Astronomie practic - știință foarte ciudat. (! Practic, în toate elementele sale) Spre deosebire de multe alte discipline științifice, este consacrată deciziei, de fapt, o singură sarcină: găsirea coordonatele geografice ale poziției observatorului prin măsurarea pozițiile corpurilor cerești. Este posibil, desigur, formularea inversă a problemei: cunoscute coordonatele geografice ale observatorului pentru a determina poziția unui astru pe cer. Problema directă - baza de elementele de bază de navigare astronomice, știință aplicată, fără cunoștința care nu va fi lansat într-un singur zbor de căpitan pe mare sau aeronave navigator (chiar și în epoca modernă a altor sisteme de comunicații prin satelit GPS și!). Soluția problemei inverse - exact ceea ce fac procesoarele în sistemele de control ale telescoape moderne - cum ar fi telescoape pentru amatori cu sistem automat de indicare GOTO. Deci, să ne formulăm sarcina principală încă o dată un pic mai în detaliu:
Având în vedere: local / Ora universală și coordonatele cerești (declinație și înălțarea / unghi oră dreapta stele) de unul sau mai multe corpuri de iluminat.
Obiectiv: coordonatele cunoscute ale luminii vizibile (azimut și altitudine) sau mai multe corpuri inaltimile determină coordonatele geografice ale locului de observare (latitudine și longitudine); sau, dimpotrivă, cunoscute coordonatele geografice pentru a determina poziția luminii vizibile pe cer.
Sfera Celesta Observer noapte cerul reprezentat sub forma unei sfere imaginare gigant, suprafața interioară a cărei „fixe“ stele, planete și alte corpuri de iluminat. Observatorul se află în același plan, în centrul sferei. O astfel de înțelegere a structurii lumii, fără îndoială, este naiv, dar a fost folosit cu succes de către omenire timp de mii de ani, și a fost atent elaborat de către astronomii din antichitate. În astronomie practică sfera cerească este folosit pentru această zi, în calitate de observator, la fel ca vechii astronomi, măsuri doar poziții vizibile ale corpurilor cerești și nu poziția lor adevărată în spațiu. Poziția aparentă a luminii pe cer, este definit de sistemul de coordonate orizontal. În acest sistem, observatorul este centrul unei sfere tubulare imaginar diametru infinit, sau sfera cerească. disecat în două plane orizont geocentric. Înălțime (h) lumina se numește unghiul vertical între orizont și direcția liniei de vedere la o lumină aleasă: în intervalul de la 0 ° până la + 90 °. Dacă lumina este situată deasupra orizontului, și anume, aparent. și de la 0 ° până la - 90 °. Când lumina este sub orizont (invizibil). distanța Zenith (z) va fi numit distanța unghiulară dintre direcția astru și zenitul (Z). un punct imaginar situat vertical deasupra capului observatorului. distanța Zenith măsurată în intervalul de la 0 ° la 180 °. Vârful sferei cerești, opusă zenit se numește nadir (Z“, z = 180 °). Previzibil, h și z unghiurile se completează reciproc la un unghi drept, adică, h + z = 90 °. Adevaratul Azimutul Az se numește unghiul orizontal între direcția corp ceresc și geografic (adică, adevărat) Nord punctul N, numărate sensul acelor de ceasornic de la 0 ° la 360 °.
Linia orizontului și variantele sale
De la un curs de geografie școală (sau cărți despre omul vechi Hottabych) știm cu toții definiția clasică a „orizontul se numește linia imaginară la care cerul este mărginit de suprafața Pământului.“ În orizontul practic astronomie este de o mare importanță - mai ales pentru că este de la linia de orizont se măsoară înălțimea luminii (de exemplu, folosind goniometric sextant sau alt instrument). Cu toate acestea, în contrast cu geografia școlară, în loc de o linie de orizont, trebuie să folosim (în funcție de situație), cele patru linii diferite.
