Некоторые “мелочи”, которые полезно учитывать при ориентировании на местности.

[nikolaych]

Более точный способ ориентирования по Солнцу и часам

Существует более точный способ ориентирования по Солнцу и часам. О нем пишут значительно реже и не совсем, ИМХО, правильно.

Если чуть подкорректировать текст, заменив указанные в книгах уже устаревшие цифры на “время истинного полдня”, то суть метода состоит в следующем.

Сначала на циферблате нужно найти середину дуги между часовой стрелкой и делением циферблата, соответствующим времени истинного полдня. К этой точке перпендикулярно циферблату приложить спичку и затем, наклонив часы к горизонтальной плоскости, поворачивать их вокруг оси стрелок (или самому поворачиваться вместе с часами) до тех пор, пока тень от спички не пройдет через центр циферблата.
В этот момент линия, проведенная от оси стрелок к делению циферблата, соответствующему истинному полдню, покажет направление на юг.

И всё казалось бы хорошо, но не совсем.
У А. Ильичева в “Большой энциклопедии выживания…” написано, что

“часам следует придать наклонное положение под углом примерно 40 – 50* к горизонту”.

С. Баленко в “Учебнике выживания спецназа ГРУ” пишет, что часы нужно наклонить

“на 40 – 45* к горизонтальной плоскости”.

Углы вроде похожи, только ни тот ни другой не объясняют, какой конкретно край циферблата часов нужно поднимать на этот угол.
В интернете этот способ почти не упоминается. Перебрав десятка 2 сайтов, я только тут http://astroexperiment.ru/astro/orientir.shtml нашел описание способа ориентирования с наклоном часов.
Написано буквально следующее:

“Другая причина ошибок при таком способе - неправильный наклон циферблата часов, он должен лежать в плоскости небесного экватора. Поэтому определив приблизительно направление на юг, наклоните часы на угол 90°-φ, приподняв южную часть циферблата, и повторите измерения”

.
Здесь ф – это широта места наблюдения.
На первый взгляд кажется, что на сайте написано правильнее. Тут и угол связан с широтой, и указано, какую часть циферблата поднимать, и умные слова ( плоскость небесного экватора) присутствуют. Только не понятно, при чем здесь вообще небесный экватор?:11: Небесный экватор здесь, ИМХО, совсем не нужен.:12:
Да и направление на юг здесь предлагается искать, не используя тень от спички, а так же, как и при горизонтальном положении часов.

В итоге я решил, что при многочисленных копированиях из книги в книгу и с сайта в сайт первоначальный смысл этого способа ориентирования был безвозвратно утерян, и тратить время на поиск его в интернете не стоит.
Проще поразмыслить самому. Ход моих мыслей был весьма прост и незамысловат.

При обычном способе ориентирования по Солнцу и часам часы мы держим в горизонтальной плоскости, а Солнце движется по дуге, отсюда и погрешности при ориентировании.
Значит, чтобы уменьшить эту погрешность нужно совместить циферблат часов с плоскостью видимого суточного движения Солнца.
Для этого нужно поднять край циферблата, соответствующий времени истинного Солнечного полдня на угол возвышения Солнца над горизонтом в момент кульминации.

Высота Солнца над горизонтом в момент кульминации будет зависеть от широты и даты наблюдения. В дни весеннего и осеннего равноденствия она будет равна 90* - ф, где ф - широта в градусах.

Например, для Перми ( 58* с.ш.) это будет 32*.
Во время летнего солнцестояния угол будет на 23,5* (если слегка округлить) больше, т.е. 55,5*. Во время зимнего солнцестояния, наоборот, на 23,5* меньше, т.е. всего 8,5*. В течение года высота Солнца над горизонтом в Перми будет изменяться в диапазоне от 8,5* до 55,5*.

Вот на эти углы и нужно поднимать южный край циферблата часов, чтобы сориентироваться точнее.
Естественно, на широте Перми. Для других широт углы будут другие. С увеличением широты углы будут уменьшаться, и наоборот. Разность между max и min значениями останется та же самая 23,5* x 2 = 47*.

Рекомендации в вышеприведенных источниках (двух книгах и сайте), ИМХО, напоминают ситуацию со сломанными часами. Точно так же как сломанные часы (со стрелками, разумеется) дважды в сутки показывают правильное время, так и, руководствуясь этими рекомендациями, в течение некоторого отрезка времени в году можно будет сориентироваться .

Рекомендации сайта http://astroexperiment.ru/astro/orientir.shtml будут верны только в дни равноденствий и около них.
Кроме того, в течение полугода, когда высота Солнца над горизонтом в полдень будет меньше, чем 90* - ф, при подъеме края циферблата на рекомендованный угол циферблат часов окажется в тени. И тень от спички на нем увидеть будет просто не возможно. Наверное, поэтому автор и решил обойтись без спички.

По Ильичеву (40-50*)и Баленко (40-45*) в средних широтах тень от спички на циферблате не будет видна ещё дольше, причем в этот период времени войдет большая часть охотничьего сезона.

Таким образом, пришлось в очередной раз убедиться в том, что не все, что пишут в книгах и интернете можно принимать на веру.

Если бы книгу писал я, то сформулировал бы примерно так.

Для того, чтобы точнее определить стороны света по Солнцу и часам нужно на циферблате часов найти середину дуги между часовой стрелкой и делением циферблата, соответствующим времени истинного полдня.
К этой точке перпендикулярно циферблату приложить спичку. Поднять край циферблата, соответствующий времени истинного полдня на угол возвышения Солнца над горизонтом в момент кульминации. Поворачивать часы вокруг оси стрелок (а лучше самому поворачиваться вместе с часами) до тех пор, пока тень от спички не пройдет через центр циферблата.
В этот момент линия, проведенная от оси стрелок к делению циферблата, соответствующему истинному полдню, покажет направление на юг.

Мне это кажется очевидным, если в чем-то ошибаюсь, прошу поправить.

 

[daybit]

Углы вроде похожи, только ни тот ни другой не объясняют, какой конкретно край циферблата часов нужно поднимать на этот угол

Поднимать нужно тот край циферблата, около которого находится время истинного полудня. По сути предлагается сделать экваториальные солнечные часы в миниатюре. В частности, это означает, что при таком наклоне циферблата солнечная тень от спички будет вовсе отсутствовать с конца сентября до конца марта.

