La longitud por cronómetro es un método, en navegación , de determinar la longitud mediante un cronómetro marino , que fue desarrollado por John Harrison durante la primera mitad del siglo XVIII. Es un método astronómico para calcular la longitud en la que una línea de posición, trazada a partir de una visión mediante sextante de cualquier cuerpo celeste, cruza la latitud supuesta por el observador. [1] Para calcular la línea de posición, se debe conocer el tiempo de la visión para que la posición celeste, es decir, el ángulo horario de Greenwich (longitud celeste, medida en dirección oeste desde Greenwich ) y la declinación (latitud celeste, medida al norte o al sur del ecuador ecuacional o celeste), del cuerpo celeste observado. Todo lo que se puede derivar de una sola visión es una única línea de posición, que se puede alcanzar en cualquier momento durante el día cuando tanto el horizonte del mar como el sol son visibles. Para lograr una solución, más de un cuerpo celeste y el horizonte marino deben ser visibles. Por lo general, esto sólo es posible al amanecer y al anochecer.
Con un sextante se mide el ángulo entre el horizonte marino y el cuerpo celeste y se anota la hora. La lectura del sextante se conoce como "altitud del sextante". Esto se corrige mediante el uso de tablas a una 'altitud real'. La declinación real y el ángulo horario del cuerpo celeste se obtienen de las tablas astronómicas para el momento de la medición y, junto con la "altitud real", se expresan en una fórmula con la latitud supuesta. Esta fórmula calcula el 'ángulo horario real' que se compara con la longitud supuesta y proporciona una corrección a la longitud supuesta. Esta corrección se aplica a la posición supuesta de modo que se pueda trazar una línea de posición a través de la latitud supuesta en la longitud corregida a 90° con respecto al acimut (rumbo) del cuerpo celeste. La posición del observador está en algún lugar a lo largo de la línea de posición, no necesariamente en la longitud encontrada en la latitud supuesta. Si se toman dos o más vistas o mediciones con unos pocos minutos de diferencia entre sí, se puede obtener una "fijación" y determinar la posición del observador como el punto donde se cruzan las líneas de posición.
El acimut (rumbo) del cuerpo celeste también se determina mediante el uso de tablas astronómicas y para las cuales también se debe conocer la hora.
De esto se desprende que un navegante necesitará conocer la hora con mucha precisión para poder conocer con la misma precisión la posición del cuerpo celeste observado. La posición del sol se da en grados y minutos al norte o sur del ecuador ecuacional o celeste y al este u oeste de Greenwich, establecido por los ingleses como primer meridiano.
La desesperada necesidad de un cronómetro preciso finalmente se cumplió a mediados del siglo XVIII, cuando un inglés, John Harrison , produjo una serie de cronómetros que culminaron en su célebre modelo H-4, que satisfacía los requisitos de un cronómetro estándar a bordo.
Muchas naciones, como Francia, han propuesto sus propias longitudes de referencia como estándar, aunque los navegantes del mundo generalmente han llegado a aceptar las longitudes de referencia tabuladas por los británicos. La longitud de referencia adoptada por los británicos se conoció como primer meridiano y ahora es aceptada por la mayoría de las naciones como punto de partida para todas las mediciones de longitud. El primer meridiano de longitud cero grados corre a lo largo del meridiano que pasa por el Observatorio Real de Greenwich, Inglaterra. La longitud se mide al este y al oeste desde el primer meridiano. Para determinar la "longitud por cronómetro", un navegante necesita un cronómetro ajustado a la hora local en el primer meridiano. La hora local en el primer meridiano históricamente se ha llamado hora media de Greenwich (GMT), pero ahora, debido a sensibilidades internacionales, ha pasado a llamarse hora universal coordinada (UTC) y se la conoce coloquialmente como "hora zulú".
Las miras del mediodía obtienen la latitud del observador. Es imposible determinar la longitud con una precisión superior a 10 millas náuticas (19 km) mediante una mira del mediodía sin técnicas de promediado. Una vista del mediodía se llama altitud del meridiano. [2] Si bien es muy fácil determinar la latitud del observador al mediodía sin saber la hora exacta, la longitud no se puede medir con precisión al mediodía. Al mediodía el cambio de altitud del sol es muy lento, por lo que determinar el momento exacto en que el sol está en su punto más alto mediante observación directa es imposible y, por lo tanto, es imposible obtener una longitud precisa en el momento de culminación. Sin embargo, es posible determinar el tiempo de culminación de la longitud con una precisión útil realizando un tiempo medio de observación cuando el sol está en ascenso y descenso antes y después de su momento de culminación. Tomando una lectura del sextante entre 15 y 30 minutos antes del mediodía local (culminación) y anotando la hora, luego dejando el sextante en el mismo ángulo y posteriormente observando el momento en el que el sol pasa a través del tubo de visión en su descenso. desde su altitud más alta entre media hora y una hora más tarde, se pueden promediar los dos tiempos para obtener una longitud suficientemente precisa para la navegación (dentro de 2 millas náuticas [3,7 km]). [3]
Desafortunadamente, la Tierra no sigue una órbita circular perfecta alrededor del Sol. Debido a la naturaleza elíptica de la órbita de la Tierra alrededor del Sol, la velocidad de la órbita aparente del Sol alrededor de la Tierra varía a lo largo del año y eso hace que parezca acelerarse y desacelerarse muy ligeramente. En consecuencia, el mediodía en el primer meridiano rara vez coincide exactamente con las 12:00 UTC, sino que ocurre algunos minutos y segundos antes o después de esa hora cada día. Esta ligera variación diaria ha sido calculada y figura para cada día del año en el Almanaque Náutico [4] bajo el título de Ecuación del tiempo . Esta variación debe sumarse o restarse del UTC del mediodía aparente local para mejorar la precisión del cálculo. El uso de la corrección de la ecuación de tiempo junto con el tiempo promedio de las vistas ascendentes/descendentes del mediodía puede dar como resultado precisiones de 1 milla náutica (1,9 km) o menos. Sin promediar el tiempo, las dificultades para determinar el momento exacto del mediodía local debido al aplanamiento del arco del Sol en el cielo reducen la precisión del cálculo. Los navegantes también utilizan otros métodos de navegación celeste que implican un uso más amplio tanto del almanaque náutico como de las tablas de reducción de miras en distintos momentos del día para lecturas longitudinales dentro de 1 milla náutica (1,9 km).
Esto sólo calcula una longitud en la latitud supuesta, aunque se puede dibujar una línea de posición. El observador se encuentra en algún punto de la línea de posición.
La vista del tiempo es un método general para determinar la longitud mediante observaciones celestes utilizando un cronómetro; estas observaciones se reducen resolviendo el triángulo de navegación para el ángulo del meridiano y requieren valores conocidos de altitud, latitud y declinación; el ángulo del meridiano se convierte al ángulo horario local y se compara con el ángulo horario de Greenwich.
Si δ es la declinación del cuerpo celeste observado y Ho es su altitud observada, el ángulo horario local, LHA, se obtiene para una latitud conocida B mediante:
La vista de hora era un complemento de la vista de mediodía o de latitud de Polaris para obtener una posición.
