При всей внешнем подобии координатной сетки – широта, это горизонтальные линии, долгота – вертикальные, все не так. Если широта является физической величиной, привязанной ясно и однозначно к планете, то долгота, во-первых, отсчитывается от договорного нулевого меридиана, а во-вторых – из-за суточного вращения Земли ее можно выражать как в угловых единицах, так и единицами времени.
В примере на рис.5., на правой схеме долгота 132°E (восточная). Поскольку Земля делает полный оборот от полудня до полудня за 24 часа (360°), 15° за час, и 1° за четыре минуты, то 132°, выраженные во времени – 8 часов 48 минут. По схеме (взгляд со стороны северного полюса) Земля вращается против часовой. Это означает, что местный полдень во Владивостоке наступает на 8ч 48м раньше, чем в Гринвиче.
Навигатор, использующий мореходную астрономию, как встарь, измеряет видимое положение светила на небе. Наиболее часто в навигации измеряется высота (см. рис.6), для чего применяют различные, весьма хитроумные угломерные инструменты. Дело осложняется зависимостью качества исполнения от применяемых приборов, погодных условий, волнения моря, а также от практических навыков астронома-морехода. Эти данные требуют довольно трудоемкой обработки с использованием ежегодных справочников эфемерид, исправления высот поправками.
Результаты работы напрямую зависят от точности измерений, например, взятие высоты Полярной звезды с ошибкой в 1° приводит к ошибке в определении местоположения в 60 морских миль.
Поскольку Земля поворачивается с угловой скоростью 15° в час, что на экваторе приводит к линейной скорости движения точки наблюдения в 1670 километров в час, или 28 км за минуту, точность измерения времени также весьма важна, поэтому счет времени во время взятия высот идет на секунды.
Для того, чтобы повысить точность полученных результатов, в мореходной астрономии часто применяют серии измерений с усреднением полученных данных, что пропорционально увеличивает затраты времени на обработку данных.
Земля и Солнце
С точки зрения наблюдателя, который смотрит на юг в северном полушарии, солнце описывает по небу дугу, набирая максимальную высоту в местный полдень. В этот момент солнце находится точно на географическом юге – S. В течение года эта дуга будет в точности сохранять свою форму, сдвигаясь при этом вверх и набирая максимальную высоту в день летнего солнцестояния – 21 июня. Минимальная высота солнца в полдень будет в день зимнего солнестояния – 21 декабря.
