Горизонтальная система небесных координат. Мореходная астрономия. Экваториальная система координат.
в мореходная астрономия Комментарии к записи Горизонтальная система небесных координат. Мореходная астрономия. Экваториальная система координат. отключены 1,541 Просмотров
Горизонтальная система координат
Плоскость истинного горизонта
Плоскость вертикала светила
А – азимут – это дуга истинного горизонта от вертикала повышенного полюса до вертикала светила.
h – высота – это дуга вертикала светила от плоскости истинного горизонта до светила.
Если светило находится над горизонтом, то высота светила положительная, если под горизонтом, то высота отрицательная. В мореходной астрономии отрицательные высоты светил практически не используются, поэтому можно считать, что 0° Зенитное расстояние – это дуга вертикала светила от зенита до светила.
Малый круг, проходящий параллельно истинному горизонту через светило называется альмукантаратом. Все точки альмукантарата имеют равную высоту. Высота светила, находящегося на меридиане, называется меридиональной высотой и обозначается H. Высота H имеет наименование той точки горизонта, над которой она измерена – либо N, либо S.
Азимут бывает 3-х видов:
Недостатки горизонтной системы координат.
1-ая экваториальная система координат
Основная плоскость
Вторая плоскость
Плоскость небесного экватора
Плоскость меридиана светила
tм – местный часовой угол – это дуга небесного экватора от полуденной части меридиана наблюдателя до меридиана светила.
– склонение – это дуга меридиана светила от плоскости небесного экватора до светила.
Светило может быть северным (N), если дуга склонения откладывается от небесного экватора к северу или южным (S), если откладывается к югу от экватора. Кроме того, при вычислении по формулам склонению приписывается знак: ” + “, если широта и склонение одноименные, или ” – “, если широта и склонение разноименные. Склонение светил изменяется в следующих пределах
Достоинства и недостатки 1-ой экваториальной системы координат.Склонение большинства светил (звезд) в течении короткого промежутка времени оснтается практически неизменным, а других светил изменяется по известным законам. Часовые углы светил изменяются со соростью 15°/час, что позволяет создавать таблицы координат (МАЕ).Часовые углы зависят от времени, точнее от вращения Земли. Во второй экваториальной системе координат вводится координата, которая исключает вращение Земли вокруг своей оси.
Скачать одним файлом (word) с иллюстрациями.
Все файлы доступны только для зарегистрированных пользователей.Регистрация занимает не более пары минут.
gorizontalnaia_sistema_koordinat.doc (175,0 KiB, 49 hits) У Вас нет доступа для скачивания этого файла.
Горизонтальная система координат Основная плоскость Вторая плоскость Плоскость истинного горизонта Плоскость вертикала светила А – азимут – это дуга истинного горизонта от вертикала повышенного полюса до вертикала светила. h – высота – это дуга вертикала светила от плоскости истинного горизонта до светила. Если светило находится над горизонтом, то высота светила положительная, если под горизонтом, то высота отрицательная. В …
Системы небесных координат используются в астрономии для описания положения светил на небе или точек на воображаемой небесной сфере. Координаты светил или точек задаются двумя угловыми величинами (или дугами), однозначно определяющими положение объектов на небесной сфере. Таким образом, системы небесных координат являются сферическими системами координат, в которых третья координата — расстояние — часто неизвестна и не играет роли. Эти системы отличаются друг от друга выбором основной плоскости и началом отсчёта.
В зависимости от стоя́щей задачи, может быть более удобным использовать ту или иную систему. Наиболее часто используются горизонтальная и экваториальные системы координат. Реже — эклиптическая, галактическая и другие.
Содержание
Горизонтальная система координат
В этой системе основной плоскостью является плоскость математического горизонта. Одной координатой при этом является либо высота светила h, либо его зенитное расстояниеz. Другой координатой является азимутA.
Высотойh светила называется дуга вертикального круга от математического горизонта до светила, или угол между плоскостью математического горизонта и направлением на светило. Высоты отсчитываются в пределах от 0° до +90° к зениту и от 0° до −90° к надиру.
Зенитным расстояниемz светила называется дуга вертикального круга от зенита до светила, или угол между отвесной линией и направлением на светило. Зенитные расстояния отсчитываются в пределах от 0° до 180° от зенита к надиру.
АзимутомA светила называется дуга математического горизонта от точки юга до вертикального круга светила, или угол между полуденной линией и линией пересечения плоскости математического горизонта с плоскостью вертикального круга светила. Азимуты отсчитываются в сторону суточного вращения небесной сферы, то есть к западу от точки юга, в пределах от 0° до 360°. Иногда азимуты отсчитываются от 0° до +180° к западу и от 0° до −180° к востоку. (В геодезии азимуты отсчитываются от точки севера.)