Faptul că punctul de amplasare observatorului pe suprafața Pământului nu este în planul orizontului geocentric. Figura de mai jos arată cele patru linii, a căror valoare este extrem de importantă pentru astronomie practică.
orizontul geocentrica este planul care trece prin centrul pământului (care este tocmai centrul sferei cerești). Topocentrice plan orizont tangent la suprafața pământului la coordonatele geografice ale observatorului. orizont matematic - un plan care trece prin ochiul observatorului. Toate cele trei din planul descris mai sus, paralel unul cu altul. orizont matematică coincide cu orizontul topocentrice, dacă ochiul observatorului este la nivelul mării. Deoarece ambele aceste orizonturi sunt, de obicei, situate foarte aproape una de alta în calculele practice, ele sunt considerate coincidente. Dar - să acorde o atenție! - nici unul dintre noi am discutat deja planul orizontal nu coincide cu orizontul vizibil, care este o linie imaginară la frontiera de vizibile pentru observator cerului și al pământului. În calculele în astronomie practică a folosit întotdeauna înălțimea geocentrica a luminii, adică, unghiul măsurat de un observator imaginar situat în centrul globului, între direcția luminii și planul modificărilor gorizonta.Opredelenie geocentric Deoarece înălțimea măsurii geocentrica direct nu este posibil (acest lucru va trebui să ia călătorie foarte real la centrul Pământului), în practică, înălțimea măsurată a luminii vizibile . adică unghiul dintre direcția astru și orizontul vizibil, iar apoi valoarea obținută este corectată prin câteva corecții. Mai întâi de corecție - corecție pentru unghiul de eroare cunoscut observator instrument de măsurare (sextant, teodolit, etc ...). Denotat IE (eroare Index). Dacă eroarea este necunoscut, IE este considerat egal cu zero. Al doilea amendament - modificarea la reducerea orizontului. Cu cat mai mare de mai sus se află observatorul terestru, inferior linia orizontului vizibil este coborât; în acest fel, a doua corectare este o funcție a înălțimii H observator (în metri / picioare) și este desemnată Dip. Cel mai adesea, pentru a determina reducerea, se utilizează următoarea formulă empirică (poate fi întotdeauna găsite în „Almanahul Nautic“ de pe pagina de ajutor: A treia modificare - Modificare a refracției atmosferice Faptul că atmosfera groasă Pământului funcționează ca o lentilă - n Atunci când trece prin ea o rază de lumină. dintr-un corp ceresc este curbat. Acest fenomen se numește refracție. și există aproape întotdeauna cazul, dacă înălțimea luminii observate cel puțin 90 0. Deoarece detecta curbura fasciculului ochi pur si simplu imposibil, ceresc corp pare situat într-o direcție tangentă la fasciculul îndreptat de la ochiul observatorului și astfel se dovedește a fi mai mare decât este de fapt. In ilustrarea prin R reprezintă unghiul dintre înălțimea aparentă și adevărată a luminii deasupra orizontului.
Refracția R este o funcție a înălțimii h a aspectului vizibil. Această valoare este egală cu zero, la o înălțime de 90 ° și se ridică la aproximativ 34 „înălțime cu lumini de apropiere la 0 °. Pentru calcularea aproximativă a refracției (la înălțimea luminii deasupra orizontului pentru mai mult de 11 °) este cel mai des folosit următoarea formulă: a patrulea amendament - modificarea luminătorii altitudine de paralaxă. Dacă observăm poziția luminii suficient de aproape, de exemplu, luna, înălțimea sa în raport cu orizontul topocentrice considerabil mai mică decât înălțimea sa în raport cu orizontul geocentric (vezi. Figura). Diferența dintre aceste valori se numește altitudinea paralaxă și notată P. Pentru paralaxa stele fixe este mică valoare și neglijabil este considerat a fi zero.
Deoarece măsurarea directă a altitudinii paralaxa P este sarcina destul de problematică pentru a evalua folosind o valoare auxiliară - HP paralaxă orizontală. paralaxa orizontală se numește lumini înalte, situate exact la orizont topocentric linie.
