Головна

   Велика Радянська Енциклопедія



Практична астрономія

   
 

Практична астрономія, розділ астрометрії , присвячений вченню про астрономічні інструментах і способах визначення з астрономічних спостережень часу, географічних координат і азимутів напрямів. Залежно від умов, в яких вирішуються завдання П. а., Вона поділяється на геодезичну астрономію , морехідну астрономію и авіаційну астрономію . Способи П. а. грунтуються на правилах сферичної астрономії і використанні зоряних каталогів, складанням яких займається фундаментальна астрометрія.

П. а. виникла в глибоку давнину під впливом завдань господарського життя людського суспільства.

Застосовувані в П. а. інструменти дозволяють вимірювати кути в горизонтальній і вертикальній площинах і фіксувати моменти проходження світил через вертикаль и альмукантарати . Серед цих інструментів: універсальний інструмент, зеніт-телескоп, вертикальний круг, переносний пасажний інструмент, зенітна фотографічна труба, морехідний та авіаційний секстанти та ін (див. Астрономічні інструменти та прилади ). Для вимірювання часу служать кварцевий годинник і морські хронометри. При визначенні довгот використовується апаратура для прийому радіосигналів часу.

В П. а. застосовуються такі способи визначення місцевого часу s (що рівносильно визначенню поправки годинника u), широти j довготи l і азимута А направлення на земний предмет. (Нижче використані позначення: а - азимут, z - зенітна відстань, a - пряме сходження, d - схиляння, t - часовий кут небесного світила, s - місцевий час, Т - показання годин на момент спостережень.)

1) Визначення u і j по вимірах z світила s . З параллактического трикутника PZ s ( Р - полюс світу, Z - зеніт, s - місце світила; рис. 1 ) випливає, що

cos z = sinj sind + cosj cosdcos t,? ??? (1)

де

t = Т + u - a.???? (2)

Знайшовши в астрономічному каталозі a і d спостережуваного світила і вимірявши його зенітну відстань z в момент Т, з рівнянь (1) і (2) можна обчислити поправку годин u, якщо відома j, або обчислити j, якщо відома u. Якщо невідомі u і j, то рішення рівнянь (1) і (2) ведуть способом послідовних наближень або спостерігають дві зірки: одну поблизу меридіана, іншу - поблизу першого вертикалі. Отримані дві системи рівнянь (1) і (2) вирішують спільно. Для моментів кульмінацій справедливі рівняння:

j = d s + Zs і j = dN - ZN???? (3)

(індекси S и N позначають світила, кульмінірует, відповідно, на південь і північ від зеніту). Т. к. виміряти z строго в меридіані не можна, то вимірюють його поблизу меридіана, вводячи при обчисленнях необхідну поправку.

2) Визначення u і j за спостереженнями пар зірок на рівних зенітних відстанях z. У 1874 російський геодезист Н. Я. Цингер запропонував спосіб визначення u за спостереженнями моментів проходження двох зірок через один і той же альмукантарати (див. Цингера спосіб ). Зірки спостерігаються поблизу першого вертикалі: одна - на сході, інша на заході, симетрично щодо меридіана. Аналогічний спосіб для визначення j за спостереженнями пари зірок на рівних зенітних відстанях поблизу меридіана запропонував в 1887 російський мандрівник М. В. Пєвцов (див. Певцова спосіб ). Обидва способи характеризуються простотою спостережень і високою точністю отримуваних результатів.

3) Спільне визначення u і j. Радянські вчені В. В. Каврайський (1924-36) і А. В. Мазаєв (1943-45) запропонували способи спільного визначення u і j (див. Каврайського спосіб и Мазаева спосіб ). За способом Каврайського спостерігаються чотири зірки на попарно рівних зенітних відстанях z; за способом Мазаева - серія зірок в альмукантарати з z = 45? або z = 30?.

4) Визначення j за способом Талькотта. Цей спосіб, запропонований в 1857 американським геодезистом А. Талькотта, заснований на вимірюванні малої різниці зенітних відстаней двох зірок, кульмінують по різні сторони від зеніту (див. Талькотта спосіб ). Напівсума правих і лівих частин рівностей (3) дає:

.???? (4)

Зірки вибираються так, щоб різниця їх зенітних відстаней була в межах діаметру робочої частини поля зору труби, тобто не перевищувала 10-15?, а різниця прямих сходжень відрізнялася б на 5-20 хв (при спостереженнях обох зірок у верхній кульмінації). Для спостережень труба зеніт-телескопа або універсального інструменту встановлюється на середнє зенітна відстань пари в азимут 0? для спостереження зірки, кульмінірует на південь від зеніту, і 180? - на північ від нього. Величина Zs - Z N вимірюється окулярним мікрометром. Спосіб знайшов широке застосування, зокрема на міжнародних станціях, що вивчають рух земних полюсів.