Только не понятно, при чем здесь вообще небесный экватор?

Он очень даже при чём. ) Дело в том, что именно в этой плоскости земля крутится со скоростью 15 градусов в час. Любая другая плоскость даст проекцию этого вращения, и скорость будет уже отлична от 15 град/час (точнее, будет "плавать" вокруг 15 град/час в течение суток, причём плавать тем сильнее, чем сильнее вы отклоните свою плоскость от небесного экватора).

Для этого нужно поднять край циферблата, соответствующий времени истинного Солнечного полдня на угол возвышения Солнца над горизонтом в момент кульминации.

Нет, это может оказаться чересчур. Например 22 июня вы наклоните циферблат на 23 лишних градуса.

так и, руководствуясь этими рекомендациями, в течение некоторого отрезка времени в году можно будет сориентироваться по Солнцу и часам

Этим грешат, к сожалению, многие инструкции в интернете. А иногда попадается вообще что-то крайне трешовое.

Кроме того, течение полугода, когда высота Солнца над горизонтом в полдень будет меньше, чем *90* - ф*, при подъеме края циферблата на рекомендованный угол циферблат часов окажется в тени.

Ага, ну вот и вы это отметили. ) Да, это одно из свойств экваториальных часов - зимой тень нужно смотреть на противоположной стороне циферблата. Естественно, в случае "подручных" часов это делать крайне неудобно.

С ходу я не соображу, как поступить с зимним сезоном. Тут же есть ещё одно соображение. Зимой особенно актуально так называемое уравнение времени, которое доходит до четверти часа в обе стороны, значит ошибка достигнет почти 4 градусов.

Впрочем это не так много. То есть нам надо просто понять величину погрешности. Вот представим что у нас 22 декабря, самое низкое положение солнца, самый короткий день, и вот мы предположим забиваем на премудрости, связанные с наклоном циферблата. Что мы в этом случае имеем?

В полдень ошибка нулевая. Солнце сядет через 3.5 часа (на широте Москвы). Предположим мы смотрим на солнце за полчаса до захода, в 15 часов (по местному солнечному времени). Оно находится по азимуту 221, то есть за три часа сместилось на 41 градус, скорость выходит 41/3 = 13.7 градуса в час, что в общем не так и плохо. То есть мы ошибемся на 4 градуса - это мне кажется вполне приемлемо, тем более что спичечный метод вряд ли даст бОльшую точность сам по себе. Ведь одно деление минутной (и секундной) стрелки - это уже 6 градусов. Что примерно будет соответствовать толщине самой спички.

 

[nikolaych]

Поднимать нужно тот край циферблата, около которого находится время истинного полудня. По сути предлагается сделать экваториальные солнечные часы в миниатюре. В частности, это означает, что при таком наклоне циферблата солнечная тень от спички будет вовсе отсутствовать с конца сентября до конца марта.

Иван, благодарю за комментарии, но мне почему-то кажется, что ты (давай на ты, если не возражаешь) начал писать, не успев дочитать мой пост до конца.

Он очень даже при чём. ) Дело в том, что именно в этой плоскости земля крутится со скоростью 15 градусов в час. Любая другая плоскость даст проекцию этого вращения, и скорость будет уже отлична от 15 град/час (точнее, будет "плавать" вокруг 15 град/час в течение суток, причём плавать тем сильнее, чем сильнее вы отклоните свою плоскость от небесного экватора).

Собственно, против небесного экватора я ни чего не имею.:12:
Но тут я не совсем понял, ты полагаешь, что часы для ориентирования нужно наклонять на 90 – ф градусов?
Пока не соглашусь и продолжу считать, что для целей ориентирования по Солнцу и часам с помощью спички, совмещать часы с плоскостью небесного экватора, равно как и поворачивать их под другим постоянным на весь год углом не есть правильно.
Хотя бы из-за неудобства пользования. Минимум полгода тень от спички на циферблате видна не будет. Причем самые интересные с точки зрения охоты полгода.

Можно, конечно исхитриться перевернуть часы циферблатом вниз, повернуть на нужный угол, приставить спичку и смотреть на циферблат снизу.
Только вряд ли кто- то будет с этим заморачиваться, даже заблудившись и оставшись без компаса и навигатора.
Проще будет сориентироваться по горизонтальным часам и выходить из леса на протяженный объект типа дороги, тогда и точность особая будет не нужна.

Вообще, было бы интересно почитать, как способ ориентирования с наклонными часами и спичкой был описан в старых книгах. Ведь ни Ильичев, ни Баленко не придумали его сами, явно перепечатали.

Ага, ну вот и вы это отметили. ) Да, это одно из свойств экваториальных часов - зимой тень нужно смотреть на противоположной стороне циферблата. Естественно, в случае "подручных" часов это делать крайне неудобно.

А зачем нам экваториальные часы, экваториальные часы нам (мне, по крайней мере) совсем не нужны.:12: Нам нужно сориентироваться при отсутствии компаса и навигатора, чтобы благополучно выйти из леса.

С ходу я не соображу, как поступить с зимним сезоном. Тут же есть ещё одно соображение. Зимой особенно актуально так называемое уравнение времени, которое доходит до четверти часа в обе стороны, значит ошибка достигнет почти 4 градусов.

А какая разница зима или лето? При определении времени истинного полдня учесть уравнение времени совсем не сложно. В частности можно воспользоваться графиком с твоего сайта http://daybit.ru/solnechnye-chasy/istinnyi-polden-v-moskve.html .

нам надо просто понять величину погрешности. Вот представим что у нас 22 декабря, самое низкое положение солнца, самый короткий день, и вот мы предположим забиваем на премудрости, связанные с наклоном циферблата. Что мы в этом случае имеем?

22 декабря совсем не лучший день для оценки погрешностей при ориентировании по Солнцу и горизонтальным часам. Все источники дружно пишут, что этот метод наиболее точен зимой, менее точен весной и осенью, и дает большие погрешности летом. И тут я им почему-то верю
А в день самого низкого положения Солнца, ИМХО, погрешность должна быть минимальной.
Вот 22 июня было бы интересно сравнить, в т.ч. и экспериментально, погрешности при горизонтальных часах, при часах в плоскости небесного экватора, и при часах, ориентированных на Солнце.

Кстати, Иван, ты писал

обдумываю видеопродолжение, как раз в сторону ориентирования, азимутов, солнечных часов.

Интересно было бы посмотреть.

