Работы и лекции по Астрометрии


 Работы и лекции по Астрометрии по Астрометрии за 5 семестр.

 

Вам предлагается скачать электронную версию курса Астрометрия, включающий в себя выполненные практические задания и теоретическую часть.

 

Прецессионно-нутационная теория

 

Как известно, в космосе существуют не только Земля, Солнце, Луна, но и много разных планетов и звезд. Они взаимодействуют друг другу, как тела. Светила имеют сложную форму и непостоянную плотность, поэтому в результате взаимодействий приводится сложное движение светил, являющее на стабильности систем координат. Определение положения объекта возможно лишь относительно опорных систем отсчета. Астрономическое наблюдение требует построение систем отсчета на Земле и на небесной сфере, а также изучение стабильности этих систем во времени и пространстве. 123 г. до н.э. в результате сравнения координат звезд, полученных из наблюдений, с данными Аристилла и Тимохариса ( III в. до н.э.), греческий астроном Гиппарх узнал разницу и открыл явление прецессии. Прецессия ( поздне лат. praecessio – движение впереди, от лат. praecedo – иду впереди, предшествую ) в астрономии означает предварение равноденствий. Гиппарх не смог дать правильную интерпретацию обнаруженной закономерности. Коперник предполагал, что причина предварения равноденствий является перемещением в пространстве оси вращения Земли. Научное объяснение сущности прецессионного движения оси вращения Земли впервые дал Ньютон. При длительных наблюдений звезды γ Draconis (1726-1947 г.г.) английский астроном Джеймс Брадлей открыл явление нутации, обнаружил главный член нутационного спектра, и дал правильное объяснение. В настоящее время в связи с развитием науки и техники разрешают и требуют определение явления нутаций и прецессии на стабильности систем координат с высокой точностью. В этой хочу рассказывать о прецессионно-нутационной теории.

 

Осенью вступает в строй Международная служба широты (с 1961г называется Международная служба движения полюсов (МСДП)). Организована по предложению итальянского астронома Энрике Фергола, высказавшего в 1883г на конгрессе Международной геодезической ассоциации в Риме. Международная геодезическая конференция в Берлине (1895г) приходит к выводу о необходимости создания такой службы и в 1898г эта служба создается по решению 12-й Международной геодезической конференции в Штудтгарте. Возникновение службы связано было с интересом к движению полюсов Земли. (Ось вращения не занимает постоянного положения в теле Земли, а покачивается на своей оси, вследствие чего земные полюса на поверхности описывают сложную кривую, не удаляясь от некоторого среднего положения более чем на 0,3-0,4"). По решению конференции было построено 6 станций по широте 39°08': Мицузава (Япония) – λ=-141°08', Чарджуя (Россия) - λ=-66°53', Карлофорте (Италия) - λ=-8°19', Гейтерсбург (США) - λ=77°12', Юкайа (США) - λ=123°13', позже Цинциннати (США). Российская станция работала до 1919г и прекратила свою деятельность. В 1928г была построена станция в Китабе (Узбекистан) - λ=-66°53' по той же широте и приступила к работе в 1930г. Работает успешно и сейчас. В настоящее время более 30 станций на пяти материках проводят широтные наблюдения для исследования движения полюсов (точность 0,01-0,02" с интервалом времени в две недели). Кроме того координаты полюсов вычисляет Международное бюро времени (МБВ), используя кроме определения широт и определение изменения долготы. Точность координат 0,015" по средним результатам наблюдений за 5 дней, используя данные наблюдений более 50 обсерваторий. С 1969г координаты полюсов в США начали определять из наблюдений ИСЗ серии «Транзит». Теоретически Л.Эйлер в 1765г вычислил, что должно быть колебание полюсов с периодом 365 дней (год). В 1890г С.Чандлер (США) по результатам измерения широт за 200 лет в разных обсерваториях устанавливает период колебаний около 14 месяцев. 
 