Первая экваториальная система координат
В этой системе основной плоскостью является плоскость небесного экватора. Одной координатой при этом является склонениеδ (реже — полярное расстояниеp). Другой координатой — часовой уголt.
Склонениемδ светила называется дуга круга склонения от небесного экватора до светила, или угол между плоскостью небесного экватора и направлением на светило. Склонения отсчитываются в пределах от 0° до +90° к северному полюсу мира и от 0° до −90° к южному полюсу мира.
Полярным расстояниемp светила называется дуга круга склонения от северного полюса мира до светила, или угол между осью мира и направлением на светило. Полярные расстояния отсчитываются в пределах от 0° до 180° от северного полюса мира к южному.
Часовым угломt светила называется дуга небесного экватора от верхней точки небесного экватора (то есть точки пересечения небесного экватора с небесным меридианом) до круга склонения светила, или двугранный угол между плоскостями небесного меридиана и круга склонения светила. Часовые углы отсчитываются в сторону суточного вращения небесной сферы, то есть к западу от верхней точки небесного экватора, в пределах от 0° до 360° (в градусной мере) или от 0 h до 24 h (в часовой мере). Иногда часовые углы отсчитываются от 0° до +180° (от 0 h до +12 h ) к западу и от 0° до −180° (от 0 h до −12 h ) к востоку.
Вторая экваториальная система координат
В этой системе, как и в первой экваториальной, основной плоскостью является плоскость небесного экватора, а одной координатой — склонениеβ (реже — полярное расстояниеp). Другой координатой является прямое восхождениеα.
Прямым восхождением(RA,α) светила называется дуга небесного экватора от точки весеннего равноденствия до круга склонения светила, или угол между направлением на точку весеннего равноденствия и плоскостью круга склонения светила. Прямые восхождения отсчитываются в сторону, противоположную суточному вращению небесной сферы, в пределах от 0° до 360° (в градусной мере) или от 0 h до 24 h (в часовой мере).
RA — астрономический эквивалент земной долготы. И RA и долгота измеряют угол восток-запад вдоль экватора; обе меры берут отсчёт от нулевого пункта на экваторе. Для долготы, нулевой пункт — нулевой меридиан; для RA нулевой отметкой является место на небе, где Солнце пересекает небесный экватор в весеннее равноденствие.
Склонение (δ) в астрономии — одна из двух координат экваториальной системы координат. Равняется угловому расстоянию на небесной сфере от плоскости небесного экватора до светила и обычно выражается в градусах, минутах и секундах дуги. Склонение положительно к северу от небесного экватора и отрицательно к югу.
У склонения всегда указывается знак, даже если склонение положительно.
Склонение небесного объекта, проходящего через зенит, равно широте наблюдателя (если считать северную широту со знаком +, а южную отрицательной). В северном полушарии Земли для заданной широты φ небесные объекты со склонением δ > 90° − φ не заходят за горизонт, поэтому называются незаходящими. Если же склонение объекта δ [1]
Эклиптическая система координат
В этой системе основной плоскостью является плоскость эклиптики. Одной координатой при этом является эклиптическая широтаβ, а другой — эклиптическая долготаλ.
Эклиптической широтойβ светила называется дуга круга широты от эклиптики до светила, или угол между плоскостью эклиптики и направлением на светило. Эклиптические широты отсчитываются в пределах от 0° до +90° к северному полюсу эклиптики и от 0° до −90° к южному полюсу эклиптики.
Эклиптической долготойλ светила называется дуга эклиптики от точки весеннего равноденствия до круга широты светила, или угол между направлением на точку весеннего равноденствия и плоскостью круга широты светила. Эклиптические долготы отсчитываются в сторону видимого годового движения Солнца по эклиптике, то есть к востоку от точки весеннего равноденствия в пределах от 0° до 360°.
Галактическая система координат
В этой системе основной плоскостью является плоскость нашей Галактики. Одной координатой при этом является галактическая широтаb, а другой — галактическая долготаl.
Галактической широтойb светила называется дуга круга галактической широты от эклиптики до светила, или угол между плоскостью галактического экватора и направлением на светило.
Галактические широты отсчитываются в пределах от 0° до +90° к северному галактическому полюсу и от 0° до −90° к южному галактическому полюсу.
