = ZX = 90 - Hc임을 계산해도 된다.
- 첫디알에서 두번째디알을 디랫과 디파처를 이용한 디롱을 구해 그리고 첫별과 둘째별의 포지션라인이 교차하는 곳을 그린후 배율환산하여 디랫과 디롱을 구하면 실제관측위치가 결정된다.
- mp를 활용하는 방법으로는 아침에 인터셉트로 포지션라인을 구하고, 알마냑에서 엠피를 읽어 랫을 구하고(첫 디알의 경도를 가감하여 지티를 구하여 경로/속도로 1차 둘째 디알을 구하고 둘째 디알의 경도를 가감하여 보다 정확한 시간으로 2차 디알을 구하고 엘티에서 지티를 구하여 덱을 구하고 관측앨티튜드로 제니스 디스턴스를 구해서 옵저브드 랫을 계산) 아지무스에서 +/-90인 아침 포지션라인과 엠피 랫이 교차하는 점으로 실제위치를 구하고 디파쳐에서 디롱을 계산하여 좌표를 결정한다.
- 선랜선은 유티를 구하고, 엘에시에이/덱으로 부터 코사인으로 젯디를 구한후, 2차디알을 구하고, 앨트에서 젯디를 구하여 인터셉트를 결정한후, 원으로 랫을 구하여, 좌표를 통해 디/엠랫과 디파쳐/디롱을 구한다.
- 등대를 이용하는 것은 2차디알을 구해서 포지션라인을 그리고 등대위치와의 디랫과 디파처를 구해 베어링라인을 그어 포지션과의 교점까지의 디랫과 디파처를 구한후 디롱을 구하면 된다.
- 디알에서 해의 앨티튜드를 구하는 것은 해의 데크가 필요하므로 우선 롱에서 지에지에이를 구하고, 덱을 구한후, 앨티튜드를 계산한다. cosZX=cosPZcosPX+sinPZsinPXcosP은 근사고 원에서 젯과 큐/엑스의 그림을 통해 엔엑스를 구하는 것이 6번의 삼각함수계산을 피할 수 있어 정확하고 빠르다. 폴라리스는 에리스 엘에치에이를 구하고 랫과 같은 앨티튜드를 구하면 된다.
- 스타파인더는 반구별 별이 있는 원판을 기본으로 위도별 앨티튜드와 엘에치에이가 있는 투명판으로 별을 찾는데 밝고 수평으로 떨어지고 고도가 20-75도 사이인 별을 고르는 것이 포인트다.
- Sight Reduction Table은 계산없이 아지무스와 앨티튜드를 구하는데 15도단위로 6개책으로 구성되며 앨트차를 활용하여 내삽을 한다.