Sextant (navigatie)
Een sextant en octant zijn nautische navigatieinstrumenten waarmee de verticale hoek tussen een hemellichaam en de horizon wordt gemeten. Als de verticale hoek, de datum en het tijdstip van de dag bekend zijn, kan de meridiaan worden berekend, dus de positie in noord-zuidrichting op het aardoppervlak.
.jpg)
De meest nauwkeurige bepaling verkrijgt men door de zon te schieten tijdens zijn culminatie, om 12:00 uur zonnetijd, wanneer de zon zijn hoogste punt heeft bereikt. Een andere bepaling, de poolshoogte wordt genomen door de hoogte van de poolster te meten, hiervoor is de exacte tijd niet van belang en wordt (bij benadering) meteen de breedtegraad van de waarnemer bepaald.
Twee verschillende personen vonden rond 1730 onafhankelijk van elkaar de sextant uit: John Hadley (1682-1744), een Engelse wiskundige, en Thomas Godfrey (1704-1749), een Amerikaanse uitvinder.
Vanwege zijn grotere nauwkeurigheid heeft de sextant de jakobsstaf en het astrolabium vervangen.
Sextant en octant
De benaming sextant geeft aan dat de gradenboog van dit instrument een zesde deel van een cirkel beslaat, dus 60°. Octant verwijst naar acht, dus naar een gradenboog die 45 graden beslaat, 1/8 deel van een cirkel. De octant was tot 1767 in gebruik en werd daarna snel vervangen door de sextant.
Omdat er met spiegels gewerkt wordt, is de schaal op de gebogen rand van de octant in 90 graden en bij een sextant in 120 graden verdeeld. Met behulp van de nonius die op de beweegbare arm is bevestigd kan tot op tienden van graden nauwkeurig de hoek tussen horizon en (rand van) een hemellichaam bepaald worden.
De sextant bestaat uit:
- gradenboog met stelschroef en micrometer of nonius
- twee spiegels, waarvan een op de beweegbare arm
- klapbare grijsfilters om verblinding van het oog door de zon te voorkomen
- oculair.
Fouten en correcties van de sextant
De excentriciteitsfout
Als het draaipunt van de alidade niet overeenkomt met het geometrisch centrum van de gradenboog, is er sprake van een excentriciteitsfout. De resulterende correctie is niet constant en hangt af van de gemeten hoek. De excentriciteitsfout wordt door de fabrikant vastgesteld. Deze levert dan samen met de sextant een certificaat waarop men de nodige correcties kan terugvinden.
De indexfout
De indexfout is een combinatie van de spiegelparallax en van de collimatiefout en moet bepaald worden voorafgaand aan elk gebruik van de sextant. Zolang de indexfout kleiner is dan drie minuten zal men ze opnemen in de berekeningen. Als de indexfout te groot wordt, zal men de sextant opnieuw moeten afstellen.
De spiegelparallax
Als de alidade van de sextant op 00°00' staat, moeten de twee spiegels evenwijdig zijn. Als dat niet het geval is, heeft men een fout (de spiegelparallax). Die is gelijk aan de hoek waaronder, vanuit het object, de spiegels worden gezien. Bij het waarnemen van een object (zon, ster) op grote afstand is deze fout bijna te verwaarlozen.
De collimatiefout
De collimatiefout is de aflezing van de sextant bij een evenwijdige spiegelstand. Het is een vaste fout bij elke meting en om deze fout te bepalen moet men een object op grote afstand waarnemen (dan is de spiegelparallax te verwaarlozen). Om de collimatiefout vast te stellen zet men de alidade op 00°00'. Als het rechtstreekse beeld van de horizon niet in het verlengde van het weerkaatste beeld van de horizon ligt, draait men aan de stelknop tot ze wel in elkaars verlengde liggen. De aflezing daarop duidt de collimatiefout aan.
Andere fouten van de sextant
De sextant wordt soms beïnvloed door andere fouten die door de gebruiker niet gecontroleerd noch verbeterd kunnen worden:
- Fouten in de verdeling van de gradenboog, op trommel met micrometerschroef of op de noniusboog.
- Vervorming van de optische oppervlakken van de spiegels.
- Constructiefout van de kijker (telescoop)
Fouten van de gebruiker
Bepaalde handelingen van de gebruiker kunnen ook de nauwkeurigheid van de metingen aantasten.
- Hoekfout te wijten aan:
- een gebrek aan ervaring van de gebruiker - een onduidelijke horizon - de helderheid van de hemel - de weersomstandigheden (het rollen en stampen van het schip).
- Tijdfout: de meting met de sextant moet altijd rusten op een gesynchroniseerde opname van het exacte tijdstip van de meting.
- Fout in de gegiste positie op het ogenblik van de meting met de sextant.
Correcties
De ware hoogte (hw) is gelijk aan de gemeten hoogte (hi) verbeterd door een aantal correcties, namelijk de instrumentale correctie (ic) en een aantal parameters die afhankelijk zijn van de hoogte van de waarnemer boven het zeeoppervlak, van de astronomische refractie en van het waargenomen hemellichaam (zon, maan, planeet, ster) De instrumentale correctie hangt af van de excentriciteitsfout en van de indexfout. De correctie voor de excentriciteit (e) vindt men terug op het bijhorend certificaat van de fabrikant. De indexcorrectie (i) is afhankelijk van de indexfout.
Zie ook
Bronnen, noten en/of referenties
Literatuur
|
 |
Zie de categorie Sextants van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp. |
|
Zie de categorie Octants van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp. |