чем неудобна горизонтальная система координат

Рис. 6. Горизонтальная система координат

Горизонтальная система координат

В горизонтальной системе координат основной плоскостью является плоскость истинного горизонта местности, а полюсами — зенит и надир.
Плоскости, содержащие линию «зенит – надир» и потому проходящие через центр небесной сферы, называются вертикалами. Вертикал, проходящий через точки востока и запада, и тем самым перпендикулярный плоскости небесного меридиана, называется первым вертикалом.
Определяющими параметрами в горизонтальной системе координат являются азимут и высота небесного объекта над горизонтом.
Высота (h) отсчитывается от плоскости горизонта: в видимой небесной полусфере со знаком «плюс», а в невидимой небесной полусфере — со знаком «минус». Как и географическая широта, аналогом которой она в какой-то мере является, высота измеряется в пределах от +90° до –90°.
Вместо высоты h иногда используют зенитное расстояние z, величина которого определяется соотношением: z = 90° – h. Геометрически зенитное расстояние представляет собой угол между направлением на точку зенита (вертикальной осью) и направлением на небесный объект. Величина z всегда положительна и может принимать значение в пределах от 0° (в точке зенита) до 180° (в точке надира).
Азимут (А) представляет собой двугранный угол между плоскостью нулевого небесного меридиана и плоскостью вертикала и аналогичен географической долготе. Азимут отсчитывается от направления на юг по ходу часовой стрелки и измеряется в пределах от 0° до 360°.

Источник

Горизонтальная система небесных координат в навигации

Принципы горизонтальной системы небесных координат и примеры навигационных расчетов.

Горизонтальная система небесных координат – навигационная система для авиационного и морского транспорта, в которой положение светила на небесной сфере ориентируют относительно истинного горизонта. Если проще, то в горизонтальной системе небесных координат за основную плоскость принимается плоскость истинного горизонта, а полюсами, соответственно, являются зенит и надир (самая верхняя и с самая нижняя точки) небесной сферы.

Положение светила в горизонтальной системе координат определяется азимутом и высотой светила.

Общая схема принципа действия горизонтальной системы небесных координат

Принцип горизонтальной системы небесных координат

Азимутом светила А называется двугранный угол в плоскости истинного горизонта, заключенный между плоскостью небесного меридиана и плоскостью вертикала светила. Азимут отсчитывается от северного направления небесного меридиана по ходу часовой стрелки от 0 до 360°. Светила, находящиеся на одном вертикале, имеют одинаковые азимуты.

Положение светила на вертикале определяется другой координатой —высотой. Высотой светила h называется угол между плоскостью истинного горизонта и направлением на светило из центра небесной сферы. Высоту можно измерять также дугой вертикала от плоскости истинного горизонта до альмукантарата светила. Высота измеряется от 0 до ±90°.
Положительные высоты светила отсчитываются к зениту, а отрицательные к надиру, т. е. светила, находящиеся над горизонтом, имеют положительную высоту, а находящиеся под горизонтом — отрицательную. Вместо высоты светила иногда пользуются другой координатой — зенитным расстоянием.

Зенитным расстоянием Z называется угол в плоскости вертикала, заключенный между вертикалью наблюдателя и направлением на светило из центра небесной сферы. Зенитное расстояние отсчитывается от точки зенита до направления на светило от 0 до 180°.

Между высотой и зенитным расстоянием светила существует следующая зависимость:

h+Z = 90°, откуда Z = 90° — h; h = 90° — Z.

Светила, находящиеся на одном альмукантарате, имеют одинаковые высоты и одинаковые зенитные расстояния.

Особенности горизонтальной системы небесных координат

Горизонтальные координаты светил непрерывно и неравномерно изменяются вследствие суточного вращения Земли. Они изменяются также и с переменой места наблюдателя. Однако горизонтальные координаты удобны тем, что их можно непосредственно измерить с помощью специальных приборов и по ним легко можно представить положение светила на небесной сфере. Ниже приведены примеры графического изображения положения светил на небесной сфере по за-данным горизонтальным координатам.

