المجال السماوي. خط راسيا. محور العالم. الزوال المراقب. نظام الإحداثيات الكروية والإحداثيات القطبية. أنظمة الإحداثيات السماوية

لا ينبغي الخلط بين وحدات قياس الزوايا بالساعة ووحدات قياس الوقت المتطابقة في الاسم والتسمية، لأن الزوايا والفواصل الزمنية هي كميات مختلفة. قياس الزوايا بالساعة له علاقات بسيطة مع قياس الدرجة:

يتوافق مع 15 درجة.

1° تقابل 4Ш؛

\ ت

1/15 ثانية.

للترجمة

كميات

تدابير كل ساعة في

درجة و

مرة أخرى هناك الجداول (الجدول الخامس في

AE أو الصفة.

1 من هذا الكتاب).

جغرافية

الإحداثيات

اتصلت في بعض الأحيان

com.ronomic

تعريفات.

§ 2. الإحداثيات الاستوائية للنجوم

موضع

الأجرام السماوية

مريحة للتعريف

نظام الإحداثيات Vatorial. دعونا نتخيل ذلك

السماء

ضخم

المجال، في وسطها

بالنسبة للكرة، يمكننا-

من الصعب جدًا البناء

تنسيق

المتوازيات

الكرة الأرضية. إذا الموالية

مروراً بالشمال

قبل العبور مع الخيال

السماوية

فإنك سوف تحصل قطريا

عكس

كي من الشمال R والجنوب

مُسَمًّى

يكون

المحور الهندسي

استوائي

الإحداثيات استمرار مستوى الأرض

را، حتى يعبر الكرة السماوية، نحصل على خط الاستواء السماوي على الكرة.

تدور الأرض حول محورها من الغرب إلى الشرق

استنزاف، ودورانها الكامل يستغرق يوما واحدا. يبدو للمراقب على الأرض أن الكرة السماوية موجودة

يدور مع جميع النجوم المرئية

في المقابل

الاتجاه أي من الشرق

الغرب. يبدو لنا أن الشمس موجودة كل يوم

حول الأرض: في الصباح عليه

يرتفع

شرقية

جزء من الأفق، و

في الأفق

الغرب. في المستقبل، بدلا من الدوران الفعلي للأرض حول محورها، سننظر في الدوران اليومي للكرة السماوية. ويحدث في اتجاه عقارب الساعة عند النظر إليه من القطب الشمالي.

من الأسهل أن تتخيل الكرة السماوية بصريًا إذا نظرت إليها من الخارج، كما هو موضح في الشكل. 2. بالإضافة إلى ذلك، فهو يوضح أثر تقاطع مستوى مدار الأرض، أو مستوى مسير الشمس، مع الكرة السماوية. تكمل الأرض دورتها حول الشمس في سنة واحدة. إن انعكاس هذه الثورة السنوية هو الحركة السنوية المرئية للشمس على طول الكرة السماوية في نفس المستوى، أي على طول مسير الشمس J F JL - F J T . في كل يوم، تتحرك الشمس بين النجوم على طول مسير الشمس نحو الشرق بحوالي درجة واحدة من القوس، لتكمل دورة كاملة في عام واحد. يتقاطع مسير الشمس مع خط الاستواء السماوي في نقطتين متقابلتين تماما، تسمى نقاط الاعتدال: T - الاعتدال الربيعي و - الاعتدال الخريفي. عندما تكون الشمس في هذه النقاط فإن في كل مكان على الأرض تشرق في الشرق تماماً، وتغرب تماماً في الغرب، ويكون النهار والليل 12 ساعة، وتسمى هذه الأيام بالاعتدالين، وتقع في 21 مارس و23 سبتمبر. مع عدم الانحراف عن هذه التواريخ بأقل من يوم واحد.

وتمتد مستويات خطوط الطول الجغرافية حتى تتقاطع مع الكرة السماوية، وتشكل خطوط طول سماوية عند التقاطع معها. هناك عدد لا يحصى من خطوط الطول السماوية. من بينها، من الضروري تحديد الأول بنفس الطريقة التي يتم بها قبول خط الطول الذي يمر عبر مرصد غرينتش على الأرض باعتباره الصفر. في علم الفلك، يعتبر هذا الخط المرجعي هو خط الطول السماوي الذي يمر عبر نقطة الاعتدال الربيعي ويسمى دائرة انحراف نقطة الاعتدال الربيعي. تسمى خطوط الطول السماوية التي تمر عبر مواقع النجوم دوائر انحراف هذه النجوم،

في نظام الإحداثيات الاستوائية، الدوائر الرئيسية هي خط الاستواء السماوي ودائرة انحراف النقطة Y. يتم تحديد موضع أي نجم في نظام الإحداثيات هذا عن طريق الصعود والانحراف الأيمن.

الهبوط المستقيم هو الزاوية الكروية عند القطب السماوي بين دائرة انحراف الاعتدال الربيعي ودائرة انحراف النجم، محسوبة في الاتجاه المعاكس للدوران اليومي للكرة السماوية.

ويقاس الصعود الأيمن بقوس السماوية

في الكرة السماوية، لذلك لا يعتمد على التناوب اليوميالمجال السماوي.

والاتجاه نحو النور. ويقاس الانحراف بالقوس المقابل لدائرة الانحراف من خط الاستواء السماوي إلى مكان النجم. إذا كان النجم في نصف الكرة الشمالي (شمال خط الاستواء السماوي)، يتم تعيين انحرافه بالاسم N، وإذا كان في نصف الكرة الجنوبي، فإن الاسم 5. عند حل المشكلات الفلكية، يتم تعيين علامة الزائد للانحراف القيمة، وهي نفس خط العرض لموقع المراقبة. وفي نصف الكرة الشمالي للأرض، يعتبر الميل الشمالي إيجابيا، ويعتبر الميل الجنوبي سلبيا. يمكن أن يختلف انحراف النجم من 0 إلى ±90 درجة. انحراف كل نقطة على خط الاستواء السماوي هو 0 درجة. انحراف القطب الشمالي هو 90 درجة.

يقوم أي نجم بدورة كاملة حول القطب السماوي خلال النهار على طول موازيته اليومية مع الكرة السماوية، وبالتالي فإن b، مثل a، لا يعتمد على دورانه. ولكن إذا كان لدى النجم حركة إضافية (على سبيل المثال، الشمس أو الكوكب) ويتحرك عبر الكرة السماوية، فإن إحداثياته ​​الاستوائية تتغير.

وترتبط قيمتي a وb بالراصد، كما لو كان موجودا في مركز الأرض. يتيح لك ذلك استخدام الإحداثيات الاستوائية للنجوم في أي مكان على الأرض.

§ 3. نظام الإحداثيات الأفقية

يمكن نقل مركز الكرة السماوية إلى أي مكان

نقطة في الفضاء.

بخاصة،

تتناسب مع نقطة تقاطع المحاور الرئيسية

تا. في هذه الحالة، عمودي

أداة (الشكل .

هندسي

أفقي

الإحداثيات

عند التقاطع مع السماء

محض

نماذج

مراقب.

عابر

السماوية

عمودي-

اتجاه

مُسَمًّى

طائرة

حقيقي

الأفق وعند التقاطع

سطح

السماوية

حقيقي

الأفق

التسميات

اعتمدت دول العالم التقليدية

النسخ: N (شمال)، S (جنوب)، W (غرب)

من خلال خط راسيا يمكنك الرسم

لا يحصى

مجموعة جديدة

رَأسِيّ

طائرات. عند التقاطع

مع السطح

المجال السماوي

استمارة

دوائر تسمى العمودية. أي عمودي

الذي يمر عبر موقع النجم يسمى العمودي للنجم.

RRH

تميز

كخط موازي لمحور الدوران

عندها سيكون مستوى خط الاستواء السماوي QQ\ متوازياً

طائرة

خط استواء الارض . رَأسِيّ،

بزب\زكس،

يكون

السماوية مؤقتا

خط الطول

الملاحظات,

أو الزوال

مراقب. خط الطول

مراقب

يسمى خط زوال الراصد مع مستوى الأفق الحقيقي بخط الظهيرة. أقرب نقطة تقاطع منتصف النهار إلى القطب الشمالي

من خلال نقطتي الشرق والغرب يسمى العمودي الأول. مستواه متعامد مع مستوى خط الطول للمراقب. الكرة السماوية عادة

طائرة الزوال

مراقب

يتزامن مع مستوى الرسم.

دوائر الإحداثيات الرئيسية في الأفقي

يخدم النظام الأفق الحقيقي و

خط الطول

معطي. بحسب أولى هذه الدوائر

تلقى النظام

اسمه.

الإحداثيات

نكون

والمضادة للطائرات

مسافة.

أ ض أنا ش ر

s v e t i l a

أ – كروية

نقطة السمت بين خط الطول للمراقب

الفلك

العد التنازلي

خط الطول

مراقب ولكن

نظرًا لأن السمت الفلكي للاتجاهات يتم تحديده في النهاية للأغراض الجيوديسية، فمن الملائم أكثر أن نعتمد على الفور حسابًا جيوديسيًا للسمت في هذا الكتاب. وتقاس بأقواس الأفق الحقيقي من نقطة الشمال إلى عمودي النجم على طول مسار

مركز الكرة بين الاتجاه إلى السمت والاتجاه إلى النجم. تقاس مسافة السمت بالقوس الرأسي للنجم من نقطة السمت إلى مكان النجم. تكون مسافة السمت دائمًا موجبة وتتراوح قيمتها من 0 إلى 180 درجة.

