Геодезическая астрономия (функции, методы и задачи)

Геодезическая астрономия

Геодезическая астрономия (функции, методы и задачи)

Навигация:
Библиотека DJVU
Photogallery
БСЭ

Статистика:Геодезическая астрономия, раздел практической астрономии, наиболее тесно связанный с геодезией и картографией; изучает теорию

Рис. к ст. Геодезическая астрономия.

и методы определения широты j и долготы l места, а также азимута а направления на земной предмет и местного звёздного времени s из астрономических наблюдений при геодезических и картографических работах. Т. к. эти наблюдения производятся в полевых условиях, то Геодезическая астрономия часто называют полевой астрономией. Точка земной поверхности, в которой широта, долгота и азимут определены из астрономических наблюдений, называется астрономическим пунктом. Предмет Геодезическая астрономия состоит в изучении: а) переносных астрономических инструментов, б) теорий наблюдения небесных светил и методов определения j, l, а и s и в) методов обработки результатов астрономических наблюдений. В Геодезическая астрономия применяются малые, или переносные, астрономические инструменты, позволяющие измерять зенитные расстояния и направления на небесные светила, а также горизонтальные углы между различными направлениями. Основными инструментами в Геодезическая астрономия служат: универсальный инструмент, полевой хронометр и радиоприёмник для приёма сигналов времени.

  В Геодезическая астрономия разработан ряд способов астрономических наблюдений, различающихся в зависимости от того, какие величины определяются (время, широта, долгота или азимут), какие светила для этого наблюдаются (звёзды или Солнце) и как и какие величины непосредственно измеряются при наблюдениях небесного светила (зенитное расстояние z, высота h, азимут а* и момент Т прохождения светила через избранную плоскость). Выбор этих способов зависит от поставленной задачи, точности её решения, наличия инструментов и т. д. При этом небесные координаты наблюдаемого светила, а именно его прямое восхождение а и склонение a, считаются известными; они приводятся в астрономических ежегодниках и каталогах звёзд.

  Соединив на небесной сфере (рис.) полюс PN, зенит места Z и наблюдаемое светило а дугами больших кругов, получим т. н. параллактический треугольник PNZs, в котором угол при вершине Z есть дополнение азимута а* светила до 180° и угол при вершине PN равен часовому углу t светила.

  Все способы астрономических определений основаны на решении параллактического треугольника после измерения его некоторых элементов (см. Сферическая астрономия). Так, измерив зенитное расстояние Z светила в момент Т по хронометру и зная широту j места, можно определить часовой угол t светила из выражения

  cosz = sinj sin d + cosj cosd cost

  и по равенству t = s — a= Т + u — a найти поправку u к показанию хронометра и местное звёздное время s. Зная поправку хронометра u и измерив зенитное расстояние Z светила, можно определить широту j места.

Поправку хронометра выгодно определять из наблюдений звёзд в первом вертикале, а широту места — в меридиане, т. е. в кульминации небесного светила. Если измерить зенитные расстояния двух звёзд, расположенных в меридиане к Ю. или С.

от зенита места, то тогда

  j = dS — zS = dN — zN.

  Особенно удобны способы, основанные на измерении окулярным микрометром малых разностей зенитных расстояний северных и южных звёзд в меридиане (см. Талькотта способ).

В способах соответственных высот отмечают моменты T1 и T2 прохождений двух звёзд через один и тот же альмукантарат. Если известна j, то получают u (см. Цингера способ), а если известна u, то определяют j (см. Певцова способ).

Из наблюдений серии равномерно распределённых по азимуту звёзд на постоянной высоте 45° или 30° определяют j и l (см. Мазаева способ).

  Азимут а* небесного светила определяют, измеряя его часовой угол или зенитное расстояние и зная широту j места наблюдения. Прибавляя к азимуту наблюдаемого светила (обычно Полярной звезды) горизонтальный угол Q между ним и земным предметом, получают азимут а земного предмета.

  Разность долгот двух пунктов равна разности местных звёздных времён в этих пунктах или разности поправок хронометра, отнесённых к одному физическому моменту по известному ходу часов, так что l2 — l1 = s2 — s1 = (T + u2) — (Т + u1) = u2 — u1 + T2 — T1. Долготы l отсчитываются от меридиана Гринвича.

Поэтому l = s — S = u — U. Поправки хронометра u относительно местного звёздного времени s определяют из наблюдений звёзд, а U относительно гринвичского звёздного времени S — из приёма ритмических сигналов времени по радиотелеграфу.

В современных высокоточных работах ошибки определения широты, долготы и азимута не превышают ± 0,5″.

