Небесные системы координат

О системах координат этой категории можно было бы не говорить, если бы задачи космической геодезии ограничивались только обратной ее задачей, - определением координат наземных пунктов. Можно было не говорить и о системах счета времени, в частности о звездном, с которым непосредственно связаны небесные системы координат.

Спутники оснащены высокоточными часами, ход которых значительно точнее, чем точность времени, определяемой по наблюдении ям звезд, по той причине, что основаны на атомном принципе. При этом говорят, что они оснащены своим системным временем (бортовым).

Часы приемников значительно грубее по их относительной дешевизне по сравнению со спутниковыми. Тем не менее, точное значение поправок к ним можно определить по результатам обработки наблюдений.

Смысл этих замечаний прояснится позднее, когда будет завершено обсуждение небесных систем координат и счета времени.

Горизонтальная система координат

Иллюстрация системы приведена на рис. 2

Рис. 2

Основным координатным кругом служит небесный горизонт. Основным геометрическим полюсом является зенит Z. В качестве начального круга является дуга небесного меридиана.

В качестве координат светила на небесной сфере служат азимут А и зенитное расстояние Z и наряду с ним высота светила h.

Азимут исчисляется по дуге горизонтального круга от южного меридиана по часовой стрелке. Зенитное расстояние исчисляется по дуге большого круга от точки зенита до направления на светило с центральной точки.

Первая экваториальная система координат

Основные отсчетные круги этой системы круг экватора и начального меридиана. Координаты светила это часовой угол t и склонение .

Вторая экваториальная система координат

Основные отсчетные круги этой системы круг экватора и большой круг склонений, проходящий через полюс и точку весеннего равноденствия.

Координаты светила это прямое восхождение и склонение . Склонение отсчитывается от экватора по дуге большого круга, проходящего через полюс и светило. Прямое восхождение отсчитывается вдоль экватора от точки весеннего равноденствия до круга склонения светила в направлении, соответствующем видимому годичному движению солнца (против суточного движения небесной сферы). Прямые восхождения отсчитываются от 0 до

В этой системе координат не только склонение, но и прямые восхождения точек небесной сферы не изменяются от ее видимого суточного вращения при неизменном направлении оси мира и не зависят от географических координат пунктов. В этой системе даются координаты звезд в звездных каталогах.

Эклиптическая система координат

Изменение эклиптических и экваториальных координат солнца в годовом видимом его движении

Солнце среднеэклиптическое и среднеэкваториальное

Земные геоцентрические системы координат.

Движение полюса Земли.

В земных геоцентрических системах координат началом является центр масс Земли, а направление осей связывается с положением полюса Земли, её экватора и меридиана Гринвича. Такие системы называют общеземными системами координат (ОЗСК). Эти системы вращаются вместе с Землёй при её суточном движении в пространстве.

Установление положения оси вращения Земли, её полюса и экватора, а также начального меридиана для счёта долгот и времени связано с проблемой движения полюса.

Для детального изучения движения полюса международная ассоциация геодезии организовала Международную службу широты (МСШ). В первые годы деятельности МСШ движение полюса определялось по непрерывным рядам наблюдений широты на станциях Мицузава (Япония), Китаб (Узбекистан), Карлофорте (Италия) Юкайя и Гейтерсберг (США), расположенных на «международной параллели» 39˚08´ с.ш. Усреднённое положение истинного полюса за период с 1900 г. по 1905 г. в 1960 г. было принято за среднее положение земного полюса и названо Международным условным началом (МУН). Реальное положение МУН задавалось назначением широт станций МСШ.

В 1961 г. МСШ была реорганизована в Международную службу движения полюса (МСДП), а в 1988 г. – в Международную службу вращения Земли. (МСВЗ, IERS), которая в 2003 г была переименована в Международную службу вращения Земли и референцных систем (http://www.iers.org). МСВЗ продолжает работу, начатую МСШ и МСДП в духе времени, расширив сеть станций, участвующих в наблюдениях, почти до 50 и привлекая новые способы наблюдений.

Одна из задач МСВЗ, - это установление координат мгновенного полюса Земли которые являются координатами Небесного эфемеридного полюса относительно Условного земного полюса (УЗП). УЗП обычно выбирают так, чтобы он находился недалеко от положения эфемеридного полюса, усреднённого на некотором интервале времени. Ось направлена по нулевому меридиану МСВЗ, а ось под углом 90˚ на запад. Средние квадратические погрешности определения по данным МСВЗ составляют 0.003″.

При описании земных систем координат обычно указывается, по каким данным и на какую эпоху задаётся положение полюса и начального меридиана.

Описываемая мгновенным полюсом кривая называется полодия. Из-за векового движения полюса центр полодии современного полюса не совпадает с УЗП.