Понятие о системах координат. Горизонтальная и экваториальная системы координат. Звездные карты, глобусы и атласы.
Небесные координаты – это две величины, определяющие положение светила на небесной сфере. Он вводится с помощью основных плоскостей, линий и точек небесной сферы. Для решения различных задач используются различные системы небесных координат (СНК). Они отличаются выбором основной плоскости и началом отсчета.
Расположение светил на небе в течение суток меняется. И звезды, и Солнце, и все другие светила восходят в восточной части неба, постепенно поднимаются над горизонтом, достигают наибольшей высоты на юге, а затем опускаются и скрываются за горизонтом в западной части неба. Наблюдаемое в течение суток движение небесных светил вполне согласовывалось с представлением, что все они располагались на поверхности небесной сферы, вращающейся вокруг Земли.
Естественно, что при наблюдениях было важно указать, как по отношению к горизонту располагается то или иное светило, где оно восходит и заходит. Это можно сделать при помощи горизонтальной системы координат.
Для решения многих задач астрономии - определения географических координат местности и т. д. - нужно определять положение светила по отношению к горизонту - горизонтальные координаты светила (рис. 9, 10).
| 
|
| Рис. 9 | Рис. 10 |
F Как показывает само название горизонтальной системе координат основными плоскостями являются - плоскости математического горизонта и небесного меридиана, отсчет ведется от зенита (Z) или математического горизонта (h), и от одной из точек математического горизонта - точки юга.
Через зенит Z, надир Z ’ и светило М проводится большой полукруг – вертикал ZMZ ’.
|
|
|
Астрономический азимут А – угловое расстояние вертикала от меридиана, измеряется в градусной мере, отсчитывается по горизонту от точки юга S в западном направлении до вертикала светила: А = 
, 00 £ А £ 3600.
Высотой светила над горизонтом (сокращенно, высотой светила) h называется угловое расстояние светила от горизонта, измеряемое в градусах: h = 
. Высота светила находящегося в зените, составляет 900.
Для светил видимого полушария неба h >0, для ненаблюдаемых – h<0.
Дополнительная координата светила z – зенитное расстояние, отсчитываемое от зенита по дуге вертикала до светила: z = 
, 00 £ z £ 1800.
Высота светила h и зенитное расстояние z связаны простым соотношением: h + z = 90 0, z = 900 – h.
Горизонтальная система координат удобна тем, что высоту, и азимут можно непосредственно определить из наблюдений.
Но вследствие вращения небесной сферы горизонтальные координаты непрерывно меняются, поэтому вместе с горизонтальными координатами светила необходимо указывать время их определения.
|
|
|
Для указания взаимного расположения светил на небесной сфере используют экваториальную систему координат. Она очень похожа на хорошо знакомую систему географических координат. Считается, что все светила располагаются на небесной сфере, п.э. для указания положения любого из них оказывается достаточно двух координат.
F Система экваториальных координат сходна с системой географических координат на земном шаре. Как известно, положение любого пункта на земном шаре можно указать с помощью географических координат - широты и долготы.
Географическая широта — это угловое расстояние пункта от земного экватора. Географическая широта (φ) отсчитывается по меридианам от экватора к полюсам Земли.
Долгота — угол между плоскостью меридиана данного пункта и плоскостью начального меридиана. Географическая долгота (λ) отсчитывается вдоль экватора от начального (Гринвичского) меридиана.
Экваториальные системы координат определяют положение светила на небесной сфере и применяются: ЭСК "первая" - для определения времени; ЭСК "вторая" - для составления звездных карт и каталогов. Основными плоскостями ЭСК - 1, являются плоскости небесного экватора и небесного меридиана, отсчет ведется от полюса мира (Р) или плоскости небесного экватора (δ), и от одной из точек небесного экватора: в I системе от южной точки, во II системе от точки весеннего равноденствия (рис. 11, 12).
|
|
|
| 
|
| Рис. 11 | Рис. 12 |
Через северный полюс мира Р, южный полюс Р’ и светило М проводится большой полукруг – часовой круг или круг склонений РМР’.
Склонением светила δ (дельта) называется угловое расстояние светила от экватора, измеряемое в градусах: δ = 
. Для светил северного полушария неба δ >0, для светил южного полушария δ < 0.
Угловое расстояние часового круга от меридиана, отсчитываемое по экватору от верхней точки экватора Q в западном направлении до круга склонений светила, называется часовым углом t , t = 
. В течение суток часовой угол любого светила равномерно изменяется в пределах: 00 £ t £ 3600, или от 0 до 24 часов.
Во второй экваториальной системе (ЭСК- 2) также используется склонение δ, но вместо часового угла вводится прямое восхождение светила α (альфа), отсчитываемое в часовой (реже – градусной) мере от точкивесеннего равноденствия 
(Овен) вдоль экватора до часового круга светила навстречу суточному вращению небесной сферы: 
.
|
|
|
Координаты светила 
и 
в течение суток не изменяются, п.э. их используют для составления звездных карт, атласов, каталогов.
I экваториальная система координат:
δ - склонение светила: угол между плоскостью небесного экватора и светилом;
t - часовой угол: угол между плоскостью небесного меридиана и направлением на светило, отсчитываемый в сторону суточного вращения неба, выражается в градусах или часах и минутах.
II экваториальная система координат:
δ - склонение светила, Р - полярное расстояние; P = 900 - d ;
a - прямое восхождение: угол между точкой весеннего равноденствия и направлением на светило, отсчитываемый против часовой стрелки, выражается в часах и минутах или в градусах. Разность прямых восхождений светил равна разности моментов их одноименных кульминаций.
Экваториальные координаты светил вычисляются путем сложных расчетов, переводящих значения горизонтальных координат с учетом времени наблюдения, получаемых в результате непосредственных астрономических наблюдений.
Положение любой точки на земном шаре описывается широтой φ и долготой λ . Положение любой точки на небесной сфере описывается склонением δ и прямым восхождением α.
Принцип создания карты звёздного неба весьма прост. Спроектируем сначала все звёзды на глобус: там, где луч, направленный на звезду, пересечёт поверхность глобуса, будет находиться изображение этой звезды. Обычно на звёздном глобусе изображаются не только звёзды, но и сетка экваториальных координат.
Пользоваться звёздным глобусом не всегда удобно, поэтому в астрономии (как и в географии) широкое распространение получили карты и атласы. Карту земной поверхности можно получить, если все точки глобуса Земли спроектировать на плоскость (поверхность цилиндра или конуса). Проведя ту же операцию со звёздным глобусом, можно получить карту звёздного неба.
Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 415; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!