Справочное руководство по небесной механике и астродинамике -
Скачать (прямая ссылка):
перпендикулярно к земной оси вращения через центр масс Земли, пересекает
земную поверхность по географическому экватору.
Так как реальная форма Земли отклоняется от сферической, то
астрономические координаты не могут быть выражены через угловые
расстояния точек, измеренные на поверхности и отнесенные непосредственно
к географическим полюсам и экватору, как это было в случае экваториальной
системы на небесной сфере. Необходимо определить систему астрономических
координат через углы в пространстве, фиксирующие направление местной
астрономической вертикали относительно основных наблюдаемых направлений,
измерив, например, астрономическими способами угол между направлением
вертикали и направлением на северный полюс мира. Этот угол определит
положение вертикали в плоскости местного меридиана, т. е. в направлении
север - юг.
Установив далее положение плоскости местного небесного меридиана
относительно общепринятого основного, или нулевого, меридиана, мы
фиксируем положение вертикали в направлении восток - запад.
При определении системы координат точек земной поверхности через углы,
фиксирующие направление вертикали, необходимо учитывать влияние местных
аномалий на направление силы тяжести, определяющее астрономическую
вертикаль. Так как местная вертикаль вообще не пересекает ось вращения
Земли, плоскость небесного меридиана, проходящая через вертикаль и ось
небесной сферы, направленную от наблюдателя
5 1.10]
ГЛ. 1. СИСТЕМЫ КООРДИНАТ
47
к северному полюсу мира, не проходит через ось вращения Земли, а
параллельна ей и пересекает поверхность Земли по кривой, не проходящей,
вообще говоря, через географические полюсы.
Тем не менее в обычном геометрическом смысле с углом между вертикалью и
осью вращения Земли отождествляют угол в плоскости местного меридиана,
заключенный между вертикалью и осью небесной сферы в данной точке земной
поверхности. Таким образом, положение этой точки фиксируется относительно
точки, в которой этот угол равен нулю, т. е. полюс мира находится в
зените, и измеряется дугой небесного меридиана, заключенной между полюсом
и зенитом.
Дополнение до 90° острого угла между астрономической вертикалью и осью
вращения Земли называется астрономической широтой фа. Геометрическое
место точек на поверхности Земли с астрономической широтой, равной 0°,
называется астрономическим экватором, геометрические места точек с
другими фиксированными частными значениями астрономической широты
называются параллелями. Принято считать широты точек в северном полушарии
положительными, в южном - отрицательными. Экватор и параллели являются
кривыми двоякой кривизны, мало отличающимися от плоских кривых.
Астрономический экватор не совпадает с географическим экватором -
экватором вращения, но все вертикали в точках астрономического экватора
перпендикулярны к оси вращения Земли и, следовательно, параллельны
плоскости географического экватора и пересекают небесную сферу по
небесному экватору. Широты географических полюсов необязательно равны
точно 90°, однако можно считать, что точки с астрономической широтой в
90° являются астрономически определенными географическими полюсами.
Двугранный угол, заключенный между плоскостями меридиана данной точки и
местного меридиана общепринятой точки отсчета на поверхности Земли,
называется астрономической долготой данной точки Ха-
За основную плоскость отсчета принята плоскость меридиана, проходящего
через Гриничскую обсерваторию. Астрономические долготы отсчитываются к
западу (положительные) и к востоку (отрицательные) от Гринича от 0° до
180° (или в часовой мере от 0h до 12h).
Геометрическое место точек земной поверхности с одной и той же
астрономической долготой называется астрономическим меридианом.
Вследствие отклонений в направлении вертикали от точки к точке
поверхности Земли плоскости местных меридианов в различных точках с
одинаковой астрономической долготой, вообще говоря, не совпадают, а
параллельны друг другу. Таким образом, астрономические меридианы на
поверхности
48 Ч. I. СФЕРИЧЕСКАЯ И ЭФЕМЕРИДНАЯ АСТРОНОМИЯ 15 1.10
Земли являются кривыми двоякой кривизны. Пересечение поверхности Земли
плоскостью местного небесного меридиана определяет кривую, не проходящую
через географические полюсы; она совпадает с астрономическим местным
меридианом только в данной точке.
Таким образом, из-за влияния аномалий силы тяжести на положение
астрономической вертикали и на вид и свойства меридианов и параллелей
астрономическая система географических координат непригодна для точного
выражения геометрических соотношений на поверхности Земли; поэтому
обращаются к географической системе геодезических координат.
2. Геодезические координаты. Основу географической системы
геодезических координат составляет поверхность эллипсоида вращения,
аппроксимирующая реальную поверхность Земли. Параметры этой
фундаментальной поверхности относимости являются частью системы
астрономических постоянных (см. § 4.01). Необходимо иметь в виду, что