 

[daybit]

мне почему-то кажется, что ты (давай на ты, если не возражаешь) начал писать, не успев дочитать мой пост до конца.

На ты - ок. ) Не успев дочитать - да, думал откомментировать по ходу. Но теперь буду сначала дочитывать. )

Собственно, против небесного экватора я ни чего не имею.
Но тут я не совсем понял, ты полагаешь, что часы для ориентирования нужно наклонять на 90 – ф градусов?
Пока не соглашусь

Значит ты всё-таки против небесного экватора. )

А если серьёзно, то никуда от этого не уйдёшь. На полюсе да, солнце ходит вокруг с угловой скоростью 15 градусов в час. Но чем дальше мы от полюса, тем сильнее это не так.

Давай утрируем. Представь себя на экваторе. Половину дня азимут солнца вообще не меняется (пока солнце поднимается), а потом бац - в полдень изменился на противоположный, и вторую половину дня опять не меняется (пока солнце опускается).

Ну а в средних широтах будет что-то среднее.

Хотя бы из-за неудобства пользования. Минимум полгода тень от спички на циферблате видна не будет. Причем самые интересные с точки зрения охоты полгода.

Тут спорить не буду. ) Как с этим поступить - я уже написал: в зимние полгода можно вообще не морочиться с наклоном циферблата - погрешности будут небольшими.

А какая разница зима или лето?

Уравнение времени - к сожалению это не вся проблема. Из него всего лишь можно понять, когда солнце на юге. А в другое время (утром и вечером) проекции заметно уплывают (особенно летом). Почему именно летом - видно из рисунка с аналеммами:

Проведи по нему летний ход (по самым верхушкам аналемм) солнца, и зимний ход (по нижним частям аналемм). Видно, что верхушки утренних и вечерних аналемм гораздо сильнее отклонены по азимуту от юга, чем нижние части. Ну то есть как я показал в видео, в равноденствие за 6 часов после полудня азимут солнца поворачивается на 90 градусов (кстати тоже неравномерно, но мы на это сейчас не обращаем внимание), а летом за 5 часов поворачивается больше чем на 90 градусов.

Вот картинка, на которой синей линией показано, как меняется азимут солнца от времени (в часах) летом, 22 июня, на широте Москвы. Для равномерного вращения эта линия была бы прямой (и кстати зимой и весной она и правда прямее). Как видно, она довольно заметно отличается от прямой. А вот если наклонить циферблат на (90-широта), то всё выровняется.

Интересно было бы посмотреть.

Ну, я в любом случае это выложу на своём сайте. Но это процесс будет не супер-скорый, я так подозреваю. Я сначала думал про 2-3 месяца, но теперь, когда народ заинтересовался, такое количество мыслей у меня в голове, что даже боюсь оценить, когда это всё доформулируется. ) И первым делом, думаю, я отвлекусь и сделаю расширенный хелп к своей программе, чтобы люди не мучались, пытаясь с ней разобраться. Заодно допишу там кое-что и новую версию выложу.

 

[nikolaych]

Значит ты всё-таки против небесного экватора. )

А если серьёзно, то никуда от этого не уйдёшь.

Да я серьёзно не против небесного экватора. Куда ж без него? Я даже не против того, что Земля крутится.
Более того, я уже слегка подкорректировал своё мнение с учётом плоскости небесного экватора. Об этом чуть позже.

Как с этим поступить - я уже написал: в зимние полгода можно вообще не морочиться с наклоном циферблата - погрешности будут небольшими.

Вынужден возразить. Во-первых, погрешности будут небольшими не все полгода, а только зимой. Весной и осенью погрешности увеличиваются.

Во-вторых, если на широте Москвы погрешность зимой и невелика, то южнее погрешность увеличивается, и чем южнее, тем больше.

В-третьих, даже небольшую погрешность при ориентировании иногда хочется ещё более уменьшить. Одно дело, если нужно выходить просто на дорогу или реку, и совсем другое дело, если нужно выйти поближе к машине, оставленной на дороге, или к конкретному месту на берегу, где стоит избушка или палатка.

В-четвертых, большую роль играет расстояние. Для того, чтобы преодолеть сотню, другую метров, можно не слишком заморачиваться с точностью.Если же расстояние измеряется километрами, то каждый градус погрешности будет уводить в сторону, и это будет тем заметнее, чем больше будет пройдено километров.

Поэтому, ИМХО, знать, как можно уменьшить погрешности при ориентировании, даже и в зимнее полугодие, совсем не вредно. А держать часы горизонтально или заморачиваться со спичкой и наклоном часов, пусть каждый заблудившийся решает сам.:12:

А в другое время (утром и вечером) проекции заметно уплывают (особенно летом).

верхушки утренних и вечерних аналемм гораздо сильнее отклонены по азимуту от юга, чем нижние части.

Поскольку я весьма далёк от астрономии, то и не предполагал, что всё так запущено.:12: И проекции уплывают, и верхушки аналемм отклонены не по фэн-шую.
Никакого порядка нет в небесной механике. Бардак, одним словом.
И в таком бардаке приходится жить, а мы ещё ориентироваться собрались. Хотя кому кому, а нам то к бардаку не привыкать.:12:
Извини, отвлёкся, не в ту степь занесло.

С аналеммами вроде понятно, а вот в график я что-то не въехал. Но не суть важно, т.к. когда я писал

А какая разница зима или лето?

то имел в виду только, что зная уравнение времени определить время истинного полдня зимой не сложнее, чем летом. Только это, одно это, и ничего кроме этого.:12:

Но давай вернёмся к ориентированию по Солнцу и часам. Вообще, должен отметить, что ты очень вовремя зашел на форум. Я подходил к вопросу с чисто практической стороны, поэтому твои комментарии были весьма полезны.
Что касается небесного экватора, то я проникся и осознал,:12: и как уже упоминал, подкорректировал своё мнение.

Сейчас я сформулирую пока так:
Для того, чтобы точнее определить стороны света по Солнцу и часам в период с осеннего до весеннего равноденствия

нужно на циферблате часов найти середину дуги между часовой стрелкой и делением циферблата, соответствующим времени истинного полдня.
К этой точке перпендикулярно циферблату приложить спичку. Поднять край циферблата, соответствующий времени истинного полдня на угол возвышения Солнца над горизонтом в момент кульминации. Поворачивать часы вокруг оси стрелок (а лучше самому поворачиваться вместе с часами) до тех пор, пока тень от спички не пройдет через центр циферблата.
В этот момент линия, проведенная от оси стрелок к делению циферблата, соответствующему истинному полдню, покажет направление на юг.

