Etude théorique de quelques problèmes de navigation
par
Ghislain de FROMENT

 
 
Problème 1 : Plusieurs amers relèvent un même mobile
On considére qu'un amer a, de longitude Ga et de latitude La, observe un mobile au relévement vrai Za. Ce mobile se trouve sur le grand cercle perpendiculaire au vecteur :

Ua = -sin(Ga).cos(Za)-cos(Ga).sin(La).sin(Za)

Va = cos(Ga).cos(Za)-sin(Ga).sin(La).sin(Za)

Wa = cos(La).sin(Za)

Théoriquement, il suffit de deux amers a et b pour obtenir la position du mobile :
X = Va.Wb - Wa.Vb

Y = Wa.Ub - Ua.Wb

Z = Ua.Vb - Va.Ub

Il importe de normaliser le vecteur obtenu (X.X+Y.Y+Z.Z=1).

Pratiquement, pour pallier aux erreurs possibles sur les relévements, il importe de prendre au moins trois amers, et de prendre la position moyenne.

Par cette méthode, on peut, théoriquement, obtenir deux points aux antipodes l'un de l'autre : il devrait cependant être facile de lever le doute.

 
 
Problème 2 : Point par plusieurs hauteurs d'étoiles
Le problème consiste, ayant observé au sextant ou au théodolite diverses étoiles de positions connues, à déterminer la position de l'observateur, soit :

X = cos(G).cos(L)

Y = sin(G).cos(L)

Z = sin(L)

On commence par réduire chaque observation par :
a) Calcul de l'heure sidérale au méridien origine pour l'instant de l'observation : Ti;

b) Réduction de la position de l'étoile pour l'instant de l'observation : Ai, Di;

c) Obtention de la hauteur vraie de l'étoile, par correction de la réfraction et de l'erreur instrumentale, soit : Hi;

On calcule ensuite les quantités :
Ui = cos(Ti-Ai).cos(Di)

Vi = sin(Ti-Ai).cos(Di)

Wi = sin(Di)

Ti = sin(Hi)

Si l'on dispose d'au moins 3 observations, on pose :
 
  S Ui.Ui S Ui.Vi S Ui.Wi 
Mat = S Ui.Vi  S Vi.Vi S Vi.Wi 
  S Ui.Wi S Vi.Wi S Wi.Wi
Vc = ( S Ui.Ti S Vi.Ti S Wi.Ti )

Pour obtenir la position cherchée, on inverse la matrice Mat, et on multiplie le résultat par le vecteur Vc.

Dans les deux problémes, une critique raisonnable des données par rapport aux résultats obtenus est souhaitable.

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