- •ОГЛАВЛЕНИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. СФЕРИЧЕСКАЯ АСТРОНОМИЯ
- •1.1.1. Вспомогательная небесная сфера
- •1.1.2. Системы координат на небесной сфере
- •1.1.4. Связь между различными системами координат
- •1.1.5. Видимое суточное вращение небесной сферы
- •1.1.6. Составление эфемерид светил. Эфемерида Полярной звезды
- •1.2. Измерение времени в астрономии
- •1.2.1. Общие положения
- •1.2.2. Звездное время
- •1.2.3. Истинное и среднее солнечное время. Уравнение времени
- •1.2.4. Юлианские дни
- •1.2.5. Местное время на разных меридианах. Всемирное, поясное и декретное время
- •1.2.6. Связь между средним солнечным и звездным временем
- •1.2.7. Неравномерность вращения Земли
- •1.2.8. Эфемеридное время
- •1.2.9. Атомное время
- •1.2.10. Динамическое и координатное время
- •1.2.11. Системы Всемирного времени. Всемирное координированное время
- •1.2.12. Время спутниковых навигационных систем
- •1.3. Астрономические факторы
- •1.3.1. Общие положения
- •1.3.2. Астрономическая рефракция
- •1.3.3. Параллакс
- •1.3.4. Аберрация
- •1.3.5. Собственное движение звезд
- •1.3.6. Гравитационное отклонение света
- •1.3.7. Движение земных полюсов
- •1.3.8. Изменение положения оси мира в пространстве. Прецессия
- •1.3.9. Изменение положения оси мира в пространстве. Нутация
- •1.3.10. Совместный учет редукций
- •1.3.11. Вычисление видимых мест звезд
- •2. ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ АСТРОНОМИЯ
- •2.1. Предмет и задачи геодезической астрономии
- •2.1.1. Использование астрономических данных при решении задач геодезии
- •2.1.3. Современные задачи и перспективы развития геодезической астрономии
- •2.2. Теория методов геодезической астрономии
- •2.2.2. Выгоднейшие условия определения времени и широты в зенитальных способах астрономических определений
- •2.3. Приборное обеспечение в геодезической астрономии
- •2.3.1. Особенности приборного обеспечения в геодезической астрономии
- •2.3.2. Астрономические теодолиты
- •2.3.3. Приборы для измерения и регистрации времени
- •2.4. Особенности наблюдения светил в геодезической астрономии. Редукции астрономических наблюдений
- •2.4.1. Методы визирования светил
- •2.4.2. Поправки в измеренные зенитные расстояния
- •2.4.3. Поправки в измеренные горизонтальные направления
- •2.5. Понятие о точных способах астрономических определений
- •2.5.1.Определение широты по измеренным малым разностям зенитных расстояний пар звезд в меридиане (способ Талькотта)
- •2.5.2. Способы определения широты и долготы из наблюдений звезд на равных высотах (способы равных высот)
- •2.5.3. Определение астрономического азимута направления на земной предмет по наблюдениям Полярной
- •2.6. Приближенные способы астрономических определений
- •2.6.1. Приближенные определения азимута земного предмета по наблюдениям Полярной
- •2.6.2. Приближенные определения широты по наблюдениям Полярной
- •2.6.3. Приближенные определения долготы и азимута по измеренным зенитным расстояниям Солнца
- •2.6.4. Приближенные определения широты по измеренным зенитным расстояниям Солнца
- •2.6.5. Определение дирекционного угла направления на земной предмет по наблюдениям светил
- •2.7. Авиационная и мореходная астрономия
- •3. АСТРОМЕТРИЯ
- •3.1. Задачи астрометрии и методы их решения
- •3.1.1. Предмет и задачи астрометрии
- •3.1.3. Современное состояние и перспективы развития астрометрии
- •3.2. Инструменты фундаментальной астрометрии
- •3.2.2. Классические астрооптические инструменты
- •3.2.3. Современные астрономические инструменты
- •3.3. Создание фундаментальной и инерциальной систем координат
- •3.3.1. Общие положения
- •3.3.2. Теоретические основы определения координат звезд и их изменений
- •3.3.3. Построение фундаментальной системы координат
- •3.3.4. Построение инерциальной системы координат
- •3.4.1. Установление шкалы точного времени
- •3.4.2. Определение параметров ориентации Земли
- •3.4.3. Организация службы времени, частоты и определения параметров ориентации Земли
- •3.5. Фундаментальные астрономические постоянные
- •3.5.1. Общие положения
- •3.5.2. Классификация фундаментальных астрономических постоянных
- •3.5.3. Международная система астрономических постоянных
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- •ПРИЛОЖЕНИЯ
- •1. Система фундаментальных астрономических постоянных МАС 1976 г.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОУ ВПО “Сибирская государственная геодезическая академия”
Е.Г. Гиенко
АСТРОМЕТРИЯ И ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ АСТРОНОМИЯ
Учебное пособие по дисциплинам “Астрометрия”,
“Геодезическая астрономия с элементами астрометрии” для студентов, обучающихся по направлению подготовки 120100”Геодезия”
Новосибирск
СГГА
2010
УДК 528.28
Рецензенты:
Кандидат технических наук, доцент кафедры астрономии и гравиметрии Сибирской государственной геодезической академии
А.С.Глазунов
Кандидат технических наук, начальник сектора траекторных измерений Сибирского научно-исследовательского института метрологии
В.М.Тиссен
Гиенко, Е.Г.
