Понятие о зенитальных способах астрономических наблюдений.
Предмет и задачи геодезической астрономии. Общие принципы определение широты, долготы и азимута из астрономических наблюдений.
Геодезическая астрономия – раздел астрономии, в которых изучают способы определения географических координат точек земной поверхности и азимутов направлений из наблюдений небесных светил. Светила в геодезической астрономии играют роль опорных точек с известными координатами, подобно опорным точкам на Земле. Положения светил задаются в определенной системе координат и в определенной системе измерения времени.
Широты определяют по наблюдениям светил в меридиане и вблизи него. Этим достигают наименьшего влияния погрешностей заданных и измеряемых величин — погрешностей экваториальных координат, моментов наблюдений, поправок хронометров и зенитных расстояний. Из элементарных соотношений между φ, z и δ в плоскости астрономического меридиана следует (рис. 2.10):φ = δN − zN ; φ = δS + zS, где индексом N обозначены склонение и зенитное расстояние звезды к северу от зенита, а индексом S - к югу.
В меридиане светила движутся лишь по азимуту, поэтому окулярным микрометром астрономической трубы можно с высокой точностью измерить малую разность зенитных расстояний (Zs - Zn). Измерения именно разностей зенитных расстояний способствует повышению точности определений широт: практически исключается астрономическая рефракция. Практически способ разработал в 1857 г. американский геодезист XIX столетия Талькотт (A. Talcott). Этот способ определения широты является одним из наиболее точных. Как известно, географическая долгота пункта относительно начального меридиана численно равна разности одноименных местных времен , определенных одновременно (или приведенных к одному и тому же моменту) как в пункте наблюдения, так и в пункте, расположенном на начальном меридиане, т. е.
|
|
|
λ = s - S= m – UT1.
Поэтому задача определения долготы состоит из: определения местного времени s или m в некоторый момент Т по измерениям зенитных расстояний светил или их азимутов;
определения времени начального меридиана S или UTI в тот же самый момент Т, например из приема радиосигналов времени.
Задача определения азимута а направления на земной предмет
(рис. 2) сводится обычно к определению азимута светила А и измерению горизонтального угла Q между светилом и местным предметом.
В этом случае азимут направления на земной предмет определяется формулой
а= А+ Q.
Роль и значение методов геодезической астрономии при создании геодезических сетей и решении научно-технических задач.
Основными аспектами использования в геодезии результатов астрономических определений являются следующие.
|
|
|
1. Астрономические определения совместно с результатами геодезических и гравиметрических измерений позволяют: установить исходные геодезические даты; обеспечить ориентировку Государственной геодезической сети, а также осей референц-эллипсоида в теле Земли; определить параметры земного эллипсоида; определить высоты квазигеоида относительно референц-эллипсоида.
2. Определение из астрономических наблюдений составляющих уклонения отвесной линии обеспечивает установление связи между геодезической и астрономической системами координат, приведения измерений к принятой эпохе отсчета координат, правильной интерпретации результатов повторного геометрического нивелирования, изучения внутреннего строения Земли.
3. Астрономические определения азимутов направлений на земной предмет, после введения поправок за уклонения отвесных линий, контролируют в Государственной геодезической сети угловые измерения, обеспечивают постоянство ориентировки геодезических сетей, ограничивают и локализуют действие случайных и систематических погрешностей в угловых измерениях.
4. В районах со слаборазвитой геодезической сетью астрономические пункты с учетом данных о гравитационном поле используются как опорные для топографических съемок.
|
|
|
5. Астрономические определения азимутов выполняются для определения дирекционных углов направлений на ориентирные пункты при утрате наружных геодезических знаков.
6. Астрономические определения географических координат являются средствами абсолютного определения положений объектов, движущихся относительно земной поверхности на море и в воздухе.
7. Методы геодезической астрономии применяются в космических исследованиях и космической навигации.
8. Астрономические определения географических координат и азимутов направлений используются в прикладной геодезии для контроля угловых измерений в полигонометрических ходах и других угловых построениях, при эталонировании точных гироскопических приборов, для фиксирования на местности положения меридиана при топографо-геодезическом обеспечении войск.
3. Требования инструкции к точности определения λ, φ и а.
Точность, получаемая по внутренней сходимости результатов наблюдений на пункте, характеризуется средними квадратическими погрешностями определения:
широты - не более 0,3"
|
|
|
долготы - не более 0,03s
астрономического азимута - не более 0,5".
Понятие о зенитальных способах астрономических наблюдений.
Основное уравнение, вытекающие из параллактического треугольника PZaи связывающим измеряемую величину z в некоторый момент Т по хронометру с определяемыми значениями широты φ и времени s (поправки хронометра u), является известное уравнение связи
cosz = sin φ sin δ + cos φ cos δ cost, (1),где t = s - α= Т + u - α.
Полагая, что z и Т известны из измерений, а значения экваториальных координат α и δ выбираются из звездного каталога на момент наблюдений, в уравнении (1) будет два неизвестных: φ и u. Определение этих неизвестных на основании уравнения (1) можно производить как совместно, так и раздельно. При этом в обоих случаях нахождение искомых величин облегчается тем обстоятельством, что их приближенные значения бывают уже наперед известны. Поэтому, как правило, в способах совместного определения приходится находить малые поправки Δφ и Δu к приближенным значениям неизвестных φ0 и u0 , а в способах раздельного определения - определять точно или поправку часов u при известной широте φ, или же, наоборот, широту φ при известной поправке часов u. Для совместного определения необходимо измерить зенитные расстояния минимум двух светил, расположенных вблизи плоскостей двух· произвольных взаимно перпендикулярных вертикалов. Тогда из совместного решения двух уравнений вида (1)
cosz1 = sin φ sin δ1 + cosφcos δ1 cos (Т1 + u- α1 );
cosz2 = sinφsinδ2 + cosφcosδ2 cos (Т2 + u - α2)
принципиально можно найти искомые значения широты φ и поправки хронометра u.
Условия наблюдений, при которых для данных средств измерений достигается максимальная точность определяемых величин, называются выгоднейшими условиями наблюдений. При соблюдении выгоднейших условий наблюдений влияние погрешностей измерений, а также исходных данных должно быть минимальны. Выгоднейшими условиями для определения широты по измеренным зенитным расстояниям светил являются наблюдения их в меридиане.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1250; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!