 

  Лит.: Цингер Н. Я., Курс практической астрономии, М., 1924: Вентцель М. К., Полевая астрономия, ч. 1—2, М., 1938—40; Блажко С. Н. . Курс практической астрономии, М. — Л., 1951; Цветков К. А., Практическая астрономия, 2 изд., М., 1951; Кузнецов А. Н., Геодезическая астрономия, М., 1966.

  А .В. Буткевич.

Рис. к ст. Геодезическая астрономия.

Статья про слово «Геодезическая астрономия» в Большой Советской Энциклопедии была прочитана 3538 раз

Источник: http://bse.sci-lib.com/article009518.html

Астронет > Что есть геодезия и чем она занимается?

Геодезическая астрономия (функции, методы и задачи)
Что есть геодезия и чем она занимается?
16.03.2001 14:53 | З.С. Хаимов/Вселенная и Мы

Геодезия, как и астрономия — древнейшие науки. Но если об астрономии должен знать каждый школьник, то о геодезии большинство людей даже ничего и не слышало. Между тем, современное развитие человеческой цивилизации немыслимо без использования геодезических знаний.

Так что же собой представляет геодезия? Говоря кратко, — это наука об изучении и измерении земной поверхности, а также всей Земли как планеты в целом.

Чтобы яснее представить, что такое геодезия, надо проследить ее развитие с древнейших времен до настоящего времени, связь с другими науками и, прежде всего, с астрономией.

Перефразируя известного поэта, можно сказать, что астрономия и геодезия — близнецы-сестры. Их развитие шло одновременно, взаимно обогащая и дополняя друг друга, и связь эта была настолько тесной, что разделить их порой было невозможно. Ни одна из них не могла развиваться без использования достижений другой.

Целый ряд крупнейших ученых XIX и XX веков, таких например, как Ж.Б.Деламбр, К.Ф.Гаусс, Ф.В.Бессель, А.М.Жданов, Ф.Н.Красовский, А.А.Михайлов, Н.А.Урмаев и многие другие, не говоря уже об универсальных ученых древности и средневековья, а также академиках XVIII века, положивших начала современным наукам, могут быть названы одновременно и выдающимися астрономами и геодезистами.

Астрономия и геодезия издавна исправно служат людям. Еще в древнем Египте, Вавилонии, Индии, Китае наблюдения за некоторыми светилами и, прежде всего, за Солнцем и Луной, позволяли определять времена года, устанавливать сроки проведения сельскохозяйственных работ, предсказывать разливы рек, игравших огромную роль в жизни народов, живших на берегах Нила, Тигра, Евфрата, Ганга, Ян-Цзы.

В то же время определение места наблюдения на Земле требовало проведения геодезических измерений.

Последние использовались уже шумерами и египтянами при строительстве различных сооружений и, в частности, пирамид, прокладке оросительных каналов и дорог.

Древние мореплаватели и путешественники, а также воины в своих походах умели ориентироваться по Солнцу и по звездам, определять по ним свое местоположение как на суше, так и на море.

Слово геодезия происходит от греческих: гео — земля и дайдзо — делить на части, а, говоря проще, оно означает землеразделение, то есть изучение Земли при помощи измерений на ее поверхности.

Отличие геодезии от других наук о Земле, таких как география, геология, геоморфология в том и заключается, что изучение это основано на очень точных измерениях различных параметров и величин, характеризующих Землю как в целом, так и отдельных ее частей.

Геодезические измерения в совокупности с астрономическими наблюдениями дали возможность ученым определить размеры и форму Земли.

Геодезические измерения позволили определить основную астрономическую единицу, служащую для определения расстояний в окружающем нас космическом пространстве. Они позволили также установить единицу измерения длины в метрической системе мер — метр.

Только геодезические измерения позволяют получать точные количественные величины деформации частей земной коры, происходящей как вследствие вековых тектонических вертикальных и горизонтальных движений материков, так и сдвигов отдельных участков земной поверхности вследствие сейсмической активности и деятельности человека.

Геодезические измерения лежат в основе картографирования страны, т. е. в создании всевозможных карт и планов местности. Они лежат также в основе изучения гравитационного поля Земли, т. е. поля, образованного силой тяжести Земли.

Наступление космической эры, появление искусственных спутников Земли и космических аппаратов, запускаемых к отдаленным планетам, было бы невозможно без знания размеров Земли и ее гравитационного поля.

В изучении фигуры Луны и планет солнечной системы также участвует геодезия.

