3. АВИАЦИОННЫЙ АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЕЖЕГОДНИК И ПОЛЬЗОВАНИЕ ИМ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ЭКВАТОРИАЛЬНЫХ КООРДИНАТ НАВИГАЦИОННЫХ СВЕТИЛ

Авиационный астрономический ежегодник (ААЕ) предназначен для определения экваториальных координат навигационных светил, расчета условий естественного освещения, а также восхода, захода и фаз Луны в заданной точке. Он издается на каждый год и содержит ежедневные таблицы, в которых даются необходимые астрономические сведения. В приложении 5 приведена одна страница ежедневных таблиц ААЕ на 20 августа 1975 г. В ААЕ приводятся интерполяционные таблицы, графики, схемы перемещения планет среди звезд и карты звездного неба.

Определение экваториальных координат Солнца для заданного момента с помощью ААЕ.

Экваториальные координаты Солнца и других навигационных светил определяются с целью установки их на астрономических компасах и расчета астрономических линий положения.

ААЕ позволяет определить экваториальные координаты Солнца для любого заданного момента времени.

Рассмотрим на примере порядок определения экваториальных координат Солнца.

Пример. Дата 20 августа 1975 г.; светило — Солнце; долгота места наблюдателя ; номер часового пояса, по времени которого идут часы, .

Определить гринвичский, местный часовой угол и склонение Солнца для времени .

Решение. 1. Определяем для заданного момента гринвичское время и устанавливаем, какая будет дата на меридиане Гринвича: .

Дата на меридиане Гринвича — 20 августа.

2. Выбираем из ААЕ (см. приложение 5) для установленной даты и целых часов гринвичского времени значение гринвичского часового угла Солнца. Склонение Солнца выбираем с учетом часов и минут. Получаем:

3. Находим по интерполяционным таблицам (см. приложение 10) поправку к гринвичскому часовому углу на минуты и секунды времени:

4. Определяем гринвичский часовой угол Солнца для заданного момента:

5. Определяем местный часовой угол Солнца для заданной долготы:

Полученные ответы изображены графически на рис. 4.1.

Определение экваториальных координат Луны для заданного момента с помощью ААЕ.

При изучении навигационных светил указывалось, что Луна является ближайшим к Земле небесным телом. Она довольно быстро движется по своей орбите, вследствие чего ее экваториальные координаты изменяются гораздо быстрее, чем других небесных светил. Если прямое восхождение Солнца за сутки изменяется в среднем на 1°, а склонение не более 0,4°, то для Луны эти изменения соответственно равны 13,2° и 4°.

Быстрое изменение экваториальных координат Луны вызывает некоторые особенности их определения по ААЕ, которые

требуют более строгого учета времени и более широкого применения метода интерполяции. Рассмотрим на примере порядок определения экваториальных координат Луны с помощью ААЕ.

Пример. Дата 20 августа светило — Луна; долгота места наблюдателя номер часового пояса, по времени которого идут часы,

Определить гринвичский, местный часовой угол и склонение Луны для времени .

Решение. 1. Определяем для заданного момента гринвичское время и устанавливаем, какая будет дата на меридиане Гринвича: .

Рис. 4.1. Графическое изображение координат Солнца

Дата на меридиане Гринвича — 20 августа.

2. Выписываем из ААЕ (см. приложение 5) для установленной даты и целых часов гринвичского времени значение гринвичского часового угла склонение Луны 6, а также квазиразность А и часовую разность склонения А. Латинское слово «квази» в научных терминах означает «как бы» и применяется в качестве приставки при различных словах. В ААЕ квазиразность представляет собой часовую разность гринвичских часовых углов Луны, уменьшенную на постоянную величину . Эта величина выбрана с таким расчетом, чтобы квазиразность была всегда положительной. Такой прием упрощает определение поправок к часовому углу и склонению на минуты и секунды времени по интерполяционным таблицам Для данного примера получаем:

3. Определяем по интерполяционным таблицам для Луны (см. приложение 12) основную и дополнительную поправки к гринвичскому часовому углу и поправку к склонению. Указанные поправки выбираются из столбца, соответствующего минутам гринвичского времени. Основная поправка , определяется по аргументу, равному секундам гринвичского времени, а дополнительная по аргументу квазиразности . Поправка к склонению определяется по аргументу, равному часовой разности склонения . Основная и дополнительная поправки всегда положительные, а поправка к склонению имеет знак часовой разности склонения. Получаем:

4. Определяем гринвичский часовой угол и склонение Луны для заданного момента:

5. Определяем местный часовой угол Луны для заданной долготы:

Определение экваториальных координат планет для заданного момента с помощью ААЕ.

Определение экваториальных координат планет с помощью ААЕ производится аналогично определению координат Солнца. В ежедневных таблицах даны необходимые сведения для планет Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна.

Пример. Дата 21 августа 1975 г.; светило — планета Юпитер; долгота места наблюдателя ; номер часового пояса, по времени которого идут часы, .

Определить гринвичский, местный часовой угол и склонение планеты Юпитер для времени .

Решение. 1. Определяем для заданного момента гринвичское время и устанавливаем, какая будет дата на меридиане Гринвича:

Дата на меридиане Гринвича — 20 августа.

