Astronomische Navigation

Prinzip der Standortbestimmung

Die Messung eines Höhenwinkels liefert stets eine Standlinie in Form eines Kreises um das gemessene Objekt. Zur Veranschaulichung betrachten wir in diesem Zusammenhang die Höhenwinkelmessung in der terrestrischen Navigation.

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Alle Beobachter, die einen Leuchtturm der Höhe h von dessen Fuß bis zur Spitze unter dem selben Höhenwinkel n beobachten, befinden sich auf einem Kreis mit dem Radius e um den Leuchtturm:

e\approx \frac{13}{7}\cdot {\frac{h[m]}{n[\text{{ ' }}]}}\ [\mathit{sm}]

In der astronomischen Navigation ist es dabei nicht viel anders.

Der Bildpunkt eines Gestirns ist der Punkt auf der Erdoberfläche, in dem die Verbindungslinie Gestirnmittelpunkt – Erdmittelpunkt die Erdoberfläche durchstößt. Dieser Punkt ist nicht konstant sondern bewegt sich aufgrund der Eigenrotation der Erde entgegen der Erddrehrichtung. Bei der Sonne muss zusätzlich die Bewegung der Erde um die Sonne berücksichtigt werden, bei Mond und Planeten deren Eigenbewegung. Die Lage dieses Bildpunktes wird wie bei den Erdkoordinaten als Winkel angegeben:

  • Breitenabweichung (bzw. Deklination) von der Äquatorebene jeweils von 0° bis 90° N bzw. S und
  • Längengrad ab Nullmeridian (Greenwicher Meridian) von 0° bis 360° in westliche Richtung.

Die Lage dieses Bildpunktes kann entweder für jedes Gestirn per Programm errechnet oder sekundengenau aus dem Nautischen Jahrbuch entnommen werden. Nun ist es auch hier so, dass alle Beobachter, die ein Gestirn unter einem bestimmten Höhenwinkel sehen, auf einem Kreis rund um den Bildpunkt des Gestirns stehen.

Höhengleiche

Dieser Kreis wird „Höhengleiche“ genannt.

Wer zwei Gestirne gleichzeitig beobachten kann (z.B. Sonne und Mond oder Sterne/Planeten in der Dämmerung) kann ähnlich wie bei der Kreuzpeilung zwei Kreisstandlinien ermitteln; in einem der zwei Kreuzungspunkte steht er dann.

Schnitt zweier Höhengleichen

Wer keine zwei Gestirne zur Auswahl hat, sondern nur die Sonne, misst die Sonne zu unterschiedlichen Zeiten; denn sie verändert ihren Bildpunkt ja ziemlich schnell. Es wird also klar, eine Sextantmessung liefert auch nur eine Standlinie. Da diese Standlinie das Segment eines Kreises um den Bildpunkt ist, kann man sagen, dass eine Sextantmessung eine Standlinie liefert, die vom Beobachter senkrecht zur Richtung des Gestirns verläuft.

Höhenstandlinie