Kalibrera - BRIS-sextant

En BRIS-sextant måste kalibreras för att vara användbar.

Kalibrering kan bland annat göras genom någon av de tre metoderna som beskrivs här.

För att kalibreringen ska bli optimal krävs en mycket solig och klar dag så att alla limbar kan observeras för alla sol-kopiorna i BRIS-sextanten. Då vissa kopior i BRIS-sextanten är mycket ljusvaga krävs en så stark sol som möjligt. För att få med de högsta möjliga observationerna krävs också att solen stiger så högt på himlen den aktuella dagen. Att kalibrera på sommaren i Sverige eller lite längre söderut på hösten och våren är därmed att rekommendera. Att kalibrera för långt söderut, exempelvis på ekvatorn, innebär troligen att det blir svårt att hinna med då solens höjd förändras så fort där på morgonen och eftermiddagen.

Kalibreringen tar cirka en halvdag att göra och därefter några timmar av beräkningar eller rättningar beroende på vilken kalibreringsmetod som använts. Gör därför gärna några kopior av kalibreringstabellen som backup.

Astronomisk navigation

http://www.astrononomisknavigation.se

För att kunna använda en BRIS-sextanten krävs kunskap i astronomisk navigation. Ett komplett utbildningsmaterial, även för självstudier, finns på denna hemsida;

Denna instruktion blir enklare att förstå i alla dess detaljer om man har grundläggande kunskaper i astronomisk navigation och då främst begreppen Deklination, GHA och LHA och hur dessa tas fram och justeras.

Kalibreringstips

För att göra kalibreringen så precis som möjligt rekommenderas att göra markeringar med en tuschpenna på BRIS-sextanten för att markera området där solkopiorna ska vara då observationerna görs. Därigenom görs observationerna alltid på samma plats i prisman och de olika optiska felen i prisman kan därigenom bortses ifrån då kalibreringen görs utifrån att felen då alltid är konstanta.

Med hjälp av en sextant / Mindre precis

Genom att fästa en BRIS-sextant på en sextant istället för dess teleskop kan BRIS-sextanten kalibreras gentemot skalan på sextanten.

Metoden ger en mindre precis kalibrering. Kalibreringsfelen finns främst i hur BRIS-sextanten fästs och med vilken precision solen observeras i BRIS-sextanten.

Metoden bygger på att man har tillgång till en sextant med inga eller så litet instrumentfel som möjligt. Teleskopet måste vara löstagbart vilket det sällan är på en plastsextant.

Håll/fäst BRIS-sextanten där teleskopet normalt sitter. Genom lite "trial and error" kan BRIS-sextanten hållas så reflektionerna kan simuleras genom att justera indexspegelns vinkel med indexarmen. Den faktiska vinkeln kan då avläsas på skalan på sextanten.

Den riktigt stora fördelen med denna metoden är att den kan göras var som helst. Det enda som krävs är att solen lyser starkt på himlen. Den kan också göras "snabbt" då man inte behöver vänta på att solen stiger/sjunker.

Med hjälp av en sextant / Mer precis

Denna metod förutsätter att man är två personer som befinner sig på samma plats samt att man har tillgång till en sextant. Metoden kräver inga beräkningar eller tabeller.

Metoden ger en tämligen precis kalibreringen. Kalibreringsfelen finns främst i med vilken precision observationerna görs i BRIS-sextanten och sextanten.

• Person 1 observerar solen i BRIS-sextanten.
• Person 2 observerar solen i en sextant.
• Då person 1 observerar att solen inom kort kommer att ligga på lower-limb, center-limb eller upper-limb förvarnar person 1 person 2.
• Person 2 börjar då observera solen för att vara beredd att läsa av den observerade höjden då person 1 säger "NU!".
• Då person 1 observerar att solen är exakt på den aktuella limben säger den "NU!" till person 2.
• Person 2 läser av aktuell observerad höjd på sextanten.
• Den observerade höjden noteras tillsammans med vilken av sol-kopiorna i BRIS-sextanten och vilken limb som var aktuell.
• Därefter görs metoden om och om igen för alla limbar för alla sol-kopior i BRIS-sextanten. Med åtta sol-kopior och tre limbar (upper, center och lower) för varje ger det 8x3 = 24 observationer/kalibreringar. En kontroll av kalibreringen kan göras på eftermiddagen då solen går ner igen och passerar alla limbar igen.

I efterhand kan om så önskas de med sextanten observerade höjderna rättas på sedvanligt vis från Hs till Ht. Då ger en ännu mer exakt kalibreringstabell för BRIS-sextanten. Sådan rättning förutsätter att man har tillgång till rättningstabeller och kunskap i hur rättar en observerad sextanthöjd (Hs) till sanna höjden (Ht). Görs inte denna rättning kan det antas att kalibreringen är cirka ±15' fel vilket ger motsvarande i distansminuter ytterligare fel vid positionsbestämningen.

