Определение широты по меридианной высоте: простой метод небесной навигации. Измерение высоты светила в момент прохождения меридиана для точного расчета координат.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Высота меридиана — это метод небесной навигации для определения широты местоположения наблюдателя. Он заключается в измерении высотного угла астрономического объекта над горизонтом в момент его верхней или нижней кульминации.
Meridian altitude is a method of celestial navigation to calculate an observer's latitude. It notes the altitude angle of an astronomical object above the horizon at culmination.
Принцип
Высота меридиана – это простейший расчет в небесной навигации, при котором наблюдатель определяет свою широту, измеряя высоту астрономического объекта в момент его контакта с меридианом. Контакт с меридианом – это момент, когда объект пересекает меридиан наблюдателя, то есть воображаемую линию, проходящую с севера на юг через зенит, надир и небесные полюса. Обычно это выполняется с Солнцем в день равноденствия в солнечный полдень для определения широты наблюдателя, но может быть выполнено с любым небесным объектом. Солнечный полдень – это время, когда Солнце пересекает меридиан. Представьте, что Солнце в день равноденствия находится прямо над головой (в зените) в точке на экваторе (широта 0°), а наблюдатель А стоит в этой точке – подсолнечной точке. Если бы он измерил высоту Солнца над горизонтом секстантом, он обнаружил бы, что высота Солнца составляет 90°. Вычитая это значение из 90°, он получил бы зенитное расстояние до Солнца, равное 0°, что соответствует его широте. Если наблюдатель B стоит на одном из географических полюсов (широта 90° с.ш. или 90° ю.ш.), он увидит Солнце на горизонте на высоте 0°. Вычитая это значение из 90°, он получит зенитное расстояние, равное 90°, что и является его широтой. Наблюдатель C в то же время находится на широте 20° с.ш. на том же меридиане, то есть на той же долготе, что и наблюдатель A. Его измеренная высота составит 70°, и вычитая это значение из 90°, получается зенитное расстояние 20°, которое, в свою очередь, является его широтой. Иными словами, зенитное расстояние небесного объекта в момент прохождения меридиана равно разнице между широтой объекта и широтой наблюдателя.
Meridian altitude is the simplest calculation of celestial navigation, in which an observer determines his latitude by measuring the altitude of an astronomical object at the time of its meridian contact. A meridian contact is the moment when the object contacts the observer's meridian, i. e. the imaginary line running north–south and through the zenith, nadir, and celestial poles. This is usually done with the equinox Sun at solar noon to determine the observer's latitude, but can be done with any celestial object. Solar noon is the time when the Sun contacts the meridian. Imagine that the equinox Sun is overhead (at the zenith) at a point on the Equator (latitude 0°), and Observer A is standing at this point – the subsolar point. If he were to measure the height of the Sun above the horizon with a sextant, he would find that the altitude of the Sun was 90°. By subtracting this figure from 90°, he would find that the zenith distance of the Sun is 0°, which is the same as his latitude. If Observer B is standing at one of the geographical poles (latitude 90°N or 90°S), he would see the Sun on the horizon at an altitude of 0°. By subtracting this from 90°, he would find that the zenith distance is 90°, which is his latitude. Observer C at the same time is at latitude 20°N on the same meridian, i. e. on the same longitude as Observer A. His measured altitude would be 70°, and subtracting this from 90° gives a 20° zenith distance, which in turn is his latitude. In short, the zenith distance of a celestial object at meridian altitude is the difference in latitude between it and the observer.
Методология
Оценочное время меридианного прохождения небесного объекта извлекается из морского альманаха. За несколько минут до этого времени наблюдатель начинает измерять высоту объекта с помощью секстанта. Высота объекта будет возрастать, и наблюдатель будет постоянно регулировать секстант, чтобы удерживать отражение объекта на горизонте. В момент прохождения объекта через меридиан наблюдается максимальная высота. Фиксируется время этого момента в UTC. Полученная высота корректируется на поправку за высоту наблюдателя над уровнем моря (опускание) и на рефракцию для определения истинной высоты объекта над горизонтом. Затем эта величина вычитается из 90° для получения углового расстояния от точки, находящейся строго над наблюдателем, – зенитного расстояния. Далее необходимо внести дополнительную поправку, учитывающую прецессию земной оси, вызванную колебаниями вращения Земли относительно Солнца и планет. Эта поправка задается в виде склонения небесного тела на конкретный день года (также взятого из морского альманаха). Если склонение небесного тела находится в противоположном полушарии (например, если наблюдатель находится в Северном полушарии, а склонение – в Южном), то склонение вычитается из истинного зенитного расстояния, иначе склонение прибавляется.
The estimated time of meridian altitude of the heavenly object is extracted from the nautical almanac. A few minutes before this time the observer starts observing the altitude of the object with a sextant. The altitude of the object will be increasing and the observer will continually adjust the sextant to keep the reflected image of the object on the horizon. As the object passes the meridian a maximum altitude will be observed. The time in UTC of this is observed. The altitude obtained is corrected for dip (the error caused by the observers height above the sea) and refraction to obtain the true altitude of the object above the horizon. This is then subtracted from 90° to obtain the angular distance from the position directly above to obtain the zenith distance. A further correction must then be taken into account to counter the "wobble" of the earth's spin and rotation relative to the sun and planets. This is given in the declination for the body on a particular day in the year (also taken from the nautical almanac). If the declination of the body is in the opposite hemisphere (ie if you are in the northern hemisphere and the declination is in the southern hemisphere) then the declination must be subtracted from your true zenith distance, otherwise the declination is added.