Велико значение геодезии в военном деле. Без нее невозможно действие артиллерии, ракетных войск, так как расположение орудий и ракет, расстояний до целей и их положение на местности определяется геодезическими методами.

Ведение военных операций, первоначально разыгрываемых на топографических картах, являющихся глазами армии и создаваемых геодезистами, расположение противоборствующих войск и их расквартирование, также связаны с геодезией.

Еще с прошлого века геодезию как науку было принято подразделять на две основные ветви — собственно геодезию или топографию и высшую геодезию. В ХХ веке к этому подразделению добавилась еще одна бурно развивающаяся ее ветвь — инженерная или прикладная геодезия, получившая большое распространение при решении различных инженерных задач.

Если кратко осветить эти направления, то надо отметить их следующие особенности.

В собственно геодезии, или топографии, изучаются небольшие участки земной поверхности, принимаемые за плоские.

При этом исследуются свойства различных геометрических фигур с использованием формул тригонометрии и их приложение к решению различных задач на местности.

Разрабатываются также методы проведения топографических съемок, создания планов и карт, конструирования необходимых при этом приборов.

В отличие от собственно геодезии в высшей геодезии изучаются большие участки земной поверхности с учетом ее кривизны и вся Земля в целом.

Именно разработанные в высшей геодезии методы позволили решить одну из важных проблем естествознания — определить размеры и форму Земли, детально изучить различные физические факторы, определяющие ее жизнь как планеты (изменение размеров с течением времени, движение полюсов, смещение береговых линий и частей земной поверхности, изменение уровней морей и океанов).

Методы создания общегосударственной системы геодезических пунктов, служащих основой карт и выбора места для строительства различных инженерных сооружений, и способы изображения выпуклой поверхности Земли на плоскости также разрабатываются в высшей геодезии.

Развившаяся из описанных геодезических ветвей инженерная или прикладная геодезия превратилась в обширную науку, успешно решающую задачи различных отраслей народного хозяйства.

Так, например, в сельском хозяйстве в основе земного и лесного кадастра* лежат работы, выполняемые инженерной геодезией по определению посевных площадей, границ земельных участков, отводимых под ирригацию и мелиорацию, водных площадей, лесных порубок и других объектов, определяющих научно обоснованную постановку землепользования.

На транспорте при строительстве железных и шоссейных дорог методы инженерной геодезии позволяют осуществить выбор трассы дороги и съемку полосы местности вдоль нее, обеспечивают нужное направление при прокладке туннелей, строительстве мостов и путепроводов.

Прокладка трубопроводов, нефтепроводов и газопроводов также не обходятся без геодезических измерений.

В речном судоходстве на долю геодезии выпадает задача по изучению реки как водного пути, а именно, проведение съемки долины реки и ее русла, определение падения (наклона) дна реки, определение поперечных сечений и рельефа русла реки, определение скорости течения воды в реке на различных глубинах, наблюдение за уровнем воды.

Геодезические работы помогают составить предшествующую разведке полезных ископаемых карту районов их вероятного залегания, проводить геологическую и геофизическую разведку по определению мест и количества их запасов, а также осуществлять наземную и подземную съемки, позволяющие правильно и экономично проектировать горные работы.

Велика роль геодезических работ в городском строительстве и строительстве различных инженерных сооружений.

В настоящее время развитие городов и населенных пунктов невозможно без подробного топографического плана, на который наносятся все наземные, подземные и надземные сооружения и по которому осуществляется планировка улиц, кварталов, домов. На плане, кроме того, детально показывается рельеф местности.

При строительстве заводов, фабрик, высотных зданий и других инженерных объектов геодезические измерения проводятся с начала и до конца работ по их сооружению, а именно: они предшествуют проектированию, участвуют в изысканиях на местности при выборе площадки под строительство, сопровождают монтажные работы, контролируя правильность их проведения, а по завершении строительства фиксируют осадки и деформации отдельных частей созданных конструкций.

Большое значение имеют геодезические измерения при проектировании и строительстве гидротехнических сооружений — плотин, водохранилищ, гидроэлектростанций, судоходных шлюзов, водозаборных и водоспускных сооружений.

Измерения по определению осадок гидротехнических сооружений и наблюдение за их техническим состоянием проводятся как в процессе, так и по окончанию работ.

Таков далеко не полный перечень круга задач, решаемых инженерной геодезией.

