- •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.
|
cosS |
sinS |
0 |
|
S = R3(-S) = |
|
|
cosS |
|
sinS |
0 , |
|||
|
|
0 |
0 |
|
|
|
1 |
||
|
|
1 |
0 |
xp |
|
P |
|
0 |
1 |
|
|
|
- yp . |
||||
|
|
|
yp |
1 |
|
|
- xp |
|
|||
Координаты полюса xp, yp содержатся в матрице Р, а поправка часов u =UT1-UTC входит в звездное время S = (UTC + u)(1+ ) + S0.
Чтобы составить параметрические уравнения связи, следует преобразовать координаты спутника из небесной системы координат в земную, учитывая координаты полюса и неравномерность вращения Земли.
Наблюдения спутников позволяют определить взаимное положение наибольшей главной оси инерции и мгновенной оси вращения Земли. При этом необходима точность измерения расстояний лучше, чем 2-3 см, с такой же точностью должна быть известна орбита.
Для решения задачи определения параметров вращения Земли необходи-
мо:
-учесть все возмущения в движении ИСЗ или Луны;
-выполнить точные траекторные измерения;
-иметь точную реализацию системы координат, жестко связанную с Землей (ITRF – учет приливов, движения литосферных плит и т.д.).
3.4.3. Организация службы времени, частоты и определения параметров ориентации Земли
В России определение времени и ПВЗ, в соответствии с законом Российской Федерации “Об обеспечении единства измерений” и Постановлением правительства РФ от 23 марта 2001 г, осуществляется коллективными усилиями научно-исследовательских организаций Госстандарта, министерства обороны, образования, академии наук и др. Оперативное обеспечение работ возложено на Главный метрологический центр (ГМЦ) ГСВЧ. В обязанность ГСВЧ вменено осуществление научно-технической и метрологической деятельности по непрерывному воспроизведению и хранению национальной шкалы времени РФ, эталонных частот, по определению параметров вращения Земли, по обеспечению единства измерений в этой области. Информация ГСВЧ о значениях времени, частоты и ПВЗ является обязательной для использования в РФ (пункт 10 Положения о ГСВЧ).
Межведомственной комиссией по времени и эталонным частотам для Государственной службы времени была утверждена концепция ее развития к 2010 году [12]. Ключевые мероприятия Концепции:
-повышение точности Госэталона времени и частоты более чем в 10 раз (10 -10-15) с помощью создаваемого комплекса первичного цезиевого эталона
частоты нового поколения типа “Фонтан” и создания научного и технологического задела для достижения точности 10-16 ÷ 10-17 к 2011 году;
-повышение надежности и устойчивости непрерывного функционирования систем и аппаратурных комплексов ГСВЧ;
-поддержка работ по созданию Российской системы РСДБ (“Квазар”);
-поддержка создания отечественной сети лазерных дальномерных станций на пунктах ГСВЧ;
-поддержка Федеральной целевой программы “Глобальная навигационная система” по развитию и эффективному использованию КНС ГЛОНАСС как главному и самому точному средству передачи национальной шкалы времени в глобальном масштабе.
Организация службы времени в России
В институте метрологии времени и пространства ФГУП ВНИИФТРИ, ИМВП, Менделеево, расположен Первичный эталон частоты (Государственный атомный эталон времени и частоты – ГЭВЧ). Это цезиевый стандарт частоты, предназначенный для хранения 1 сек СИ на основе колебаний атома цезия. Кроме того, там же расположены альянс (группа) водородных стандартов частоты (с периодическим сличением, осреднением для контроля и хранения секунды), группа кварцевых часов, вспомогательная электронная аппаратура.
Вторичные эталоны частоты (альянсы водородных стандартов) расположены в нескольких НИИ Метрологии в России. Связь между первичным и вторичными эталонами осуществляется по радио, посредством наблюдения спутников GPS-ГЛОНАСС и другими методами. Сигналы точного времени передаются потребителям по радио на определенных частотах.
Определение параметров ориентации Земли
Внастоящее время в ГМЦ ГСВЧ текущие значения ПВЗ вычисляются путем комбинированной обработки независимых рядов данных астрооптических, спутниковых (лазерная локация и GPS) и РСДБ наблюдений. Вычисления ПВЗ по фазовым измерениям сигналов GPS/ГЛОНАСС проводятся в ГМЦ ГСВЧ по данным непрерывно действующих приемников на территории России и других стран СНГ (в настоящее время их насчитывается около 40). Для вычисления ПВЗ по данным лазерной локации спутников Lageos1&2 привлекаются, в основном, наблюдения зарубежных станций. Данные РСДБ-наблюдений берутся,
восновном, из международного центра CDDIS (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD,USA), а также используются РСДБ-наблюдения сети “Квазар-КВО”. Точность получаемых по совокупности всех измерительных средств значений ПВЗ, публикуемых в официальных бюллетенях ГСВЧ, сейчас составляет около 0,2 мс по всемирному времени и 0,001” по координатам полюса.
ВИнституте прикладной астрономии Российской академии наук (ИПА РАН) служба параметров вращения Земли поддерживается лабораторией космической геодезии и вращения Земли. В настоящее время служба ПВЗ ИПА вычисляет оперативные и долговременные ряды ПВЗ по РСДБ-, SLR- и GPSнаблюдениям. Вычисляемые данные регулярно представляются в международную службу вращения Земли IERS и IVS (международная РСДБ-служба) и ис-