2. Выбираем из ААЕ (см. приложение 5) для установленной даты и целых часов гринвичского времени значение гринвичского часового угла планеты Юпитер. Склонение планеты выбираем с учетом часов и минут. Получаем:

3. Находим по интерполяционным таблицам (см. приложение 10) поправку к гринвичскому часовому углу на минуты и секунды времени:

4. Определяем гринвичский часовой угол планеты для заданного момента:

5. Определяем местный часовой угол планеты для заданной долготы:

Определение экваториальных координат навигационных звезд для заданного момента с помощью ААЕ.

Для уменьшения объема ААЕ в нем не даны гринвичские часовые углы навигационных звезд. Их определяют на основании известной зависимости между звездным временем, часовым углом и прямым восхождением светила. Прямое восхождение навигационных звезд дано в ААЕ в специальной таблице и на отдельном вкладыше (см. приложение 2).

Пример. Дата 21 августа 1975 г.; звезда Капелла; долгота места наблюдателя ; номер часового пояса, по времени которого идут часы, .

Определить местное звездное время, гринвичский, местный часовой угол и склонение звезды Капеллы для времени .

Решение. 1. Определяем для заданного момента гринвичское время и устанавливаем, какая будет дата на меридиане Гринвича:

Дата на меридиане Гринвича — 20 августа.

2. Выбираем из ААЕ (см. приложение 5) для установленной даты и целых часов гринвичского времени значение гринвичского звездного времени:

3. Находим по интерполяционным таблицам (см. приложение 10) поправку к гринвичскому звездному времени на минуты и секунды времени:

4. Определяем гринвичское звездное время для заданного момента:

5. Определяем местное звездное время для заданной долготы:

6. Выбираем из таблицы экваториальных координат звезд (см. приложение 2) прямое восхождение и склонение звезды Капеллы: .

7. Определяем гринвичский часовой угол звезды Капеллы. Известно, что , откуда

8. Определяем местный часовой угол звезды Капеллы:

. Полученные ответы изображены графически на рис. 4.2.

Определение уравнения времени для заданного момента с помощью ААЕ.

Уравнение времени позволяет судить о том, насколько расходится среднее солнечное время, по которому идут часы, с истинным временем, связанным с движением истинного Солнца.

Рис. 4.2. Графическое изображение координат звезды

Рис. 4.3. Графическое изображение уравнения времени

Зная величину уравнения времени, можно без ААЕ достаточно точно рассчитать гринвичский часовой угол истинного Солнца, а также определять время кульминации его.

В течение года уравнение времени изменяется, причем это изменение имеет довольно сложный характер. В отдельные периоды года уравнение времени изменяется более чем на 30 с в сутки, а в другие оно остается постоянным в течение 4—5 сут. Поэтому если нужно точно определить уравнение времени для какого-то заданного момента, то его определяют не по графику, а с помощью ААЕ.

Рассмотрим на примере порядок определения уравнения времени с помощью ААЕ.

Пример. Дата 20 августа 1975 г. Определить уравнение времени с помощью ААЕ для времени Т = 7 ч. Номер часового пояса, по времени которого идут часы, .

Решение. 1. Определяем гринвичское среднее солнечное время:

2. Выписываем из ААЕ (см. приложение 5) для заданной даты и полученного гринвичского времени часовой угол истинного Солнца:

3. Определяем истинное солнечное время на меридиане Гринвича:

4. Определяем уравнение времени для заданного момента, учитывая, что часы идут по среднему солнечному времени:

Следовательно, в указанный момент времени истинное Солнце находится сзади среднего на 3 мин 28 с. Полученный ответ изображен на рис. 4.3.

Неравномерность видимого движения истинного Солнца по эклиптике приводит к изменению уравнения времени. Чтобы убедиться в этом, определим уравнение времени 20 августа для .

Решение. 1. Выписываем из ААЕ для заданной даты и часовой угол истинного Солнца:

2. Определяем истинное солнечное время на меридиане Гринвича:

3. Определяем уравнение времени для среднего полдня:

Следовательно, 20 августа 1975 г. с 4 до 12 ч уравнение времени изменилось на 4 с.

Определение моментов кульминации светил.

Некоторые практические методы в авиационной астрономии требуют измерения высот светил в моменты их кульминации. Моменты кульминации Солнца, Луны и планет определяются по значению местного часового угла, а звезд — по значению местного звездного времени. В момент верхней кульминации местный часовой угол светила , а в момент нижней кульминации . Местное звездное время для верхней кульминации звезды , а для нижней кульминации .

Зная долготу наблюдателя, рассчитывают гринвичский часовой угол светила в момент кульминации по формуле

Для звезд рассчитывают гринвичское звездное время по формуле По значению или с помощью ААЕ определяется момент кульминации по гринвичскому времени, которое затем переводится в московское или поясное декретное время для данного пункта.

Пример. Дата 20 августа 1975 г.; светило — планета Юпитер; долгота места наблюдателя . Определить момент верхней кульминации планеты Юпитер по московскому времени.

Решение. 1. Определяем гринвичский часовой угол Юпитера в момент его верхней кульминации:

2. Находим в ААЕ (см. приложение 5) по значению момент верхней кульминации Юпитера по гринвичскому времени:

3. Определяем момент верхней кульминации Юпитера по московскому времени: