Астронет > Сферическая астрономия

Астронет: В. Е. Жаров/ГАИШ Сферическая астрономия
http://www.variable-stars.ru/db/msg/1190817/node12.html

<< 3. Астрономические системы координат | Оглавление | 3.2. Экваториальная система координат >>

3.1. Горизонтальная система координат

Представим себе наблюдателя, находящегося на поверхности Земли. Одним из выделенных направлений для него, как говорилось выше, является направление, совпадающее с отвесной линией, или с силой притяжения Земли. Мысленно продолжим отвесную линию вверх и вниз до пересечения ее с небесной сферой. Точки пересечения (полюсы горизонтальной системы координат) называются зенитом и надиром и обозначаются как $Z$ и ${\cal N}$ , соответственно (рис. 3.1). Плоскость, перпендикулярная отвесной линии, называется плоскостью горизонта.

Рис. 3.1. Горизонтальная система координат

Если через точки зенита и надира провести плоскость, то она пересечет небесную сферу по окружности, которая, по традиции, называется вертикальным кругом. На плоскости горизонта выделим четыре точки: севера ( $N$ ), юга ( $S$ ), запада ( $W$ ) и востока ( $E$ ) (рис. 3.1). Определение точек севера и юга связано с направлением оси вращения Земли (см. §3.2).

Определение 3.1.1 Вертикальный круг, проходящий через точки востока и запада, называется первым вертикалом.

Если вертикальный круг проходит через небесный объект $C$ , то он называется вертикалом этого объекта. Дуга вертикала $\widehat{ZC}$ называется зенитным расстоянием $z$ объекта $C$ . Вместо зенитного расстояния часто используется другая координата: высота $h$ объекта над горизонтом; дуга $\widehat{CB}$ равна $h$ . Из рисунка видно, что $z+h=90^\circ$ . Зенитное расстояние (или высота небесного объекта) является одной из координат в горизонтальной системе. Если небесный объект находится над горизонтом, то его зенитное расстояние изменяется от $0^\circ$ (объект в зените) до $90^\circ$ (объект в плоскости горизонта). Высота объекта изменяется от $90^\circ$ до $0^\circ$ , соответственно. Если $z\gt 90^\circ$ или $h\lt 0^\circ$ , то говорят, что объект находится под горизонтом; он в этом случае невидим для наблюдателя^3.3. При $z=180^\circ$ или $h=-90^\circ$ объект находится в надире. При таком определении зенитного расстояния угол $z$ эквивалентен углу $\theta$ (см. определение сферических координат (§2.3) и рис. 2.5).

Второй координатой в горизонтальной системе является азимут $A$ небесного объекта. Азимут -- это двугранный угол между плоскостью $NZS{\cal N}$ и вертикалом объекта. Следует заметить, что в определении начальной точки отсчета азимута имеется произвол. В учебнике К.А.Куликова "Курс сферической астрономии" и некоторых других учебниках азимут отсчитывается от точки юга в направлении на запад (по часовой стрелке) от $0^\circ$ до $360^\circ$ . В данном учебнике также принимается это соглашение. В ряде книг азимут отсчитывается от точки севера на восток от $0^\circ$ до $360^\circ$ , а иногда азимут измеряется в пределах $-180^\circ\lt A\le 180^\circ$ .

Главными кругами в горизонтальной системе координат являются: плоскость горизонта, первый вертикал, вертикал небесного тела и точки : зенита, надира, севера, юга, востока и запада. Используются также малые круги светил -- круги высоты или альмукантараты. Это -- круги, параллельные плоскости горизонта и проходящие через небесного тело. На рис. 3.1 круг высоты показан пунктирной линией.

Допустим, что наблюдатель неподвижен относительно горизонтальной системы координат. Из-за того, что направление отвесной линии не совпадает с направлением оси вращения Земли (если наблюдатель не находится на полюсе), объекты на небе движутся относительно горизонтальной системы сложным образом: одновременно меняются и зенитное расстояние, и азимут. Поэтому, чтобы звезда сохраняла свое положение в поле зрения телескопа, телескоп должен также перемещаться по сложному закону.

<< 3. Астрономические системы координат | Оглавление | 3.2. Экваториальная система координат >>