يؤدي دوران الأرض حول محورها من الغرب إلى الشرق إلى الدوران اليومي المرئي للنجوم حول القطب السماوي مع الكرة السماوية بأكملها. هذا

على كرة ذات عمود مختار بشكل مناسب. يتم تعريف نظام الإحداثيات السماوية من خلال دائرة كبيرة من الكرة السماوية (أو قطبها الذي يقع على مسافة 90 درجة من أي نقطة في هذه الدائرة) موضحًا عليها نقطة البداية لأحد الإحداثيات. اعتمادا على اختيار هذه الدائرة، تم استدعاء نظام الإحداثيات السماوية الأفقي والاستوائي ومسير الشمس والمجر. تم استخدام الإحداثيات السماوية منذ العصور القديمة. ويرد وصف لبعض الأنظمة في أعمال عالم الهندسة اليوناني القديم إقليدس (حوالي 300 قبل الميلاد). يحتوي كتالوج النجوم المنشور في المجسطي على 1022 نجما في نظام مسير الشمس الإحداثيات السماوية

في النظام الأفقي، الدائرة الرئيسية هي الأفق الرياضي أو الحقيقي لنيو ساوث ويلز ( أرز. 1) ، القطب هو السمت Z لموقع المراقبة. لتحديد النجم، يتم رسم s من خلاله وتسمى Z دائرة الارتفاع أو , لنجم معين. يُطلق على القوس العمودي Zs من السمت إلى النجم اسم السمت z وهو الإحداثي الأول؛ z يمكن أن يكون له أي قيمة من 0° (للسمت Z) إلى 180° (للنظير Z"). بدلاً من z، يتم استخدام ارتفاع النجم h أيضًا، وهو ما يساوي قوس دائرة الارتفاع من الأفق إلى النجم، ويقاس الارتفاع في كلا الاتجاهين من الأفق من 0° إلى 90° ويعتبر موجباً إذا كان النجم فوق الأفق، وسالباً إذا كان النجم تحت الأفق، وفي هذا الشرط تكون العلاقة z + h = 90 درجة صحيحة دائمًا الإحداثي الثاني - السمت A - هو قوس الأفق، ويقاس من نقطة الشمال N باتجاه الشرق إلى العمودي لنجم معين (غالبًا ما يتم قياس السمت من نقطة الجنوب S إلى الغرب) يقيس قوس NESM الزاوية الكروية عند Z بين خط الطول السماوي والعمودي للنجم، أي ما يعادل زاوية ثنائي السطوح بينهما. يمكن أن يكون للسمت أي قيمة من 0 درجة إلى 360 درجة، ومن السمات الأساسية للنظام الأفقي هو الاعتماد على موقع المراقبة، حيث يتم تحديد السمت من خلال اتجاه خط راسيا، والذي يختلف في نقاط مختلفة على الأرض. ونتيجة لذلك، فإن إحداثيات حتى جسم بعيد جدًا، يتم ملاحظتها في وقت واحد من أماكن مختلفة سطح الأرض، مختلفة. في عملية التحرك على طول الموازي اليومي، يعبر كل نجم خط الطول مرتين؛ ويسمى من خلال خط الطول . في الذروة العلوية، يكون z هو الأصغر، وفي الذروة السفلية يكون الأكبر. ضمن هذه الحدود، يتغير z على مدار اليوم. بالنسبة للنجوم التي لها ذروة علوية جنوب Z، يتغير السمت A من 0° إلى 360° خلال النهار. بالنسبة للنجوم التي تبلغ ذروتها بين القطب السماوي P وZ، يختلف السمت ضمن حدود معينة يحددها خط عرض موقع المراقبة والمسافة الزاوية للنجم من القطب السماوي.

أرز. 1. نظام الإحداثيات السماوية الأفقية.

في النظام الاستوائي الأول، الدائرة الرئيسية هي خط الاستواء السماوي Q¡Q' ( أرز. 2) ، القطب - القطب السماوي P، يمكن رؤيته من مكان معين. لتحديد النجم، يتم رسم s من خلاله وP، وتسمى دائرة الساعة، أو دائرة الانحراف. قوس هذه الدائرة من خط الاستواء إلى النجم هو الإحداثي الأول - انحراف النجم د. يتم قياس الانحراف من خط الاستواء في كل من 0 درجة إلى 90 درجة، وبالنسبة للنجوم نصف الكرة الجنوبييتم أخذ d سلبيا. في بعض الأحيان يتم أخذ p بدلاً من الإنحراف، يساوي القوسРs لدائرة الانحرافات من القطب الشمالي إلى النجم، والتي يمكن أن يكون لها أي زاوية من 0° إلى 180°، وبالتالي فإن العلاقة صحيحة دائمًا: Р + d = 90°. الإحداثي الثاني - زاوية الساعة t - هو قوس خط الاستواء QM، ويقاس من النقطة Q الواقعة فوق الأفق حيث يتقاطع مع خط الطول السماوي في اتجاه الكرة السماوية إلى دائرة الساعة لنجم معين. يتوافق هذا القوس مع الزاوية الكروية عند P بين قوس الزوال الموجه نحو النقطة الجنوبية ودائرة الساعة للنجم. تتغير زاوية الساعة للنجم الثابت خلال النهار من 0° إلى 360°، بينما يظل الانحراف ثابتًا. وبما أن التغيير في زاوية الساعة يتناسب مع الوقت، فهو بمثابة مقياس للوقت (انظر)، ومن هنا اسمه. يتم التعبير عن زاوية الساعة دائمًا تقريبًا بالساعات والدقائق والثواني، بحيث تتوافق 24 ساعة مع 360 درجة، وساعة واحدة تتوافق مع 15 درجة، وما إلى ذلك. كلا النظامين الموصوفين - الأفقي والاستوائي الأول - يُطلق عليهما اسم محلي، لأن الإحداثيات فيهما تعتمد على موقع المراقبة.

أرز. 2. أنظمة الإحداثيات السماوية الاستوائية الأولى والثانية.

أرز. 3. نظام مسير الشمس للإحداثيات السماوية.

في النظام المجري، الدائرة الرئيسية هي BDB" ( أرز. 4)، أي الكرة السماوية، بالتوازي مع التماثلمرئية من الأرض درب التبانة، القطب هو القطب G لهذه الدائرة. لا يمكن تحديد موقع خط الاستواء المجري على الكرة السماوية إلا بشكل تقريبي. عادة ما يتم الحصول عليها من خلال الإحداثيات الاستوائية للقطب الشمالي، مأخوذة = 12 ساعة 49 م و د = +27.4 درجة (للعصر 1950.0). لتحديد موضع النجم (يتم رسم دائرة كبيرة من خلالها والنقطة G تسمى دائرة خط العرض المجري. وقوس هذه الدائرة من خط الاستواء المجري إلى النجم ويسمى خط العرض المجري b هو الإحداثي الأول. يمكن أن يكون لخط العرض المجري أي قيمة من +90 درجة إلى -90 درجة؛ في هذه الحالة، تتوافق علامة الطرح مع خطوط العرض المجرية للنجوم المضيئة في نصف الكرة الأرضية التي تصعد فيها ويمكن أن يكون لها أي قيمة من 0 درجة إلى 360 درجة. الصعود الأيمن للنقطة D هو 18 ساعة 49 م ومن الملاحظات يتم تحديد الإحداثيات باستخدام المناسب اول ثلاثةأنظمة مسير الشمس ويتم الحصول عليه بالحساب من خط الاستواء.

يظهر نظام الإحداثيات الاستوائي الأول في الشكل. 6.

الدائرة الرئيسيةهناك إحداثيات خط الاستواء السماويس"ك ق . القطبان الهندسيان لخط الاستواء السماوي هما القطبان الشمالي والجنوبي للعالم، Р N و Р S.

الدائرة الأوليةالأنظمة - الزوال السماويب ن س" ب س س.

نقطة البدايةالنظام - أعلى نقطة في خط الاستواء Q.

تعريف الدائرةالأنظمة – دائرة الانحراف Р N Р S .

الإحداثيات الأولىالنظام الاستوائي الأول - الانحرافالنجم ، الزاوية بين مستوى خط الاستواء السماوي والاتجاه إلى النجم KO، أو قوس دائرة الانحراف K. يتم قياس الانحراف من خط الاستواء إلى القطبين ويمكن أن يأخذ قيمًا

90 0  90 0 .

في بعض الأحيان يتم استخدام القيمة  = 90 0 - ، حيث 0 0 180 0، تسمى المسافة القطبية.

لا يعتمد الانحراف على الدوران اليومي للأرض أو على الإحداثيات الجغرافية لنقطة المراقبة , .

الإحداثيات الثانيةالنظام الاستوائي الأول زاوية ساعةالنجوم ر زاوية ثنائي السطوح بين مستويات خط الزوال السماوي ودائرة انحراف النجم، أو الزاوية الكروية عند القطب السماوي الشمالي:

t = زاوية مزدوجة QР N Р S  = زاوية كروية QР N  = QК = QOK.

يتم قياس زاوية الساعة من أعلى نقطة في خط الاستواء Q في اتجاه الدوران اليومي للكرة السماوية من 0 0 إلى 360 0، 0 0 t 360 0.

غالبًا ما يتم التعبير عن زاوية الساعة بوحدات الساعة، 0 h t 24 h.

