Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Система небесних координат



План:


Введення

Система небесних координат використовується в астрономії для опису положення світил на небі або точок на уявній небесній сфері. Координати світил або точок задаються двома кутовими величинами (або дугами), однозначно визначають положення об'єктів на небесній сфері. Таким чином, система небесних координат є сферичної системою координат, у якій третя координата - відстань - часто невідома і не грає ролі.

Системи небесних координат відрізняються один від одного вибором основної площини (див. Фундаментальна площину) і початком відліку. Залежно від стоїть завдання, може бути більш зручним використовувати ту чи іншу систему. Найбільш часто використовуються горизонтальна і екваторіальні системи координат. Рідше - екліптична, галактична та інші.


1. Горизонтальна топоцентрические система координат

У цій системі центр поміщається в місці знаходження спостерігача на поверхні землі, основною площиною є площина математичного горизонту. Однією координатою при цьому є або висота світила h, або його зенітна відстань z. Інший координатою є азимут A. Внаслідок того, що горизонтальна система координат завжди топоцентрические (спостерігач завжди знаходиться на поверхні землі, або на деякому підвищенні) слово "топоцентрические" зазвичай опускається.

Заввишки h світила називається дуга вертикального кола від математичного горизонту до світила, або кут між площиною математичного горизонту і напрямком на світило. Висоти відраховуються в межах від 0 до +90 до зеніту і від 0 до -90 до Надіра.

Зенітним відстанню z світила називається дуга вертикального кола від зеніту до світила, або кут між стрімкій лінією і напрямком на світило. Зенітні відстані відраховуються в межах від 0 до 180 від зеніту до Надір.

Азимутом A світила називається дуга математичного горизонту від точки півдня до вертикального кола світила, або кут між полуденної лінією і лінією перетину площини математичного горизонту з площиною вертикального кола світила. Азимути відраховуються в сторону добового обертання небесної сфери, тобто на захід від точки півдня, в межах від 0 до 360 . Іноді азимути відраховуються від 0 до +180 на захід і від 0 до -180 на схід. (В геодезії азимути відраховуються від точки півночі.)


1.1. Зміни координат при обертанні небесної сфери

Висота h, зенітна відстань z, азимут A і часовий кут t світил постійно змінюються внаслідок обертання небесної сфери, так як відраховуються від точок, не пов'язаних з цим обертанням. Схиляння δ, полярна відстань p і пряме сходження α світил при обертанні небесної сфери не змінюються, але вони можуть змінюватися через рухів світил, не пов'язаних з добовим обертанням.


2. Перша екваторіальна система координат

У цій системі основною площиною є площина небесного екватора. Однією координатою при цьому є схилення δ (рідше - полярна відстань p). Інший координатою - годинний кут t.

Схиленням δ світила називається дуга кола відмінювання від небесного екватора до світила, або кут між площиною небесного екватора і напрямком на світило. Відмінювання відраховуються в межах від 0 до +90 до північного полюсу світу і від 0 до -90 до південного полюса світу.

Полярним відстанню p світила називається дуга кола схилення від північного полюса світу до світила, або кут між віссю світу і напрямком на світило. Полярні відстані відлічуються в межах від 0 до 180 від північного полюса світу до південного.

Годинним кутом t світила називається дуга небесного екватора від верхньої точки небесного екватора (тобто точки перетину небесного екватора з небесним меридіаном) до кола схилення світила, або двогранний кут між площинами небесного меридіана і кола відмінювання світила. Вартові кути відраховуються в сторону добового обертання небесної сфери, тобто на захід від верхньої точки небесного екватора, в межах від 0 до 360 (в градусній мірі) або від 0 h до 24 h (в годинній мірі). Іноді годинні кути відраховуються від 0 до +180 (від 0 h до +12 h) на захід і від 0 до -180 (від 0 h до -12 h) на схід.


3. Друга екваторіальна система координат

Використання екваторіальної системи координат.

У цій системі, як і в першій екваторіальній, основною площиною є площина небесного екватора, а однією координатою - схиляння δ (рідше - полярна відстань p). Інший координатою є пряме сходження α.

Прямим сходженням (RA, α) світила називається дуга небесного екватора від точки весняного рівнодення до кола схилення світила, або кут між напрямком на точку весняного рівнодення і площиною кола схилення світила. Прямі сходження відраховують в сторону, протилежну добовому обертанню небесної сфери, в межах від 0 до 360 (в градусній мірі) або від 0 h до 24 h (в годинній мірі).

RA - астрономічний еквівалент земної довготи. І RA і довгота вимірюють кут схід-захід вздовж екватора, обидві заходи беруть відлік від нульового пункту на екваторі. Для довготи, нульовий пункт - нульовий меридіан; для RA нульовою відміткою є місце на небі, де Сонце перетинає небесний екватор у весняне рівнодення.

Схиляння ( δ) в астрономії - одна з двох координат екваторіальної системи координат. Дорівнює кутовому відстані на небесній сфері від площини небесного екватора до світила і зазвичай виражається в градусах, хвилинах і секундах дуги. Схиляння позитивно на північ від небесного екватора і негативно на південь.

  • Об'єкт на небесному екваторі має відмінювання 0
  • Схиляння північного полюса небесної сфери одно +90
  • Схиляння південного -90

У відмінювання завжди вказується знак, навіть якщо відмінювання позитивно.

Схиляння небесного об'єкта, що проходить через зеніт, так само широті спостерігача (якщо вважати північну широту зі знаком +, а південну негативною). У північній півкулі Землі для заданої широти φ небесні об'єкти з відміною δ> +90 - φ не заходять за обрій, тому називаються не заходять. Якщо ж відмінювання об'єкта δ <-90 + φ, то об'єкт називається невосходящім, а значить він неспостережний на широті φ. [1]


4. Екліптична система координат

У цій системі основною площиною є площина екліптики. Однією координатою при цьому є екліптична широта β, а інший - екліптична довгота λ.

Екліптичною широтою β світила називається дуга кола широти від екліптики до світила, або кут між площиною екліптики і напрямком на світило. Екліптичні широти відраховуються в межах від 0 до +90 до північного полюса екліптики і від 0 до -90 до південного полюса екліптики.

Екліптичною довготою λ світила називається дуга екліптики від точки весняного рівнодення до кола широти світила, або кут між напрямком на точку весняного рівнодення і площиною кола широти світила. Екліптичні довготи відраховуються в сторону видимого річного руху Сонця по екліптиці, тобто на схід від точки весняного рівнодення в межах від 0 до 360 .


5. Галактична система координат

У цій системі основною площиною є площина нашої Галактики. Однією координатою при цьому є галактична широта b, а інший - галактична довгота l.

Галактичної широтою b світила називається дуга кола галактичної широти від екліптики до світила, або кут між площиною галактичного екватора і напрямком на світило.

Галактичні широти відраховуються в межах від 0 до +90 до північного галактичного полюса і від 0 до -90 до південному галактичного полюса.

Галактичної довготою l світила називається дуга галактичного екватора від точки початку відліку C до кола галактичної широти світила, або кут між напрямком на точку початку відліку C і площиною кола галактичної широти світила. Галактичні довготи відлічуються проти годинникової стрілки, якщо дивитися з північного галактичного полюса, тобто на схід від точки початку відліку C в межах від 0 до 360 .

Точка початку відліку C знаходиться поблизу направлення на галактичний центр, але не збігається з ним, оскільки останній, внаслідок невеликий піднесеності Сонячної системи над площиною галактичного диска, лежить приблизно на 1 на південь від галактичного екватора. Крапку початку відліку C вибирають таким чином, щоб точка перетину галактичного і небесного екватора з прямим сходженням 280 мала галактичну довготу 32,93192 (на епоху 2000).

Координати точки початку відліку C на епоху 2000 в екваторіальній системі координат складають:

\ Alpha_ {2000} ^ C = 17 ^ h 45 ^ m, 6

\ Delta_ {2000} ^ C = -28 ^ {\ circ} 56 ', 2


6. Історія та застосування

Небесні координати вживалися вже в глибокій старовині. Опис деяких систем міститься в працях давньогрецького геометра Евкліда (близько 300 до н. е..). Опублікований в " Альмагесті " Птолемея зоряний каталог Гіппарха містить положення 1022 зірок в екліптичною системі небесних координат.

Спостереження змін небесних координат привели до найбільших відкриттів в астрономії, які мають величезне значення для пізнання Всесвіту. До них відносяться явища прецесії, нутації, аберації, паралакса, власних рухів зірок та інші. Небесні координати дозволяють вирішувати задачу виміру часу, визначати географічні координати різних місць земної поверхні. Широке застосування знаходять небесні координати при складанні різних зоряних каталогів, при вивченні істинних рухів небесних тіл - як природних, так і штучних - в небесній механіці і астродинаміці і при вивченні просторового розподілу зірок в проблемах зоряної астрономії.


7. Використання різних систем координат

7.1. Використання горизонтальної топоцентрические системи координат

Горизонтальна топоцентрические система координат використовується спостерігачем, що знаходиться у визначеному місці на поверхні земної кулі для визначення положення якого або світила на небі.

Координати небесних світил у даній системі координат можуть бути отримані за допомогою кутомірних інструментів і при спостереженнях в телескоп, змонтований на азимутальной установці.

Більшість астрономічних комп'ютерних програм здатні видавати положення світил в даній системі координат.

При спостереженнях слід враховувати поправку за рефракцію.


7.2. Використання першої екваторіальної системи координат

Перша екваторіальна система координат використовується для визначення точного часу і при спостереженнях в телескоп, змонтований на екваторіальній установці.

7.3. Використанням другої екваторіальної системи координат

Друга екваторіальна система координат є загальноприйнятою в астрометрії.

В екваторіальній геліобаріцентріческой системі координат складаються сучасні зоряні карти та описуються положення світил в каталогах. При цьому координати світил приводяться до визначеного положення небесного екватора і точки весняного рівнодення, тобто до певної епохи (в астрономії застосовуються епохи B1950 і J2000.0).

Екваторіальна геоцентрична система координат відрізняється від екваторіальної геліобаріцентріческой системи координат тим, що координати зірок скориговані в ній через явища річного паралакса, а положення небесного екватора і точки весняного рівнодення приводяться до поточної дати.


7.4. Використання екліптичною системи координат

Екліптична геоцентрична система координат використовується в небесній механіці для розрахунку орбіти Місяця.

Екліптична геліоцентрична система координат використовується для розрахунку орбіт планет і інших тіл Сонячної системи обертаються навколо Сонця.

У більшості шкіл астрології, так само використовується екліптична система координат. Екліптична широта світил при цьому як правило не враховується. А екліптика розбивається на 12 рівних ділянок, по 30 градусів дуги кожен, званих знаками зодіаку.


7.5. Застосування різних систем небесних координат

На практиці, як правило, потрібно користуватися декількома системами координат. Наприклад для розрахунку положення Місяця на небі необхідно спочатку розрахувати координати Місяця в екліптичною геоцентричної системі координат, перерахувати координати в екваторіальну геоцентричну систему координат, за тим перейти до горизонтальної топоцентрические системі координат.

Примітки

  1. Зігель Ф. Ю. Скарбниця зоряного неба - путівник по сузір'ям і Місяці / Под ред. Г. С. Куликова - 5-е изд. - М .: Наука, 1986. - С. 57-58. - 296 с. - 200000 прим .
Орбіти
Типи
Основні Box-орбіта Орбіта захоплення Еліптична орбіта / Висока еліптична орбіта Орбіта догляду Орбіта поховання Гіперболічна траєкторія Похила орбіта / Ненаклонная орбіта Оскулірующая орбіта Параболічна траєкторія Опорна орбіта (в т.ч. низька) Синхронна орбіта (Полусінхронная Субсінхронная) Стаціонарна орбіта
Геоцентричні Геосинхронну орбіту Геостаціонарна орбіта Сонячно-синхронна орбіта Низьку навколоземну орбіту Середня навколоземну орбіту Висока навколоземну орбіту Блискавка-орбіта Околоекваторіальная орбіта Орбіта Місяця Полярна орбіта Тундра-орбіта TLE
Навколо інших
небесних тіл і точок
Ареосінхронная орбіта Ареостаціонарная орбіта Гало-орбіта Орбіта Ліссажу навколомісячну орбіту Геліоцентрична орбіта Сонячно-синхронну орбіту
Орбітальні маневри
Біелліптіческая перехідна орбіта Запас характеристичної швидкості Геопереходная орбіта Гравітаційний маневр Гравітаційний поворот Орбіта Гомана-Ветчинкіна Низьковитратних перехідна траєкторія Ефект Оберта Зміна способу орбіти Фазування орбіти Стиковка Transposition, docking, and extraction Маневр відведення
Інші теми астродинаміці
Система небесних координат Екваторіальна система координат Епоха Ефемерида Закони Кеплера Гравітаційна завдання N тіл Точки Лагранжа Пертурбація Міжпланетна транспортна мережа
Рівняння орбіти Апоцентр і перицентр Орбітальна швидкість Орбітальні вектори стану Спеціальна орбітальна енергія Спеціальний відносний обертальний момент Пряме рух Ретроградний рух Траса орбіти
Небесна механіка
Закони та завдання Закони Ньютона | Закон всесвітнього тяжіння | Закони Кеплера | Завдання двох тіл | Завдання трьох тіл | Гравітаційна завдання N тіл | Завдання Бертрана | Рівняння Кеплера
Небесна сфера Система небесних координат: галактична горизонтальна перший екваторіальна другий екваторіальна екліптична | Міжнародна небесна система координат | Сферична система координат | Вісь світу | Небесний екватор | Пряме сходження | Схиляння | Екліптика | Рівнодення | Сонцестояння | Фундаментальна площину
Параметри орбіт Кеплерови елементи орбіти : ексцентриситет велика піввісь середня аномалія довгота висхідного вузла аргумент перицентра | Апоцентр і перицентр | Орбітальна швидкість | Епоха
Рух
небесних тіл
Рух Сонця і планет по небесній сфері | Ефемериди | Конфігурації планет : протистояння квадратура парад планет | Кульмінація | Сидеричний період | Орбітальний резонанс | Період обертання | Попереджання рівнодення | Орбітальний період | Зближення | Затемнення : сонячне затемнення місячне затемнення сарос Метона цикл | Покриття | Проходження | Лібрація | Елонгація | Ефект Коза | Ефект Ярковського | Ефект Джанібековим
Астродинаміка
Космічний політ Космічна швидкість : перша (кругова) друга (параболічна) третій четверта |
Формула Ціолковського | Гравітаційний маневр | Гомановская траєкторія | Метод оскулірующіх елементів | Приливне прискорення | Зміна способу орбіти | Стиковка | Точки Лагранжа | Ефект "Піонера"
Орбіти КА Геостаціонарна орбіта | Геліоцентрична орбіта | Геосинхронну орбіту | Геоцентрична орбіта | Геопереходная орбіта | Низька опорна орбіта | Полярна орбіта | Тундра-орбіта | Сонячно-синхронна орбіта | Блискавка-орбіта | Оскулірующая орбіта

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Система координат
Циліндрична система координат
Афінна система координат
Криволінійна система координат
Екваторіальна система координат
Сферична система координат
Полярна система координат
Прямокутна система координат
Ортогональна система координат
© Усі права захищені
написати до нас