Способы определения географической широты по астрономическим наблюдениям

Способы определения географической широты по астрономическим наблюдениям

§ 5. СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ШИРОТЫ

1. Высота полюса мира и географическая широта места наблюдения. В одно и то же время вид звездного неба на различных географических широтах неодинаков. Так, напри­мер, в Москве высота Полярной звезды около 56°, в Мур­манске 68°, во Владивостоке 43°. Поскольку Полярная звезда отстоит от северного полюса мира примерно на 1° (ее склонение δ≈ 89°16′), то и высота полюса мира на разных широтах будет различной. Докажем, что всюду высота по­люса мира ( h_p ) равна географической широте места наблюде­ния (φ). Для этого рассмотрим рисунок 15.

В точке О на поверхности Земли находится наблюдатель. AO ₁ D = φ — географическая широта места наблюде­ния (О). Продолжив радиус Земли OO ₁ , получим направле­ние отвесной линии OZ . Плоскость горизонта, как вы зна­ете, перпендикулярна отвесной линии и проходит через точку, в которой находится наблюдатель. Следовательно, ка­сательная SN —полуденная линия. Наблюдатель видит се­верный полюс мира в направлении ОР (ось мира парал­лельна оси Земли). PON — высота полюса мира ( h_p . ). Легко видеть, что PON = AO ₁ O (как углы с соответственно пер­пендикулярными сторонами). Следовательно,

т. е. высота полюса мира равна географической широте ме­ста наблюдения. Поэтому приближенно географическую ши­роту места наблюдения можно определить, измерив высоту Полярной звезды.

Рис. 15. Высота полюса мира равна географической широте.

Рис. 16. Небесная сфера в проекции на плоскость меридиана.

2. Суточное движение звезд на разныхширотах. Мы знаем (§ 3.3), как происходит суточное вращение звезд на средних широтах (0°

Географическая широта Северного полюса Земли φ = 90°. Значит, там северный полюс мира находится в зените ( h_p = 90°), небесный экватор совпадает с горизонтом, а звезды описывают свои суточные пути над горизонтом, дви­гаясь параллельно ему, и не заходят. Полярную звезду на­блюдатель будет видеть у себя над головой.

Географическая широта точек земного экватора φ= 0°. Полярная звезда видна там вблизи горизонта ( h_p = 0°). Пло­скость небесного экватора перпендикулярна к плоскости го­ризонта. Все звезды на земном экваторе восходят и заходят, а их суточные пути расположены отвесно по отношению к горизонту. Следовательно, уже по расположению суточных параллелей по отношению к горизонту можно получить представление о географической широте места.

3*. Связь между δ, z (или h ) и φ. Некоторые важные для практических целей соотношения легко получить, проеци­руя сферу на плоскость небесного меридиана (рис. 16). В точке M ₁ находится светило, верхняя кульминация которого происходит к югу от зенита (склонение светила δ₁ а зенит­ное расстояние z ₁ ). ,так как , а Поскольку то

. (3)

Учитывая, что (1), равенство (3) можно представить в виде:

(3′)

Теперь рассмотрим светило, верхняя кульминация которого происходит к северу от зенита (например в точке ). Находим, что, , а . Так как то:

, (4)

или с учетом зависимости (1)

(4′)

Из формул (3′) и (4′) следует, что, измерив в момент верхней кульминации высоту (зенитное расстояние) светила и взяв из каталога склонение этого светила, можно вычислить географическую широту места наблюдения. Формулы (3) и (4) легко объединить в одну:

(5)

Если же географическая широта известна, то легко вычис­лить высоту светила в верхней кульминации:

(3»)

(для светила, кульминирующего к югу от зенита);

(4»)

(для светила, кульминирующего к северу от зенита).

Пример 1. Какой наибольшей высоты достигает Вега (δ = +38°47′) в Москве (φ= 55° 45′)?