ترتبط الدرجات والساعات بالعلاقات:

360 0 = 24 ساعة، 15 0 = 1 ساعة، 15" = 1 م، 15" = 1 ثانية.

بسبب الحركة اليومية الواضحة للكرة السماوية، تتغير زوايا ساعات النجوم باستمرار. يتم قياس زاوية الساعة t من خط الطول السماوي، ويتم تحديد موضعه بواسطة اتجاه الخط الشاقول (ZZ") عند نقطة معينة، وبالتالي يعتمد على الإحداثيات الجغرافية لنقطة المراقبة على الأرض.

3. نظام الإحداثيات الاستوائية الثانية

يظهر نظام الإحداثيات الاستوائية الثاني في الشكل. 7.

الدائرة الرئيسيةالنظام الاستوائي الثاني - خط الاستواء السماويسس".

الدائرة الأوليةالنظام - تسمى دائرة انحراف نقطة الاعتدال الربيعي Р N Р S نظام الألوان من الاعتدالات.

نقطة البدايةالأنظمة – نقطة الاعتدال الربيعي.

الدائرة المحددة للنظام هي دائرة الانحراف .

الإحداثيات الأولى -الانحراف.

الإحداثي الثاني هو الصعود الصحيح، الزاوية ثنائية السطوح بين مستويات لون الاعتدال ودائرة انحراف النجم، أو الزاوية الكروية P N ، أو قوس خط الاستواءK:

 = زاوية مزدوجةР N Р S  = زاوية كرويةP N  =  К =

يتم التعبير عن الصعود الأيمن  بوحدات الساعة ويتم قياسه من النقطة  عكس اتجاه عقارب الساعة في الاتجاه المعاكس للحركة اليومية الظاهرة للنجوم،

0 ساعة  24 ساعة .

وفي النظام الاستوائي الثاني، لا تعتمد الإحداثيات  و  على الدوران اليومي للنجوم. وبما أن هذا النظام لا يرتبط بالأفق ولا بخط الطول، فإن  و لا يعتمدان على موقع نقطة المراقبة على الأرض، أي على الإحداثيات الجغرافية  و.

عند القيام بالأعمال الفلكية والجيوديسية، يجب معرفة إحداثيات النجمين  و . يتم استخدامها عند معالجة نتائج الرصد، وكذلك لحساب جداول الإحداثيات A و h، والتي تسمى التقويم الفلكي، والتي يمكنك من خلالها العثور على نجم لامع باستخدام المزواة الفلكية في أي لحظة زمنية معينة. يتم تحديد الإحداثيات الاستوائية للنجمين  و  من خلال عمليات رصد خاصة في المراصد الفلكية ويتم نشرها في كتالوجات النجوم.


4.نظام الإحداثيات الجغرافية

إذا قمنا بإسقاط النقطة M من سطح الأرض على الكرة السماوية في اتجاه الخط الشاقول ZZ' (الشكل 8)، فإن الإحداثيات الكروية للسمت Z لهذه النقطة تسمى جغرافيةالإحداثيات: خط العرض الجغرافيو خط الطول الجغرافي.

يحدد نظام الإحداثيات الجغرافية موقع النقاط على سطح الأرض. يمكن أن تكون الإحداثيات الجغرافية فلكية أو جيوديسية أو مركزية الأرض. وباستخدام أساليب علم الفلك الجيوديسي يتم تحديد الإحداثيات الفلكية.

الدائرة الرئيسيةنظام الإحداثيات الجغرافية الفلكية – خط استواء الارض، حيث يكون مستواه عموديًا على محور دوران الأرض. يتأرجح محور دوران الأرض بشكل مستمر في جسم الأرض (انظر قسم "حركة أقطاب الأرض")، لذلك يتم التمييز بين محور الدوران اللحظي (خط الاستواء اللحظي، الإحداثيات الفلكية اللحظية) ومتوسط ​​محور الدوران (متوسط خط الاستواء، متوسط ​​الإحداثيات الفلكية).

يحتوي مستوى خط الطول الفلكي الذي يمر عبر نقطة عشوائية على سطح الأرض على خط راسيا عند هذه النقطة ويكون موازيًا لمحور دوران الأرض.

رئيس ميريدياندائرة البدايةنظام الإحداثيات - يمر عبر مرصد غرينتش (حسب الاتفاقية الدولية لعام 1883).

نقطة البدايةنظام الإحداثيات الجغرافية الفلكية - نقطة تقاطع خط الطول الرئيسي مع المستوى الاستوائي.

في علم الفلك الجيوديسي، يتم تحديد خطوط الطول والعرض الفلكية،  و، بالإضافة إلى السمت الفلكي للاتجاه A.

خط العرض الفلكي هي الزاوية المحصورة بين المستوى الاستوائي والخط الراسيا عند نقطة معينة. يتم قياس خط العرض من خط الاستواء إلى القطب الشمالي من 0 0 إلى +90 0 وإلى القطب الجنوبي من 0 0 إلى -90 0.

خط الطول الفلكي – زاوية ثنائية السطوح بين مستويات خطوط الطول الفلكية الأولية والحالية. يتم قياس خط الطول من خط الطول غرينتش إلى الشرق ( E - خط الطول الشرقي) وإلى الغرب ( W - خط الطول الغربي) من 0 0 إلى 180 0 أو، بالساعة، من 0 إلى 12 ساعة (12 ساعة). في بعض الأحيان يتم حساب خط الطول في اتجاه واحد من 0 إلى 360 0 أو، من حيث الساعة، من 0 إلى 24 ساعة.

السمت الاتجاه الفلكي A هي الزاوية ثنائية السطوح بين مستوى خط الزوال الفلكي والمستوى الذي يمر عبر خط راسيا والنقطة التي يتم قياس الاتجاه إليها.

لو فلكيترتبط الإحداثيات بخط راسيا ومحور دوران الأرض الجيوديسية- مع السطح المرجعي (الإهليلجي) ومع الوضع الطبيعي لهذا السطح. تمت مناقشة نظام الإحداثيات الجيوديسي بالتفصيل في قسم "الجيوديسيا العليا".

الدائرة الكبرى ZsZ"، التي يتقاطع على طولها المستوى العمودي الذي يمر عبر النجم مع الكرة السماوية، تسمى عمودي أو دائرة ارتفاعات النجم.

تسمى الدائرة الكبرى PNsPS التي تمر عبر النجم بشكل عمودي على خط الاستواء السماوي حول انحراف النجم.

تسمى الدائرة الصغيرة "nsn" التي تمر عبر خط النجم الموازي لخط الاستواء السماوي الموازي اليومي. تحدث الحركة اليومية الظاهرة للنجوم على طول المتوازيات النهارية.

تسمى الدائرة الصغيرة "آسا" التي تمر عبر خط الضوء الموازي للأفق السماوي دائرة ذات ارتفاعات متساوية، أو المكانتارات.

في تقدير تقريبي أولي، يمكن اعتبار مدار الأرض بمثابة منحنى مسطح - قطع ناقص، في إحدى البؤرتين التي تقع فيها الشمس. مستوى القطع الناقص الذي تم أخذه كمدار للأرض , تسمى طائرة مسير الشمس.

في علم الفلك الكروي من المعتاد الحديث عنه الحركة السنوية الواضحة للشمس.تسمى الدائرة الكبرى EgE"d، التي تحدث على طولها حركة الشمس المرئية خلال العام مسير الشمس.يميل مستوى مسير الشمس على مستوى خط الاستواء السماوي بزاوية تساوي 23.5 0 تقريبًا.

في التين. 1.4. يظهر:

ز – نقطة الاعتدال الربيعي.

د – نقطة الاعتدال الخريفي.

هـ - النقطة الانقلاب الصيفي; ه" - النقطة الانقلاب الشتوي; RNRS – محور مسير الشمس. RN - القطب الشمالي لمسير الشمس. RS - القطب الجنوبي لمسير الشمس. e هو ميل مسير الشمس إلى خط الاستواء.

1.1.2. أنظمة الإحداثيات على الكرة السماوية

لتحديد نظام إحداثيات كروي على كرة، يتم اختيار دائرتين كبيرتين متعامدتين بشكل متبادل، تسمى إحداهما الدائرة الرئيسية والأخرى - الدائرة الأولية للنظام.

تُستخدم أنظمة الإحداثيات الكروية التالية في علم الفلك الجيوديسي والقياس الفلكي:

1) أفقينظام الإحداثيات ;

2) الاستوائية الأولى والثانيةنظم الإحداثيات؛

3) مسير الشمسنظام الإحداثيات.

يتوافق اسم الأنظمة عادةً مع اسم الدوائر الكبيرة التي تعتبر الدائرة الرئيسية. دعونا نفكر في أنظمة الإحداثيات هذه بمزيد من التفصيل.

نظام الإحداثيات الأفقية

(النظير).

الدائرة الأوليةالأنظمة - الزوال السماويزسز"ن.

نقطة البدايةالأنظمة - نقطة الجنوبس.

تعريف الدائرةالأنظمة - النجم العموديزسز".

الإحداثيات الأولى للنظام الأفقي هي ارتفاع h، الزاوية بين مستوى الأفق والاتجاه نحو ÐMOs النجمية، أو القوس العمودي من الأفق إلى ÈMs النجمية. يتم قياس الارتفاع من الأفق ويمكن أن يأخذ القيم

900 جنيه إسترليني ح 900 جنيه إسترليني.

