3.1. Загальні поняття.

Способи визначення широти, часу і азимута напрямку на земний предмет основані на вимірюванні зенітних віддалей світил або горизонтальних напрямків на світила, а також на різних варіаціях цих основних методів: на спостереження проходження світил через один і той же альмукантарат або вертикал, на вимірюванні малої різниці зенітних віддалей або горизонтальних кутів і т.д.

Різні методи астрономічних визначень, а також специфічні способи кожного з них привели до створення цілого ряду спеціалізованих астрономічних приладів для спостережень тим чи іншим способом.

Зараз існують слідуючи основні методи нульових астрономічних приладів:

• Астрономічний теодоліт;

• Зеніт – телескоп;

• Призмена астролябія;

• Насажний інструмент.

Для наближених астрономічних визначень застосовуються різні теодоліти середньої і малої точності, а в морехідній і авіаційній астрономії – сектанти. Необхідним приладом для астрономічних спостережень є хронометр або точний годинник, по якому фіксують моменти спостережень світил.

Спеціальними дослідженнями встановлено, що оцінка показань хронометра на слух в моменти візування на світило супроводжується значною систематичною особистою похибкою спостерігача, а також великими випадковими похибками спостережень.

Для послаблення їх впливу застосовують напівавтоматичні і автоматичні методи спостереження світил за допомогою спеціальних приладів: контактного мікрометра, контактного хронометра, хронографа, механізму для обертання верхньої частини теодоліта по азимуту труби по висоті.

В останні роки розроблений метод фотоелектричної реєстрації моментів спостереження зірок, повністю виключаючий особисті похибки спостерігача. При застосуванні цього методу замість контактного мікрометра для спостережень зірок використовується фотоелектрична установка, яка складається із фотоелектричної насадки на окулярну частину труби теодоліта, підсилювача фотоструму, спеціального хронографа і блока живлення.

3.2. Астрономічні теодоліти.

Найбільше застосування в практиці геодезичної астрономії на сучасному етапі має астрономічний теодоліт. Він застосовується для точних вимірів горизонтальних напрямків і зенітних віддалей світил, а також може застосовуватись для спостереження проходження світил через один і той же альмукантарат і через один і той же вертикал. За допомогою окулярного мікрометра труби теодоліта можна вимірювати малі різниці зенітних віддалей і малі різниці азимутів.

Таким чином, за допомогою астрономічного теодоліта можна виконувати визначення широти, часу і азимута напрямку всіма відомими способами астрономічних визначень.

Для забезпечення певної “універсальності” горизонтальний і вертикальний круги астрономічного теодоліта, як правило, мають однакові розміри, і відліки по ним виконуються з однаковою точністю.

Широко поширені в практиці астрономічних визначень способи, основані на принципі рівних висот (способи Цингера, Пєвцова, Маваєва) або на принципі вимірювання малої різниці зенітних віддалей двох зірок (спосіб Талькотта), дають можливість виконувати точні визначення широти і часу без безпосереднього вимірювання зенітних віддалей світил. Тому потреба в точно розподіленому вертикальному крузі для високоточних астрономічних робіт в значній мірі відпала.

Тому астрономічними теодолітами зараз називають і такі, у яких горизонтальний і вертикальний круги мають різні розміри і різну точність відліку.

Прикладом такого приладу є астрономічний теодоліт АУ2΄΄/ 10΄΄, який випускається заводом ЕОМЗ ЦНІІГАіК, у якого найменша ділянка шкали мікроскопа – мікрометра горизонтального круга складає 2΄΄ , а точність відліку по вертикальному крузі 10΄΄.

Таким чином, безвідносно до точності горизонтального чи вертикального кругів, астрономічним теодолітом називають такий прилад, за допомогою якого можна визначити всі елементи – широту, час, азимут напрямку найбільш поширеними способами теодоліт астрономічних визначень.

Специфічними особливостями сучасного астрономічного теодоліта в порівнянні з точними геодезичними кутомірними приладами є:

• Ламана центральна труба: за допомогою, якої можна виконувати спостереження світил і предметів на зенітних віддалях від 0° до 110 -120°, тобто практично на любих видимих зенітних віддалях;

• Вдосконалена оптика: до оптики здорових труб астрономічних теодолітів пред’являються підвищені вимоги, тому що при астрономічних спостереженнях використовується значна частина поля зору, а не тільки центр поля зору, як при геодезичних спостереженнях;

• Наявність точних рівнів: астрономічні теодоліти мають, як правило, три точних рівні: накладний (підвісний) на горизонтальну вісь труби теодоліта – для визначення її нахилу при вимірюванні горизонтальних напрямків; накладний на раму мікроскопів вертикального круга при вимірюванні зенітних віддалей, який закріплюється з горизонтальною віссю труби (Талькоттівський рівень) – для фіксації малих вимірів положення труби по висоті при спостереженнях способами рівних висот або способом Талькотта;

• Сітка ниток, яка складається з 7 – 9 рівновіддалених паралельних ниток і перпендикулярного до них рухомого бісектора окулярного мікрометра; коробка окулярного мікрометра разом з всіма нитками може повертатись на кут 90°;

• Електропідсвітка поля зору труби і мікроскоп – мікрометрів горизонтального і вертикального кругів для виконання астрономічних спостережень;

• Прилади для напівавтоматичних (або автоматичних) спостережень моментів проходження зірок: контактний мікрометр, електромоторний привід з редуктором для спостережень косих проходжень зірок.

Для виконання астрономічних визначень на пунктах 1 і 2 класів астрономо – геодезичної мережі колишнього Союзу основними приладами були астрономічні теодоліти АУ2΄΄/ 10΄΄, АУ2΄΄/ 2΄΄ і У5. Крім того, Інструкція дозволяла також застосовувати астрономічні теодоліти відповідної точності іноземних фірм.

Лабораторна робота № 3. Вивчення будови астрономічного універсалу.