Помимо указанных подразделений, современная геодезия включает в себя ряд сомостоятельно развивающихся научных направлений:

— радиогеодезию, изучающую электронные методы точного определения расстояний между пунктами на Земле и в пространстве;

— теорию фигуры Земли, разрабатывающую научные основы ее изучения;

— сфероидическую геодезию, являющейся математической основой для решения различных геодезических задач;

— геодезическую астрономию, позволяющую определять положение пунктов на Земле и ориентировать линии по наблюдению небесных светил;

— геодезическую гравиметрию, изучающую гравитационное поле Земли, знание которой необходимо для точного определения координат пунктов на земной поверхности и вне ее, а также для развития геофизических методов разведки полезных ископаемых;

— картографию, разрабатывающую способы изображения поверхности Земли в виде планов и карт;

— космическую геодезию, занимающуюся изучением космоса спутниками Земли и космическими аппаратами, запускаемыми к далеким планетам, и использованием их для определения положения точек на земной поверхности и гравитационного поля.

Подобно этому развитие астрономии как науки также послужило основой для появления самостоятельных наук, таких как астрометрия, небесная механика, астрофизика, космогония, космология, звездная астрономия, теоретическая астрономия, радиоастрономия и ряд других.

Несмотря на то, что указанные выше науки углубились в свои фундаментальные исследования и удалились друг от друга настолько, что потеряли всякую связь между собой, все же астрономия и геодезия в целом тесно взаимодействуют между собой в решении многих научных задач и их приложении в народном хозяйстве страны.

Таким образом, совместное решение научных проблем астрономией и геодезией позволяет познавать и глубже изучать Вселенную и Землю, на которой мы живем, и способствовать развитию человечества как части Вселенной.

Изучение геодезии как самостоятельной научной дисциплины проводится во многих учебных заведениях.

Но основным из них, целиком посвященным изучению и развитию геодезической науки и практики, является Московский государственный Университет геодезии и картографии (МосГУГК).

На его факультетах изучаются различные направления и ветви геодезической науки и их практическое приложение в решении конкретных задач.

Версия для печати

АстрометрияАстрономические инструментыАстрономическое образованиеАстрофизикаИстория астрономииКосмонавтика, исследование космосаЛюбительская астрономияПланеты и Солнечная системаСолнце

Источник: http://www.astronet.ru/db/msg/1187725

2. ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ АСТРОНОМИЯ

Геодезическая астрономия (функции, методы и задачи)

Геодезическая астрономия – раздел астрономии, в котором изучаются теория и способы определения географических координат точек земной поверхности и азимутов направлений из наблюдений небесных светил.

Светила в геодезической астрономии играют роль опорных точек с известными координатами, подобно опорным точкам на Земле. Положения светил задаются в определенной системе координат и в определенной системе измерения времени.

Геодезическая астрономия изучает также устройство и теорию инструментов, используемых для астрономических наблюдений, и методы математической обработки астрономических определений.

Основные моменты использования в геодезии результатов астрономических определений следующие.

1.Астрономические определения совместно с результатами геодезических

игравиметрических измерений позволяют: установить исходные геодезические даты; обеспечить ориентировку Государственной геодезической сети, а также осей референц-эллипсоида в теле Земли; определить параметры земного эллипсоида; определить высоты квазигеоида относительно референц-эллипсоида;

2.Определение из астрономических наблюдений составляющих уклонения отвесной линии необходимо для установления связи между геодезической и астрономической системами координат, приведения измерений к принятой эпохе отсчета координат и гравитационного потенциала, правильной интерпретации результатов повторного геометрического нивелирования, изучения внутреннего строения Земли;

3.Астрономические определения азимутов направлений на земной предмет, после введения поправок за уклонения отвесных линий, контролируют в Государственной геодезической сети угловые измерения, обеспечивают постоянство ориентировки геодезических сетей, ограничивают и локализуют действие случайных и систематических погрешностей в угловых измерениях;

4.В районах со слаборазвитой геодезической сетью астрономические пункты с учетом данных о гравитационном поле используются как опорные для топографических съемок;

5.Астрономические определения азимутов выполняются для определения дирекционных углов направлений на ориентирные пункты при утрате наружных геодезических знаков;

6.Астрономические определения географических координат являются средствами абсолютного определения положений объектов, движущихся относительно земной поверхности на море и в воздухе;

7.Методы геодезической астрономии применяются в космических исследованиях и космической навигации;

8. Астрономические определения географических координат и азимутов направлений используются в прикладной геодезии для контроля угловых измерений в полигонометрических ходах и других угловых построениях, при эталонировании точных гироскопических приборов, для фиксирования на местности положения меридиана при топографо-геодезическом обеспечении войск.

