Principen - Inledning

Denna förklaring av principen är kortfattad och har mycket lite med verkligheten att göra. Men det är ändå principen. Vi kommer senare att återkomma till den vid flera tillfällen.

Principen som här beskrivs är den som används för interceptmetoden. För middagsmetoderna är principen enklare och förklaras i beskrivningen av respektive metod. Dessa metoder har dock en del praktiska nackdelar men är enklare att lära sig.

Principen för astronomisk navigation är en "krysspejling" med utgångspunkt i två (eller flera) höjdobservationer av två olika himlakroppar alternativt två (eller flera) höjdobservationer till en och samma himlakropp med en stund mellan observationerna så att en "krysspejling" fås.

Den himlakropp som är överlägset vanligast att använda är solen men även månen, vissa planeter och ett antal stjärnor går utmärkt att använda.

Med hjälp av omfattande kunskaper i astronomi och matematik kan positionen för den punkt på jordytan som vid en viss tidpunkt ligger närmast en astronomisk himlakropp beräknas. Denna punkt benämns projektionspunkt. Notera att projektionspunkten flyttar sig hela tiden. På en minut flyttar den sig upp till 15 distansminuter vilket kräver precisa beräkningar och en exakt klocka för att bemästra projektionspunkten position.

Med hjälp av en sextant observeras vinkeln mellan himlakroppen (månen i detta exempel) och horisonten. Denna vinkel benämns som höjden. Höjden är direkt relaterad till avståndet mellan projektionspunkten och observatören. Höjden måste observeras mycket exakt då ett mätfel på 1° kan ge ett positionsfel på 60 distansminuter.

När vi nu vet projektionspunktens position (alltså månens projektionspunkt) just i det ögonblick vi mätte höjden kan vi enkelt beräkna radien runt projektionspunkten och därmed rita en cirkel runt den. Vi vet därmed att vi befinner oss någonstans på denna cirkel.

Gör vi nu direkt en ny höjdobservation till en annan himlakropp (solen i detta exempel), en ny beräkning av projektionspunkten (alltså solens projektionspunkt) kan vi rita en andra cirkel. Dessa två cirklar kommer att överlappa varandra och på två platser skära varandra. Vår position är i en av dessa två skärningspunkter.

Om vi antar att vi vid två höjdobservationer och en mängd beräkningar kommer fram till;

• Projektionspunkt 1 (Månen) ligger mitt på Irland och med en radie om cirka 1100 distansminuter.
• Projektionspunkt 2 (Solen) ligger mitt på Kreta och med en radie om cirka 2600 distansminuter.

Vi kan då plotta in detta enligt nedan;

De två skärningspunkterna (små röda cirklar) hamnar då lite nordväst om Azorerna och mitt på Grönland. Är vi ute och seglar kan vi därmed med stor säkerhet resonera oss fram till att vi är lite nordväst om Azorerna.

Eftersträvansvärt vid astronomisk navigation är precis som vid all annan krysspejling att få cirka 90° vinkel mellan den del av cirklarna, benämnda som ortlinjer, som beskriver där man är. Detta ger den högsta precisionen. En spetsig vinkel ger en större osäkerhet än en rätvinklig vinkel.

Principen ställer oss inför fyra direkta problem;

1. Att observera höjden (vinkeln) mellan horisonten och en astronomisk himlakropp med stor precision.
2. Att beräkna projektionspunkten och radien kring denna med stor precision.
3. Att rita cirklar med en mycket stor radie med hög precision.
4. Att veta exakt vad klockan är då observationen görs.

Som tur är så finns det relativt enkla lösningar på dessa problem.

Problem 1 - Observera höjden

Det nästan alla känner till om astronomisk navigation är att man använder en sextant. Sextanten är ett precisionsinstrument för att observera höjden (vinkel mellan horisonten och en astronomisk himlakropp) med mycket hög precision. Sextanten började användas i slutet av 1700-talet.

Solen är den vanligaste himlakroppen som används, men även månen, vissa planeter och 57 särskilda navigationsstjärnor kan användas av en skicklig navigatör.