ZONSHOOGTE CORRECTIES

Correcties

De gemeten waarden met een sextant zijn niet altijd de exacte waarden. Allereerst kan er sprake zijn van een instrumentfout ofwel indexfout, afwijkingen in de gemeten waarden als gevolg van afwijkingen in het instrument, zoals de afstelling van de spiegels, het glas van het vizier, slijtage en speling van het mechaniek. Maar er zijn ook invloeden en afwijkingen die liggen buiten het instrument of de gebruiker van het sextant. Het zijn factoren die bij de metingen gecorrigeerd kunnen worden om tot een nauwkeuriger resultaat te komen. Altijd goed om te weten: in de astronomische navigatie meten we met astronomische afstanden zoals die van de onbereikbare zon en hemellichamen op lichtjaren afstand bij ons vandaan. En al doen we alsof de aarde een perfecte bolvorm is, de aarde is verre van dat. En dan toch kunnen komen tot een nauwkeurig resultaat!

Kimverheffing

Er zijn meteorologische omstandigheden waarbij het lijkt alsof de waarnemer achter de horizon kan zien, of dat er meerdere horizonnen boven elkaar zichtbaar zijn. Soms ook zijn schepen op of achter de horizon ondersteboven gespiegeld of zijn weerspiegelingen boven elkaar gestapeld zichtbaar. Dit fenomeen wordt ‘kimverheffing’ en kan zich voordoen bij een relatief hoge atmosferische luchtdruk, vooral bij helder weer. Op de foto hieronder is Ameland te zien vanaf de Friese Waddenzeedijk. Onder ‘normale’ omstandigheden is van Ameland slechts een strook land aan de horizon te zien. Maar hier lijkt de kust van Ameland voorzien van ‘krijtrotsen’ of een zware branding. Niets is minder waar, schijn bedriegt. Het zijn luchtspiegelingen die Ameland boven de horizon uittillen.

Het Friese Wad met aan de horizon Ameland, onderhevig aan het gezichtsbedrog van luchtspiegeling ofwel ‘kimverheffing’

Ware Kimduiking

Bij de hoogtemeting zal de ‘ooghoogte’ van de waarnemer zich per definitie hoger bevinden dan de zeespiegel. Een hoogtemeting vanaf het wateroppervlak is in theorie alleen denkbaar ‘zittende op de bodem van een vlot’. En dan nog zal het oog van de waarnemer zich zo’n halve meter boven het wateroppervlak bevinden. Het andere uiterste is het zeeschip waarvan het brugdek vier, vijf of zes dekken boven het hoofddoek bevindt. Dat zou zomaar een hoogte van de waarnemer van 20 meter boven het wateroppervlak kunnen zijn. Bij een zeiljacht van rond de negen meter zal de ooghoogte van de Aangenomen Waarnemer ongeveer anderhalf a twee meter kunnen zijn. Waarbij de horizon of kim in meer of mindere mate vanwege de ronding van de aardbol lager waargenomen zal worden, genoemd de ‘kimduiking’. Als correctie voor de kimduiking kunnen de onderstaande waarden worden gehanteerd.

Waarnemen van de kim, afhankelijk van hoogte van het object en de ooghoogte van de waarnemer

Schijnbare Kimduiking

Bij het waarnemen van de horizon door een Aangenomen Waarnemer is er ook sprake van het verschijnsel  ‘refractie’ resulterend in een schijnbare kimduiking, de tegengestelde waarneming van kimverheffing. De waarneming van een object of van de kim buigt als het ware met het aardoppervlak mee, de ‘refractie’ welke gecorrigeerd dient te worden bij de hoogteberekening van een hemellichaam.

Ooghoogtecorrectie

Wanneer het oog van een waarnemer zich op het aardoppervlak zou bevinden (zoals Aangenomen Waarnemer 1), dan zou er geen correctie plaats hoeven vinden. De schijnbare horizon bevindt zich dan voor de Waarnemer op het vlak van 0°. In de praktijk doet zich dit niet voor, zelfs al zou de Aangenomen Waarnemer 1 zich bevinden in een sloep, zittende dop een doft, dan al zal het oog van de waarnemer al minstens een meter boven het wateroppervlak bevinden. Wanneer de waarnemer zich op de brug van een zeeschip zou bevinden (zoals Aangenomen Waarnemer 2) kan er sprake zijn van tien meter of meer boven het wateroppervlak. Dit vraagt een Ooghoogtecorrectie welke bij de gemeten Zons- of Sterhoogte in mindering moet worden gebracht.