في علم الفلك الجيوديسي، كقاعدة عامة، بدلا من الارتفاع ح، نستخدم مسافة الذروة z هي الزاوية بين الخط الشاقول والاتجاه نحو الجسم ÐZOs، أو قوس ÈZs الرأسي. مسافة السمت هي إضافة إلى 900 ارتفاع h:

يتم قياس مسافة سمت النجم من السمت ويمكن أن تأخذ قيمًا

00 جنيه ض 1800 جنيه.

الإحداثي الثاني للنظام الأفقي هو السمت- زاوية ثنائي السطوح SZZ"s بين مستوى خط الزوال السماوي (الدائرة الأولية) والمستوى الرأسي للنجم، يُشار إليه بالحرف A:

أ = مزدوج زاوية SZZ"s = ÐSOM = ÈSM = زاوية كروية SZM.

في علم الفلك، يتم قياس السمت من النقطة الجنوبية S باتجاه عقارب الساعة إلى الداخل

00 جنيه استرليني 3600 جنيه استرليني.

بسبب الدوران اليومي للكرة السماوية، تتغير الإحداثيات الأفقية للنجم خلال النهار. لذلك، عند تحديد موضع النجوم المضيئة في نظام الإحداثيات هذا، من الضروري ملاحظة اللحظة الزمنية التي ترتبط بها الإحداثيات h، z، A. بالإضافة إلى ذلك، فإن الإحداثيات الأفقية ليست فقط وظائف للوقت، ولكنها أيضًا وظائف للزمن. موقع موقع المراقبة على سطح الأرض. ترجع ميزة الإحداثيات الأفقية هذه إلى حقيقة أن الخطوط الشاقولية عند نقاط مختلفة على سطح الأرض لها اتجاهات مختلفة.

يتم توجيه الأدوات الجيوديسية في نظام الإحداثيات الأفقية ويتم أخذ القياسات.

أول نظام إحداثيات استوائي

ويعرض الشكل 1.6 أول نظام إحداثي استوائي.

الدائرة الرئيسيةأول نظام الإحداثيات الاستوائية هو خط الاستواء السماويس"ك ق . الأقطاب الهندسية لخط الاستواء السماوي هي القطبين السماويين الشمالي والجنوبي، PN وPS.

الدائرة الأوليةالأنظمة - الزوال السماويРNQ"РSQ.

نقطة البدايةالأنظمة – أعلى نقطة في خط الاستواءس.

تعريف الدائرةالأنظمة – دائرة الانحرافРNsРS.

الإحداثيات الأولى للنظام الاستوائي الأول - الانحرافالنجم d، الزاوية بين مستوى خط الاستواء السماوي والاتجاه إلى النجم ÐKOs، أو قوس دائرة الانحراف ÈKs. يتم قياس الانحراف من خط الاستواء إلى القطبين ويمكن أن يأخذ قيمًا

900 جنيه إسترليني. 900 جنيه إسترليني.

في بعض الأحيان يتم استخدام القيمة D = 900 - d، حيث يتم استدعاء 00 £ D £ 1800 المسافة القطبية.

لا يعتمد الانحراف على الدوران اليومي للأرض أو على الإحداثيات الجغرافية لنقطة المراقبة f، l.

الإحداثية الثانية للنظام الاستوائي الأول - زاوية ساعةالنجوم ر - زاوية ثنائي السطوح بين مستويات خط الزوال السماوي ودائرة انحراف النجم، أو الزاوية الكروية عند القطب السماوي الشمالي:

ر = الباب زاوية QPNPSs = sf. زاوية QRNs = ÈQК = ÐQOK.

يتم قياس زاوية الساعة من أعلى نقطة على خط الاستواء Q في اتجاه الدوران اليومي للكرة السماوية (اتجاه عقارب الساعة) اعتبارا من 01/01/01، وعادة بقياس الساعة،

ترتبط الدرجات والساعات بالعلاقات:

3600 = 24 ساعة، 150 = ساعة واحدة، 15 بوصة = 1 متر، 15 بوصة = 1 ثانية.

بسبب الحركة اليومية الواضحة للكرة السماوية، تتغير زوايا ساعات النجوم باستمرار. يتم قياس زاوية الساعة t من خط الطول السماوي، ويتم تحديد موضعه بواسطة اتجاه الخط الشاقول (ZZ") عند نقطة معينة، وبالتالي يعتمد على الإحداثيات الجغرافية لنقطة المراقبة على الأرض.

الحصول على النص الكامل

نظام الإحداثيات الاستوائية الثانية

يظهر نظام الإحداثيات الاستوائية الثاني في الشكل 1.7.

الدائرة الرئيسيةالنظام الاستوائي الثاني - خط الاستواء السماوي QgQ".

الدائرة الأوليةالأنظمة - تسمى دائرة انحرافات نقطة الاعتدال الربيعي РNgРS لون الاعتدالات.

نقطة البدايةالأنظمة – ز.

تعريف الدائرةالأنظمة – دائرة الانحرافРNsРS.

الإحداثي الأول هو الانحرافمضيئة د.

الإحداثيات الثانية - الصعود الصحيحأ، زاوية ثنائية السطوح بين مستويات لون الاعتدال ودائرة انحراف النجم، أو الزاوية الكروية gРNs، أو قوس خط الاستواء gK:

أ = الباب زاوية gPNPSs = sf. زاوية gPNs = ÈgК = ÐgOK.

يتم التعبير عن الصعود الأيمن a بوحدات الساعة ويتم قياسه من النقطة g عكس اتجاه عقارب الساعة في الاتجاه المعاكس للحركة اليومية الظاهرة للنجوم،

وفي النظام الاستوائي الثاني، لا تعتمد الإحداثيات a وd على الدوران اليومي للنجوم. نظرًا لأن هذا النظام لا يرتبط بالأفق أو خط الطول، فإن a وd لا يعتمدان على موضع نقطة المراقبة على الأرض، أي على الإحداثيات الجغرافية f وl.

عند القيام بالأعمال الفلكية والجيوديسية، يجب معرفة إحداثيات النجمين a وd. يتم استخدامها عند معالجة نتائج المراقبة، وكذلك لحساب جداول الإحداثيات الأفقية للنجوم (A و h)، والتي تسمى التقويم الفلكي، والتي يمكنك من خلالها العثور على نجم باستخدام المزواة الفلكية في أي لحظة معينة من الزمن. يتم تحديد الإحداثيات الاستوائية للنجمين a وd من الملاحظات الخاصة في المراصد الفلكية ونشرها في كتالوجات النجوم.

نظام الإحداثيات مسير الشمس

الدائرة الأوليةالأنظمة - دائرة عرض نقطة الاعتدال الربيعي RNgRS. القطبان الهندسيان لخط الاستواء السماوي هما القطبان الشمالي والجنوبي لمدار الشمس، RN وRS.

نقطة البدايةالأنظمة – نقطة الاعتدال الربيعيز.

تعريف الدائرةالأنظمة – دائرة العرضРNsРS.

الإحداثي الأول هو خط العرض مسير الشمسب - الزاوية بين مستوى مسير الشمس والاتجاه إلى النجم ÐKOs، أو قوس دائرة خط العرض ÈKs. يتم قياس خط عرض مسير الشمس من خط الاستواء إلى القطبين ويمكن أن يأخذ قيمًا

900 جنيه استرليني ب 900 جنيه استرليني.

الإحداثيات الثانية خط الطول مسير الشمس l، الزاوية ثنائية السطوح بين مستويات دوائر خط عرض النقطة g والنجم s، أو الزاوية الكروية gRNs، أو قوس مسير الشمس gK:

ل = الباب زاوية gRNRSs = سادس. الزاوية gRNs = ÈgК = ÐgOK.

يتم قياس خط طول مسير الشمس l من النقطة g في اتجاه الحركة السنوية الظاهرة للشمس،

00 جنيه إسترليني 3600 جنيه إسترليني.

لا تتغير خطوط الطول ودوائر العرض في مسير الشمس بسبب الدوران اليومي للكرة السماوية. يستخدم نظام إحداثيات مسير الشمس على نطاق واسع في علم الفلك النظري والميكانيكا السماوية في نظرية حركة الجسم النظام الشمسي. نظرًا لأن القمر والكواكب تتحرك بالقرب من مستوى مسير الشمس، فإن مراعاة اضطرابات مداراتها يتم تبسيطها بشكل ملحوظ في نظام الإحداثيات الكسوف.

في علم الفلك النجمي، يتم استخدام نظام الإحداثيات المجري، حيث الدائرة الرئيسية هي خط الاستواء المجري - وهي دائرة كبيرة تتزامن في معظمها مع منتصف درب التبانة. يتم تحديد إحداثيات النجوم في هذا النظام من خلال خط العرض المجري وخط الطول المجري.

1.1.3. الإحداثيات الجغرافية للنقاط على سطح الأرض

إذا قمنا بإسقاط النقطة M من سطح الأرض على الكرة السماوية في اتجاه الخط الشاقول ZZ’ (الشكل 1.9)، فإن الإحداثيات الكروية للسمت Z لهذه النقطة تسمى الإحداثيات الجغرافية: خط العرض الجغرافيو و خط الطول الجغرافيل.

يتم إعطاء خطوط الطول والعرض للنقاط على سطح الأرض بالنسبة إلى خط استواء الارضو خط الطول الرئيسي.