Valorile pentru paralaxa orizontală a lunii (poate atinge valori de ordinul a 1 °) și planete de navigație sunt date în „Almanahul Nautic“ și alte cărți similare. paralaxa Highrise se calculează în funcție de înălțimea vizibilă și corpurile de iluminat paralaxă orizontală, această formulă este, de asemenea, întotdeauna prezentă pe pagina de referință „Nautical Almanac“: a cincea și ultima modificare - se înregistrează unghiulare discurile semi-diametru de lumină (desigur, atunci când este vorba de stelele fixe, modificarea întotdeauna setat la 0). În toate coordonatele astronomice / de navigație sunt tabele pentru centrul de lumina (Luna, Soare, Jupiter, și așa mai departe. D.), dar sa concentrat cu un vizual al centrului cu gradul necesar de precizie este aproape imposibil. De aceea, de obicei, un top (sau de jos) a marginii discului de lumină și este apoi introdus la corectarea semi-diametru SD cu semnul corect. Tabel de valori pentru semi-diametrul Soarelui, Luna si planetele luminoase pot fi găsite în „Almanahul Nautic“ pentru anul în curs.
Astfel, adevărata (geocentric) înălțimea luminii este determinată prin formula:
Poziția geografică a luminii
Înălțimea și distanța zenit a luminii depinde de distanța dintre observator și corpul ceresc polozheniemGP geografic. Localizarea geografică a GP este definit ca punctul în care linia este direcționată de lumina selectată spre centrul Pământului, se intersectează suprafața sa.
Luminary situat la zenit (z = 0 °. H = +90 °), atunci când poziția sa geografică GP coincide cu localizarea observatorului. Treptat, se deplasează departe de punctul de GP, un observator terestru va observa modul în care aceasta va scădea treptat înălțimea luminii deasupra orizontului. La o distanta de la punctul de GP observatorului. egală cu un sfert din circumferința globului, vor fi selectate în lumina planului orizontului geocentric (h = 0 °. z = 90 °). Cercul înălțimi egale locus de puncte pentru care înălțimea luminilor, precum și distanța dintre poziția observatorului și poziția GP geografică, va fi la fel este aplicată pe suprafața cercului Pământului centrat la punctul GP, numit cerc de înălțimi egale. Călătorul, a cărui traseu va trece de-a lungul acestui cerc, se va vedea întotdeauna același corp ceresc, la o înălțime fixă. Raza cercului r. măsurată pe suprafața Pământului este direct proporțională cu lumina distanța zenit z selectat:
Razele de lumină care vin de foarte departe de noi stele, și anume stele, ajunge pe Pământ este aproape paralele între ele. În consecință, înălțimea acestora în raport cu orizontul geocentric va fi întotdeauna egală cu înălțimea în raport cu orizontul topocentric. În contrast, lumina de strâns localizate în corpurile noastre cerești vine să aterizeze fascicul de divergente. Rezultatul este o diferență sau paralaxă (vezi. De mai sus) între înălțimile menționate mai sus. Cea mai mare caracteristică a paralaxei în observațiile lunii, care este cel mai apropiat de țara de lumină. Azimutul corp ceresc depinde de localizarea exactă a observatorului pe cercul de înălțimi egale, și poate varia de la 0 ° la 360 °. Astfel, indiferent de locația noastră prin măsurarea înălțimii luminilor antiaeriene sau distanța, primim deja informații importante, pentru că acum suntem cu siguranță știm că suntem într-un anumit punct al cercului de înălțime egală cu raza r și centru de la GP. Cu toate acestea, fără îndoială, această informație este încă insuficientă, deoarece aceste puncte de pe cercul de înălțime egală, sau un cerc element. fără sfârșit. Pentru a clarifica, putem folosi azimutului Az lumina vizibila, cu toate acestea, o serie de motive, această metodă este de puțin folos în practică. Ne extindem experimentul nostru imaginar, în plus față de primul corp ceresc, o măsurare a înălțimii pentru al doilea. Dacă credeți că în mod logic, suntem acum în același timp pe două cercuri de poziție. Ambele acestea se intersectează, iar acest lucru indică două puncte de pe suprafața Pământului, dintre care unul va fi locația noastră adevărată.
- timp de înălțime activă măsurată sau distanțele zenit pentru cele două corpuri (mutatis mutandis).
- Tabelele și formulele determinate de locație geografică pentru fiecare dintre corpurile.
- Pe baza datelor obținute folosind formule sau construcții grafice sunt coordonate geografice calculate.
Problema inversă este rezolvată după cum urmează:
- coordonatele măsurate ale observator locația (harta / busola / direcție găsitor sau prin utilizarea GPS / software)
- Tabelele și formulele determinat localizarea geografică de interes pentru luminozitatea timp dat.
- Din datele obținute se calculează coordonatele orizontale astru.