Методы астрономических определений делятся на точные и приближенные. Под точными понимаются методы, позволяющие при современном состоянии теории геодезической астрономии и ее инструментальной базы получить значения широт, долгот и азимутов направлений с максимально возможной точностью.

Современные требования к максимальной точности астрономических определений заключаются в следующем. Средние квадратические погрешности астрономических определений, полученные по внутренней сходимости результатов наблюдений, не должны превышать: по широте 0.3 , по долготе 0.03s, по азимуту 0.5 .

В большом объеме точные астрономические определения выполнялись при создании астрономо-геодезической сети (АГС).

Приближенные методы позволяют определять астрономические координаты с точностью от 1 до 1', в зависимости от их назначения, применяемых для наблюдений инструментов, используемой методики измерений и обработки.

Общими отличительными особенностями приближенных методов являются:

прямое измерение наблюдаемых величин, небольшое число приемов наблюдений, фиксация моментов наблюдений не точнее 1s, частое использование в качестве объекта наблюдений Солнца, применение упрощенных методик наблюдений и приближенных формул обработки, и т.п.

В приближенных способах астрономических определений существенно упрощаются методика наблюдений светил и их обработка.

Назначение приближенных астрономических определений:

-получение приближенных широт, долгот и азимутов для обработки точных определений;

-ориентировка инструмента для точных астрономических определений;

-развитие и ориентирование геодезических сетей в местной системе координат;

-автономное определение азимутов и дирекционных углов ориентирных направлений;

-контроль угловых измерений в полигонометрических ходах и других угловых построениях;

-эталонирование гироскопических приборов, применяемых в маркшейдерском деле и других инженерных работах;

2.1.2.Астрономо-геодезические уклонения отвесной линии

иуравнение Лапласа

Понятие уклонения отвеса является одним из важнейших в высшей геоде-

зии и теории фигуры Земли. Угол u между отвесной линией и нормалью к эллипсоиду называется астрономо-геодезическим уклонением отвеса (в геометрическом определении).

Пусть для некоторого пункта M физической поверхности Земли известны его астрономические и геодезические B, L координаты. Пересечение отвесной линии с вспомогательной небесной сферой даст направление на астрономический зенит ZA, а пересечение с небесной сферой нормали к эллипсоиду –

направлениенагеодезиче-
900 —ZANский зенит ZГ(см. рис.2.1.).
Направление на полюс мира,
-Lпараллельноевращению
uQ
PЗемли обозначено на рисунке
Lv
буквой P; начальный мери-
900 –B-KR
диан обозначен через PG.
Постулируется, что в ас-
трономической игеодезиче-
Gской системах координат ис-
пользуется одно и то же на-
Рис.2.1. Астрономо-геодезическиеправление на полюс мира, и
уклонения отвесной линиичто астрономические и гео-
дезические долготы отсчи-
тываются от одного и того
же начального меридиана.
Дуги большого круга, образующие треугольник PZAZГ равны:
PZA = 900 —PZГ = 900 — B;

ZAZГ = u – полное астрономо-геодезическое уклонение отвеса в точке М.

Если провести из ZA дугу ZAK, перпендикулярную к следу плоскости геодезического меридиана PZГ, то дуга KZГ, равная , будет составляющая астро-

номо-геодезического уклонения отвеса в меридиане, а дуга KZA, равная , будет составляющей астрономо-геодезического уклонения отвеса в первом вертикале.

Из прямоугольного сферического треугольника ZAKP:

cos ( -L) = tg ctg(B+ ); sin = sin( -L)cos

Раскладывая входящие в эти формулы тригонометрические функции от и ( -L) в ряды и пренебрегая по малости квадратами аргументов, получим

tg = tg (B+ ); = ( -L)cos .

Отсюда, заменив с достаточной точностью cos на cosB, окончательно можно записать:

= – B;= ( -L)cos B.(2.1)

Пусть точка N соответствует направлению с пункта М на некоторый соседний пункт N. Геодезический азимут этого направления, согласно обозначе-

ниям на рис.2.1., равен A = R + . Найдем составляющую уклонения отвеса v в направлении на N, для чего спроектируем полное уклонение отвеса u (дугу ZAZГ) на направление ZГN. Обозначим через Z= ZГN и z = ZAN соответственно

геодезическое и астрономическое зенитные расстояния для направления MN,

тогда с учетом малости треугольника ZAZГQ и угла между NZГ и NZA получим

v = Z-z = u cosR = u cos(A- ) = ucosAcos + usinAsin .

Из решения треугольника ZAZГK

= u cos ;

= u sin ,

и окончательно получим составляющую уклонения отвеса в направлении азимута А

v = Z – z = cosA + sinA.

