ПРАКТИЧЕСКАЯ АСТРОНОМИЯ

ПРАКТИЧЕСКАЯ АСТРОНОМИЯ раздел
астрометрии, посвящённый учению об астрономич. инструментах и способах
определения из астрономических наблюдений времени, географических координат
и азимутов направлений. В зависимости от условий, в к-рых решаются задачи
П. а., она подразделяется на геодезическую астрономию, мореходную астрономию
и авиационную астрономию. Способы П. а. основываются на правилах
сферической астрономии и использовании звёздных каталогов, составлением
к-рых занимается фундаментальная астрометрия.

П. а. возникла в глубокой
древности под влиянием задач хоз. жизни человеческого общества.

Применяемые в П. а. инструменты
позволяют измерять углы в горизонтальной и вертикальной плоскостях и фиксировать
моменты прохождения светил через вертикалы и альмукантараты.
Среди
этих инструментов: универсальный инструмент, зенит-телескоп, вертикальный
круг, переносной пассажный инструмент, зенитная фотографич. труба, мореходный
и авиац. секстанты и др. (см. Астрономические инструменты и приборы).
Для измерения времени служат кварцевые часы и морские хронометры. При
определении долгот используется аппаратура для приёма радиосигналов времени.

В П. а. применяются след,
способы определения местного времени s (что равносильно определению поправки
часов и),

широты фи, долготы лямбда
и азимута А направления на земной предмет. (Ниже использованы обозначения:
а
— азимут, z — зенитное расстояние, a — прямое восхождение,
б
— склонение, t — часовой угол небесного светила, s — местное время,
Т — показания часов в момент наблюдений.)

1) Определение и и
фи по измерениям z светила g. Из параллактического треугольника
PZсигма (Р — полюс мира, Z — зенит, сигма— место светила; рис. 1) следует,
чтo



Найдя в астрономич. каталоге
а и 5 наблюдаемого светила и измерив его зенитное расстояние z в
момент Т, из ур-ний (1) и (2) можно вычислить поправку часов u,
если известна фи, или вычислить фи, если известна и. Если неизвестны
миф, то решение ур-ний (1) и (2) ведут способом последовательных приближений
или наблюдают две звезды: одну вблизи меридиана, другую — вблизи первого
вертикала. Полученные две системы ур-ний (1) и (2)



(индексы S и N обозначают
светила, кульминирующие, соответственно, к югу и северу от зенита). Т.
к. измерить z строго в меридиане нельзя, то измеряют его вблизи меридиана,
вводя при вычислениях необходимую поправку.

2) Определение и и
фи по наблюдениям пар звёзд на равных зенитных расстояниях z. В 1874 рус.
геодезист Н. Я. Цингер предложил способ определения и по наблюдениям
моментов прохождения двух звёзд через один и тот же альмукантарат (см.
Цингера
способ). Звёзды наблюдаются вблизи первого вертикала: одна — на востоке,
другая на западе, симметрично относительно меридиана. Аналогичный способ
для определения ф по наблюдениям пары звёзд на равных зенитных расстояниях
вблизи меридиана предложил в 1887 рус. путешественник М. В. Певцов (см.
Певцова
способ). Оба способа характеризуются простотой наблюдений и высокой
точностью получаемых результатов.

3) Совместное определение
u и фи. Сов. учёные В. В. Каврайский (1924—36) и А. В. Мазаев(1943—45)
предложили способы совместного определения u и фи (см. Каврайского способ
и
Мазаева способ). По способу Каврайского наблюдаются четыре звезды
на попарно равных зенитных расстояниях z; по способу Мазаева — серия звёзд
в альмукантарате с г = 45° или z = 30°.