 

1.Основные понятия

В неподвижной системе координат, движение тела относительно центра масс представляет собой мгновенный поворот вокруг некоторой оси, проходящей через этот центр. Уравнение вращательного движения тела имеет вид:

 

где H - вектор главного момента количества движения. L - главный момент внешних сил относительно центра масс, являющий скоростью изменения вектора главного момента количества движения H. Если момент внешних сил L равен нулю, H = сonst, т. е. тело вращается равномерно.

На рис.1 изображены действие внешних сил на Земли.

 

 

Согласовано с законом всемирного тяготения, притяжение тел обратное пропорциональное квадрату расстояния между ними. Притяжения Солнца F1 , F2 на части экваториальных избытков разные, и также не равны. Из рисунка видно, что так как , то |FA| > |F0| > |FB| , и из векторных равенств F1 = FA – F0 , F2 = FB – F0 получим |F1| > |F2|. Пара сил F1 и F2 , следовательно, стремится повернуть плоскость экватора AB по часовой стрелке. Вращения Земли такого поворота не происходит, так как плоскости экватора и эклиптики не совпадают. Но ориентация оси вращения изменяется: она описывает в пространстве конус, и угол между осью вращения Земли и осью ОС равен ε ≈ 23o27′.В её результате полюс мира движется медленно по малому кругу вокруг полюса эклиптики с периодом 25700( На самом деле, полюс Р мира не движется по малому кругу из-за влияния нутации. Поэтому это положение полюса, обусловленное действием прецессии, называют средним).Это явление называется лунно-солнечной прецессией, и он влияет на прямое восхождение α, склонение δ и эклиптическую долготу λ. Плоскость эклиптики также меняет свое положение в пространстве в результате векового движения. Его причиной является гравитационное действие планет на Земли. Притяжение планет приводит к изменению положения центра тяжести системы Земля-Луна. Положение плоскости земной орбиты изменяется. Плоскость эклиптики вращается с угловой скоростью π вокруг оси с долготой λ ≈ 174o,85 и лежащей в самой плоскости эклиптики. Это движение называется планетной прецессией. Планетная прецессия влияет на прямое восхождение и эклиптические координаты. На самом деле, полюс Р мира не движется по малому кругу, а по сложным петлям (рис. 2). Его сложным движением является совокупность многих колебаний с разными периодами, основные из которых имеют периоды 13,7 суток, 27,6 суток, 6 месяцев, 1 год, 18,6 лет. Гармоника с периодом 18,6 лет, равным периоду вращения узлов лунной орбиты, имеет максимальную амплитуду ≈ 9˝.Такое движения полюс носит название нутацией. И так, полюс мира одновременно и движется по малому кругу, и выполняется разные колебания под влиянием нутации и прецессии. Действительное положение полюса, обусловленное действием нутации и прецессии, называют истинным. Кроме прецессии и нутации, существует явления, приводящие к изменению координат небесных тел, которые называется геодезическими прецессией и нутацией. Их причиной является вращение связанной с Землей системы координат относительно звезд. Геодезическая прецессия (прецессия де-Ситтера ) - вековой член этого вращения, имеющий скорость 1",92/ст, а геодезическая нутация - периодические колебания, из которых главным является годовой член с амплитудой 1",53 х 10-4/ст....

Полная версия в файле

Так же в этом файле имеются данные: "Уравнение времени 1983 г.", Лабораторные и практические работы 1, 1.1, 2, 4.1, 7.1, 7, 8, 9, 10.


Размещено: 17.12.2010

astrometriya_5semestr.rar (1.44 Mb)


Оценка: 4.5, Голосов: 2  

Акция. Дипломы и купоны

 

C 23.01.2019 на все работы скидка! Только по промокоду, всего 10 штук! Перейди, чтобы взять промокод.

 

Купон на скидку 1000 рублей за первое бронирование на Booking.com!

 
Популярно
 
Интересное на сайте

 
Группа Вконтакте
 
Посещение сайта