Составляющая уклонения отвеса в направлении, перпендикулярном к заданному, будет получена заменой в формуле азимута A на A+900:

= cosA — sinA.

Уклонения отвеса необходимы для установления связи между астрономической и геодезической системами координат, в том числе для перехода от непосредственно измеренного астрономического азимута а к геодезическому A. Связь между этими азимутами определяется уравнением Лапласа:

A = а – tg +( cosA — sinA)ctg z,

или, если заменить согласно формуле (2.1),

A = а – ( -L)sin + ( cosA — sinA)ctg z.(2.2)

Формула (2.2) получила название уравнение Лапласа. Полученный геодезический азимут называют азимут Лапласа, а пункты геодезической сети, на которых произведены точные определения астрономических широт, долгот и азимутов, — пунктами Лапласа.

Геодезические азимуты сторон триангуляции, полученные из астрономических наблюдений, служат для ориентирования триангуляции и отдельных ее звеньев в единой системе геодезических координат.

В то же время они являются средством действенного контроля угловых измерений в астрономо-геодезической сети.

Азимуты Лапласа ограничивают, локализуют действие систематических и случайных погрешностей в угловых измерениях, тем самым значительно ослабляя их влияние в обширных геодезических сетях. Поэтому азимуты Лапласа по праву можно назвать угловыми базисами геодезической сети.

Согласно “Инструкции о построении государственной геодезической сети”, [6], пункты Лапласа определялись:

Источник: https://studfile.net/preview/6131995/page:14/

Геодезическая астрономия (функции, методы и задачи)

Геодезическая астрономия (функции, методы и задачи)

Определение 1

Геодезическая астрономия – обширный раздел астрономии, в котором исследуются методы выявления точных географических координат относительно точек земной поверхности и главных азимутов направлений из наблюдений небесных светил.

Рисунок 1. Задачи геодезической астрономии. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

В геодезической астрономии светила несут ключевое значение и выступают в качестве опорных показателей с известными координатами, подобно фундаментальным точкам на Земле.

Положения указанных веществ зачастую задаются в конкретной концепции измерения времени.

Геодезическая астрономия также рассматривает и объясняет устройство инструментов, которые используются для масштабных астрономических наблюдений, и способы математических толкований научных определений.

Функции геодезической астрономии

Основными функциями исследуемой области науки являются:

  1. Астрономические и безошибочные определения астрономических явлений, которые определяются посредством результатов гравиметрических и геодезических измерений, это позволяет ученым в свою очередь измерить исходные данные, определить ориентировку геодезической государственной сети, а также обеспечить оси земного эллипсоида.
  2. Выявление из астрономических наблюдений центральных уклонения отвесной координаты, которая необходима для нахождения взаимосвязи между астрономической и геодезической системами точек, установления измерений к принятой концепции отсчета координат и гравитационного земного потенциала, объективной интерпретации итогов вторичного нивелирования, исследование внутреннего строения поверхности Земли.
  3. Астрономические фиксирование азимутов главных направлений на земной объект, после введения небольших поправок за уклонения отвесных координат. Этот процесс контролируется Государственными геодезическими сетями углового измерения, которые обеспечивают стабильность ориентировки показателей, притесняют и локализуют действие систематических погрешностей в данных системах. В районах, где нет необходимой геодезической сети, астрономические пункты с учетом сведений о гравитационном поле применяются как основные составляющие для проведения топографических съемок.
  4. Астрономический поиск азимутов осуществляется для точного определения дирекционных углов осей на ориентирные пункты, что крайне важно при утрате наружных геодезических параметров.
  5. Определение географических координат считаются способом абсолютного нахождения положений предметов, движущихся относительно земной поверхности в воздухе и на море.
  6. Методы геодезических исследований используются в космической навигации и при выявлении более обширных осей гравитационных систем.
  7. Основы географических координат и азимутов широко применяются в прикладной геодезии для установления контроля угловых показателей в полигонометрических ходах и других центральных построениях, при эталонировании координат гироскопических устройств, для фиксирования на определенной местности положения точек при топографо-геодезическом обеспечении.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Методы геодезической астрономии

Методы главных астрономических определений в данной среде делятся на приближенные и точные. Под последними нужно понимать методы, которые позволяют получить точные параметры широт, азимутов и долгот при современном состоянии гипотезы геодезической астрономии, с максимально вероятной точностью.

Требования к безошибочности астрономических определений состоят в следующем: Средние квадратические ошибки геодезических определений, полученные согласно внутренней сходимости итогов наблюдений, не могут превышать по широте 0.4, по долготе 0.04s, по азимуту 0.6.