В эти полгода при подъёме края циферблата часов на 90* - широта, тень от спички на циферблате будет не видна, поэтому альтернативы просто нет.
А в том, что точность ориентирования при этом повысится, я думаю, что и у тебя сомнений быть не должно, т.к. ты сам писал

Дело в том, что именно в этой плоскости земля крутится со скоростью 15 градусов в час. Любая другая плоскость даст проекцию этого вращения, и скорость будет уже отлична от 15 град/час (точнее, будет "плавать" вокруг 15 град/час в течение суток, причём плавать тем сильнее, чем сильнее вы отклоните свою плоскость от небесного экватора).

А поднимая край циферблата мы уменьшаем отклонение его плоскости от плоскости небесного экватора.

Относительно другой половины года надо ещё подумать.

Ну, я в любом случае это выложу на своём сайте.

Надеюсь, дашь знать, когда выложишь?

 

[daybit]

Надеюсь, дашь знать, когда выложишь?

Ок, постараюсь не забыть и сюда отписать.

Поскольку нас всё-таки в первую очередь интересует плоскость небесного экватора, то давай я доуточню твою формулировку, и уберу фразу про высоту кульминации солнца. Про зимние полгода добавлю пункт 4а.

1. Ищем на циферблате часов середину дуги между часовой стрелкой и делением циферблата, соответствующим времени истинного полудня.
2. Прикладываем спичку к этой точке, перпендикулярно циферблату.
3. Поднимаем край циферблата, соответствующий времени истинного полудня, на угол 90-fi, где fi - широта.
4. Поворачиваемся вместе с часами до тех пор, пока тень от спички не пройдет через центр циферблата.
4а. В зимние полгода, поскольку циферблат при этом окажется в тени, опускаем его к горизонту до тех пор, пока он не будет освещён.
5. Линия, проведенная от оси стрелок к делению циферблата, соответствующему истинному полдню, покажет направление на юг.

--- Добор поста---

а вот в график я что-то не въехал

Тут при вставке на форуме картинка почему-то поплыла (нижняя её часть). Если хочешь, можешь посмотреть нормальный график на моём сайте (третий пост сверху, на сегодня), он кликабельный - посмотри его в крупном размере, он полностью идентичен по смыслу тому, что я рассказывал в видосе.

 

[nikolaych]

Поскольку нас всё-таки в первую очередь интересует плоскость небесного экватора

Не совсем так. Меня в первую очередь интересует возможность ориентирования на местности по Солнцу и часам, если других вариантов сориентироваться у меня не будет.
И мне почему-то кажется, что и большинство форумчан, читающих данную тему, небесный экватор тоже интересует далеко не в первую очередь.
Наверное, потому, что форум охотничий, а не любителей астрономии?:12:

Пока предлагаю подвести промежуточный итог.

Поскольку, когда мы наклоняем циферблат часов к горизонту, так как пишешь ты

опускаем его к горизонту до тех пор, пока он не будет освещён.

то угол наклона циферблата будет соответствовать углу возвышения Солнца над горизонтом в момент верхней кульминации (т.е. тому, что писал я), значит можно считать, что на зимнюю половину года у нас с тобой полный консенсус?:11:

Если хочешь, можешь посмотреть нормальный график на моём сайте (третий пост сверху, на сегодня)

Я имел в виду другой график, тот, что с синей и красной линиями.

 

[daybit]

то угол наклона циферблата будет соответствовать углу возвышения Солнца над горизонтом в момент верхней кульминации (т.е. тому, что писал я), значит можно считать, что на зимнюю половину года у нас с тобой полный консенсус?

К сожалению нет. В полдень да, мы опустим циферблат как раз до высоты солнца, но вот ближе к закату придётся опускать практически до горизонтального состояния. Понимаешь ли, сферические проекции - чуток хитрые штуки. Поэтому формулировку "пока свет не озарит циферблат" в каком-то виде придётся оставить.

Есть ещё одно затруднение. Если у нас только рука с часами и спичка, то мы будем наклонять циферблат на глазок. Хорошо бы попасть в плюс-минус 10 градусов. Поэтому в любом случае погрешности неизбежны.

 

[Starhunter]

По поводу книг выживания (по системе спецназа ГРУ, по методикам САС) и им подобные. В своем большинстве одна и та же переводная книга с буржуино-английского, причем часто и картинки повторяются. И перевод кое-где "корявый у лоб", да и специфики читателей не учитывают (маловероятно, чтобы я очутился в тропиках, а вот в средней полосе - вполне). По ходу это все перепечатки "Выживания по методам САС" под редакцией Тараса конца 90-х годов. Просто добавляют или отнимают картинок из оригинальной книги.

 

[nikolaych]

По ходу это все перепечатки "Выживания по методам САС" под редакцией Тараса конца 90-х годов. Просто добавляют или отнимают картинок из оригинальной книги.

За всю подобную литературу не скажу, но если иметь в виду А. Ильичева и С. Баленко, которых я цитировал, то вряд ли это так. В списках литературы книга Тараса не числится, да и по времени не стыкуется. Книга Ильичева у меня в бумажном варианте, издана в 1999г., но это второе издание, первое вышло ещё в 1996г.
У Ильичева в списке литературы фигурирует книга С. Баленко “Школа выживания”, изданная ещё раньше, в 1994г. Его “Учебник выживания …” вероятнее всего просто переизданная в очередной раз, дополненная и переименованная “Школа ...”. Точно, конечно, сказать не могу, т.к. “Школу” не читал.
Заглянул в список литературы в “Учебнике выживания …” Баленко, и слегка припух. У него этот список на 14 (четырнадцати) страницах! Там есть книги, изданные и в 40-х, и в 30-х, и в 20-х годах, есть даже художественная литература. Плюс целая страница англоязычной литературы.
Книга, ИМХО, писалась по принципу “с миру по нитке – голому рубашка”(с).
Где уж тут особо вникать в смысл написанного.:12:

К сожалению нет. В полдень да, мы опустим циферблат как раз до высоты солнца,

Понял, значит, консенсус пока не полный и распространяется только на полдень зимней половины года. Ну, я думаю, что можно его расширить и на какое-то время до полудня и после полудня? Мы же не будем придираться к точности угла возвышения Солнца над горизонтом? Всё равно ведь ориентирование по Солнцу изначально весьма приблизительно.
Но т.к. ты написал

полдень да, мы опустим циферблат как раз до высоты солнца

то я думаю, что и ты такого же мнения. Потому, что если подходить к точности угла строго, то учитывая угловые размеры Солнечного диска, при опускании циферблата часов Солнце его осветит несколько раньше, чем угол наклона циферблата будет равен углу возвышения Солнца над горизонтом.

