<< 3.10. Основы небесной механики
| Оглавление |
4.1. Основные параметры Земли >>
4. Системы координат на Земле
Разделы
- 4.1. Основные параметры Земли
- 4.2. Уравнение геоида
- 4.3. Геоцентрическая и геодезическая системы координат
- 4.4. Барицентрическая система координат
- 4.5. Земная система координат
- 4.6. Приливы и определение земной системы координат
При определении небесной сферы говорилось, что центром сферы является глаз наблюдателя. Небесная сфера с центром на поверхности Земли называется топоцентрической. Если гипотетического наблюдателя поместить в центр Земли, то такая система координат называется геоцентрической, если в центр Солнца, то гелиоцентрической и, если центр небесной сферы помещен в центр тяжести солнечной системы, то барицентрической.
При перемещении наблюдателя по поверхности Земли меняется положение центра сферы, следовательно, координаты небесных тел также будут меняться. Для того, чтобы сравнить положения небесных тел, полученных наблюдателями с разных точек на поверхности Земли, нужно привести эти положения к одной системе координат. Так как принятая МАС система ICRS имеет начало в барицентре солнечной системы, то преобразование координат небесных тел из топоцентрической в барицентрическую систему и обратно является одной из главных задач сферической астрономии. При этом необходимо учитывать разное течение времени в разных системах отсчета, и, прежде всего, определить используемые шкалы времени (глава 5).
Каждая из точек (центр Земли, центр Солнца или барицентр солнечной системы) может быть началом экваториальной, эклиптической, галактической и других систем координат. Преобразование координат небесного тела между различными системами выполняется в два этапа: сначала с помощью вращений координатные оси одной из систем поворачиваются таким образом, чтобы они стали параллельны осям второй системы (метод вычисления матрицы вращения изложен в предыдущей главе); на втором этапе учитывается изменение координат и промежутков времени из-за эффектов общей теории относительности. Кроме этого должно быть учтено изменение положений небесных тел при переходе от одной системы координат к другой, возникающее из-за эффектов аберрации, параллактического смещения, отклонения лучей в поле тяжести Солнца, планет и других причин. Эти эффекты будут обсуждаться в главе 6.
Для чего вводится такое большое число систем отсчета? Выше уже говорилось, что необходима лишь одна система, к которой необходимо привести все наблюдения небесных тел для изучения их движения. Напомним, что в настоящее время - это Международная небесная система отсчета (ICRS).
Из истории астрономии известно, что в течение 
лет
такой системой была геоцентрическая система (система Птолемея),
которая из-за вращения Земли не была инерциальной. Переход от
геоцентрической системы к гелиоцентрической системе Коперника
привел не только к открытию закона тяготения Ньютоном и законов
обращения планет Кеплером. Гелиоцентрическая система была первой
инерциальной (точнее квазиинерциальной) системой отсчета в
астрономии, в которой выполняются законы Ньютона. Переход от
гелиоцентрической системы отсчета к барицентрической системе, оси
которой были фиксированы по отношению к звездам, а с 1998 г. по
отношению к внегалактическим компактным радиоисточникам, отражает
не только прогресс методов наблюдений, но и точность практической
реализации инерциальной системы координат.
Таким образом, чтобы преобразовать наблюдения к барицентрической системе отсчета, необходимо 1) знать положение наблюдателя и ход часов относительно центра Земли; 2) вычислить положение центра Земли относительно барицентра солнечной системы и преобразовать показания часов к барицентрической системе; 3) определить ориентацию геоцентрической системы координат относительно барицентрической. Каждая из этих задач решается различными методами. Первая задача является задачей геодезии и геодинамики; измерение скорости вращения Земли, а также определение ориентации осей, связанных с Землей, в пространстве - это задача Международной службы вращения Земли; в настоящее время для решения задач: определения координат пунктов на поверхности Земли, параметров ориентации Земли широко используются космические навигационные системы, радиоинтерферометры. Определение положения центра Земли относительно барицентра солнечной системы (вычисление эфемерид) - это задача небесной механики.
В следующих параграфах мы рассмотрим вопросы, связанные с
определением и построением земной системы координат.
<< 3.10. Основы небесной механики | Оглавление | 4.1. Основные параметры Земли >>
|
Публикации с ключевыми словами:
астрометрия - сферическая астрономия - системы координат - шкалы времени
Публикации со словами: астрометрия - сферическая астрономия - системы координат - шкалы времени | |
См. также:
Все публикации на ту же тему >> | |