Астрометрия и геодезическая астрономия: учеб.пособие/ Е.Г.Гиенко.- Новоси-
бирск: СГГА, 2010. - 142 с.
Учебное пособие подготовлено кандидатом технических наук, доцентом Е.Г. Гиенко на кафедре астрономии и гравиметрии Сибирской государственной геодезической академии, в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и программой курса “Астрометрия”, “Геодезическая астрономия с основами астрометрии” для направления подготовки дипломированных специалистов 120100 “Геодезия”.
Учебное пособие содержит теоретические понятия, положения и выводы, составляющие математический аппарат для решения задач астрометрии и геодезической астрономии. Описаны современные методы решения задач астрометрии: определение систем координат и времени, а также установление системы фундаментальных астрономических постоянных.
Учебное пособие одобрено кафедрой астрономии и гравиметрии и рекомендовано к изданию учебно-методической комиссией Института геодезии и менеджмента Сибирской государственной геодезической академии.
Печатается по решению редакционно-издательского совета СГГА
УДК 528.28
© ГОУ ВПО “Сибирская государственная
геодезическая академия “, 2010
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ |
5 |
1. СФЕРИЧЕСКАЯ АСТРОНОМИЯ…………………………………………. |
7 |
1.1. Системы координат в астрономии и связь между ними………………... |
7 |
1.1.1. Вспомогательная небесная сфера…………………………………… |
7 |
1.1.2.Системы координат на небесной сфере ……………………………. 10
1.1.3.Географические координаты точек на поверхности Земли……….. 14
1.1.4.Связь между различными системами координат…………………... 15
1.1.5.Видимое суточное вращение небесной сферы……………………... 18
1.1.6. Составление эфемерид светил. Эфемерида Полярной звезды…… |
22 |
1.2.Измерение времени в астрономии……………………………………….. 24
1.2.1.Общие положения……………………………………………………. 24
1.2.2.Звездное время……………………………………………………….. 24
1.2.3. Истинное и среднее солнечное время. Уравнение времени………. |
25 |
1.2.4. Юлианские дни ……………………………………………………… |
27 |
1.2.5.Местное время на разных меридианах.
Всемирное, поясное и декретное время…………………………….. 28
1.2.6. Связь между средним солнечным и звездным временем …………. |
29 |
1.2.7. Неравномерность вращения Земли………………………………….. |
32 |
1.2.8. Эфемеридное время ……………………………………………….. |
33 |
1.2.9. Атомное время ……………………………………………………….. |
33 |
1.2.10. Динамическое и координатное время…………………………… |
34 |
1.2.11.Системы Всемирного времени. Всемирное координированное время…………………………………………………………………. 34
1.2.12. Время спутниковых навигационных систем……………………. |
35 |
1.3. Астрономические факторы………………………………………………. |
37 |
1.3.1. Общие положения…………………………………………………… |
37 |
1.3.2. Астрономическая рефракция………………………………………… |
37 |
1.3.3.Параллакс……………………………………………………………… 39
1.3.4.Аберрация…………………………………………………………….. 42
1.3.5. Собственное движение звезд………………………………………… |
46 |
1.3.6. Гравитационное отклонение света…………………………………... |
47 |
1.3.7.Движение земных полюсов…………………………………………… |
48 |
1.3.8. Изменение положения оси мира в пространстве. Прецессия……… |
50 |
1.3.9. Изменение положения оси мира в пространстве. Нутация………... |
53 |
1.3.10. Совместный учет редукций………………………………………… 56
1.3.11.Вычисление видимых мест звезд…………………………………... 58
2.ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ АСТРОНОМИЯ………………………………………. 61
2.1 Предмет и задачи геодезической астрономии………………………….. |
61 |
2.1.1 Использование астрономических данных при решении |
|
задач геодезии………………………………………………………… |
61 |
2.1.2. Астрономо-геодезические уклонения отвесной линии |
|
и уравнение Лапласа………………………………………………… |
62 |
2.1.3. Современные задачи и перспективы развития |
|
геодезической астрономии………………………………………….. |
65 |
2.2. Теория методов геодезической астрономии……………………………. |
66 |
2.2.1. Общие принципы определения географических координат |
|
и азимутов направлений из наблюдений светил…………………… |
66 |
2.2.2.Выгоднейшие условия определения времени и широты
взенитальных способах астрономических определений…………... 68
2.2.3.Выгоднейшие условия определения азимута, времени и широты
вазимутальных способах астрономических определений ……….. 69
2.3. Приборное обеспечение в геодезической астрономии……………….. |
70 |
2.3.1. Особенности приборного обеспечения в геодезической |
70 |
астрономии…………………………………………………………… |
|
2.3.2. Астрономические теодолиты……………………………………….. |
71 |
2.3.3. Приборы для измерения и регистрации времени………………….. |
72 |
2.4.Особенности наблюдения светил в геодезической астрономии.