но вот ближе к закату придётся опускать практически до горизонтального состояния.

Не стоит преувеличивать, ты же не будешь утверждать, что “практически до горизонтального состояния” придется опускать циферблат все полгода, в т.ч. и осенью и весной? Вероятно только в районе 22 декабря? Кстати, стесняюсь спросить, почему только вечером?:11:

Понимаешь ли, сферические проекции - чуток хитрые штуки.

Признаю, не учел, что сферические проекции такие сферические. :12:

Стоило, пожалуй, написать, что угол наклона циферблата будет большую часть дня приблизительно соответствовать углу возвышения Солнца над горизонтом в момент верхней кульминации.

Поэтому формулировку "пока свет не озарит циферблат" в каком-то виде придётся оставить.

Ну, если в “каком-то виде”, то возражать не буду, но об этом позднее. Вначале хочу кое-что уточнить. Иван, раз ты написал (с чем я полностью согласен)

Есть ещё одно затруднение. Если у нас только рука с часами и спичка, то мы будем наклонять циферблат на глазок. Хорошо бы попасть в плюс-минус 10 градусов. Поэтому в любом случае погрешности неизбежны.

то значит, понимаешь, что ориентироваться, наклоняя часы на угол 90*-ф будет совершенно неудобно и вся точность этого способа сойдет на нет.
Кроме того сильно подозреваю, что, учитывая всякие “хитрые штуки”, и у этого способа тоже будут свои погрешности.:11:

 

[daybit]

Понял, значит, консенсус пока не полный и распространяется только на полдень зимней половины года. Ну, я думаю, что можно его расширить и на какое-то время до полудня и после полудня?

Можно и расширить, тем более что высота солнца в полдень меняется медленнее всего. Но зачем расширять заведомо лишнее правило - то есть зачем вообще вводить высоту кульминации, если она по сути не нужна.

учитывая угловые размеры Солнечного диска, при опускании циферблата часов Солнце его осветит несколько раньше, чем угол наклона циферблата будет равен углу возвышения Солнца над горизонтом.

Да. Но если честно, с учетом того что радиус солнца равен четверти градуса, то не думаю что это существенно на фоне всех других погрешностей.

Не стоит преувеличивать, ты же не будешь утверждать, что “практически до горизонтального состояния” придется опускать циферблат все полгода, в т.ч. и осенью и весной? Вероятно только в районе 22 декабря? Кстати, стесняюсь спросить, почему только вечером?

Не только в районе 22 декабря, увы. Если строго геометрически, то все зимние полгода, пока солнце бродит над южным полушарием, оно будет вставать южнее Востока и садиться - южнее Запада. То есть как бы мы ни исхищрялись, сразу после восхода и непосредственно перед закатом нам придется повернуть циферблат до горизонтального состояния, ведь мы его поворачиваем вокруг оси Восток-Запад.

понимаешь, что ориентироваться, наклоняя часы на угол 90*-ф будет совершенно неудобно и вся точность этого способа сойдет на нет.

Вся точность не сойдёт, хоть немного, да останется. ) То есть надо считать, что получится, если мы ошиблись, скажем, на 10 градусов, на 20 градусов и т.д. Думаю, получится что-то приемлемое, с учетом того, что как я говорил, малые размеры часов и сама спичка уже дают погрешность градусов на 6.

Хотя конечно неплохо бы в часы встроить пузырьковый уровень под соответствующую широту. )

 

[Starhunter]

И еще нюанс по поводу часов, какой стороной куда наклонять. бывает так, что для человека, который пишет (обучает) какой-то момент является как-бы само собой разумеющимся, и он об этом не пишет (не упоминает). А потом другие ломают голову.

 

[daybit]

какой стороной куда наклонять

Поскольку у нас на руке часы обычно "смотрят" двенадцатью часами от нас, то довольно удобно будет просто повернуть часы на себя, так чтобы 12 часов поднялись, а 6 часов опустились.

Строго говоря, поворачивать надо так, чтобы поднимались не 12 часов, а время истинного полудня (сегодня для Москвы например это 12:16), но эта погрешность уже не так важна. Важно помнить, что делить спичкой пополам нужно дугу от 12:16 до текущего положения часовой стрелки, и после совмещения тени от спички надо засечь направление, соответствующее 12:16. Это и будет Юг.

--- Добор поста---

Кстати. Пришла в голову любопытная мысль. Зачем нам на природе гражданское время? Лисице время подсказать? Не особо-то оно не нужно, в общем. )

Поэтому можно просто перед походом выставить на часах истинное солнечное время, и тогда 12 часов будут соответствовать Солнцу на Юге. И делить дугу будет удобнее, и часы поворачивать удобнее, и "стрелять" на Юг точно по 12 часам - тоже удобнее. Всё удобнее.

Скажем, сегодня в Москве полдень в 12:16:22, завтра в 12:16:40, послезавтра в 12:16:59 и т.д. То есть на ближайшие дни можно вполне выставить часы на 17 минут раньше гражданского времени, и тогда 12 часов будут соответствовать кульминации солнца. Например сейчас 22:50, а такие "адаптированные" часы будут показывать 22:33.

Ну а для любой другой местности - достаточно перед тем, как выдвигаться, сделать соответствующий расчёт (исходя из координат и даты).

 

[nikolaych]

Вся точность не сойдёт, хоть немного, да останется. ) То есть надо считать, что получится, если мы ошиблись, скажем, на 10 градусов, на 20 градусов и т.д. Думаю, получится что-то приемлемое,

Было бы здорово, если бы ты построил график зависимости ошибки по азимуту от изменения угла.

Хотя конечно неплохо бы в часы встроить пузырьковый уровень под соответствующую широту. )

Ага, каждой широте свои часы. Тогда уж лучше часы типа геологического компаса.:12:

Не только в районе 22 декабря, увы. Если строго геометрически, то все зимние полгода, пока солнце бродит над южным полушарием, оно будет вставать южнее Востока и садиться - южнее Запада. То есть как бы мы ни исхищрялись, сразу после восхода и непосредственно перед закатом нам придется повернуть циферблат до горизонтального состояния, ведь мы его поворачиваем вокруг оси Восток-Запад.

Что- то я сомневаюсь, что нам придется “все зимние полгода, пока солнце бродит над южным полушарием” поворачивать циферблат после восхода и перед закатом “до горизонтального состояния”.
В дни равноденствия, когда Солнце встает на Востоке и садится на Западе, циферблат, находящийся в плоскости небесного экватора ни куда поворачивать будет не надо.
22 декабря да, сразу после восхода и непосредственно перед закатом нам придется повернуть часы на меньший угол, чем высота Солнца в момент верхней кульминации. В этот день угол буден наименьшим и наиболее близким к горизонту.
Между днями равноденствий и днём зимнего солнцестояния этот угол будет плавно меняться от 90* - ф, до близкого к горизонтальному.
Или в действительности все иначе, чем на самом деле” (с).

Можно и расширить, тем более что высота солнца в полдень меняется медленнее всего. Но зачем расширять заведомо лишнее правило - то есть зачем вообще вводить высоту кульминации, если она по сути не нужна.

Для практического ориентирования, ИМХО, по сути, не нужна плоскость небесного экватора. Разве что за исключением двух летних месяцев. Да и то можно обойтись без неё.
А высота кульминации в некотором приближении автоматически получается при наклоне часов, кроме раннего утра и позднего вечера.
Когда ты написал

В зимние полгода, поскольку циферблат при этом окажется в тени, опускаем его к горизонту до тех пор, пока он не будет освещён.

Я и не возражал, т.к. с этим я согласен, за небольшим исключением. Я считаю, что так или примерно так удобно делать не только зимой, но и весь год. Ну и часы мне больше нравится поворачивать не для того, чтобы осветить циферблат, а для того, чтобы увидеть на нем тень от спички.

Кстати о тени. Тень лучше всего видно на светлом фоне. Но производители часов пока ещё не прониклись важностью пригодности своей продукции для ориентирования, и, пожалуй, большую часть часов выпускают с тёмными циферблатами. У моих циферблат вообще чёрный. Приходится искать тень от спички на корпусе по другую сторону циферблата.

Поэтому можно просто перед походом выставить на часах истинное солнечное время, и тогда 12 часов будут соответствовать Солнцу на Юге. И делить дугу будет удобнее, и часы поворачивать удобнее, и "стрелять" на Юг точно по 12 часам - тоже удобнее. Всё удобнее.

Мысль хорошая, но не для меня, на электричку могу опоздать.:12:

 

[nikolaych]

Кстати. Пришла в голову любопытная мысль. Зачем нам на природе гражданское время? Лисице время подсказать? Не особо-то оно не нужно, в общем. )

Поэтому можно просто перед походом выставить на часах истинное солнечное время, и тогда 12 часов будут соответствовать Солнцу на Юге. И делить дугу будет удобнее, и часы поворачивать удобнее, и "стрелять" на Юг точно по 12 часам - тоже удобнее. Всё удобнее.

Решил прокомментировать подробнее, а то вчера уже поздно было.
Мысль хорошая, но заранее переводить часы на истинное солнечное время особого смысла не вижу. Ориентироваться в лесу все же удобнее по компасу или навигатору. К тому же высока вероятность того, что сработает закон Мэрфи, небо затянут тучи и часы будут бесполезны.:12:

Если планируется длительное время находиться вдали от цивилизации, то может быть и имеет смысл перейти на солнечное время, только, ИМХО, не на истинное, которое будет изменяться, а на среднее.

А вот если компас будет потерян, а в навигаторе сдохнут батарейки и часы останутся последним шансом, чтобы выйти из леса живым, не сильно похудевшим и желательно здоровым, тогда уже административное время полностью потеряет свою актуальность, и для удобства ориентирования вполне можно перейти на истинное солнечное время.
В этом наши мысли полностью сходятся. Вот тут писал, в конце поста. http://piterhunt.ru/scripts/forum/showthread.php?t=84715&p=1769695&viewfull=1#post1769695

 

[daybit]

Было бы здорово, если бы ты построил график зависимости ошибки по азимуту от изменения угла.

График какой-то сложнопараметрический получается (надо ж туда и зависимость от широты засунуть), да и с ходу не сообразил, как его проще обсчитать, в результате смоделировал это дело в трёхмерной рисовалке, и вышло, что например для широты Санкт-Петербурга (60.0) ошибка наклона циферблата на 10 градусов даёт ошибку определения азимута примерно 4 градуса в середине июня, и 2 градуса в середине апреля.

Между днями равноденствий и днём зимнего солнцестояния этот угол будет плавно меняться от 90* - ф, до близкого к горизонтальному.

Нет, не плавно. Поскольку ось вращения проходит через Восток-Запад, то во все дни, когда склонение отрицательное, во время захода солнца циферблат нужен горизонтальный. Но это небольшая проблема - ошибки при этом получаются небольшие.

А высота кульминации в некотором приближении автоматически получается при наклоне часов, кроме раннего утра и позднего вечера

Ну даже не позднего вечера. Например летом в 5 часов вечера солнце уже на западе, и значит чтобы циферблат оказался неосвещенным солнцем, его придется наклонить больше чем на 90 градусов (вертикальный циферблат), что конечно совершенно лишнее. Поэтому пока мои пункты 4 и 4а остаются актуальными.

Мысль хорошая, но не для меня, на электричку могу опоздать.

Ок, это я немного погорячился. )

--- Добор поста---

К тому же высока вероятность того, что сработает закон Мэрфи, небо затянут тучи и часы будут бесполезны.

Да, вот в последние дни меня как раз посещали мысли, что мы тут весело так обсуждаем погрешности и градусы, в то время как солнца-то на улице и нет. )

мысли полностью сходятся. Вот тут писал, в конце поста

Ага, ок.

 

[nikolaych]

вышло, что например для широты Санкт-Петербурга (60.0) ошибка наклона циферблата на 10 градусов даёт ошибку определения азимута примерно 4 градуса в середине июня, и 2 градуса в середине апреля.