خط استواء الارضيسمى المستوى المتعامد مع محور دوران الأرض. يتأرجح محور دوران الأرض باستمرار (انظر قسم "حركة أقطاب الأرض")، لذلك يتم التمييز بين محور الدوران اللحظي (خط الاستواء اللحظي) ومحور الدوران المتوسط ​​(خط الاستواء المتوسط).

طائرة الزوال الفلكي,يمر عبر نقطة عشوائية على سطح الأرض، ويحتوي على خط راسيا عند نقطة معينة ويكون موازيا لمحور دوران الأرض.

رئيس ميريديانيمر عبر النقطة المركزية للأداة الفلكية الأساسية لمرصد غرينتش (وفقًا لـ اتفاق دولي 1883).

نقطة البداية , والتي يتم حساب خطوط الطول منها هي نقطة تقاطع خط الطول الرئيسي مع المستوى الاستوائي.

في علم الفلك الجيوديسي، يتم تحديد خطوط الطول والعرض الفلكية، f وl، والسمت الفلكي للاتجاه A.

خط العرض الفلكي f هي الزاوية بين المستوى الاستوائي والخط الراسيا عند نقطة معينة. يتم قياس خط العرض من خط الاستواء إلى القطب الشمالي من 00 إلى +900 وإلى القطب الجنوبي من 00 إلى -900.

خط الطول الفلكيل – زاوية ثنائي السطوح بين مستويات خطوط الطول الفلكية الأولية والحالية. يتم قياس خط الطول من خط الطول غرينتش إلى الشرق (leE - خط الطول الشرقي) وإلى الغرب (lW - خط الطول الغربي) اعتبارًا من 01/01/01 أو بالساعة من 0 إلى 12 ساعة (12 ساعة). في بعض الأحيان يتم حساب خط الطول في اتجاه واحد من 0 إلى 3600، أو من 0 إلى 24 ساعة بالساعة.

السمت الاتجاه الفلكي A هي الزاوية ثنائية السطوح بين مستوى خط الزوال الفلكي والمستوى الذي يمر عبر خط راسيا والنقطة التي يتم قياس الاتجاه إليها.

الحصول على النص الكامل

لو فلكيترتبط الإحداثيات بخط راسيا ومحور دوران الأرض الجيوديسية- مع السطح المرجعي (الإهليلجي) ومع الوضع الطبيعي لهذا السطح. تتم مناقشة الإحداثيات الجيوديسية بالتفصيل في قسم "الجيوديسيا العليا".

1.1.4. العلاقة بين أنظمة الإحداثيات المختلفة

العلاقة بين الإحداثيات الأولى والثانية

الأنظمة الاستوائية. صيغة الوقت الفلكية

في النظامين الاستوائيين الأول والثاني، يقاس الانحراف d بنفس الزاوية المركزية ونفس قوس الدائرة الكبرى، مما يعني أن d في هذه الأنظمة هو نفسه. دعونا نفكر في العلاقة بين t وa. للقيام بذلك، نحدد زاوية الساعة للنقطة g - موضعها في نظام الإحداثيات الاستوائي الأول:

tg = ÐQOg = ÈQg.

من الشكل 1.10. من الواضح أن المساواة صحيحة بالنسبة لأي نجم

زاوية الساعة في الاعتدال الربيعي هي قياس للزمن الفلكي:

الصيغة الأخيرة تسمى صيغة الوقت الفلكي: مجموع زاوية الساعة والصعود الأيمن للنجم يساوي الوقت الفلكي.

العلاقة بين الإحداثيات السماوية والجغرافية

النظرية 1. خط العرض الجغرافي لموقع الرصد يساوي عددياً انحراف السمت عند نقطة الرصد ويساوي ارتفاع القطب السماوي فوق الأفق:

والدليل يتبع من الشكل 1.11. خط العرض الجغرافي f هو الزاوية بين مستوى خط استواء الأرض وخط راسيا عند نقطة المراقبة ÐMoq. انحراف السمت dz هو الزاوية بين مستوى خط الاستواء السماوي والخط الشاقول ÐZMQ. إن انحراف السمت وخط العرض متساويان مثل الزوايا المقابلة للخطوط المتوازية. ارتفاع القطب السماوي، hp = ÐPNMN، وانحراف السمت dz متساويان مع بعضهما البعض مثل الزوايا بين الجانبين المتعامدين بشكل متبادل. لذلك، تحدد النظرية 1 العلاقة بين إحداثيات الأنظمة الجغرافية والأفقية والاستوائية. وهو يشكل الأساس لتحديد خطوط العرض الجغرافية لنقاط المراقبة.

النظرية 2. إن الفرق في زوايا الساعة لنفس النجم، مقاساً في نفس اللحظة الفيزيائية الزمنية عند نقطتين مختلفتين على سطح الأرض، يساوي عددياً الفرق في خطوط الطول الجغرافية لهذه النقاط على سطح الأرض:

t2 - t1 = l2 - l1.

ويأتي الدليل من الشكل 1.9، الذي يوضح الأرض والكرة السماوية الموصوفة حولها. الفرق في خط الطول بين نقطتين هو زاوية ثنائي السطوح بين خطوط الطول لهذه النقاط؛ الفرق في زوايا الساعة للنجم هو زاوية ثنائي السطوح بين خطي الطول السماويين لهذه النقاط. بسبب التوازي بين خطوط الطول السماوية والأرضية، تم إثبات النظرية.

النظرية الثانية لعلم الفلك الكروي هي الأساس لتحديد خطوط طول النقاط .

مثلث المنظر

مثلث المنظر- مثلث كروي ذو رؤوس Pn، Z، s (الشكل 1.12). ويتكون من تقاطع ثلاث دوائر كبيرة: خط الطول السماوي، ودائرة الانحراف، والعمودي للنجم.

تسمى الزاوية q بين العمودي للنجم ودائرة الانحراف المتوازي.

تنتمي عناصر مثلث المنظر إلى ثلاثة أنظمة إحداثية: الأفقي (A، z)، الاستوائي الأول (d، t) والجغرافي (f). يمكن إنشاء الاتصال بين أنظمة الإحداثيات هذه من خلال حل المثلث المنظري.

معطى: في لحظة التوقيت الفلكي s، عند نقطة ذات خط عرض معروف f، يتم ملاحظة نجم s بإحداثيات استوائية معروفة a و d.

المهمة: تحديد الإحداثيات الأفقية: السمت A ومسافة السمت z.

تم حل المشكلة باستخدام صيغ علم المثلثات الكروية. تتم كتابة صيغ جيب التمام والجيوب والعناصر الخمسة فيما يتعلق بمثلث المنظر على النحو التالي:

كوسض = خطيئة F خطيئةد+ كوس F كوسد كوسر، (1.1)

خطيئةض خطيئة(1800-أ) = خطيئة(900-د) خطيئةر، (1.2)

خطيئةض كوس(1800-أ) = خطيئة(900-ف) كوس(900-د) - كوس(900-ف) خطيئة(900-د) كوسر، (1.3)

حيث ر = ق - أ.

بقسمة الصيغة (1.3) على (1.2) نحصل على:

stgأ= خطيئة F ctgر- tgد كوس F com.cosecر. (1.4)

الصيغ (1.1) و (1.4) عبارة عن معادلات اقتران في طريقتي السمت والسمت للتحديدات الفلكية، على التوالي.

1.1.5. الدوران اليومي الواضح للكرة السماوية

أنواع الحركة اليومية للنجوم

يحدث الدوران اليومي الظاهري للكرة السماوية من الشرق إلى الغرب وينتج عن دوران الأرض حول محورها. في هذه الحالة، تتحرك النجوم على طول المتوازيات اليومية. يعتمد نوع الحركة اليومية بالنسبة لأفق نقطة معينة عند خط العرض f على انحراف النجم d. بناءً على نوع الحركة اليومية للنجوم، هناك:

http://pandia.ru/text/78/647/images/image015_14.gif" محاذاة = "يسار" العرض = "238 الارتفاع = 238" الارتفاع = "238"> الذروة العليا (VC):

أ) يبلغ النجم ذروته جنوب السمت،

(-900 < d < f), суточные параллели 2 и 3,

أ = 00، ض = و - د؛

ب) يبلغ النجم ذروته شمال السمت،

(900 >د > و)، بالتوازي اليومي 1،

أ = 1800، ض = د - و.

الذروة السفلى (NC):

أ) يبلغ النجم ذروته شمال النظير، (900 > د > - و)، المتوازيات اليومية 1 و 2،

أ = 1800، ض = 1800 – (و + د)؛

ب) يبلغ النجم ذروته جنوب النظير (-900 الحصول على النص الكامل

أ = 00، ض = 1800 + (و + د).

تُستخدم صيغ العلاقة بين الإحداثيات الأفقية والاستوائية للنجم عند الذروة في تجميع التقويمات الفلكية العاملة لمراقبة النجوم في خط الطول. بالإضافة إلى ذلك، من مسافة السمت المقاسة z والانحراف المعروف d، من الممكن حساب خط عرض النقطة f أو، مع خط عرض معروف f، تحديد الانحراف d.

مرور النجوم عبر الأفق

في لحظة شروق الشمس أو غروبها لنجم بإحداثيات (a، d)، تكون مسافة سمته z = 900، وبالتالي بالنسبة لنقطة ذات خط عرض f يمكن تحديد زاوية الساعة t والوقت الفلكي s والسمت A من الحل للمثلث المنظري PNZs الموضح في الشكل 1.15. تتم كتابة نظرية جيب التمام للجانبين z و (900- d) على النحو التالي:

معنظام التشغيلض = خطيئة F خطيئةد+ كوس F كوسد كوسر،

خطيئةد= كوسض خطيئة F - خطيئةض كوس F كوسأ.