В большом объеме корректные трактовки выполняются посредством создания астрономо-геодезической мощной сети (АГС).

Замечание 1

Приближенные способы помогают установить астрономические координаты с точностью от 1 до 1', в зависимости от их начального назначения, используемых для наблюдений приборов путем методики измерений и обработки.

Общими отличительными характеристиками приближенных методов являются прямое измерение наблюдаемых координат; небольшое количество средств научных наблюдений; фиксация главных моментов экспериментов не точнее 1s; систематическое использование способов геодезии в виде объекта наблюдений Солнца, потребление упрощенных методик контроля и максимально приближенных формул обработки. В приближенных методах астрономических определений значительно упрощаются система наблюдений светил и их итоговая обработка.

Приближенные геодезические направления в основном предназначаются для решения таких задач:

  • определения приближенных широт, азимутов и долгот для обработки конкретных определений;
  • ориентировки прибора для выдачи точных астрономических определений;
  • модернизация и ориентирование геодезических сетей в местной концепции координат;
  • автономного нахождения азимутов и дирекционных координат ориентирных направлений;
  • установления азимутов для ориентирования систем специального назначения;
  • мониторинга угловых параметров в полигонометрических сетях и других угловых построениях;
  • эталонирования мощных гироскопических устройств, которые применяются в маркшейдерском деле и инженерных работах, а также для решения сложных технических задач.

Уклонение отвеса и уравнение Лапласа в геодезии

Рисунок 2. Формула Лапласа. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Понятие уклонения отвеса считается одним из важнейших в высшей геодезии и гипотезе формы Земли.

Определение 2

Угол между отвесной точкой и нормалью к эллипсоиду носит название астрономо-геодезического уклонения отвеса (в геометрическом толковании).

Астрономо-геодезические направление на полюс и центральные уклонения отвесной координаты астрономической и геодезической долготы открываются от схожих начальных меридиан. Уклонения отвеса крайне необходимы для определения связи между действующими системами координат, в том числе для плавного перехода от непосредственно измеренного научного азимута к геодезическому.

Эта формула в науке получила название уравнение Лапласа.

Полученный в результате геодезический азимут является азимутом Лапласа, а основные пункты геодезической сети, на которых проведены безошибочные установки астрономических долгот, широт и азимутов, — пунктами Лапласа.

Геодезические азимуты, выступающие сторонами триангуляции, которые были получены из проведенных научных наблюдений, выступают ориентировкой для дальнейшей триангуляции и отдельных ее точек в единой концепции астрономических координат.

В то же время они считаются мощными средством действенного мониторинга угловых измерений в геодезической сети. Азимуты Лапласа ликвидируют действие систематических просчетов в угловых направлениях, тем самым существенно ослабляя их воздействие в обширных астрономических сетях.

Поэтому указанные параметры по праву называются угловыми базисами геодезической системы.

Искусственные спутники в геодезии

Искусственные спутники официально открыли новую эпоху в науке об измерении параметров земной поверхности – сферу космической геодезии.

Они постепенно внесли новое качество – масштабность, а благодаря огромным размерам зоны видимости поверхности нашей планеты со спутника в значительной мере упростилась разработка геодезического фундамента для больших территорий, так как существенно уменьшилось необходимое число промежуточных этапов измерений.

Так, если в классической геодезии среднее расстояние между определяемыми пунктами составляет примерно 10-30 км, то в космической геодезии эти показатели — два порядка больше (1-3 тыс. км).

Замечание 2

Тем самым становится проще передача геодезических сведений через водные пространства.

Между островами и материком астрономическая система может быть определена при точной их видимости со спутника непосредственно через него, без дополнительных промежуточных периодов, что позволяет с максимальной точностью выстроить мощные и точные геодезические сети.

Источник: https://spravochnick.ru/geodeziya/geodezicheskaya_astronomiya_funkcii_metody_i_zadachi/

Геодезическая астрономия — это… Что такое Геодезическая астрономия?

Геодезическая астрономия (функции, методы и задачи)
        раздел практической астрономии (См. Практическая астрономия), наиболее тесно связанный с геодезией и картографией; изучает теорию и методы определения широты φ и долготы λ места, а также азимута а направления на земной предмет и местного звёздного времени s из астрономических наблюдений при геодезических и картографических работах. Т. к.

эти наблюдения производятся в полевых условиях, то Г. а. часто называют полевой астрономией. Точка земной поверхности, в которой широта, долгота и азимут определены из астрономических наблюдений, называется астрономическим пунктом (См. Астрономический пункт). Предмет Г. а.