Ошибки небольшие, что вполне подтверждает мою мысль о том, что и летом при практическом ориентировании можно вполне обойтись без небесного экватора, при полном к нему уважении.:12:

Нет, не плавно.

Здравый смысл и элементарная логика не дают мне с этим согласиться. Или ты хочешь сказать, что на следующий день после осеннего равноденствия перед заходом Солнца циферблат часов нужно будет сразу повернуть горизонтально? А если не на следующий день, то какого числа конкретно?:11:

Поскольку ось вращения проходит через Восток-Запад, то во все дни, когда склонение отрицательное, во время захода солнца циферблат нужен горизонтальный.

Хотя, похоже, я понял причину твоего заблуждения. Ты, судя по всему, ставишь телегу впереди лошади. Когда мы начинаем поворачивать часы, мы не знаем направления Восток – Запад, и не привязываем ось поворота к этому направлению. Если бы мы это знали, то легко бы нашли и Север с Югом, и часы были бы не нужны.
Я уже упоминал, что

Ну и часы мне больше нравится поворачивать не для того, чтобы осветить циферблат, а для того, чтобы увидеть на нем тень от спички.

Поэтому я представляю себе процесс поворота часов так:

-В середине дуги между часовой стрелкой и делением циферблата, соответствующим времени истинного полдня ставим спичку перпендикулярно плоскости циферблата.

-Часы держим перед собой горизонтально, южным краем циферблата, т.е. соответствующим времени истинного полдня, от себя. Поворачиваемся вмести с ними так, чтобы тень от спички прошла через центр циферблата.

-Поднимаем южный край циферблата, следя за тем, чтобы тень от спички оставалась в центре циферблата, до тех пор, пока тень от спички не исчезнет.

-Тень исчезла, значит, перебор, чуть опускаем южный край циферблата, чтобы тень появилась снова.

-Если тень сместилась, поворачиваемся вместе с часами, не меняя угла наклона часов так, чтобы она проходила точно через центр циферблата.

В этот момент линия, проведенная от оси стрелок к делению циферблата, соответствующему истинному полдню, покажет направление на юг.

Примерно так я собирался описать процесс поворота циферблата на угол возвышения Солнца над горизонтом в момент кульминации. Но сразу не написал, т.к. пост с описанием этого способа ориентирования и так получился слишком длинным, да и время было позднее, а потом с тобой задискутировался.
Да и признаться, хотел вначале услышать каверзный вопрос, типа как я собираюсь узнать конкретный угол возвышения Солнца над горизонтом в момент кульминации, если он меняется от (90*- ф) – 23,5* до (90*- ф) + 23,5*???

Согласен, что, не смотря на то, что угол наклона циферблата будет большую часть дня приблизительно соответствовать углу возвышения Солнца над горизонтом в момент верхней кульминации, но всё же не абсолютно точно и не весь день. Поэтому процесс поворота часов вполне можно не считать поиском угла возвышения Солнца над горизонтом в момент кульминации, а просто ориентированием угла наклона циферблата по Солнцу.

Так вот, т.к. поворачивая часы для ориентирования угла наклона циферблата по Солнцу, мы не привязываем ось их вращения к направлению Восток – Запад, то и не надо будет их наклонять всё зимнее полугодие горизонтально,

Например летом в 5 часов вечера солнце уже на западе, и значит чтобы циферблат оказался неосвещенным солнцем, его придется наклонить больше чем на 90 градусов (вертикальный циферблат), что конечно совершенно лишнее.

а всё летнее вертикально в утренние и вечерние часы. Просто в это время будет несколько большее отклонение оси вращения часов от направления Восток – Запад, а значит и более значительная, чем днём погрешность в нахождении азимута. Впрочем, как ты пишешь небольшая.

Но это небольшая проблема - ошибки при этом получаются небольшие.

Хотя было бы интересно увидеть графики зависимости ошибки по азимуту от времени суток (светлого, разумеется) в разное время года.

Ну, а если подходить к вопросу с практической точки зрения, то ориентироваться во время захода Солнца вообще незачем. В это время нужно оборудовать ночлег и дрова для костра готовить.:12:

Поэтому пока мои пункты 4 и 4а остаются актуальными.

По пункту 4 я и не возражал, т.к. он ни чем не отличается от моей формулировки. Действие твоего пункта 4а я наоборот предлагаю расширить на весь год.
Но я всё-таки буду не освещать циферблат, а искать на нём тень от спички, потому, что именно она нужна для ориентирования.

 

[daybit]

Ошибки небольшие, что вполне подтверждает мою мысль о том, что и летом при практическом ориентировании можно вполне обойтись без небесного экватора, при полном к нему уважении.

Хых, ну уж нет, не это я пойти не могу. Летом без небесного экватора мы как раз и получим неприглядную картину, которую как раз хотели избежать.

Впрочем, если ошибки в 20 градусов не проблема, тогда всё ок. )

Здравый смысл и элементарная логика не дают мне с этим согласиться.

Здравая логика говорит тебе, что кратчайший путь из Москвы в Сидней стартует на юго-восток. А на самом деле - почти точно на Восток. Мы не привыкли мыслить сферическими координатами и проекциями.

Или ты хочешь сказать, что на следующий день после осеннего равноденствия перед заходом Солнца циферблат часов нужно будет сразу повернуть горизонтально?

Строго математически - да. Практически - ну всё не так строго.

А объясняется просто. Ведь солнце в "зимние" полгода садится и встаёт южнее линии Запад-Восток.

Согласен, что, не смотря на то, что угол наклона циферблата будет большую часть дня приблизительно соответствовать углу возвышения Солнца над горизонтом в момент верхней кульминации

Ну это ты уже сам с собой соглашаешься. ) Я-то про кульминацию вообще хочу забыть.

ориентироваться во время захода Солнца вообще незачем. В это время нужно оборудовать ночлег и дрова для костра готовить.

В этом плане да, всё упрощается. )

 

[nikolaych]

Хых, ну уж нет, не это я пойти не могу. Летом без небесного экватора мы как раз и получим неприглядную картину, которую как раз хотели избежать.

Ну, Иван, не можешь пойти, не ходи.:12: Дело то хозяйское... Только давай поконкретнее. Какую неприглядную картину мы хотели избежать? Зимой то мы вполне обошлись без небесного экватора.