بما أن z=900 إذن كوسض = 0، خطيئةض = 1، لذلك

كوسر = - tgد tgكوسأ = - خطيئةد /cos F.

http://pandia.ru/text/78/647/images/image017_12.gif" محاذاة = "left" width = "252" height = "236 src = ">بالنسبة لنصف الكرة الشمالي من الأرض (f>0) ، للنجم ذو الانحراف الإيجابي (d>0) كوسر > 0،

وبالتالي فإن زوايا الساعة للنجم في لحظات مرور الأجزاء الغربية والشرقية من العمودي ستكون

tW= t1, tE=24h - t1 .

مع الانحراف السلبي (د<0) كوسر< 0, отсюда

tW=12h – t1, tE = 12h + t1.

في هذه الحالة و كوسض<0, то есть z>900، لذلك يمر النجم بالعمودي الأول أسفل الأفق.

وفقًا لصيغة الوقت الفلكي، ستكون لحظات مرور العمودي الأول بواسطة النجم

sW = a + tW، sE = a + tE.

سمت النجم في العمودي الأول هو AW = 900، AE = 2700، إذا كان العد التنازلي في اتجاه عقارب الساعة من نقطة الجنوب.

في علم الفلك الجيوديسي، هناك عدد من الطرق لتحديد الإحداثيات الجغرافية فلكيًا، استنادًا إلى مراقبة النجوم البارزة في العمودي الأول. تُستخدم صيغ الارتباط بين الإحداثيات الأفقية والاستوائية للنجم في العمودي الأول في تجميع التقويمات الفلكية العاملة ومعالجة الملاحظات.

حساب الإحداثيات الأفقية والزمن الفلكي

للنجوم في الاستطالة

في لحظات الاستطالة، يكون للنجم العمودي خط مستقيم مماس مشترك مع الموازي اليومي، أي أن الحركة اليومية الظاهرة للنجم تحدث على طول خطه الرأسي. وبما أن دائرة الانحراف تتقاطع دائمًا مع الموازي اليومي بزاوية قائمة، فإن الزاوية المنظرية PNsZ تصبح قائمة. حل المثلث المتوازي قائم الزاوية باستخدام قاعدة Maudui-Napere، يمكن للمرء العثور على تعبيرات لـ t، z، A:

كوسر = tg F/ tgد، كوسض = خطيئة F/ خطيئةد، خطيئةأ = - كوسد/ كوس F.

للاستطالة الغربية

AW = 1800 – A1، tW = t1، sW = a + tW،

لاستطالة الشرق

AE = 1800 + A1، tE = - t1، sE = a + tE.

تتم مراقبة النجوم المضيئة عند الاستطالة أثناء دراسات المزواة الفلكية في هذا المجال.

1.1.6. تجميع التقويمات من النجوم. بولاريس التقويم الفلكي

التقويم الفلكييُطلق على النجم جدول إحداثياته، حيث يكون الوقت هو الوسيطة. في علم الفلك الجيوديسي، غالبًا ما يتم تجميع التقويمات الفلكية في نظام الإحداثيات الأفقي (z، A) بدقة ± 1'. تسمى هذه التقويمات التقويمية العاملة. يتم تجميع التقويمات الفلكية العاملة للنجوم ذات الإحداثيات (z، A) لفترة المراقبة من أجل العثور بسهولة وسرعة على نجم في الكرة السماوية باستخدام أداة فلكية.

أثناء عمليات الرصد الفلكية الميدانية في نصف الكرة الشمالي، غالبًا ما تُستخدم عمليات رصد نجم الشمال لتوجيه الأداة.

يتم تجميع التقويمات القطبية بالترتيب التالي.

عند نقطة خط العرض f، من أجل مراقبة نجم بإحداثيات a، d لفترة زمنية من s1 إلى sk، من الضروري تجميع جدول بقيم A وz.

المسافة القطبية للقطب D لا تتجاوز 10. لذلك فإن المثلث المتوازي هو مثلث كروي ضيق (الشكل 1.17). دعونا نخفض sK كرويًا متعامدًا من النجم إلى خط الطول. نحصل على مثلثين قائمين، PNKs (ابتدائي) وKsZ (ضيق). حل المثلث PNKs كمستوي، يمكننا أن نكتب

PNK = و = د كوسر، سك = س = د خطيئةر، حيث ر = s-a.

فكر في حل المثلث القائم KsZ. هناك جانبان معروفان فيها، KZ = 900-(f+f) وKs = x. وفقا لقاعدة Mauduit-Napere

tgض = tg(900-و - و)/ كوسأن.

لحساب z مع خطأ 1" يمكنك أن تأخذ 1/ كوسأ ≈1 إذن

ض = 900-(و+و)، أو ح = و + و.

من المثلث KsZ

خطيئةس = خطيئةأن خطيئةض،

أو نظرا لصغر x و AN عند حساب السمت بدقة 1" يمكننا الكتابة

س = أن خطيئةض = أن كوس(و+و).

أن = س/ كوس(و+و) = د خطيئة(ص-أ)/ كوس(و+و).

يتم قياس السمت AN من النقطة الشمالية N. ويتم تحديد السمت القطبي، المقاس من النقطة الجنوبية S، بواسطة الصيغ

АW = 1800 - AN؛

إ = 1800 + آن.

الحصول على النص الكامل

أسئلة الاختبار للقسم 1.1

1. كيف يتم تحديد اتجاهات الخط الراسيا ومحور العالم؟

2. ما هو مسير الشمس، نقطة جاما؟

3. قم بتسمية المعلمات (الدوائر الرئيسية والابتدائية والمحددة ونقطة البداية والأقطاب) لأنظمة الإحداثيات الأفقية والاستوائية ومسير الشمس.

4. ما هو الفرق الأساسي بين الإحداثيات الفلكية والجيوديسية للنقاط على الأرض؟

5. في أي الحالات يتم استخدام أنظمة الإحداثيات الأفقية والاستوائية ومسير الشمس؟

6. صياغة النظريات التي تشكل الأساس لتحديد خطوط الطول والعرض الجغرافية للنقاط.

7. ما هي السمت والارتفاع وزاوية الساعة وانحراف النقاط الرئيسية للكرة السماوية عند نقطة تقع على خط العرض f؟

8. في أي حالة تكون صيغ حل مثلث المنظر غير قابلة للتطبيق؟

9. رسم مثلثات المنظر للنجوم العابرة للأفق، العمودي الأول في النصفين الغربي والشرقي للكرة السماوية.

10. في أي مسافة سمت سيكون سيريوس (الانحراف = -160) عند ذروته العليا في نوفوسيبيرسك (خط العرض 550)؟

11. ما مدى اختلاف ارتفاعات النجوم عند الذروة العلوية والسفلية بالنسبة لراصد يقع عند قطب الأرض؟

12. ما هو انحراف النجم الذي يمر عبر ذروته في نوفوسيبيرسك؟ (خط عرض نوفوسيبيرسك 550).

13. ما هي التقويمات الفلكية النجمية وما الغرض منها؟

1.2. قياس الزمن في علم الفلك

1.2.1. الأحكام العامة

تتمثل إحدى مهام علم الفلك الجيوديسي والقياس الفلكي والجيوديسيا الفضائية في تحديد إحداثيات الأجرام السماوية في وقت معين. يتم تنفيذ بناء المقاييس الزمنية الفلكية بواسطة خدمات الوقت الوطنية ومكتب الوقت الدولي.

تعتمد جميع الطرق المعروفة لبناء المقاييس الزمنية المستمرة على العمليات الدورية، على سبيل المثال:

دوران الأرض حول محورها؛

مدار الأرض حول الشمس؛

مدار القمر حول الأرض؛

تأرجح البندول تحت تأثير الجاذبية؛

الاهتزازات المرنة لبلورة الكوارتز تحت تأثير التيار المتردد؛

الاهتزازات الكهرومغناطيسية للجزيئات والذرات.

التحلل الإشعاعي للنواة الذرية والعمليات الأخرى.

يمكن ضبط نظام الوقت باستخدام المعلمات التالية:

1) آلية- ظاهرة تضمن تكرار العملية بشكل دوري (على سبيل المثال، الدوران اليومي للأرض)؛

2) حجم– الفترة الزمنية التي يتم خلالها تكرار العملية؛

3) نقطة البداية, نقطة الصفر- لحظة بداية تكرار العملية؛

4) طريقة العدوقت.

في علم الفلك الجيوديسي، والقياس الفلكي، والميكانيكا السماوية، يتم استخدام الأنظمة ممتازو مشمسالوقت على أساس دوران الأرض حول محورها. هذه الحركة الدورية موحدة للغاية، وغير محدودة بالوقت ومستمرة طوال وجود البشرية بأكمله.

وبالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام علم الفلك والميكانيكا السماوية

الأنظمة التقويم الفلكي والوقت الديناميكي، باعتباره البناء المثالي لمقياس زمني موحد؛

نظام الوقت الذري- التنفيذ العملي لمقياس زمني موحد تماما.

1.2.2. الوقت الفلكي

تم تحديد الوقت الفلكي s. معلمات نظام الوقت الفلكي هي:

1) آلية دوران الأرض حول محورها.

