Как найти широту места наблюдения солнца

§ 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

Определение широты по меридиональной высоте светила. Теория метода.

в мореходная астрономия Комментарии к записи Определение широты по меридиональной высоте светила. Теория метода. отключены 793 Просмотров

Определение широты по меридиональной высоте светила.

Теория метода.
Порядок наблюдений и вычислений.
Достоинства и недостатки метода.

Теория метода

Если светило находится на меридине наблюдателя (чаще всего это происходит в момент верхней кульминации), то его высота является меридиональной H. В этом случае легко получить широту. Напоминаем, что высота h наименование не имеет. Но если светило находится на меридиане наблюдателя, то меридиональная высота H одноименно с точкой (N или S), над которой измеряется высота. В этом же случае зенитное расстояние Z = 90 – H разноименно с H. Рассмотрим на следующем рисунке несколько вариантов кульминации светила и выведем формулу для нахождения широты.

Широта и склонение

Меридиональная
высота H

Зенитное
расстояние Z

и одноименны,
но

и одноименны,
но > 90 –
Светило незаходящее

Напоминаем, что = 90 – – это полярное расстояние, это расстояние от полюса до светила.
Объединяя варианты для светил С1 – С3, в общем виде получаем следующую формулу:

т.е., если Z и одноименны, то знак +,
если же Z и разноименны, то знак -, причем вычитаем из большей величины меньшую и широте приписываем знак наибольшей величины.

Если в качестве светила С использовать Солнце, то вариант светила С3 возможен только в тропиках, а вариант светил С4 и С5 возможен тоько за полярным кругом.

Порядок наблюдений и вычислений

Определить широту по меридиональной высоте Солнца 7 сентября 2001 года.

Для этого из МАЕ по дате выбирается время кульминации.

1. Снять с карты примерно на Тс = 12 ч 00 м приближенную долготу
2. Рассчитать судовое время кульминации Солнца.
Долготу переводим в часовую меру при помощи таблицы в МАЕ на 288 странице.

Необходимо стараться эту операцию производить в уме, зная следующие соотношения:
15° = 1 ч ; 1° = 4 м ; 15′ = 1 м .На этом же этапе планирования наблюдений, зная гринвичское время кульминации, по МАЕ необходимо выбрать склонение Солнца.3. Приблизительно за 5 минут до момента кульминациик выйти на наблюдения и начать измерение до тех пор пока высота не начнет уменьшаться, за меридиональную принять максимальную из измеренных, при этом заметить над какой точкой горизонта были произведены измерения (N или S). Необходимо так же указать измеренный край диска, записать поправку индекса и инструментальную поправку секстана, высоту глаза, а также если высота менее 30°, то температуру и давление воздуха.4. Расчитать широту в три этапа:

Произвести исправление высоты соответствующими поправками и получить обсервованную меридиональную высоту. Меридиональной высоте дать наименование той точки, над которой измерена высота (N или S).
Получить зенитное расстояние Z = 90° – H. Присвоить наименование Z, которое всегда противоположно H.
По формуле = Z ± найти широту, причем, если Z и одноименны, то они складываются, если Z и разноименны, то из большей величины вычитаем меньшую и широте приписываем наименование большей величины.

Достоинства и недостатки метода

Простота и малый объём вычислений.

Для Солнца этот метод можно использовать только один раз в сутки (кроме полярных широт). Неблагоприятные гидрометеоусловия в момент кульминации не позволяют применить данный способ.
Данным способом можно определить только одну координату – широту.

Все файлы доступны только для зарегистрированных пользователей.Регистрация занимает не более пары минут.

opredelenie_wiroti_po_meridionalnoi_visote_svetila.doc (142,5 KiB, 65 hits)
У Вас нет доступа для скачивания этого файла.

