Электронная почта: mail@sudno1.ru
Основы судовождения
I. Навигация
II. Мореходные приборы и инструменты
III. Морские навигационные карты
IV. Морская лоция
V. Мореходная астрономия
VI. Электронавигационные и радиотехнические средства судовождения
VII. Метеорология
VIII. Океанография
Судостроения XXI века
Статьи

Небесная сфера

Основные круги и точки на небесной сфере.

Наблюдая за небесным сводом, мы видим на нем множество светил, удаленных от нас на различные расстояния. Для решения задач мореходной астрономии - определения места судна в море необходимо знать направления на светила в той или иной системе координат. Для удобства решения подобных задач принято считать все светила находящимися на одинаковом расстоянии от наблюдателя, т. е. расположенными на окружающей его сферической поверхности.

Вспомогательную сферу, на которой условно размещены все светила, называют небесной сферой. За центр сферы принимается точка О, в которой предположительно расположен глаз наблюдателя. Проведя через точку О основные линии и плоскости наблюдателя (рис. 57), получим при пересечении их с поверхностью небесной сферы ряд точек и кругов, служащих для отсчета небесных координат светил.

Рассмотрим основные круги и точки на небесной сфере. Отвесная линия наблюдателя, продолженная вверх и вниз, пересекает небесную сферу в точках зенита z и надира п. Большой круг NO'SW, плоскость которого перпендикулярна отвесной линии zn, называется истинным горизонтом, который делит сферу на две части - надгоризонтную и подгоризонтную. Линия PNPS называется осью мира, она параллельна оси Земли. Ось мира с плоскостью истинного горизонта составляет угол, равный географической широте места наблюдателя "р, а точки пересечения оси мира с небесной сферой называются полюсами мира PN - северным и Ps - южным. Тот полюс, который расположен в надгоризонтной части сферы, называется повышенным, а в подгоризонтной - пониженным. Повышенный полюс и широта наблюдателя всегда имеют одно наименование, причем высота повышенного полюса всегда равна широте наблюдателя.

Большой круг QO'Q'W, плоскость которого перпендикулярна оси мира PNPS, называется небесным экватором, который делит сферу на северную и южную половины. Большой круг PNnPsZ, проходящий через полюсы мира, зенит и надир, называется меридианом наблюдателя. Ось мира делит меридиан наблюдателя на полуденную PnzPs и полуночную РппРs. части. На полуденной части находится точка зенита, а на полуночной - надира.

Большие круги PNCP,, плоскости которых проходят через полюсы мира, называются небесными меридианами, или кругами склонений.

Меридиан наблюдателя пересекается с истинным горизонтом в точках N и S, а прямая линия, соединяющая эти точки, называется полуденной линией. При пересечении истинного горизонта с небесным экватором образуются точки Ost и W горизонта. Большие круги zCn, плоскости которых проходят через точки зенита и надира, называются вертикалами. Вертикал, проходящий через точки Ost и W, называется первым вертикалом. Меридиан наблюдателя, проходящий как через полюсы мира, так и через точки зенита и надира, является одновременно небесным меридианом и вертикалом. Он делит сферу на восточную и западную половины. Малые круги рр', плоскости которых параллельны плоскости экватора, называются небесными параллелями. Малые круги аа', плоскости которых параллельны плоскости истинного горизонта, называются альмукантаратами.

Сферические координаты светил. Для определения места судна по небесным светилам необходимо в пер-

Основные    круги и  точки    на    небесной   сфере и Горизонтные координаты   светил

Рис. 57. Основные круги и точки на небесной сфере Рис. 58. Горизонтные координаты светил


вую очередь знать точные их координаты. А положение светила на небесной сфере можно определить двумя какими-либо сферическими координатами. В мореходной астрономии применяются горизонтная и экваториальная системы координат. Каждую систему определяют основные круги небесной сферы, от которых и отсчитываются координаты.