Источник

Способы определения географической широты по астрономическим наблюдениям

Войти через uID

—>

—>

	—> —>Главная » —>Статьи » Астрономия Определение географической широты Кульминация (от лат. culmen, род.падеж culminis — вершина) — явление прохождения небесного светила через небесный меридиан. Различают верхнюю и нижнюю кульминации. В верхней кульминации светило при суточном движении находится в наивысшей точке над горизонтом, ближайшей точке зенита. Нижняя кульминация светила более удалена от точки зенита, чем верхняя кульминация, и происходит через половину суток после верхней кульминации. Кульминация светил (смотри рисунок сверху): М1 — верхняя кульминация восходящей и заходящей звезды; М2 и М3 — верхние кульминации незаходящих звёзд; М4 — верхняя кульминация невосходящей звезды; М’1 — нижняя кульминация восходящей и заходящей звезды; M’2 и M’3 — нижние кульминации незаходящих звёзд; M’4 — нижняя кульминация невосходящей звезды. Высота звезды (М1 и М2) в верхней кульминации (hB), которая находится по разные стороны от зенита с нижней кульминацией, определяется по формуле: , где — географическая широта места наблюдения, — склонение светила. Высота звезды (М3) в верхней кульминации (h’B), которая находится по одну сторону от зенита с нижней кульминацией, определяется по формуле: . Высота звезды (M’1 и M’2) в нижней кульминации (hН ): . Определение географической широты местности () по астрономическим наблюдениям: 1-й способ (по измерениям высот звезды в верхней и нижней кульминациях, находящихся по одну сторону от зенита): . 2-й способ (по измерениям верхней кульминации): . Знак «+» ставится, когда кульминации происходят по разные стороны от зенита. Знак «-» ставится, когда кульминации происходят по одну сторону от зенита. Источник Определение географической широты по астрономическим наблюдениям При составлении географических и топографических карт, прокладке дорог и магистралей, разведке залежей полезных ископаемых и в ряде других случаев необходимо знать географические координаты местности. Эту задачу можно решить с помощью астрономических наблюдений. Рассмотрим три способа. Первый способ Определить географическую широту можно из наблюдения Полярной звезды. Если считать, что Полярная звезда указывает Северный полюс мира, то приближенно высота Полярной звезды над горизонтом дает нам географическую широту места наблюдения. Если измерить высоту Полярной звезды в верхней и нижней кульминациях, то получим более точное значение широты места наблюдения: \[\varphi = \frac + h_<Н>><2>.\] Это равенство получаем из равенств \(h_ <Н>= \delta — (90° — \varphi)\) и \(h_ = 90° + \varphi — \delta\). Формула \(\varphi = \frac + h_<Н>><2>\) пригодна для всех незаходящих звезд, у которых верхняя и нижняя кульминации находятся по одну сторону от зенита. Второй способ Определить географическую широту можно из наблюдения верхней кульминации звезд. Из равенств \(h_ <В>= (90° — \varphi) + \delta\) и \(h_ = 90° + \varphi — \delta\) получим, что \[\varphi = \delta \pm (90° — h_<В>).\] Знак «+» ставится, если звезда кульминирует к югу от зенита, а знак «−» — при кульминации звезды к северу от зенита. Третий способ Определить географическую широту можно из наблюдения звезд, проходящих вблизи зенита: \[\varphi = \delta_.\] На астрономических обсерваториях устанавливаются специальные телескопы (зенит-телескоп, фотографическая зенитная труба), которые фиксируют звезды, проходящие в поле зрения инструмента, вблизи зенита. Склонение (\(\delta\)) звезды, находящейся в зените, будет равно \(\varphi\). Ряд обсерваторий, оснащенных зенит-телескопами, составляют Всемирную службу широты. В ее задачи входит исследование изменения географической широты, т. е. слежение за положением полюсов на поверхности Земли. Источник § 4. Определение географической широты 1. Что такое кульминация светила? Кульминация — явление прохождения светилом небесного меридиана называется. 2. Какие точки называются точками восхода и захода светила? Точка восхода светила — точка пересечения суточной параллели светила с восточной частью истинного горизонта. Точка захода светила — точка пересечения с западной частью истинного горизонта. 3. Как изменяются при суточном движении светила его высота, прямое восхождение, склонение? При суточном движении светила его высота непрерывно изменяется, сначала возрастает, от восхода до момента верхней кульминации, затем уменьшается. Прямое восхождение и склонение при суточном движении остаются неизменны. 4. Как приближенно определить географическую широту места, наблюдая за Полярной звездой? Географическая широта места наблюдения приблизительно равна высоте Полярной звезды над горизонтом. 5. Найдите интервал склонений звёзд, которые на данной широте: а) никогда не восходят; б) никогда не заходят; в) могут восходить и заходить. Светило восходит и заходит на данной широте, если Светило будет незаходящим или невосходящим, если 6. Определите географическую широту места наблюдения, если звезда Вега проходит через точку зенита. Ответ:  φ = 38 ° 4 7 ′ φ=38°47′ φ = 38°4 7 ′  с.ш. 7. Высота Солнца в моменты верхней и нижней кульминаций соответственно равна 37° и 10°. Определите географическую широту места наблюдения, склонение Солнца и дату наблюдения. Дано: Найти: Решение: Используем формулу определения географической широты местности: Тогда для верхней кульминации: Почленно сложим оба уравнения и выразим склонение: δ = h в + h н 2 = 37 ° + 10 ° 2 = 23.5 ° . \delta=\dfrac<2>=\dfrac<37°+10°><2>=23.5°. δ = 2 h в ​ + h н ​ ​ = 2 37° + 10° ​ = 23.5°. Тогда географическая широта: Дату наблюдения можно определить по календарю по датам равноденствия и солнцестояния и используя вычисленное склонение. В нашем случае наблюдение Солнца происходило: в северном полушарии, где склонение равно +23,50 — 22 июня, и в южном полушарии — 22 декабря. Источник Читайте также:  Строительство это способ организации производства при котором обеспечивается планомерный выпуск Оцените статью Вам также может понравиться Ясень семена способ распространения Ясень обыкновенный Fraxinus excelsior – так в ботанической Ярлыки способы создания ярлыков ос windows Создаем ярлыки на рабочем столе Windows Создаем ярлыки Японское удобрение фуджима способ применения Удобрения Фуджима Знаете потрясающее удобрение, палочка Японский чай способ заварки Технология заваривания японского чая Известно, что Правообладателям Политика конфиденциальности Контакты