La navigazione astronomica nelle traversate oceaniche (formule-programma-software)

Da secoli la navigazione astronomica consente al navigante di poter determinare la posizione (punto nave) con il semplice ausilio dei corpi celesti. Infatti l'astronomia nautica è indipendente dalle trasmissioni radio, dai sistemi di navigazione iperbolica etc. Si tratta di misurare con il sestante nautico l'altezza sull'orizzonte di alcuni corpi celesti della volta celeste conosciuti e ben identificati. Segue una serie di calcoli matematici che portano all'utilizzo della trigonometria sferica (formule di Eulero e delle cotangenti). Infine con la creazione di un semplice grafico si arrivano a stabilire le coordinate geografiche (latitudine e longitudine) del punto nave. Tuttora la materia è oggetto di studio ed esame per i futuri ufficiali di marina.

Alla fine degli anni '70 sono comparsi sul mercato i primi ricevitori satellitari ad utilizzo navale. Ne hanno beneficiato per prime le superpetroliere e le navi mercantili di nuova costruzione. Nei primi tempi si poteva disporre di un punto nave ogni 30-60 min. con l'approssimazione di un decimo di miglio. Oggi  sui display appaiono, in tempo reale, le  coordinate  di latitudine e longitudine in gradi e primi a tre/quattro decimali!

E prima di allora cosa si utilizzava in mare aperto per stabilire almeno un paio di volte al dì la posizione della nave ?

Sestante, effemeridi nautiche, cronometro di bordo, il cielo non coperto, linea dell'orizzonte perfettamente visibile e non "disturbata" dal moto ondoso.

Beh ! ....... a questi ultimi due doveva pensarci la natura.

I sistemi GPS/DGPS forniscono il punto nave istantaneamente; un'osservazione astronomica può portare via circa un'ora ma soddisfazione ed emozioni che si provano nel mettere il punto nave sulla carta sono uniche e davvero gratificanti!

Potremmo teoricamente suddividere l'osservazione in quattro fasi :

• • preparazione dell'osservazione ( necessaria solo per osservazioni di stelle : calcolo del crepuscolo nautico e scelta degli astri )
  • osservazione astronomica : misurazione con il sestante dell'altezza degli astri
  • calcoli astronomici : calcolo dell'angolo al polo e declinazione degli astri osservati (con l'ausilio delle effemeridi nautiche), delle loro altezze  stimate e relativi azimuth
  • disegno delle rette d'altezza per la determinazione grafica del punto nave

 Programma in excel : le formule di astronomia nautica

In effetti questa sezione è dedicata a chi ha già dimestichezza con gli elementi di navigazione astronomica e vuole evitare di calcolare manualmente l'altezza stimata, unitamente all'azimut (o semplicemente verificare l'esattezza dello sviluppo manuale delle formule). Il file che trovate in questa pagina sviluppa questi calcoli.

il file una volta salvato sul pc e successivamente aperto si presenta così :

     il risparmio di tempo sui calcoli di altezze ed azimut è di circa 7-8 minuti ad astro

Il foglio di lavoro ( per evitare di danneggiare accidentalmente il contenuto delle celle contenenti formule ) è protetto; le celle sono tutte bloccate ad eccezione di quelle colorate in giallo nelle quali si possono inserire tranquillamente i dati.

Utilizzo

Immettere  :

latitudine : valori espressi in gradi, primi e secondi - n / s

longitudine : valori espressi in gradi, primi e secondi  -  e / w

declinazione : declinazione dell'astro  -  gradi, primi e secondi  -  n / s

angolo al polo : valori espressi in gradi, primi e secondi  -  e/w

altezza vera :  altezza istrumentale al netto degli errori d'indice, dell'eccentricità (del sestante)  dell'elevazione dell'osservatore, della rifrazione astronomica, parallasse, semidiametro etc.

il programma non prevede l'inserimento e/o il calcolo delle correzioni dell'altezza misurata con il sestante pertanto nelle "celle" dell'altezza vera dovranno essere inseriti i gradi, primi e secondi al netto di tutti gli errori. Sarà l'osservatore ad applicare a monte le correzioni istrumentali (errore dell'indice ed eventuale eccentricità) ottenendo in questo modo l'altezza osservata; successivamente applicherà tutte le altre correzioni : refrazione media (tavole nautiche tav.22 in funzione di altezza osservata, temperatura e pressione atmosferica o più semplicemente dalle effemeridi), elevazione dell'osservatore sull'orizzonte, semidiametro ( sole e luna ), parallasse (luna) mese dell'anno (sole ed alcuni pianeti).

Per la parte teorica e tradizionale passare alla sezione contenente il "Libro di navigazione astronomica"

Formule utilizzate

Eulero                  sen h = sen φ  sen δ  +  cos φ cos δ cos P

Cotangenti           cotg Z = cos φ ( tg δ cosec P - tg φ cotg P )

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