Горизонтная система. Основные круги в этой системе - истинный горизонт и меридиан наблюдателя, основные координаты - азимут и высота светила (рис. 58). Азимутом светила А называется сферический угол при зените, заключенный между меридианом наблюдателя и вертикалом светила. Таким образом, азимут определяет положение вертикала светила на сфере. Азимут измеряется дугой истинного горизонта от точки N или S меридиана наблюдателя до вертикала, проходящего через светило от 0 до 180°. Высотой h светила называется угол при центре сферы между плоскостью истинного горизонта и направлением на светило.

Если светило находится на меридиане наблюдателя, то его высота Н называется меридиональной. Высота измеряется дугой вертикала от истинного горизонта до центра светила в пределах от 0 до 90°. Высоте светила приписывается знак "плюс" (+), если светило находится над горизонтом, и знак "минус" (-), если светило под горизонтом, и в этом случае высоту называют снижением.

Вместо высоты светила h иногда применяют ее дополнение до 90°, называемое зенитным расстоянием г. Оно измеряется дугой вертикала от зенита до центра светила в пределах от 0 до 180°. Если светило находится на меридиане наблюдателя, то его зенитное расстояние называется меридиональным Z.

В основе астрономических наблюдений для определения места судна в море лежит измерение высот с одновременным фиксированием моментов времени.

Экваториальная система координат делится на две - первую и вторую. Для первой экваториальной системы основными кругами являются небесный экватор и меридиан наблюдателя,- координатами - часовой угол и склонение (рис. 59).

Часовым углом светила называется сферический угол при повышенном полюсе между полуденной частью меридиана наблюдателя и меридианом светила. Измеряется часовой угол дугой небесного экватора от полуденной части меридиана наблюдателя до меридиана, проходящего через светило.

Склонением светила б называется угол при центре сферы между плоскостью небесного экватора и направлением на светило. Измеряется склонение дугой меридиана светила от экватора до центра светила в пределах от 0 до 90°.

Если светило находится в северной половине сферы, склонению приписывается наименование N, если в южной - S. Если склонение одноименно с широтой наблюдателя, то ему приписывается знак "плюс" .(+), если разноименно, то знак "минус" (-).

Вместо склонения иногда применяют его дополнение до 90°, называемое полярным расстоянием Л. Оно изме-

Экваториальные, координаты   светил

Рис. 59. Экваториальные, координаты светил

ряется дугой меридиана светила от повышенного полюса до центра светила в пределах от 0 до 180°.

Для второй экваториальной системы основными кругами являются небесный экватор и меридиан точки весеннего равноденствия, координатами - прямое восхождение а и склонение б (см. рис. 59). В точке весеннего равноденствия, точке Овна Y, расположенной на небесном экваторе, Солнце находится ежегодно 21 марта.

Прямым восхождением а называется сферический угол при полюсе мира между меридианом точки Овна и меридианом светила. Измеряется прямое восхождение дугой небесного экватора от точки Овна до меридиана светила от 0 до 360°.

Параллактический треугольник. Меридианы наблюдателя и светила и вертикал светила, пересекаясь, образуют на поверхности небесной сферы сферический треугольник, называемый параллактическим, или по-

Астрономические и   географические   координаты и Параллактический треугольник светила

Рис. 60. Астрономические и географические координаты Рис. 61. Параллактический треугольник светила

лярным, вершинами которого являются повышенный полюс PN (или Ps), зенит Z и место светила С (рис. 61). Стороны и углы треугольника представляют собой сферические (горизонтальные или экваториальные) координаты светила и географические координаты наблюдателя.

Угол при повышенном полюсе ZPNC равен часовому углу светила t, угол при зените PNZC - азимуту светила А.

Стороны этого треугольника представляют собой дугу меридиана наблюдателя P^Z=9G°-<р - дополнение широты до 90°; дугу меридиана светила PNC=90°-б и дугу вертикала светила ZC=90°-ft- зенитное расстояние.

Угол при светиле PNCZ-q называется параллактическим углом. Параллактический треугольник связывает экваториальные координаты с горизонтными. Стороны параллактического треугольника меньше 180°. Из параллактического треугольника могут быть вычислены неизвестные его элементы при наличии заданных.
Все права защищены © 2007
sudno1.ru