Впрочем, если ошибки в 20 градусов не проблема, тогда всё ок. )

Ок или не ок, пока решить трудно, т.к. нет конкретности. Если я правильно понял, ты имеешь в виду ошибку по азимуту? Но почему именно 20*, а не 15* или 25*? В каких числах конкретно будет такая ошибка, и в котором часу, в полдень, на закате (восходе), или где-то между, или вообще весь день, или целый месяц, или вообще всю летнюю половину года? Ты какие-то расчёты сделал, или пишешь чисто от балды?:11:

Вот если бы ты построил график зависимости ошибки по азимуту от времени года на 1, 8, 15 и 22 число каждого месяца, как в твоем графике уравнения времени, который я в начале темы пиарил, или в графике высоты полуденного Солнца над горизонтом http://daybit.ru/solnechnye-chasy/vysota-poludennogo-solnca-nad-gorizontom-v-moskve.html. А так же графики зависимости ошибки от времени суток в разное время года, тогда можно было бы что то решить.

А пока попробую оценить возможную ошибку привычным для себя способом, т.е. с помощью здравого смысла и логики. Поправь, если в чём ошибаюсь, только поподробнее, чтобы даже мне, не привыкшему “мыслить сферическими координатами и проекциями”, было понятно.

Ты писал о небесном экваторе

Он очень даже при чём. ) Дело в том, что именно в этой плоскости земля крутится со скоростью 15 градусов в час. Любая другая плоскость даст проекцию этого вращения, и скорость будет уже отлична от 15 град/час (точнее, будет "плавать" вокруг 15 град/час в течение суток, причём плавать тем сильнее, чем сильнее вы отклоните свою плоскость от небесного экватора).

Если погрешность ориентирования по Солнцу и наклонённым часам будет зависеть от того, насколько плоскость циферблата часов отклонена от плоскости небесного экватора, значит, ошибка по азимуту 22 июня должна быть такая же, как и 22 декабря?:11: Ведь абсолютная величина отклонения плоскости циферблата часов, ориентированных по Солнцу, от плоскости небесного экватора в эти дни будет одинакова.

Чувствую, что сейчас напомнишь про сферические проекции. Поэтому введу ограничение, будем рассматривать погрешности в период дневного времени ближе к полдню, пока солнце ещё на южной половине небосвода и не пересекло линию Восток – Запад.

Пока вижу только два варианта.

1. Или летом вполне можно найти Юг по Солнцу и ориентированным на него часам с достаточной точностью, кроме утреннего и вечернего времени. Утром и вечером погрешность возрастет.

2. Или в твоих рассуждениях о небесном экваторе что-то не так, и вполне вероятно, что небесный экватор тут, т.е. в вопросе ориентирования по Солнцу и часам в умеренных широтах, вообще не при делах.

Выбери правильный вариант из двух предложенных, или обоснуй третий.

Строго математически - да. Практически - ну всё не так строго.

“Практика – критерий истины “(с). Если математика не совсем соответствует действительности, то вполне возможно, что ты выбрал неподходящую математическую модель.

Ну это ты уже сам с собой соглашаешься. )

Намекаешь, что “тихо сам с собою я веду беседу” (с) ?

Я-то про кульминацию вообще хочу забыть.

Про кульминацию вообще, или только про кульминацию Солнца?:11: Главное про само Солнце не забывай.

 

[daybit]

Зимой то мы вполне обошлись без небесного экватора.

Зима отличается от лета тем, что если мы поворачиваем циферблат так, чтобы солнце его осветило, то циферблат уже почти горизонтальный. И получившиеся направления проецируются на горизонтальную поверхность уже почти без дополнительных искажений. А летом, если мы будем задирать циферблат к солнцу, то потом все равно придётся полученные направления проецировать на горизонтальную поверхность, и погрешности будут больше.

Вот если бы ты построил график зависимости ошибки по азимуту от времени года

Графики построить я с ходу не сдюжил. У меня проекции в голове перемешались. ) Поэтому воспользовался всё той же трехмерной рисовалкой, в которую уже встроено солнце, покрутил в ней, и получил следующее.

Спойлер

60 с.ш. (Питер)
1 февр
9 часов (3 часа до полудня):
накл -30град (горизонтальн положение) -> 2.5град

1март
9 часов (3 часа до полудня):
накл -20град -> 0град (нет погрешности почему-то)
накл -30град (горизонт положение) -> 1град

1 апреля
9 часов (3 часа до полудня):
накл -10град -> погрешность 1 град
накл -20град -> 3град
накл -30град (горизонт положение) -> 5.5град

1 мая
6 часов (6 часов до полудня):
накл -10град -> погрешность 2.5град
накл -20град -> 4.5град
накл -30град (горизонт положение) -> 6.7град

накл +10град -> погрешность (по модулю) 3.5град (больше, чем для накл=-10град)
накл +20град -> 8град
накл +30град -> 14.5град

9 часов (3 часа до полудня):
накл -10град -> погрешность 3град
накл -20град -> 6град
накл -30град (горизонт положение) -> 10.5град

накл +10град -> погрешность (по модулю) 2град

1 июля
6 часов (6 часов до полудня):
накл -10град -> погрешность 5град
накл -20град -> 8град
накл -30град (горизонт положение) -> 11град

накл +10град -> погрешность 5град
накл +20град -> 12град
накл +30град -> 24град

9 часов (3 часа до полудня):
накл -10град -> погрешность 4град
накл -20град -> 9град
накл -30град (горизонт положение) -> 15град

накл +10град -> погрешность 3.5град
накл +20град -> 6.5град
накл +30град -> 8.5град

Закрыть

Сразу скажу, что поскольку цифры находил в полуручном режиме, то где-то могла закрасться ошибка. Но надеюсь что всё ок.


--- Добор поста---

Если погрешность ориентирования по Солнцу и наклонённым часам будет зависеть от того, насколько плоскость циферблата часов отклонена от плоскости небесного экватора, значит, ошибка по азимуту 22 июня должна быть такая же, как и 22 декабря?

Да, мыслишь правильно, но там в погрешность вносит вклад вторая проекция - на горизонтальную поверхность. А она разная для 22 декабря (когда циферблат почти горизонтален) и для 22 июня (когда он неприлично сильно наклонён).

летом вполне можно найти Юг по Солнцу и ориентированным на него часам с достаточной точностью, кроме утреннего и вечернего времени. Утром и вечером погрешность возрастет.

Ну собственно все проблемы да, возникают в удалении от полудня. С полуднем все просто.