Горизонтальная система координат
Горизонтальная система координат — это небесная система координат наблюдателя , которая использует местный горизонт в качестве фундаментальной плоскости для определения двух углов сферической системы координат : высоты и азимута .Поэтому горизонтальную систему координат иногда называют системой az/el , [1] система alt/az или система alt-azimut и другие. В альтазимутальной монтировке телескопа две оси инструмента следуют за высотой и азимутом. [2]
Определение
[ редактировать ]Эта небесная система координат делит небо на два полушария : верхнее полушарие, где объекты находятся над горизонтом и видны, и нижнее полушарие, где объекты находятся ниже горизонта и их нельзя увидеть, поскольку Земля загораживает их обзор. [а] Большой круг, разделяющий полушария, называется небесным горизонтом и определяется как большой круг на небесной сфере, плоскость которого нормальна к местному вектору гравитации. [3] [а] На практике горизонт можно определить как плоскость, касающуюся спокойной жидкой поверхности, такой как лужа ртути . [4] Полюс верхнего полушария называется зенитом . Полюс нижнего полушария называется надиром . [5]
Ниже приведены две независимые горизонтальные угловые координаты :
- Высота (alt.), иногда называемая высотой (el.) или кажущаяся высота — это угол между объектом и местным горизонтом наблюдателя. Для видимых объектов это угол от 0° до 90°. [б]
- Азимут (аз.) — угол наклона объекта вокруг горизонта, обычно измеряемый от истинного севера и увеличивающийся к востоку. Исключениями являются, например, соглашение ESO FITS , где оно измеряется с юга и увеличивается на запад, или соглашение FITS Слоановского цифрового обзора неба , где оно измеряется с юга и увеличивается на восток.
Горизонтальную систему координат не следует путать с топоцентрической системой координат . Горизонтальные координаты определяют ориентацию наблюдателя, но не местоположение начала координат, тогда как топоцентрические координаты определяют местоположение начала координат на поверхности Земли, в отличие от геоцентрической небесной системы .
Общие характеристики
[ редактировать ]Горизонтальная система координат привязана к местоположению на Земле, а не к звездам. Следовательно, высота и азимут объекта в небе меняются со временем, поскольку кажется, что объект дрейфует по небу вместе с вращением Земли . Кроме того, поскольку горизонтальная система определяется локальным горизонтом наблюдателя, [а] один и тот же объект, наблюдаемый одновременно из разных мест на Земле, будет иметь разные значения высоты и азимута.
Кардинальные точки на горизонте имеют определенные значения азимута, которые являются полезными ориентирами.
| Кардинальная точка | Азимут |
|---|---|
| Север | 0° |
| Восток | 90° |
| Юг | 180° |
| Запад | 270° |
Горизонтальные координаты очень полезны для определения времени восхода и захода объекта в небе. Когда высота объекта равна 0°, он находится на горизонте. [а] Если в этот момент его высота увеличивается, то оно поднимается, а если его высота уменьшается, то оно заходит. Однако все объекты на небесной сфере подвержены суточному движению , которое всегда направлено на запад.
Северный наблюдатель может определить, увеличивается или уменьшается высота, вместо этого рассматривая азимут небесного объекта:
- Если азимут находится между 0° и 180° (северо-восток-юг), объект поднимается.
- Если азимут находится между 180° и 360° (юго-запад-север), объект заходит.
Существуют следующие особые случаи: [а]
- Все направления — юг, если смотреть с Северного полюса , и все направления — север, если смотреть с Южного полюса , поэтому азимут не определен в обоих местах. Если смотреть с любого полюса, звезда (или любой объект с фиксированными экваториальными координатами ) имеет постоянную высоту и, следовательно, никогда не восходит и не заходит . Солнце склонение , Луна и планеты могут восходить или заходить в течение года, если смотреть с полюсов, поскольку их постоянно меняется.
- Если смотреть с экватора , объекты на небесных полюсах остаются в фиксированных точках, расположенных на горизонте.
См. также
[ редактировать ]Сноски
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и Обратите внимание, что описанные специальные условия строго верны только в отношении геометрического горизонта. То есть горизонт, каким он выглядел бы для наблюдателя на идеально гладкой Земле без атмосферы, для наблюдателя на уровне моря . На практике видимый горизонт имеет небольшую отрицательную высоту из-за кривизны Земли, значение которой становится более отрицательным по мере того, как наблюдатель поднимается выше над уровнем моря . Кроме того, из-за атмосферной рефракции небесные объекты, расположенные очень близко к горизонту, кажутся примерно на полградуса выше, чем если бы атмосферы не было.
- ^ В качестве альтернативы зенитный угол вместо высоты можно использовать , поскольку они являются дополнительными углами (сумма угла высоты и зенитного угла составляет 90 °).
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «(Az,El) система координат» . Обсерватория В.М.Кека. Гавайский университет . Проверено 18 мая 2021 г.
- ^ «система горизонта» . Британская энциклопедия .
- ^ Кларк, Д.; Рой, А.Е. (2003). Астрономия: Принципы и практика (PDF) (4-е изд.). Бристоль, Великобритания: Публикации Института физики. п. 59. ИСБН 9780750309172 . Архивировано (PDF) из оригинала 10 июля 2018 г. Проверено 9 июля 2018 г.
- ^ Янг, Эндрю Т.; Каттавар, Джордж В.; Парвиайнен, Пекка (1997). «Наука о закате. I. Ложный мираж». Прикладная оптика . 36 (12): 2689–2700. Бибкод : 1997ApOpt..36.2689Y . дои : 10.1364/ao.36.002689 . ПМИД 18253261 .
- ^ Шомберт, Джеймс. «Земная система координат» . Кафедра физики. Университет Орегона . Проверено 19 марта 2011 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- пояснения к горизонтальной системе координат (видео). Архивировано из оригинала 12 мая 2015 г. - на YouTube.