1 Астрономические системы координат
 Скачать 2.84 Mb.
|
|
При поясном счете времени за начало суток принимается полночь осевого меридиана данного пояса. Если обозначить поясное время, соответствующее часовому поясу с номером  , через  , а нулевому поясу — через  (всемирное время), то очевидно, что  .(72)Разность поясных времен двух пунктов земной поверхности, находящихся в часовых поясах с номерами  , равна разности их часовых поясов и представляет собой всегда целое число часов, т. е. ,откуда  . (73)В 1930 г. Советским Правительством был издан декрет, согласно которому по экономическим соображениям стрелки часов в СССР были переведены ровно на  вперед по сравнению с поясным временем. Такое время, получившее название декретного времени, сохраняется в нашей стране до сих пор. Следовательно, декретное время это поясное время, увеличенное на один час, т. е. видоизмененное поясное время.Декретное время используется также и в некоторых западноевропейских странах, например в Англии, во Франции и др. Декретное время второго часового пояса, в котором находится Москва, называется московским временем. Московское время на 3 часа больше всемирного времени. Декретное время  связано с поясным и всемирным временем соотношениями: , (74) . (75)Формулы для перехода к поясному и декретному времени от среднего солнечного и обратно получаются на основании следующих соображений. Всемирное время, согласно формулам (71), (72) и (75) равняется:    (76) Отсюда следует, что    (77)  Так как в формулах (77) под подразумевается декретное время РФ, то фигурирует в них только  Обозначим поправку  для перехода от среднего солнечного времени к поясному через  , а поправку  для перехода от среднего солнечного времени к декретному через  , тогда формулы (77) примут вид:   (78)  Там, где границы часовых поясов проходят точно по географическим меридианам, поправки  удовлетворяют неравенствам:  .Если же границы поясов не соответствуют географическим меридианам, значения поправок будут уклоняться от указанных пределов.До недавнего времени в нашей стране, а также в некоторых западноевропейских странах и США, использовалось так называемое «декретное зимнее и летнее время». Чтобы более полно использовать светлое время суток для работы, на период с апреля по октябрь стрелки часов переводили на 1 ч вперёд особым распоряжением правительства. Осенью стрелки часов возвращали к показаниям поясного времени. С 26 октября 2014 года наша страна перешла на зимнее время и в дальнейшем сезонного перевода часов не планируется. Необходимо отметить, что на территории Российской федерации движение поездов и самолетов, работа телеграфа, телефона, радиовещания и телевидения осуществляются по московскому времени. Линия изменения даты. На восточной границе России, на мысе Дежнева, время (звёздное, истинное солнечное, среднее солнечное) примерно на  больше, чем на Гринвиче. Но в то же время на Аляске, которую отделяет от мыса Дежнева лишь Берингов пролив, время на меньше, чем на Гринвиче. Возникает вопрос, где же начинаются новые сутки для всей Земли в целом? Условились, что линия изменения или линия границы даты проходит вблизи или точно по меридиану, расположенному на 180° от меридиана Гринвича. На нём ранее всех мест на Земле начинается каждое новое число месяца. Практически линия перемены дат не идет строго по меридиану, а в некоторых местах отклоняется от него, огибая острова, и нигде не пересекает суши. Линия перемены дат огибает Чукотский полуостров с востока, проходя через Берингов пролив, затем отклоняется к западу, оставляя к востоку Алеутские острова. Острова Фиджи, Новую Зеландию и острова Чатем она огибает с востока. На всем остальном протяжении линия перемены дат проходит по 180-му меридиану. Таким образом линия изменения даты везде проходит по поверхности морей и океанов и нигде не касается суши. У мореплавателей принято правило: если корабль пересекает линию перемены дат, двигаясь на восток, то дату пересечения линии повторяют дважды, т. е. два дня считают одним и тем же числом (пропускают одни сутки). Например, если линия изменения даты была пересечена 15 августа, то и на следующий день считают 15 августа. Если корабль пересекает линию перемены дат при движения на запад, то дату перехода линии изменяют сразу на 2 цифры, т. е. пропускают одно число (добавляют одни сутки, т. е. после 15 августа считают сразу 17 августа).  3 вопрос Существует много эффектов, влияющих на изменения направлений на наблюдаемые объекты. При использовании сферических систем координат мы должны это учитывать и вносить поправки в результаты измерений. Сферическая астрономия занимается и теорией закономерных изменений координат со временем. Направление и, соответственно, координаты изменяется вследствие астрономической рефракции астрономической операции, геометрического параллакса, в процессе, мутации, собственного движения небесных тел. Астрономическая рефракция. Луч света от небесного тела в космосе не искажается, распространялись по прямой линии. Дойдя под земной Атмосфера, которая, чем ближе к земле, тем становится плотнее, луч начинает преломляться и опишет кривую ah. Когда свет дойдёт до наблюдателя, луч будет направлен по касательной кривой h и звезду наблюдатель увидит по направлению Hσ'. Истинное направление на объект будет искажено на угол σ'Hσ. Угол определяется и учитывается при вычислении положения наблюдаемого объекта. Рефракция зависит от плотности атмосферы, которая, в своей очередь, зависит от температуры и давления.  Астрономическая аберрация. Скорость распространения сигнала любой длины волны от небесного тела около 300.000 км/с. Скорость движения наблюдателя в пространстве, вызванное суточным вращением земли вокруг своей оси, от 0,464 км/с (наблюдатель на экваторе) до 0 (наблюдатель на полюсе). Скорость движения наблюдателя, вызванная годичным обращением земли вокруг солнца, 29, 5 км/с. Такая скорость движения достаточно велика по сравнению со скоростью распространения сигнала и вызывает непрерывное изменение направления на наблюдаемый объект. При использовании сферической системы координат происходит смещение положения на сфере наблюдаемого объекта (точка σ) в сторону направления движения наблюдателя (точка σ'). Угол между истинным направлением на объект Hσ и видимым Hσ' зависит от скорости движения наблюдателя и пропорционален v/c (v-скорость движения наблюдателя, c- скорость света). Значение этого угла вычисляется и учитывается при обработке измерений.  Параллактическое смещение. Если наблюдатели находятся в разных точках поверхности земли, то при одновременных наблюдениях одного и того же объекта получаются разные направления. Разные направления получаются и при наблюдении одного и того же объекта с одного пункта, но в разное время. Явление носит название суточного параллакса. При решении различных задач все измеренные направления редуцируют на одно и то же направление, началом которого является центр земли. Суточный параллакс для этого направления равен нулю. Практически, суточный параллакс надо учитывать при наблюдении близких небесных тел. Для удалённых объектов суточный параллакс пренебрежимо мал. Подобная картина получается и при наблюдениях в разное время в течение года, когда наблюдатель находится в разных точках земной орбиты. Явление носит название ягодичного параллакса точка для его учёта центром сферической системы координат выбирают солнце (точнее, центр масс солнечной системы). Направление, полученные из наблюдений, проектируется на Sσ. Замечание. Рефракционные, операционные, пролактические углы малы (от долей до десятков секунд дуги). На чертежах они увеличены для наглядности.  Процессия. Нутация. При решении различных задач часто используется сферической экваториальная система координат. Основной Круг - проекция земного экватора на сферу. Начальный (перпендикулярный основному) - круг, проходящий через точки весеннего и осеннего равноденствий. Этот Круг называется колером равноденствий. Весеннего и осеннего равноденствия получаются от пересечения эклиптики (плоскость годичного обращения земли вокруг солнца) и экватора. Положение осей и плоскостей систем координат в пространстве определяется относительно наиболее удалённых объектов, которые нам кажутся неподвижными (например, звёзды). Звёзды проецируются на сферу и их положение определяется в экваториальной системе координат. Изменение координат звёзд с течением времени показывают изменения положения оси, экватора, точки весеннего равноденствия (элементы системы координат). Эти изменения вызваны изменением положения земли в пространстве, её ориентировки. Земля представляет из себя сплюснутое тело с неравномерно распределенной массой. Между солнцем, землёй, луной и другими делами существует силы гравитационного взаимодействия, которые непрерывно изменяются вследствие непрерывного изменения расстояния между этими телами. Силы притяжения, вызванные избытком масс в плоскости экватора, создают вращающий момент, изменяющий положение земли и соответственно, оси и экватора в пространстве. В свою очередь, это приводит к движению точки весеннего равноденствия. Это изменение носит долго периодический характер (26 000 лет) и называется прецессией (плавное изменение положения полюса PP') и периодическое (от 18.7 лет до нескольких часов) и называется нутацией - колебание полюса.  Время Установленные закономерности изменения координат вызванной движением наблюдателя и наблюдаемых объектов, то есть, изменение происходит с течением времени. Величину этих изменений можно получить, используя равномерную шкалу времени. Равномерность шкалы определяется стабильностью периодического процесса, принятого в качестве эталонной единицы в данной шкале времени. В принципе, нам безразлична, какое периодический процесс лежит в основе единицы. Основное требование - стабильность и воспроизводимость процесса точка начало счёта не имеет существенного значения. Долгое время в качестве единицы брали период полного обращения земли вокруг своей - звёздные сутки. Если к этому периоду добавить интервал, за которой земля проходит за сутки часть своей орбиты годичного обращения вокруг солнца, то получаем солнечные сутки. И солнечный, и звёздные сутки до сих пор необходимы в астрономии и геодезии, так как они определяют скорость вращения земли и угол поворота земли в каждый момент времени. Звёздный и солнечные сутки из-за неравномерности вращения земли оказались неравномерными и за эталон уже несколько десятилетий берётся атомная секунду, определяемая периодом электромагнитных колебаний цезиевского атомного стандарта времени и частоты. |