5 ) Визначення u і j із спостережень на зенітної фотографічної трубі. У деяких обсерваторіях для служб часу и служб широти визначають u і j із спільних спостережень на фотографічних зенітних трубах. Зображення зірки фіксується на рухомій з її швидкістю фотографічній пластинці з маркуванням на ній моментів часу. Зірки спостерігають у вузькій зенітної зоні, обмеженій робочою частиною поля зору труби. Вісь інструменту постійно направлена ??в зеніт, що контролюється ртутним горизонтом.

6) Визначення u пасажним інструментом. Цей спосіб широко застосовується у практиці служб часу і при високоточних визначеннях довгот. Спостерігаються моменти проходжень серії зірок через меридіан з реєстрацією їх або контактним мікрометром, або за допомогою фотопомножувачів. Поправки визначаються за формулою

u = a - Т. ???? (5)

Подібний спосіб стосовно універсального інструменту запропонував російський геодезист Н. Д. Павлов (1912). У деяких випадках визначення u проводиться за спостереженням проходжень зірок у вертикалі Полярної (спосіб Делл ).

7) Визначення l. Східна довгота місця спостереження пов'язана зі всесвітнім часом S і місцевим s співвідношенням:

l = s - S = Т + u - S; ???? (6)

u - визначається одним з викладених вище способів, а S - шляхом прийому радіосигналів часу, що транслюються протягом доби багатьма радіостанціями.

8) Визначення А. Найбільш поширений спосіб заснований на вимірюванні універсальним інструментом горизонтального кута між напрямками на Полярну Мs ( рис. 2 ) і земний предмет М і обчисленні азимута Полярною у момент спостереження s. Для цього служить співвідношення:

tga ,???? (7)

де t = s - a. Азимут А предмета знаходиться з рівняння

А = а + М - Мs.???? (8)

В геодезичній практиці часто застосовується спосіб визначення азимута, заснований на спостереженнях моментів проходження зірок з великими z (50? -70?) Поблизу меридіана.

9) Визначення j і l способом висотних ліній положень, запропонованим американським моряком Т. Сомнера в 1843 (див. Сомнера спосіб ). В морехідної та авіаційної астрономії, де потрібна менша точність, але більша швидкість у визначенні j і l, широко застосовується спосіб висотних ліній положення, сутність якого ясна з рис. 3 . Перебуваючи в точці m, географічні координати якої необхідно визначити, вимірюють зенітну відстань z1 небесного світила s 1 (з координатами a 1 і d 1) і обчислюють географічні координати проекції a 1, світила на поверхню Землі - т. н. географічні місця світила - за формулами j 1 = d; l 1 = a 1 - S (довгота східна). коло радіуса z1 з центром в a 1 проходить на глобусі через точку m. Вимірявши z2 іншого світила, проводять іншу коло радіусом z2 з центром в a 2; в одній з двох точок перетину цих кіл розташована шукана точка m (вибір потрібної крапки не становить труднощів, тому що наближене. місце спостереження буває відомо). На практиці користуються не глобусом, а картою, прокреслюючи на ній відрізки кривих, ототожнюються з дугами окружності поблизу їх перетинів. Ці відрізки називають висотними лініями положень або лініями Сомнера (див. Позиційна лінія ).

Всі проблеми П. а. мають велике значення для астрономії, геодезії, геофізики. визначення j, l і А необхідні для орієнтування триангуляційних мереж, службовців опорою для картографічних робіт і для вивчення фігури Землі. Вивчення змінності jпрівело до встановлення періодичних і вікових рухів земних полюсів. Перевизначення довгот обсерваторій в різні епохи доставляє необхідні дані для вивчення дрейфу континентів.

Літ.: Блажко С. Н., Курс практичної астрономії, 3 вид., М. - Л., 1951; Білобров А. П., Морехідна астрономія, Л., 1954; Воробйов Л. М., Астрономічна навігація літальних апаратів, М., 1968.

© В. П. Щеглов.





Виберіть першу букву в назві статті:

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я