Редукции астрономических наблюдений………………………………... 73
2.4.1.Методы визирования светил…………………………………………. 73
2.4.2. Поправки в измеренные зенитные расстояния…………………… |
73 |
2.4.3. Поправки в измеренные горизонтальные направления……….. |
75 |
2.5. Понятие о точных способах астрономических определений………. |
79 |
2.5.1.Определение широты по измеренным малым разностям |
|
зенитных расстояний пар звезд в меридиане (способ Талькотта)…. |
79 |
2.5.2.Способы определения широты и долготы из наблюдений звезд на равных высотах (способы равных высот)………………………... 80
2.5.3.Определение астрономического азимута направления на земной
предмет по наблюдениям Полярной………………………………… 82
2.6. Приближенные способы астрономических определений………. |
83 |
2.6.1. Приближенные определения азимута земного предмета |
|
по наблюдениям Полярной…………………………………… |
83 |
2.6.2. Приближенные определения широты |
|
по наблюдениям Полярной…………………………………… |
84 |
2.6.3. Приближенные определения долготы и азимута |
|
по измеренным зенитным расстояниям Солнца…………… |
85 |
2.6.4. Приближенные определения широты |
|
по измеренным зенитным расстояниям Солнца……………………. |
86 |
2.6.5. Определение дирекционного угла направления на земной |
|
предмет по наблюдениям светил……………………………………. |
87 |
2.7. Авиационная и мореходная астрономия…………………………… |
88 |
2.7.1. Определение долготы и широты по высотам светил |
|
в произвольных азимутах……………………………………. |
88 |
2.7.2. Элементы авиационной астрономии. Авиасекстант…………… |
91 |
3. АСТРОМЕТРИЯ…………………………………………………………….. |
94 |
3.1. Задачи астрометрии и методы их решения……………………………… |
94 |
3.1.1. Предмет и задачи астрометрии……………………………………… |
94 |
3. 1.2. Обзор методов астрометрии………………………………………... |
95 |
3.1.3. Современное состояние и перспективы развития астрометрии…… |
98 |
3.2.Инструменты фундаментальной астрометрии………………………….. 99
3.2.1.Требования к инструментам фундаментальной астрометрии……... 99
3.2.2.Классические астрооптические инструменты…………………….. 100
3.2.3. Современные астрономические инструменты……………………… 104
3.3.Создание фундаментальной и инерциальной систем координат………. 108
3.3.1.Общие положения……………………………………………………. 108
3.3.2.Теоретические основы определения координат звезд
и их изменений………………………………………………………. |
109 |
3.3.3. Построение фундаментальной системы координат………… |
115 |
3.3.4.Построение инерциальной системы координат…………………….. 118
3.4.Установление систем измерения времени и определение
параметров ориентации Земли…………………………………………... 124
3.4.1.Установление шкалы точного времени……………………………... 124
3.4.2.Определение параметров ориентации Земли………………………. 126
3.4.3.Организация службы времени, частоты и определения параметров ориентации Земли……………………….. 129
3.5.Фундаментальные астрономические постоянные………………………. 131
3.5.1.Общие положения…………………………………………………….. 131
3.5.2. Классификация фундаментальных астрономических постоянных……………………………………….. 133
3.5.3. Международная система астрономических постоянных………….. 134
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………… 137
ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………… 138 1 Система фундаментальных астрономических постоянных МАС 1976 г… 139 2 Астрономические постоянные. Стандарты IERS 2003 г………………….. 140