Med hjälp av en klocka / Mest precis

Denna metoden kräver en exakt klocka ställd att visa UTC-tid och att positionen där kalibreringen görs är känd. Att använda en GNSS-mottagare som ger både en exakt tid och en exakt position är att föredra. Metoden blir enklare och exaktare om man är två som hjälps åt men går att göra på en person också.

Metoden ger en mycket precis kalibreringen (om den utförs med stor precision). Kalibreringsfelen ligger enbart i med vilken precision solen observeras i BRIS-sextanten och möjligen i klockfel och beräkningsfel (men de är enkla att eliminera).

• Person 1 observera solen i BRIS-sextanten och förvarnar person 2, som är klock-ansvarig, strax innan solen når till en limb.
• Då person 1 observerar att solen är exakt på den aktuella limben säger den "NU!" till person 2.
• Person 2 som tittar på klockan läser av den exakt tiden på sekunden när och noterar ner den ihop med vilken sol-kopia och vilken limb det är. Notera gärna sekundavläsningen först då det är sekunderna som räknas upp snabbast.
• Metoden repeteras för alla limbar och sol-kopior.

När alla observationer är gjorda ska tiderna i kombination med positionen räknas om till vilken höjd solen hade vid just den tidpunkten på den aktuella positionen.

För detta krävs även tillgång till en aktuell nautikalalmanacka där deklinationen och GHA kan avläsas för aktuell dag.

• För varje observerad limb ska deklinationen i tabellen för aktuell timme rättas utifrån den exakta tiden för den observationen. DEC ± CorrDEC = DECt (sanna deklinationen). CorrDEC läses av i nautikalalmanackan. DECt konverteras därefter till ett decimaltal.
• GHA läses av i tabellen för aktuell timma och rättas utifrån den exakta tiden för den observationen. GHA + CorrGHA = GHAt (sanna GHA). CorrGHA erhålls ur Increments & Corrections-tabellen (I&C).
• LHAt (sanna LHA) beräknas baserat på aktuell longitud och GHAt. GHAt ± LONG = LHAt. Då LONG är E/Ostlig ska värdena adderas. Då LONG är W/Västlig ska värdena subtraheras.
• Aktuell LAT (latitud) räknas om till ett decimalt värde. Exempelvis 57.735495 för latituden N57°44.130' (Skagens gamla fyr).
• Därefter kan Ht (sanna höjden) beräknas med formeln;

Ht = arcsin( cos LAT x cos DECt x cos LHAt + sin LAT * sin DECt )

Exempelberäkning för en observerad tid

• UTC-tid: 13:05:24, 2000-06-11.
• LAT: N57°44.130' / 57.735495° (Skagens gamla fyr).
• LONG: E010°37.810' / 10.630174° (Skagens gamla fyr).
• DEC: 27°07,5' (2000-06-11 13:00), d=+0,1'.
• GHA: 15°04,5' (2000-06-11 13:00).
• CorrDEC: d=0,1' => CorrDEC=0,0' (ur I&C-tabellen).
• CorrGHA: Minut 5, sekunder 24 => CorrGHA=1°21,0'.
• DECt: 27°07,5' + 0,0 = 27°07,5' = 26,1250°.
• GHAt: 15°04,5' + 1°21,0' = 15°25,5'.
• LHAt: 15°25,5' + E010°37,810' = 26°03,310' = 26,0552°.

Ht = arcsin( cos(LAT 57.735495°) * cos(DECt 26,1250°) * cos(LHAt 26,0552°) +
             sin(LAT 57.735495°) * sin(DECt 26,1250°) )

Ht = 53,40998° = 53°24,6'

I Excel ser beräkningen ut så här;

= ARCSIN( COS(57,735495*PI()/180) * COS(26,125*PI()/180) * COS(26,0552*PI()/180) +
          SIN(57,735495*PI()/180) * SIN(26,125*PI()/180) ) * 360/(2*PI())

= 53,40998°

Svaret 53,40998° räknas om till grader och minuter genom att multiplicera decimalerna med 60.

0,40998 * 60 = 24,6'. 

Anledning till alla "*PI()/180" och "*360/(2*PI())" är för att Excel räknar med radianer och inte grader. Därför måste alla grad-tal omvandlas först till radianer "(PI()/180)" och därefter ska svaret omvandlas till grader "(*360/(2*PI())".

Formulär

Formuläret nedan kan används som grund för en kalibrering;