home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #31 / NN_1992_31.iso / spool / rec / boats / 8831 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-12-30  |  3.4 KB  |  74 lines

  1. Newsgroups: rec.boats
  2. Path: sparky!uunet!tcsi.com!gunther!peter
  3. From: peter@gunther.tcs.com (Peter Winship)
  4. Subject: Re: Celestial Navigation Question
  5. Message-ID: <1992Dec31.004825.7857@tcsi.com>
  6. Sender: news@tcsi.com
  7. Organization: Teknekron Communications Inc.
  8. References: <2B42109F.1700@ics.uci.edu>
  9. Date: Thu, 31 Dec 1992 00:48:25 GMT
  10. Lines: 62
  11.  
  12. In article <2B42109F.1700@ics.uci.edu> omalley@kleber.ics.uci.edu (Owen O'Malley) writes:
  13.  
  14.  [stuff deleted]
  15.  
  16. >... why they [celestial navigators] don't take the bearing to the celestial
  17. >object [azimuth] to determine their location on the circle of position.
  18. >Surely,
  19. >adding a handheld compass to a sextant wouldn't be difficult and it
  20. >would allow a fix based on a single celestial object. Is this ever
  21. >done? Is there a good reason why not or is it just tradition?
  22.  
  23. The answer might go like this:  There are three reasons why azimuth to
  24. a star should be calculated rather than measured by the celestial
  25. navigator.  One is due to the geometry of the situation, which causes
  26. errors to be large and non-constant depending on observer's position,
  27. the second to changes in magnetic direction over the surface of the
  28. Earth, i.e., magnetic variation, and the third relates to problems in
  29. compass measurement accuracy, i.e., magnetic deviation and personal
  30. measurement error.
  31.  
  32. The possible radii of the circles of position obtained by celestial
  33. altitude measurement range from 0 for a star overhead (zenith) to one
  34. Earth radius (roughly 3434 nautical miles) for a star on the horizon.
  35. Therefore the typical circle of position is quite big.  Because of this
  36. large size, the Earth's magnetic field would undergo significant
  37. amounts of variation in direction from true north over the arc of such
  38. a circle.
  39.  
  40. Let's assume zero compass error.  In order to allow navigators to fix
  41. their position on the circle, geodesists would have to construct a
  42. complex table relating all possible small circles with magnetic
  43. variation.  Speculating, I'd guess that this table would come in a
  44. 30-volume set weighing about 50kg.
  45.  
  46. For the moment, let's forget the magnetic variation and also the
  47. increased error in compass measurements of azimuth when the star is
  48. closer to the zenith.  Assume we have a circle of position of radius r
  49. in nautical miles.  (0 <= r <= ~3434 nm)  The circumference of this
  50. circle is c = 2*pi*r.  (Note that r = 3434*cos(altitude)) Now, if we
  51. mentally go once around the circle of position, the range of azimuths
  52. is 0-360 degrees.  Thus one degree on the compass spans c/360
  53. nm along the circle of position.  For an altitude of 60deg., c would be
  54. 2*pi*3434*cos(60 deg.) = 10788 nm.  One degree on the compass gives,
  55. for this circle, a span of 10788/360 ~= 30 nm.
  56.  
  57. Thus, the navigator must have an accurate determination of magnetic
  58. variation and deviation to better than 1/30 of a degree and be very
  59. unusually steady-handed while making measurements in order to get a fix
  60. along this circle accurate within a mile.  60 degrees is a fairly high
  61. altitude.  For lower altitudes, the problem gets worse.
  62.  
  63. Guessing, again, I would doubt that a water-bourne navigatior would be
  64. able to get better than +/-3 deg. accuracy on his circle of position by
  65. compass measurements, which, for an altitude of, say, 45 deg.,
  66. would give a range of +/-127 nm along the circle of position.  This is
  67. not navigational quality.
  68.  
  69. But hey, if we had a way to measure azimuth directly, you're right--
  70. it would be easier to get a fix.
  71.  
  72. -peter
  73.  
  74.