Галактической долготойl светила называется дуга галактического экватора от точки начала отсчёта C до круга галактической широты светила, или угол между направлением на точку начала отсчёта C и плоскостью круга галактической широты светила. Галактические долготы отсчитываются против часовой стрелки, если смотреть с северного галактического полюса, то есть к востоку от точки начала отсчёта C в пределах от 0° до 360°.
Точка начала отсчёта C находится вблизи направления на галактический центр, но не совпадает с ним, поскольку последний, вследствие небольшой приподнятости Солнечной системы над плоскостью галактического диска, лежит примерно на 1° к югу от галактического экватора. Точку начала отсчёта C выбирают таким образом, чтобы точка пересечения галактического и небесного экваторов с прямым восхождением 280° имела галактическую долготу 32,93192° (на эпоху 2000).
Координаты точки начала отсчёта C на эпоху 2000 в экваториальной системе координат составляют:
Изменения координат при вращении небесной сферы
Высотаh, зенитное расстояниеz, азимутA и часовой уголt светил постоянно изменяются вследствие вращения небесной сферы, так как отсчитываются от точек, не связанных с этим вращением. Склонениеδ, полярное расстояниеp и прямое восхождениеα светил при вращении небесной сферы не изменяются, но они могут меняться из-за движений светил, не связанных с суточным вращением.
История и применение
Небесные координаты употреблялись уже в глубокой древности. Описание некоторых систем содержится в трудах древнегреческого геометра Евклида (около 300 до н. э.). Опубликованный в «Альмагесте» Птолемея звёздный каталог Гиппарха содержит положения 1022 звёзд в эклиптической системе небесных координат.
Наблюдения изменений небесных координат привели к величайшим открытиям в астрономии, которые имеют огромное значение для познания Вселенной. К ним относятся явления прецессии, нутации, аберрации, параллакса, собственных движений звёзд и другие. Небесные координаты позволяют решать задачу измерения времени, определять географические координаты различных мест земной поверхности. Широкое применение находят небесные координаты при составлении различных звёздных каталогов, при изучении истинных движений небесных тел — как естественных, так и искусственных — в небесной механике и астродинамике и при изучении пространственного распределения звёзд в проблемах звёздной астрономии.
Использование различных систем координат
Горизонтальная система координат используется для определения направления на светило с помощью угломерных инструментов и при наблюдениях в телескоп, смонтированный на азимутальной установке.
Первая экваториальная система координат используется для определения точного времени и при наблюдениях в телескоп, смонтированный на экваториальной установке.
Вторая экваториальная система координат является общепринятой в астрометрии. В этой системе составляются звёздные карты и описываются положения светил в каталогах.
Эклиптическая система координат используется в теоретической астрономии при определении орбит небесных тел.
За основу в горизонтальной системе координат принята вертикальная линия ZZ (рис. 14). Основной большой круг — математический горизонт (слово «математический» можно опустить).
Для измерения координат проводится большой круг (круг высот) от зенита Z через светило (Σ) до надира Z’. Координатой служит высота (h), измеряемая от горизонта дугой круга склонений до светила (или соответствующим центральным углом). Часто употребляется зенитное расстояние z, равное дуге того же круга от зенита до светила. Очевидно, что z+h = 90°.
Другой координатой служит азимут — дуга горизонта (или соответствующий угол), отсчитываемая от точки юга по направлению к западу.
Горизонтальная система координат жёстко связана с наблюдателем. Для каждого наблюдателя существует своя горизонтальная система координат.
Переход к экваториальной системе
Поскольку координаты в горизонтальной системе координат показывают, в какой части видимой полусферы неба можно найти интересующее светило, а экваториальная система позволит определить его положение на небесной сфере, нужно уметь переходить от одной системы к другой. Очевидно, что для такого перехода требуется прежде всего сориентировать одну систему координат относительно другой. Для этого нужно сориентировать сначала полярную ось относительно вертикали, затем найти поворот вращающейся небесной сферы относительно меридиана. Но в первую очередь необходимо сориентировать ось мира.
Высота полюса над горизонтом
На рисунке 16 изображено сечение Земли плоскостью географического меридиана, проведённого в месте наблюдения. Эта плоскость всегда совпадает с плоскостью небесного меридиана того же места. Наблюдатель находится в точке O. Материал с сайта http://wikiwhat.ru
Угол между плоскостью экватора и радиусом, проведённым к точке O, есть широта места наблюдения (φ). Угол hp называется высотой полюса над горизонтом. Очевидно, что эти углы равны (как углы со взаимно перпендикулярными сторонами). Если определить высоту Полярной звезды над горизонтом, то, поскольку эта звезда (она же α Малой Медведицы) находится вблизи Полюса мира, можно оценить широту места наблюдения. Это не самый точный способ, имеются и другие.