2) المقياس - يوم فلكي، يساوي الفاصل الزمني بين الذروة العليا المتعاقبة للاعتدال الربيعي عند نقطة المراقبة؛

3) نقطة البداية على الكرة السماوية هي نقطة الاعتدال الربيعي g، ونقطة الصفر (بداية اليوم الفلكي) هي لحظة الذروة العليا للنقطة g؛

4) طريقة العد. قياس الوقت الفلكي هو زاوية ساعة الاعتدال الربيعي، tg. من المستحيل قياسه، ولكن بالنسبة لأي نجم، فإن التعبير صحيح

لذلك، بمعرفة الصعود الصحيح للنجم a وحساب زاوية الساعة t، يمكن تحديد الوقت الفلكي s.

يميز صحيح ومتوسط ​​وشبه صحيحنقاط جاما (الفصل يرجع إلى العامل الفلكي الإيماءة، انظر الفقرة 1.3.9)، والتي يتم قياسها على أساسها الوقت الفلكي الحقيقي والمتوسط ​​وشبه الحقيقي.

يُستخدم نظام الزمن الفلكي في تحديد الإحداثيات الجغرافية للنقاط على سطح الأرض والسمت الاتجاهي للأجرام الأرضية، وفي دراسة عدم انتظام الدوران اليومي للأرض، وفي تحديد نقاط الصفر في مقاييس أنظمة قياس الوقت الأخرى. هذا النظام، على الرغم من استخدامه على نطاق واسع في علم الفلك، إلا أنه غير مناسب في الحياة اليومية. إن تغير النهار والليل، الناجم عن الحركة النهارية الظاهرة للشمس، يخلق دورة محددة للغاية في النشاط البشري على الأرض. لذلك، تم حساب الوقت منذ فترة طويلة بناءً على الحركة اليومية للشمس.

1.2.3. صحيح ويعني التوقيت الشمسي. معادلة الوقت

نظام التوقيت الشمسي الحقيقي (أو الوقت الشمسي الحقيقي- m¤) يستخدم للرصد الفلكي أو الجيوديسي للشمس. معلمات النظام:

1) آلية - دوران الأرض حول محورها؛

2) المقياس - الأيام الشمسية الحقيقية- الفترة الزمنية بين قمتين متتاليتين متتاليتين لمركز الشمس الحقيقية؛

3) نقطة البداية - مركز قرص الشمس الحقيقية - ¤ نقطة الصفر - منتصف الليل الحقيقيأو لحظة الذروة السفلية لمركز قرص الشمس الحقيقية؛

الحصول على النص الكامل

4) طريقة العد. قياس الوقت الشمسي الحقيقي هو زاوية الساعة المركزية للشمس الحقيقية t¤ زائد 12 ساعة:

م¤ = ر¤ + 12ح.

وحدة التوقيت الشمسي الحقيقي - الثانية، تساوي 1/86400 من اليوم الشمسي الحقيقي - لا تلبي المتطلب الأساسي لوحدة الوقت - فهي ليست ثابتة.

أسباب تباين مقياس التوقيت الشمسي الحقيقي هي:

1) الحركة غير المتساوية للشمس على طول مسير الشمس بسبب الإهليلجية لمدار الأرض؛

2) زيادة متفاوتة في الصعود المباشر للشمس على مدار العام، حيث أن الشمس تقع على طول مسير الشمس، مائلة على خط الاستواء السماوي بزاوية 23.50 تقريبًا.

لهذه الأسباب، فإن استخدام نظام التوقيت الشمسي الحقيقي في الممارسة العملية غير مريح. يحدث الانتقال إلى مقياس زمني شمسي موحد على مرحلتين.

المرحلة 1 - الانتقال إلى الدمية يعني شمس مسير الشمس. في هذه المرحلة، يتم استبعاد الحركة غير المستوية للشمس على طول مسير الشمس. يتم استبدال الحركة غير المتساوية على طول مدار بيضاوي بحركة موحدة على طول مدار دائري. تتزامن الشمس الحقيقية وشمس مسير الشمس المتوسطة عندما تمر الأرض عبر الحضيض الشمسي والأوج في مدارها.

المرحلة 2 - الانتقال إلى يعني الشمس الاستوائية، تتحرك بشكل موحد على طول خط الاستواء السماوي. هنا يتم استبعاد الزيادة غير المتساوية في الصعود المباشر للشمس، الناجمة عن ميل مسير الشمس. تمر الشمس الحقيقية والشمس الاستوائية المتوسطة في وقت واحد بالاعتدالين الربيعي والخريفي.

ونتيجة لهذه الإجراءات، تم تقديم نظام جديد لقياس الوقت - يعني التوقيت الشمسي.

متوسط ​​الوقت الشمسي يُشار إليه بالرمز m. معلمات نظام التوقيت الشمسي المتوسط ​​هي:

1) آلية - دوران الأرض حول محورها؛

2) المقياس - يوم طبيعي- الفاصل الزمني بين قمتين منخفضتين متتاليتين لمتوسط ​​الشمس الاستوائية ¤eq؛

3) نقطة البداية - متوسط ​​الشمس الاستوائية ¤eq نقطة الصفر - متوسط ​​منتصف الليل، أو لحظة الذروة السفلية للشمس الاستوائية المتوسطة؛

4) طريقة العد. قياس متوسط ​​الوقت هو زاوية الساعة المركزية لمتوسط ​​خط الشمس الاستوائي بالإضافة إلى 12 ساعة.

م = ر¤ مكافئ + 12ح.

من المستحيل تحديد متوسط ​​الوقت الشمسي مباشرة من الملاحظات، لأن متوسط ​​الشمس الاستوائية هو نقطة وهمية في الكرة السماوية. يتم حساب متوسط ​​الوقت الشمسي من الوقت الشمسي الحقيقي، والذي يتم تحديده من خلال ملاحظات الشمس الحقيقية. يسمى الفرق بين التوقيت الشمسي الحقيقي m¤ والتوقيت الشمسي المتوسط ​​m معادلة الزمنويشار إليه بـ h:

ح = م¤ - م = ر¤ - ر¤ المتوسط. مكافئ..

يتم التعبير عن معادلة الوقت بواسطة جيبين بفترتين سنوية ونصف سنوية:

ح = h1 + h2 » -7.7 م خطيئة(ل + 790)+ 9.5 م خطيئة 2 لتر،

حيث l هو خط طول مسير الشمس لمتوسط ​​مسير الشمس.

الرسم البياني h عبارة عن منحنى ذو حدين أقصى وحدين أدنى، وهو في نظام الإحداثيات الديكارتي المستطيل له الشكل الموضح في الشكل. 1.18.

الشكل 1.18. معادلة الرسم البياني للوقت

1 يناير" href="/text/category/1_yanvarya/" rel="bookmark">1 يناير 4713 قبل الميلاد، من بداية هذه الفترة يتم حساب متوسط ​​اليوم الشمسي وترقيمه بحيث يكون كل يوم تاريخ التقويميتوافق مع يوم جولياني محدد، والمختصر بـ JD. وبالتالي، فإن العصر 1900، يناير 0.12hUT يتوافق مع التاريخ اليولياني 2415020.0 دينارًا أردنيًا، والعصر 2000، 1 يناير 12hUT - 2451545.0 دينارًا أردنيًا.

تحتوي السنة اليوليانية الواحدة على 365.25 يومًا شمسيًا متوسطًا (متوسط ​​طول السنة في التقويم اليولياني)، والقرن اليولياني - 36525 يومًا شمسيًا متوسطًا.

الإحداثيات السماوية - اسم شائععدد من أنظمة الإحداثيات التي يتم من خلالها تحديد موقع النجوم والنقاط المساعدة على الكرة السماوية. يتم تقديمها على السطح المنتظم هندسيًا للكرة السماوية بواسطة شبكة إحداثيات، تشبه شبكة خطوط الطول والمتوازيات على الأرض. يتم تعريف شبكة الإحداثيات بمستويين: مستوى خط استواء النظام والقطبين المرتبطين به، بالإضافة إلى مستوى خط الطول الرئيسي.

في علم الفلك، يتم استخدام العديد من أنظمة الإحداثيات السماوية، وهي ملائمة لحل المشكلات العلمية والعملية المختلفة. في هذه الحالة، يتم استخدام الطائرات والدوائر ونقاط الكرة السماوية المعروفة.

في النظام الأفقي للإحداثيات السماوية، الدائرة الرئيسية هي الأفق الرياضي أو الحقيقي، والإحداثيات، المشابهة لخط العرض الجغرافي، هي ارتفاع النجم (فوق الأفق) H. ويتم قياسه من مستوى الأفق بـ علامة زائد في نصف الكرة المرئي من الكرة السماوية ومع علامة " ناقص" - في غير مرئية، تحت الأفق؛ وبالتالي فإن الارتفاعات، مثل خطوط العرض على الأرض، يمكن أن تأخذ قيمًا من +90 إلى -90 درجة. تسمى دائرة الكرة السماوية التي تكون فيها جميع النقاط ذات ارتفاعات متساوية، على غرار الموازية الجغرافية، ألمكانتارات. غالبًا ما يتم استخدام مسافة الذروة بدلاً من الارتفاع في علم الفلك. هندسيًا، مسافة السمت z هي الزاوية بين اتجاهات السمت والجسم؛ فهو دائمًا موجب ويأخذ قيمًا تتراوح من 0 (لنقطة السمت) إلى 180 درجة (لنقطة النظير).