состоит в изучении: а) переносных астрономических инструментов, б) теорий наблюдения небесных светил и методов определения φ, λ, а и s и в) методов обработки результатов астрономических наблюдений. В Г. а.

применяются малые, или переносные, астрономические инструменты, позволяющие измерять зенитные расстояния и направления на небесные светила, а также горизонтальные углы между различными направлениями. Основными инструментами в Г. а. служат: Универсальный инструмент, полевой Хронометр и радиоприёмник для приёма сигналов времени.                  В Г. а.

разработан ряд способов астрономических наблюдений, различающихся в зависимости от того, какие величины определяются (время, широта, долгота или азимут), какие светила для этого наблюдаются (звёзды или Солнце) и как и какие величины непосредственно измеряются при наблюдениях небесного светила (зенитное расстояние z, высота h, азимут а* и момент Т прохождения светила через избранную плоскость). Выбор этих способов зависит от поставленной задачи, точности её решения, наличия инструментов и т. д. При этом Небесные координаты наблюдаемого светила, а именно его прямое восхождение а и склонение α, считаются известными; они приводятся в астрономических ежегодниках и каталогах звёзд.

         Соединив на небесной сфере (рис.) полюс PN, зенит места Z и наблюдаемое светило а дугами больших кругов, получим т. н. параллактический треугольник PNZσ, в котором угол при вершине Z есть дополнение азимута а* светила до 180° и угол при вершине PN равен часовому углу t светила.

         Все способы астрономических определений основаны на решении параллактического треугольника после измерения его некоторых элементов (см. Сферическая астрономия). Так, измерив зенитное расстояние Z светила в момент Т по хронометру и зная широту φ места, можно определить часовой угол t светила из выражения

         cosz = sinφ sin δ + cosφ cosδ cost

         и по равенству t = s — α= Т + u — α найти поправку u к показанию хронометра и местное звёздное время s. Зная поправку хронометра u и измерив зенитное расстояние Z светила, можно определить широту φ места. Поправку хронометра выгодно определять из наблюдений звёзд в первом вертикале (См. Первый вертикал), а широту места — в меридиане, т. е. в кульминации небесного светила. Если измерить зенитные расстояния двух звёзд, расположенных в меридиане к Ю. или С. от зенита места, то тогда

         φ = δS — zS = δN — zN.

         Особенно удобны способы, основанные на измерении окулярным микрометром (См. Окулярный микрометр) малых разностей зенитных расстояний северных и южных звёзд в меридиане (см. Талькотта способ). В способах соответственных высот отмечают моменты T1 и T2 прохождений двух звёзд через один и тот же Альмукантарат. Если известна φ, то получают u (см. Цингера способ), а если известна u, то определяют φ (см. Певцова способ). Из наблюдений серии равномерно распределённых по азимуту звёзд на постоянной высоте 45° или 30° определяют φ и λ (см. Мазаева способ).

         Азимут а* небесного светила определяют, измеряя его часовой угол или зенитное расстояние и зная широту φ места наблюдения. Прибавляя к азимуту наблюдаемого светила (обычно Полярной звезды) горизонтальный угол Q между ним и земным предметом, получают азимут а земного предмета.

         Разность долгот двух пунктов равна разности местных звёздных времён в этих пунктах или разности поправок хронометра, отнесённых к одному физическому моменту по известному ходу часов (См. Ход часов), так что λ2 — λ1 = s2 — s1 = (T + u2) — (Т + u1) = u2 — u1 + T2 — T1. Долготы λ отсчитываются от меридиана Гринвича. Поэтому λ = s — S = u — U. Поправки хронометра u относительно местного звёздного времени s определяют из наблюдений звёзд, а U относительно гринвичского звёздного времени S — из приёма ритмических сигналов времени по радиотелеграфу. В современных высокоточных работах ошибки определения широты, долготы и азимута не превышают ± 0,5″.

         Лит.: Цингер Н. Я., Курс практической астрономии, М., 1924: Вентцель М. К., Полевая астрономия, ч. 1—2, М., 1938—40; Блажко С. Н. . Курс практической астрономии, М. — Л., 1951; Цветков К. А., Практическая астрономия, 2 изд., М., 1951; Кузнецов А. Н., Геодезическая астрономия, М., 1966.

         А .В. Буткевич.

        

        Рис. к ст. Геодезическая астрономия.

Источник: https://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/78489/%D0%93%D0%B5%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%B7%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F

Booksm
Добавить комментарий