Зная широту места наблюдения, можно правильно ориентировать небесную сферу относительно наблюдателя, что позволяет решать задачи о видимости или невидимости звёзд, времени их восхода и захода, продолжительности дня и ночи и т. д.
Смотреть что такое «ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ СИСТЕМА КООРДИНАТ» в других словарях:
Горизонтальная система координат — Горизонтальная система координат[1]:40, или горизонтная система координат[2]:30 это система небесных координат, в которой основной плоскостью является плоскость математического горизонта, а полюсами зенит и надир. Она применяется при наблюдениях… … Википедия
Сферическая система координат — Точка имеет три декартовых и три сферических координаты Сферическую систему координат удобно определять, соотносясь с д … Википедия
Галактическая система координат — Млечный Путь в представлении художника с галактической долготой относительно Солнца. Галактическая система координат это система небесных координат, имеющая точку отсчёта наше … Википедия
ДЕКАРТОВА СИСТЕМА КООРДИНАТ — ДЕКАРТОВА СИСТЕМА КООРДИНАТ, прямолинейная система координат на плоскости или в пространстве (обычно с взаимно перпендикулярными осями и одинаковыми масштабами по осям). Названа по имени Р. Декарта (см. ДЕКАРТ Рене). Декарт впервые ввел… … Энциклопедический словарь
Международная небесная система координат — International Celestial Reference System (ICRS, Международная небесная система координат или Международная система астрономических координат) с 1998 года стандартная небесная система координат. Принята на 23 м съезде МАС в 1997 году.… … Википедия
Система небесных координат — используется в астрономии для описания положения светил на небе или точек на воображаемой небесной сфере. Координаты светил или точек задаются двумя угловыми величинами (или дугами), однозначно определяющими положение объектов на небесной сфере.… … Википедия
Горизонтальная плоскость — Горизонтальная плоскость плоскость, которая в декартовой системе координат перпендикулярна вертикальной оси и параллельна плоскости … Википедия
Системы небесных координат — используются в астрономии для описания положения светил на небе или точек на воображаемой небесной сфере. Координаты светил или точек задаются двумя угловыми величинами (или дугами), однозначно определяющими положение объектов на небесной сфере.… … Википедия
навигационные системы координат — … Энциклопедия «Авиация»
Смотреть что такое «горизонтальные координаты» в других словарях:
горизонтальные координаты — Топоцентрические координаты, одной из осей системы которых является отвесная линия или нормаль к поверхности земного эллипсоида, проходящие через данную точку. [ГОСТ 22268 76] Тематики геодезия Обобщающие термины системы координат EN horizontal… … Справочник технического переводчика
горизонтальные координаты — Система небесных координат, в которой основным кругом служит астрономический, или истинный, горизонт, а полюсом – зенит, в этой системе координаты – это азимут и высота (или зенитное расстояние) … Словарь по географии
ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ КООРДИНАТЫ — в астрономии зенитное расстояние z небесного светила (иногда высота h светила) и азимут А … Большой Энциклопедический словарь
Горизонтальные координаты — 44. Горизонтальные координаты D. Horizontalkoordinaten E. Horizontal coordinates F. Coordonnées horizontales Топоцентрические координаты, одной из осей системы которых является отвесная линия или нормаль к поверхности земного эллипсоида,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Горизонтальные координаты — в астрономии, одна из систем небесных координат (См. Небесные координаты) … Большая советская энциклопедия
ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ КООРДИНАТЫ — в астрономии, зенитное расстояние z небесного светила (иногда высота h светила) и азимут А … Естествознание. Энциклопедический словарь
Горизонтальные координаты — в астрономии зенитное расстояние z небесного светила (иногда высота h светила) и азимут А … Астрономический словарь
Координаты горизонтальные — измеренные относительно математического горизонта (азимут и высота) … Астрономический словарь
небесные координаты — числа, заданием которых определяется положение точки на небесной сфере. Употребляют несколько сферических систем небесных координат: горизонтальные, экваториальные, эклиптические и галактические. Горизонтальные и экваториальные небесные… … Энциклопедический словарь
НЕБЕСНЫЕ КООРДИНАТЫ — числа, заданием которых определяется положение точки на небесной сфере. Употребляют несколько сферических систем небесных координат: горизонтальные, экваториальные, эклиптические и галактические. Горизонтальные и экваториальные небесные… … Большой Энциклопедический словарь