التناظرية لخط الطول الجغرافي في نظام الإحداثيات الأفقي هو السمت A، وهي زاوية ثنائية السطوح بين المستوى الرأسي الذي يمر عبر السمت والنقطة المعنية، ومستوى خط الطول السماوي.





وبما أن كلا المستويين متعامدان مع مستوى الأفق الرياضي، فإن قياس زاوية ثنائي السطوح يمكن أن يكون الزاوية المقابلة بين أثريهما في المستوى الأفقي. من المعتاد في الجيوديسيا حساب السمت من الاتجاه إلى نقطة الشمال في اتجاه عقارب الساعة (عبر نقاط الشرق والجنوب والغرب) من 0 إلى 360 درجة. في علم الفلك، يتم قياس السمت في نفس الاتجاه، ولكن غالبًا ما يبدأ من النقطة الجنوبية. وبالتالي، يمكن أن تختلف السمت الفلكي والجيوديسي عن بعضها البعض بمقدار 180 درجة، لذلك من المهم عند حل مشكلة معينة على الكرة السماوية معرفة السمت الذي تتعامل معه.

هناك حالة خاصة لمفهوم "السمت" وهي الرومبا، والتي استخدمت منذ فترة طويلة في الملاحة والأرصاد الجوية. في الملاحة البحرية، تم تقسيم محيط الأفق إلى 32 نقطة، في الأرصاد الجوية - إلى 16. تسمى الاتجاهات إلى الشمال والشرق والجنوب والغرب النقاط الرئيسية. أما باقي الاتجاهات فتتم تسميتها بأسماء الاتجاهات الرئيسية، على سبيل المثال: الشمال الغربي أو الجنوب الشرقي، على التوالي، بين الشمال والغرب، والجنوب والشرق. يتم استدعاء المزيد من الاتجاهات الكسرية على النحو التالي: الاتجاه بين الشمال والشمال الغربي يسمى الشمال الغربي. بين الشرق والجنوب الشرقي - الشرق والجنوب الشرقي، وما إلى ذلك. وبالتالي، فإن الإبهام هو قيمة مدورة للسمت.

بسبب الدوران اليومي الواضح للسماء حول محور العالم، فإن إحداثيات النجوم في النظام الأفقي للإحداثيات السماوية لنقطة معينة على الأرض تتغير باستمرار (انظر ذروة واستطالة النجوم). وتعتمد الإحداثيات الأفقية للنجوم أيضًا على الإحداثيات الجغرافية لموقع المراقبة؛ يُستخدم هذا الظرف الأخير على نطاق واسع في علم الفلك العملي (انظر القياس الفلكي): قياس الإحداثيات الأفقية للنجوم باستخدام، على سبيل المثال، أداة عالميةتجعل من الممكن تحديد الإحداثيات الجغرافيةنقاط على سطح الأرض.

في نظام الإحداثيات الأفقي، لا تتم الإشارة إلى مواقع الأجرام السماوية فحسب، بل أيضًا الأجرام الأرضية، ويتم استخدام أسماء الإحداثيات الأخرى. وهكذا، في الشؤون العسكرية، بدلاً من مصطلح "الارتفاع"، مصطلح "زاوية الارتفاع" أو " يتم استخدام زاوية الارتفاع.

في نظام الإحداثيات السماوية الاستوائية، المستوى المرجعي هو خط الاستواء السماوي. الإحداثيات المشابهة لخط العرض الجغرافي على الأرض، في هذه الحالة، هي انحراف النجم، وهي الزاوية بين الاتجاه نحو الجسم ومستوى خط الاستواء السماوي. يتم حساب الانحراف (6) على طول ما يسمى بدائرة الساعة من مستوى خط الاستواء السماوي بعلامة "زائد" في نصف الكرة الشمالي من الكرة السماوية وبعلامة "ناقص" في الجنوب؛ يمكن أن يستغرق قيمًا تتراوح من +90 درجة إلى -90 درجة. المحل الهندسي للنقاط ذات الانحرافات المتساوية هو التوازي اليومي.

يتم إدخال إحداثيات أخرى في النظام الاستوائي بطريقتين.

في الحالة الأولى، المستوى الأولي هو مستوى خط الطول السماوي لموقع المراقبة؛ الإحداثيات المشابهة لخط طول الأرض تسمى في هذه الحالة زاوية الساعة t ويتم قياسها بوحدات الساعة - الساعات والدقائق والثواني. يتم قياس زاوية الساعة من الجزء الجنوبي من خط الطول السماوي في اتجاه الدوران اليومي للسماء إلى دائرة الساعة للنجم.

وبسبب دوران السماء فإن زاوية الساعة لنفس النجم تختلف خلال النهار من 0 إلى 24 ساعة، ويسمى هذا النظام من الإحداثيات السماوية بالنظام الاستوائي الأول. ولا يعتمد الإحداثيات على وقت الرصد فحسب، بل يعتمد أيضًا على موقع الرصد على سطح الأرض.

في الحالة الثانية، المستوى الأولي هو المستوى الذي يمر عبر محور العالم ونقطة الاعتدال الربيعي، الذي يدور مع الكرة السماوية بأكملها. الإحداثيات المشابهة لخط طول الأرض تسمى في هذه الحالة الصعود الأيمن (أ) ويتم قياسها بوحدات الساعة في الاتجاه في الاتجاه المعاكسدوران السماء المرصعة بالنجوم. بالنسبة للنجوم المختلفة تكون قيمها من 0 إلى 24 ساعة، ومع ذلك، على عكس زوايا الساعة، فإن قيمة الصعود الأيمن لنفس النجم لا تتغير بسبب الدوران اليومي للسماء ولا تعتمد على موقع الملاحظات على سطح الأرض. تسمى الانحرافات والصعود الأيمن نظام الإحداثيات السماوية الاستوائي الثاني. يستخدم هذا النظام في كتالوجات النجوم ومخططات النجوم.

في نظام مسير الشمس، المستوى الرئيسي هو مستوى مسير الشمس. ولتحديد موقع النجم يتم رسم دائرة كبيرة من خلاله ومن خلاله قطب مسير الشمس، وهو ما يسمى بدائرة عرض النجم المعطى. يسمى قوسه من مسير الشمس إلى النجم بخط عرض مسير الشمس (أو ببساطة خط العرض). خط العرض هو الإحداثي الأول في نظام الإحداثيات السماوية هذا. يتم حسابها من 0 إلى 90 درجة مع وجود علامة زائد على الجانب القطب الشماليمسير الشمس وبعلامة ناقص باتجاه قطبه الجنوبي. الإحداثي الثاني هو خط الطول مسير الشمس (أو ببساطة خط الطول)؛ ويتم قياسه من المستوى الذي يمر عبر قطبي مسير الشمس ونقطة الاعتدال الربيعي، في اتجاه الحركة السنوية للشمس ويمكن أن يأخذ قيمًا من 0 إلى 360 درجة.

إحداثيات النجوم في نظام مسير الشمس لا تتغير خلال النهار ولا تعتمد على موقع الرصد.

ظهر نظام مسير الشمس تاريخيًا في وقت أبكر من النظام الاستوائي الثاني. لقد كان الأمر مناسبًا لأن أدوات قياس الزوايا القديمة، مثل الكرة الحلقية، تم تكييفها لقياس إحداثيات مسار الشمس مباشرة للشمس والكواكب والنجوم. وفي هذا الصدد، فإن نظام مسير الشمس هو أساس جميع كتالوجات النجوم القديمة وأطالس السماء المرصعة بالنجوم.

يستخدم نظام الإحداثيات السماوية المجرية لدراسة مجرتنا وبدأ استخدامه مؤخرًا نسبيًا. المستوى الرئيسي فيه هو مستوى خط الاستواء المجري، أي مستوى التماثل لمجرة درب التبانة. يتم قياس خطوط العرض المجرية ب شمال وجنوب خط الاستواء المجري، على التوالي، مع وجود علامتي زائد وناقص. يتم قياس خطوط الطول المجرية في اتجاه الصعود الأيمن المتزايد من مستوى يمر عبر قطبي المجرة ونقطة تقاطع خط استواء المجرة مع خط الاستواء السماوي. يتم الحصول على إحداثيات مسير الشمس والمجرة عن طريق الحسابات من الإحداثيات الاستوائية، والتي يتم تحديدها مباشرة من الملاحظات الفلكية.

تنقسم أنظمة الإحداثيات السماوية أيضًا إلى أقسام فرعية اعتمادًا على موقع مركزها في الفضاء. لذلك، فإن المركز السطحي هو نظام من الإحداثيات السماوية التي يقع مركزها في نقطة ما على سطح الأرض. إذا تم استخدام نظام إحداثيات متمركز في مركز الأرض لحل المشكلة، فإنه يسمى نظام إحداثيات سماوية مركزية الأرض. بطريقة مماثلة، يُطلق على النظام الذي يوجد مركزه في وسط القمر اسم selenocentric، مع وجود مركز في أحد الكواكب - مركزية الكوكب (أو بمزيد من التفصيل: بالنسبة للمريخ - مركزية الأرض، بالنسبة لكوكب الزهرة - مركزية أفريقية، وما إلى ذلك). يسمى نظام الإحداثيات السماوية المتمركز في مركز الشمس بمركزية الشمس.

في الرسومات للفن. المجال السماويالإحداثيات السماوية: Z و - السمت والنظير؛ R و - القطبين الشمالي والجنوبي للعالم؛ NWSE - الأفق؛ - خط الاستواء؛ - مسير الشمس. - خط الاستواء المجري.