Определение широты по меридиональной высоте светила. Теория метода. Порядок наблюдений и вычислений. Достоинства и недостатки метода. Теория метода Если светило находится на меридине наблюдателя (чаще всего это происходит в момент верхней кульминации), то его высота является меридиональной H. В этом случае легко получить широту. Напоминаем, что высота h наименование не имеет. Но если светило находится …

Источник

Вычисление широты места по меридиональной высоте Cолнца

Широту места наблюдателя легко определить, измерив высоту Cолнца в момент верхней кульминации на меридиане наблюдателя. Такая высота Cолнца называется меридиональной. Верхняя кульминация солнца на меридиане (долготе) наблюдателя происходит около полудня. Точное время для каждых суток дано в Астрономическом Ежегоднике (Nautical Almanac).

Пример: 27 ноября 2017 г. Счислимые координаты судна: широта 38° 20, 0′ N; долгота 035°15, 0′ W.

Требуется вычислить время верхней кульминации Cолнца на счислимой долготе и измерить высоту Солнца.

Вычисляем время верхней кульминации Cолнца на счислимой долготе. В Nautical Almanac на дату 27.11.2017 выбираем время верхней кульминации на Гринвиче – 11 h 47 m. Переводим счислимую долготу 035°15, 0′ W в часы и минуты = 02 ч 21 м W. Для этого можно воспользоваться таблицей на стр. 522 в Norie’s Nautical Tables – Conversion of arc to time. Вычисляем гринвичское время верхней кульминации Cолнца на счислимой долготе:

В 14 ч 08 м по Гринвичу измерили секстаном меридиональную высоту нижнего края Cолнца (L.L. – Low Limb) 30° 20, 8′.

Высота глаза наблюдателя 35,5 метров. Атмосферное давление 1018 hPa, температура воздуха + 15°С.

Инструментальная поправка секстана + 0,7′, поправка индекса секстана – 1,5′.

Из Nautical Almanac (N.A.) по дате и гринвичскому времени выбираем склонение Cолнца

Вычисляем широту места наблюдателя по измеренной меридиональной высоте Cолнца:

Источник

Определение Широты по зенитному расстоянию солнца.

Идеальные условия — Солнце необходимо наблюдать вблизи меридиана желательно так, чтобы часть наблюдения была сделана до прохождения Солнцем меридиана, часть – после. Для определения широты достаточно измерить зенитное расстояние Солнца, сопровождая измерения отсчетами по часам. В каждом полуприеме выполняются по два наведения на нижний и верхний край диска Солнца. М и К – впомогательные величины, вычисляемые по следующим формулам:

;

Далее вычисляется широта:

Часовой угол Солнца вычисляется по формуле:

Где

m-среднее солнечное время; u- поправка хронометра; n-номер часового пояса; к-декретный час; λ-долгота.

36.Приведение φ, λи а к среднему полюсу (международному условному началу)

Поправки широты и долготы за приведение к «среднему полюсу» — международному условному началу.

Эти формулы имеют следующий вид:

Где φ и λ – широта и долгота, редуцированные к международному условному началу (МУН), φ’ и λ’ – мгновенные значения широты и долготы, Х и У – координаты мгновенного полюса, выбираемые из бюллетеней «Всемирное время» для эпохи наблюдений. Вторая формула для редукции долготы к «среднему полюсу» получена в предположении, что всемирное время выражено в системе UT1, т.е. отнесено к МУН.

Поправка астрономического азимута за приведение к «среднему полюсу» в системе МУН вычисляется по формуле

Вывод которой дается в сферической астрономии

В этой формуле Х и У – координаты мгновенного полюса эпохи наблюдений, публикуемые в бюллетенях «Всемирное время»; φ и λ – широта и долгота пункта, долгота положительная к востоку от меридиана.

На основании уравнения лапласа поправка геодез азимута, полученного из астрономич наблюдений, за приведение к МУН будет

Подставив в это выражение значение Δа из первой формулы и Δλ получим

Т. О., окончательное значение азимута направления с учетом поправок за приведение к центрам знаков, среднему полюсу и на поверхность эллипсоида будет

Дата добавления: 2018-04-15 ; просмотров: 706 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник