Определение азимута и долготы направления по измеренному зенитному расстоянию Солнца
В основу определения долготы по наблюдениям Солнца положена вторая теорема сферической астрономии: разность местных времен равна разности долтот, или
где Всемирное время UТ есть
а среднее солнечное время определяется по часовому углу истинного Солнца. как
m= t— Е, где Е — уравнение времени.
Азимут направления на земной предмет по наблюдениям Солнца вычисляется по обычной формуле:
где Q — измеренный горизонтальный угол.
Часовой угол t и азимут Солнца A могут быть вычислены из решения параллактического треугольника. в котором известны широта j и склонение Солнца d, а также зенитное расстояние Z:
Значение кругового угла определяется в зависимости от положения светила относительно меридиана. Если Солнце наблюдается к западу от меридиана (вечерние наблюдения), то
а если Солнце — к востоку от меридиана, то
Уравнение времени Е и склонение Солнца d интерполируются из Астрономического ежегодника на средний момент наблюдения в приеме по формулам с часовыми изменениями:
где d.Ео — табличные значения координат на дату наблюдения;
Азимут направления по зенитному расстоянию Солнца определяется в утренние и вечерние часы при высоте Солнца не менее 10°. Для наблюдений Солнца необходимо иметь часы, поправка которых относительно декретного времени данного пояса должна быть известна с погрешностью, не превышающей 2 m . Наблюдение Солнца в каждом приеме выполняется в следующем порядке. 1) При круге лево (право): наведение трубы на земной предмет; запись отсчетов по горизонтальному лим00бу; наведение трубы на Солнце; запись отсчетов по часам (до целых минут), по вертикальному и горизонтальному лимбам.
2) При круге право (лево): наведение трубы на Солнце; запись отсчетов по часам, по вертикальному и горизонтальному лимбам; наведение трубы на земной предмет; запись отсчетов по горизонтальному лимбу.
Наблюдения Солнца производятся со светофильтром. После того как изображение Солнца попало в поле зрения трубы, горизонтальная нить сетки подводится наводящим ‘ винтом трубы к верхнему или к нижнему краю диска Солнца. Вращением наводящего винта край диска Солнца удерживается на этой нити до тех пор, пока изображение бокового края диска Солнца не коснется вертикальной нити. В момент касания берутся и записываются в журнал отсчеты по часам, вертикальному и горизонталь ному лимбам теодолита. При КЛ и КП изображение диска Солнца наблюдается в противоположных углах сетки нитей трубы. В этом случае средние из отсчетов по вертикальному и горизонтальному лимбам будут отнесены к центру Солнца. Зенитное расстояние Солнца исправляется поправками за рефракцию и за суточный параллакс, т. е. Z =Z’ +r -Р, где Р = 9″sinz’.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЗИМУТА ПО ЧАСОВОМУ УГЛУ СОЛНЦА
Выгоднейшими условиями определения азимута по часовому углу Солнца являются утренние и вечерние часы, когда зенитное расстояние Солнца достаточно велико. Практически для определения азимута Солнца необходимо наблюдать на зенитных расстояниях от 50 до 80°. Погрешность в часовом угле Солнца в ts может дать погрешность в азимуте до 15″. Таким образом, при определении азимута по часовому углу Солнца время наблюдения нужно знать с большой точностью. Например, для определения астрономического азимута направления с погрешностью 10″ астрономическую долготу пункта и поправку часов нужно знать с погрешностью, не превышающей 0,35. Имея в виду, что при наблюдениях методом «глаз-ухо» такого же порядка может быть постоянная часть ΔТ погрешности момента Тн наблюдения Солнца, вряд ли имеет смысл говорить об определениях азимута методом «глаз-ухо» по часовому углу Солнца с точностью, превышающей 10″. Общий порядок наблюдения, как и в других способах, связанных с определением часовых углов светил, следующий: прием радиосигналов времени; определение азимута направления на земной предмет по наблюдениям Солнца; прием радиосигналов времени. Для определения астрономического азимута с погрешностью 10″ достаточно произвести 3-4 приема наблюдений с помощью оптического теодолита и двухстрелочного секундомера. Каждый прием наблюдения азимута выполняется в следующем порядке.
П р и к р у г е л е в о (право):
· Наведение трубы на земной предмет: запись отсчетов по горизонтальному лимбу;
· Наведение трубы на Солнце (перед наведением на окуляр трубы одевается светофильтр), наблюдение моментов прохождения левого (правого) края Солнца через три вертикальные нити методом «глаз-клавиша»; запись моментов Т; по секундомеру; запись отсчетов уровня накладного на горизонтальную ось (уровень и теодолит нужно все время прикрывать от действия солнечных лучей); запись отсчетов по горизонтальному лимбу; отсчет по вертикальному лимбу с точностью 1 ‘.
П р и к р у г е п р а в о (лево):
· Наблюдение другого края Солнца так же, как при первом положении теодолита;
· Наведение трубы на земной предмет, запись отсчетов горизонтального лимба.
Вычисления.
Поправки и ход секунда мера (часов) из приёма радиосигналов времени в зависимости от принятой методики вычисления часового угла Солнца могут быть вычислены в системе местного звёздного или среднего времени с известной долготой пункта λ.
Вычисление поправок и хода секундомера относительно местного времени производится по формулам:
Вычисления поправок и хода относительно местного среднего времени производят по формула:
где 
В журнале наблюдений вычисляются средний момент наблюдений Солнца в полуприёме
и в приёме
разность
зенитное расстояние Солнца в приёме (до минут) 
поправка горизонтального направления на Солнце за наклон горизонтальной оси
горизонтальное направление на на местный предмет
горизонтально направление на Солнце
горизонтальный угол между Солнцем и местным предметом
Азимут Солнца вычисляется со средним моментом наблюдения в приёме по формулам
где
где 
и 
выбираются из таблиц прил. 2.
Часовой угол Солнца 
может быть вычислен:
по местному звёздному времени
по местному среднему времени
Склонение Солнца 
, его прямое восхождение 
и уравнение времени Е интерполируются из таблиц Солнца АЕ на момент эфемеридного времени
Астрономический азимут направления на местный предмет из каждого приёма вычисляется по формуле
Переход к горизонтальному азимуту можно осуществить при формуле Лапласа (если известна геодезическая долгота пункта) или по схеме отклонений отвесной линии и поправок в астрономические азимуты направлений.
Дата добавления: 2018-04-15 ; просмотров: 1442 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник
Астрометрия и геодезическая астрономия (стр. 6 )
 | Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
При выполнении наблюдений звезд на равных высотах из результатов определений широты и долготы исключается систематическое влияние погрешностей рефракции, гнутия трубы прибора, а также погрешностей, связанных с отсчетами по лимбу.
Определение долготы из наблюдений пар звезд на равных высотах
Всестороннее исследование и разработку способа выполнил адъюнкт-астроном Пулковской обсерватории в 1874 г. Способ Цингера удовлетворяет наивыгоднейшим условиям определения долготы по измеренным зенитным расстояниям светил, и относится к группе способов равных высот.
Определение времени (долготы) основано на регистрации моментов прохождений пар звезд через один и тот же альмукантарат. Учет изменения трубы по высоте выполняется с помощью талькоттовского уровня.
В способе Цингера звезды наблюдаются парами вблизи первого вертикала, симметрично относительно зенита. Удаление от первого вертикала с соблюдением условий симметричности – не более 300, средние зенитные расстояния пар – от 200 до 500. Способ Цингера применим до широт 650÷700.
Определение широты из наблюдений пар звезд на равных высотах
(способ Певцова)
Первое обстоятельное исследование способа в теоретическом и практическом отношении было сделано русским военным геодезистом в 1887.
Согласно выгоднейшим условиям определения широты по измеренным зенитным расстояниям пары звезд следует выбирать вблизи меридиана, на угловых удалениях от него от 100 до 400. Зенитные расстояния звезд должны заключаться в пределах от 150 до 600.
При наблюдениях фиксируются моменты прохождения звезд и показания талькоттовского уровня.
на земной предмет по наблюдениям Полярной
Способ определения астрономического азимута по Полярной звезде принят как основной способ определения точных азимутов в астрономо-геодезической сети. Он обладает рядом преимуществ перед другими способами:
— яркая Полярная звезда является незаходящей звездой практически для всего северного полушария. Ее можно наблюдать как ночью, так и днем относительно малыми переносными приборами;
— погрешности определения времени и широты не оказывают существенного влияния на точность определения астрономического азимута Полярной звезды, следовательно, и азимута направления на земной предмет;
— способ достаточно прост в наблюдениях и вычислениях.
С другой стороны, способ обладает и недостатками:
— средняя квадратическая погрешность определения азимута по Полярной возрастает с широтой пропорционально sec f. В связи с этим способ применим в северном полушарии для широт от 100 до 600;
— так как зенитное расстояние Полярной для данного пункта меняется в незначительных пределах, то инструментальные погрешности будут иметь систематический характер.
Определения астрономического азимута направления производят как днем, так и ночью при наличии благоприятных условий для наблюдений земного предмета. Дневные наблюдения рекомендуется прекращать за полчаса до захода Солнца, а ночные начинать спустя полчаса после его захода. Азимут определяют 18 приемами с перестановкой горизонтального круга между приемами через 10005′. Для ослабления погрешностей, связанных с влиянием внешних условий, программа определения азимута должна выполняться в течение не менее чем трех суток.
Для определения поправки хронометра и его хода принимают радиосигналы времени через такие интервалы, которые обеспечивают вывод поправки с погрешностью, не превышающей 0,1 сек. Наблюдения азимута должны быть заключены между приемами сигналов времени.
При наблюдениях берутся отсчеты по горизонтальному кругу, окулярному микрометру, накладному уровню и хронометру.
Азимут направления на земной предмет вычисляется по формуле (2.5), используемой в точных способах астрономических определений. При окончательных вычислениях астрономический азимут приводится к среднему полюсу.
Контрольные вопросы к разделу 2.5.
1. Назначение уровня Талькотта.
2. Сущность способов равных высот и их преимущества.
3. Перечислить точные способы определения широты, долготы и азимута направления.
4. Достоинства и недостатки способа определения точного азимута по наблюдению Полярной.
5. Почему точный азимут по Полярной определяют в течение нескольких дней и в различное время суток?
2.6. Приближенные способы астрономических определений
2.6.1. Приближенные определения азимута земного предмета
по наблюдениям Полярной
Азимут направления на земной предмет aзп в приближенном способе определяется как
где А – вычисленный азимут Полярной звезды, Q – измеренный горизонтальный угол.
Азимут Полярной можно вычислить по точной формуле связи азимутальных способов (2.4), либо по приближенной формуле. Для вывода приближенной формулы рассмотрим узкий параллактический треугольник (рис.2.6.).
Опустим из Полярной на меридиан сферический перпендикуляр sk. Малый прямоугольный треугольник PNks можно считать плоским, для которого справедливы соотношения:
где t = s-a = Тн + u – a.
Из прямоугольного треугольника ksZ
или, обозначая а = 1800-A, получим
В узком треугольнике ksZ, из-за малости угла a, kZ » sZ,
Z » (900-f) – x, и а = Dsint сosecZ.
Приближенную формулу вычисления азимута Полярной часто используют для составления эфемерид Полярной.
Таким образом, чтобы определить азимут направления на земной предмет по наблюдению Полярной, необходимо определить момент наблюдения Полярной Tн, а также измерить горизонтальный угол Q между направлениями на Полярную и земной предмет. Здесь необходимо знать поправку часов u с точностью до 1m и широту f до 1′. Значения зенитного расстояния, которое требуется в приближенной формуле, можно выбирать из эфемерид Полярной.
Для получения приближенного азимута выполняют наблюдения двух-трех приемов с перестановкой горизонтального круга через 600. Прием состоит из двух полуприемов. В каждом из полуприемов выполняется наведение на земной предмет и два наведения вертикальной нитью на Полярную, с фиксацией отсчетов по часам.
Источник