4) Определение ф по способу
Талькотта. Этот способ, предложенный в 1857 амер. геодезистом А. Талькоттом,
основан на измерении малой разности зенитных расстояний двух звёзд, кульминирующих
по разные стороны от зенита (см. Талъкотта способ). Полусумма правых
и левых частей равенств (3) даёт:



Звёзды выбираются так, чтобы
разность их зенитных расстояний была в пределах диаметра рабочей части
поля зрения трубы, т. е. не превышала 10—15', а разность прямых восхождений
отличалась бы на 5—20 мин (при наблюдениях обеих звёзд в верхней
кульминации). Для наблюдений труба зенит-телескопа или универсального инструмента
устанавливается на среднее зенитное расстояние пары в азимуте 0° для наблюдения
звезды, кульминирующей к югу от зенита, и 180° — к северу от него. Величина
Zs
— Zприменение, в частности на междунар. станциях, изучающих движение земных
полюсов.

5) Определение и и
ф из наблюдений на зенитной фотографич. трубе. В нек-рых обсерваториях
для служб времени и служб широты определяют и и ф
из совместных наблюдений на фотографич. зенитных трубах. Изображение звезды
фиксируется на движущейся с её скоростью фотографич. пластинке с маркировкой
на ней моментов времени. Звёзды наблюдают в узкой зенитной зоне, ограниченной
рабочей частью поля зрения трубы. Ось инструмента постоянно направлена
в зенит, что контролируется ртутным горизонтом.

6) Определение и пассажным
инструментом. Этот способ широко применяется в практике служб времени и
при высокоточных определениях долгот. Наблюдаются моменты прохождений серии
звёзд через меридиан с регистрацией их или контактным микрометром, или
с помощью фотоумножителей. Поправки определяются по формуле



Подобный способ применительно
к универсальному инструменту предложил рус. геодезист Н. Д. Павлов (1912).
В нек-рых случаях определение и производится по наблюдению прохождений
звёзд в вертикале Полярной (способ Деллена).

7) Определение лямбда. Восточная
долгота места наблюдения связана со всемирным временем S и местным s
соотношением:



и — определяется
одним из изложенных выше способов, a S — путём приёма радиосигналов времени,
транслируемых в течение суток многими радиостанциями. 8) Определение А.
Наиболее
распространённый способ основан на измерении универсальным инструментом
горизонтального угла между направлениями на Полярную М(рис. 2) и земной предмет М и вычислении азимута Полярной в момент
наблюдения s. Для этого служит соотношение:

В геодезии, практике часто применяется
способ определения азимута, основанный на наблюдениях моментов прохождения
звёзд с большими z (50°-70°) вблизи меридиана.

9) Определение ср и X способом высотных
линий положений, предложенным амер. моряком Т. Сомнером в 1843 (см. Сомнера
способ). В мореходной и авиац. астрономии, где требуется меньшая точность,
но большая быстрота в определении ф и X, широко применяется способ
высотных линий положения, сущность к-рого ясна из рис. З. Находясь в точке
то, географич. координаты к-рой необходимо определить, измеряют зенитное
расстояние zнебесного светила оаСУММАсветила на поверхность Земли - т. н. географич. места светила -по формулам
ф1= б; Храдиуса

zпроходит на глобусе через точку т. Измерив z"ветила, проводят другую окружность радиусом zСУММАв одной из двух точек пересечения этих окруж-Лостей расположена искомая
точка т (выбор нужной точки не представляет затруднений, т. к. приближённое
место наблюдения бывает известно). На практике пользуются не глобусом,
а картой, прочерчивая на ней отрезки кривых, отождествляемые с дугами окружности
вблизи их пересечений. Эти отрезки наз. высотными линиями положений или
линиями Сомнера (см. Позиционная линия).

Рис. 3.

Все проблемы П. а. имеют большое значение
для астрономии, геодезии, геофизики. Определения ф, X. и А необходимы
для ориентирования триангуляционных сетей, служащих опорой для картографич.
работ и для изучения фигуры Земли. Изучение изменяемости ф привело к установлению
периодич. и вековых движений земных полюсов. Переопределение долгот обсерваторий
в разные эпохи доставляет необходимые данные для изучения дрейфа континентов.

Лит.: Блажко С. Н., Курс практической
астрономии, 3 изд., М.- Л., 1951; Белобров А. П., Мореходная астрономия,
Л., 1954; Воробьев Л. М., Астрономическая навигация летательных аппаратов,
М., 1968. В. П. Щеглов.