Иллюстрация принципа определения координат объекта с помощью горизонтальной системы небесных координат (к примерам 1 и 2 выше)

источник: по книге “Авиационная астрономия”

Источник

Тест с ответами: “Небесные координаты”

1. Как отсчитывается прямое восхождение
а) По небесному экватору от точки весеннего равноденствия +
б) По полюсам мира от точки летнего солнцестояния
в) От склонения

2. Как называется вторая координата, указывающая положение светила на небе:
а) Склонение
б) Прямое восхождение +
в) Небесный меридиан

3. Как называется угловое расстояние светила от небесного экватора:
а) Радиальное расстояние
б) Небесный меридиан
в) Склонение +

4. Что находится вблизи Северного полюса мира:
а) Полярная звезда +
б) Туманность Андромеды
в) Луна

5. Как называется линия, проведённая через центр небесной сферы и параллельная оси вращения Земли:
а) Земной луч
б) Земная параллель
в) Ось мира +

6. Какая координата не используется в системе небесных координат:
а) Часовой угол
б) Расстояние +
в) Широта

7. Какая координата аналогична географической долготе:
а) С названием: «Высота»
б) С названием: «Горизонт»
в) С названием: «Азимут» +

8. Как называется угловое расстояние светила от горизонта:
а) Высота +
б) Долгота
в) Широта

9. Как называется минимальная высота светила над горизонтом:
а) Нижняя координата
б) Нижняя точка
в) Нижняя кульминация +

10. Чем неудобна горизонтальная система координат:
а) Сложностью использования
б) Зависимостью от небесных светил +
в) Сложностью понимания

11. На сколько градусов повернется Земля за час:
а) 15° +
б) 45°
в) 30°

12. Сколько звёзд можно увидеть невооруженным глазом на небе:
а) Около 12000
б) Около 6000 +
в) Около 16000

13. Как называется период полного обращения Земли вокруг своей оси:
а) Сутки +
б) Месяц
в) Неделя

14. Как называется точка, в которую направлена ось вращения Земли:
а) Южная вершина
б) Земной пик
в) Северный полюс мира +

15. Что получится, если сфотографировать путь звёзд на небе за целые сутки:
а) Окружности 360° +
б) Зигзагообразные линии
в) Половины окружностей

16. Что лежит в основе экваториальной системы координат:
а) Земной экватор
б) Небесный экватор +
в) Космический экватор

17. Круг небесной сферы, проходящий через зенит и полюса мира:
а) Широта
б) Градус
в) Меридиан +

18. В каком созвездии находится точка весеннего равноденствия:
а) В созвездии Льва
б) В созвездии Рыб +
в) В созвездии Рака

19. Какой горизонт используется в горизонтальной системе координат:
а) Воображаемый горизонт
б) Реальный горизонт
в) Математический горизонт +

20. Меняется ли координата часового угла:
а) Нет
б) Да +
в) Не изучено

21. Небесный меридиан пересекает горизонт в точке:
а) Севера и юга +
б) Только севера
в) Только юга

22. Азимут может иметь значения:
а) от 180° до 360°
б) от 0° до 90° +
в) от 0° до 360°

23. Числа, с помощью которых определяют положение светил и вспомогательных точек на небесной сфере:
а) Небесные широты
б) Небесные подсчеты
в) Нбесные координаты +

24. В первой экваториальной системе основным кругом служит такой экватор:
а) Звездный
б) Небесный +
в) Лунный

25. В эклиптической системе основным кругом служит:
а) Эллипс
б) Элептика
в) Эклиптика +

26. В галактической системе основным кругом служит:
а) Земной Экватор
б) Галактический экватор +
в) Небесный экватор

27. Системы небесных координат отличаются друг от друга выбором такой плоскости:
а) Основной +
б) Вспомогательной
в) Истинной

28. Системы небесных координат отличаются друг от друга:
а) Концом отсчёта
б) Серединой отсчёта
в) Началом отсчёта +

29. Используется наблюдателем, находящимся в определённом месте на поверхности земного шара для определения положения какого-либо светила на небе.:
а) Горизонтальная топоцентрическая система координат +
б) Первая экваториальная система координат
в) Вторая экваториальная система координат

30. Является общепринятой в астрометрии:
а) Экваториальная геоцентрическая система координат
б) Вторая экваториальная система координат +
в) Первая экваториальная система координат

Источник

Тест по астрономии: Небесные координаты (Чаругин, 10-11 класс)

ТЕСТ ПО АСТРОНОМИИ: НЕБЕСНЫЕ КООРДИНАТЫ (ЧАРУГИН, 10-11 КЛАСС)

Просмотр содержимого документа
«Тест по астрономии: Небесные координаты (Чаругин, 10-11 класс)»

ТЕСТ ПО АСТРОНОМИИ: НЕБЕСНЫЕ КООРДИНАТЫ (ЧАРУГИН, 10-11 КЛАСС)

Ответы 1. Что лежит в основе экваториальной системы координат? Небесный экватор

2. В каком созвездии находится точка весеннего равноденствия? В созвездии Рыб

3. Меняется ли координата часового угла? Да, со временем меняется

4. Какой горизонт используется в горизонтальной системе координат? Математический горизонт

5. Что называют небесным меридианом? Круг небесной сферы, проходящий через зенит и полюса мира

6. Чем неудобна горизонтальная система координат? Зависимостью от небесных светил

7. Как называется минимальная высота светила над горизонтом? Нижняя кульминация

8. Как называется угловое расстояние светила от горизонта? Высота

9. Какая координата аналогична географической долготе? Координата с названием: «Азимут»

10. Какая координата не используется в системе небесных координат? Расстояние

Источник

Чем неудобна горизонтальная система координат

Простейшей системой координат является горизонтальная система. Она определяется плоскостью горизонта и одной из точек пересечения этой плоскости с большим кругом (см. разд. 2.9.1), проходящим через северный полюс мира и зенит. Начало горизонтальной системы координат совпадает с наблюдателем, так что эта система является сугубо локальной.

Как показано на рис: 2.2, точка зенита лежит на продолженной вверх линии отвеса. Надир находится в противоположном направлении. Удобной абстракцией является предположение, что Земля окружена огромной сферой произвольного радиуса, на внутреннюю поверхность которой проектируются звезды и другие небесные

тела. Эта сфера называется небесной сферой. Поскольку в астрономии расстояния до тел нас часто не интересуют, то радиус сферы можно выбирать произвольным и его часто берут равным единице.

Северный и южный полюсы мира — это точки пересечения оси вращения Земли с небесной сферой. Наблюдателю в северном полушарии кажется, что северный полюс мира — это точка, вокруг которой вращается небесный свод, делая один оборот за 24 ч. В настоящее время яркая Полярная звезда находится на расстоянии менее одного градуса от северного полюса мира.

Однако вследствие прецессии (см. разд. 3.4) она постепенно уходит от полюса, возвращаясь в его окрестность примерно через каждые 26 000 лет.

На рис. 2.3 показана небесная сфера, в центре которой находится наблюдатель. Здесь Z — зенит, О — наблюдатель, Р — северный полюс мира, ОХ — мгновенное направление на небесное тело. Большой круг, проведенный через Z и Р, пересекает горизонт NESAW в точках севера N и юга S. Другой большой круг WZE, составляющий прямой угол с большим кругом NPZS, пересекает горизонт в точках запада № и востока Е. Дуги ZN, ZW, ZA и т. д. называются вертикалами, точки N, Е, S и W называются главными точками.

Положение объекта X в такой системе координат задается двумя углами — азимутом А и высотой а. Азимут может определяться разными способами. Поэтому каждый раз, имея дело с такой системой, надо решать, каким определением следует воспользоваться.

Например, азимут может определяться как угол между вертикалами, проходящими через точку юга и объект X. Этот угол измеряется вдоль горизонта в западном направлении от 0 до 360°. Азимут может определяться и как угол между вертикалами, проходящими через точку севера и объект X, и измеряться вдоль горизонта в западном или восточном направлении от 0 до 180°. Обычно используется третье определение: азимут отсчитывается от точки севера в сторону востока от 0 до 360°.

В данной книге принято именно такое определение, которое фактически аналогично определению направления по часовой стрелке.

Если наблюдатель находится в южном полушарии, то азимут измеряется от точки юга в восточном направлении от 0 до 360°.

Высота а точки X — это угол, измеряемый вдоль вертикального круга, проходящего через X, от точки А горизонта до X. Он измеряется в градусах. Вместо высоты можно использовать и другую координату — зенитное расстояние (ZX на рис. 2.3), которое также измеряется в градусах. Очевидно, имеет место соотношение

Основной недостаток горизонтальной системы координат связан с тем, что она локальная. Два наблюдателя, расположенные в различных точках на поверхности Земли, будут в один и тот же момент

времени получать различные значения высоты и азимута для одной и той же звезды. Кроме того, поскольку, с точки зрения наблюдателя, небесная сфера вращается, то координаты звезды со временем будут изменяться. Однако и в настоящее время многие наблюдения проводятся в такой, как ее часто называют, альтазимутальной системе. Например, 250-футовый радиотелескоп в Джод-релл-Бэнк (Великобритания) имеет альтазимутальную монтировку. При этолг для преобразования горизонтальных координат в экваториальные и наоборот используется специальная ЭВМ.

Источник