Ooghoogtecorrectie ofwel ‘DIP’

 

Dip correctie (ooghoogte en kimrefractie)

5 voet / 1,5 meter correctie 2′
10 voet / 3 meter correctie 3′
15 voet / 4,5 meter correctie 4′
25 voet / 7,5 meter correctie 5′
40 voet / 12 meter correctie 6′

BRON: David Master Sextants Mark 15 Mark 25

Parallax Correctie

Een Aangenomen Waarnemer meet de hoek tussen een hemellichaam en de Schijnbare Horizon. De Ware Horizon snijdt het Middelpunt van zowel de Aarde als het hemellichaam. Hieruit volgt dat de lijn van de Aangenomen Waarnemer naar het Middelpunt van een hemellichaam niet parallel loopt met de lijn van het Middelpunt van de Aarde naar dat hemellichaam. Hoe meer een hemellichaam in het Zenith van de Aangenomen Waarnemer staat, hoe geringer de afwijking. Een toegepaste correctie op de Parallax levert een nauwkeuriger hoogtemeting op.

Parallax Correctie

Halve Middellijn

Bij de hoogtemeting van de zon met het sextant wordt normaliter de onderrand van de zon ‘op de horizon’ gezet. Maar uit onderstaande tekening blijkt dat daar een correctie nodig is: een nauwkeurige bepaling van Hw gaat uit van het middelpunt van de zon naar het middelpunt Mp van de aarde. Een mogelijkheid is het doen van twee metingen, een Hg van de bovenrand en een Hg van de onderrand. Het verschil van deze twee gedeeld door twee levert Hw op. Een minder nauwkeurige methode is de zon middelen op de evenaar door het vizier van de sextant. Een derde methode is het raadplegen van de Nautical Almanak waar de Semi Diameter SD per datum staat aangegeven.

Het meten van de Halve Middellijn van de zon

Refractie

Wanneer de stralen van de zon de atmosfeer van de Aarde binnentreden worden deze in de richting van het Aardoppervlak afgebogen, de Refractie genoemd. Een Aangenomen Waarnemer ziet de zon onder een bepaalde hoek maar in werkelijkheid staat de zon op een andere hoogte dan de waargenomen hoogte. Recht boven de Aardse Projectie of Geografische Projectie van de zon is de Refractie minimaal, de zonnestralen bereiken het Aardoppervlak in een rechte lijn. Bij het opklimmen of dalen achter de Schijnbare Horizon van de Waarnemer is de Refractie het grootst, de zonnestralen leggen de langste weg af naar de Aangenomen Waarnemer. Een Hoogtemeting van een hemellichaam lager dan 25° is dan ook niet betrouwbaar voor de Astronomische Navigatie.

Refractie

Indexfout of instrumentfout

In een meetinstrument zoals een sextant kunnen zich afwijkingen voordoen: de horizon- en indexspiegel die afwijkingen kunnen hebben, speling op de indexarm of in het schroefdraad van de micrometer, het instrument kan gevallen of gestoten zijn en ogenschijnlijk in orde zijn maar desondanks niet meer zuiver. Verandering van temperatuur kan van invloed zijn, in de tropen of in arctische gebieden, kortom, wanneer de afwijkingen bekend zijn kunnen en horen deze verrekend te worden onder de noemer ‘indexfout’ of ‘instrumentfout’ om tot een zo correct mogelijke gemeten hoogte te komen.

Zonsgegevens 2021 klik hier

Ga naar Nautische Almanak

Stellen van spiegels van sextant

Klik op afbeelding en ga naar Geografisch coördinatenstelcel

Disclaimer

De bovenstande uitleg en benaderingen zijn zo betrouwbaar mogelijk uitgelegd maar geven geen garantie op een veilige navigatie ter land, ter zee of in de lucht of het slagen voor een examen. Het bovenstaande is uitsluitend bedoeld om het begrip van en de belangstelling voor de navigatie te verbreden.