009第五章 求天体真高度(07版)
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航海六分仪一、航海六分仪(Marine Sextant)1.结构由架体、测角读数装置和光学系统三大部分组成。
测角读数装置:刻度弧、指标杆、小鼓轮和小游标光学系统主要有定镜、动镜、望远镜和滤光片。
刻度弧(Arc):主弧0︒~130︒,用于读取物标夹角的正角读数余弧从 0︒~-5︒,是负角度数,用于六分仪误差的测定指标杆(Index bar):以刻度弧中心为转轴,末端装有度数指标且可沿刻度弧移动的杆状半径。
望远镜(Telescope):用于放大物标的单筒正影望远镜。
动镜(Index Mirror):物标镜,位于刻度弧的中心。
定镜(Horizontal Glass):地平镜,镜面一半可透视,一半可反射,位于望远镜的光轴上且与光轴成75︒的固定角度。
弹簧夹(Clip):装在指标杆末端且随指标杆移动的止动夹。
小鼓轮(Drum):小鼓轮与弹簧夹和小游标装在一起。
小游标尺(Vernier):装在小鼓轮右边的一条短尺,用来读取测角的小数分。
小游标尺共分 5格,每格为0.′2。
2. 测角读数(1)小游标设计原理:小游标尺上n 个格等于小鼓轮上( n -1)个格的宽度:nK n k )1(-= 小鼓轮上1格刻度与小游标尺上1格刻度的差值nK k K =- K -k 的数值是小游标尺的最小刻度,称为六分仪的最小读数。
国产六分仪的最小读数是 0′.2。
(2)六分仪的测角读数①正角读法整度:在刻度弧;整分:小鼓轮小数:小游标尺②负角读法实际读数是:-(60′- 小鼓轮读数)(3)测角原理h =2ωω是动镜平面与定镜平面的夹角。
当测者看到天体的反射影像与水天线相切时,天体高度h 就等于动镜平面与定镜平面夹角ω的两倍。
2.六分仪误差的检查和校正动镜平面与定镜平面平行时,指标杆应指在刻度弧的0︒处;通过动镜、定镜的入射光线和反射光线要与刻度弧平面平行,而且,两镜面要与刻度弧平面互相垂直;指标杆的转轴应位于刻度弧的中心和各镜片前、后两面都要互相平行,等等。
天体公式总结高中高中物理中,天体相关的公式可是相当重要的啦!掌握好这些公式,就像拥有了打开宇宙奥秘之门的钥匙。
首先,咱们来说说万有引力定律公式,那就是 F = G(m₁m₂)/ r²。
这里的 G 是引力常量,数值约为 6.67×10⁻¹¹ N·m²/kg²。
m₁和 m₂分别是两个物体的质量,r 则是它们之间的距离。
就拿地球和太阳来说吧,太阳质量超级大,地球绕着太阳转,就是因为太阳对地球的引力。
想象一下,太阳就像一个巨大的“引力中心”,牢牢地抓住地球,不让它跑掉。
接下来是向心力公式 F = m v² / r = m ω² r 。
这个公式在天体运动中经常用到。
比如说,卫星绕地球转的时候,它所需要的向心力就是由地球对卫星的引力提供的。
还有黄金代换公式 GM = gR²,其中 G 是引力常量,M 是中心天体质量,g 是中心天体表面的重力加速度,R 是中心天体的半径。
我记得有一次给学生们讲这部分内容,有个同学特别迷糊,总是搞不清楚这些公式的应用。
我就给他举了个例子:假如我们把地球想象成一个巨大的甜甜圈,而卫星就是绕着这个甜甜圈飞的小蜜蜂。
小蜜蜂要想稳定地飞,就得满足一定的条件,这些条件就可以用我们的天体公式来描述。
再来说说天体运动中的线速度公式v = √(GM / r),角速度公式ω = √(GM / r³),周期公式T = 2π √(r³ / GM)。
这些公式看似复杂,其实只要理解了它们背后的物理意义,就会发现也没那么难。
比如说周期公式,我们可以想象成卫星绕着地球转一圈所需要的时间,就像我们跑一圈操场需要一定的时间一样。
在解题的时候,一定要先分析清楚题目中的条件,看看是求线速度、角速度还是周期,然后再选择合适的公式。
可别一看到题目就乱套公式,那样很容易出错的。
总之,天体公式虽然有点多,但只要多做几道题,多琢磨琢磨,就一定能掌握好。
天体测量知识点总结地球测量是天体测量的一部分,主要包括地球形状、地球的质心位置、重力场等方面。
在地球测量领域,最基本的问题是求解地球的形状。
地球的形状可由三维地球与二维地球进行区分。
球面上的几何应用于地球的形状,使地球在一定纬度的形状基本为球形。
本文主要讨论三维地球的形状,分别介绍了获取地球形状的方法和相关的数学推导。
除地球测量外,还有星体测量和天文测量。
通过天文测量,可以获取天体的大小、质量、距离等重要数据。
在星体测量领域,最基本的问题是获取恒星与地球之间的距离。
本文主要讨论天文测量中获取恒星与地球之间的距离的方法和相关的数学推导。
1、地球测量1.1 地球的形状地球并不是一个完美的球体,而是一个略微扁平的椭球体。
根据地球的形状,又可分为理想地球和真实地球两种。
理想地球是一个使用球面几何的球体,真实地球则是一个使用椭球几何的椭球体。
在地球形状的测量中,通常使用椭球体模型进行研究。
地球的椭球形状可以通过椭球面方程来描述。
椭球面上一点的方程为:\[x^2/a^2 + y^2/b^2 + z^2/c^2 = 1\]其中a、b、c为椭球体的半长轴、半短轴和半焦距。
地球的椭球体形状可通过三种方法获取:地球重力场测量法、地球形状观测法和地球地形观测法。
地球重力场测量法是通过测量地球重力场的形状来获取地球形状的方法。
地球形状观测法是通过观测地球表面的轨迹、高度、形状等参数来获取地球形状的方法。
地球地形观测法是通过获取地球的地形参数来获取地球形状的方法。
1.2 地球的质心位置地球的质心位置是地球测量中一个重要的参数。
地球的质心位置可通过地球的地貌、地形、地壳构造、地球的地下物质等参数来获取。
地球的质心位置通常位于地球的地壳之下,并且与地球的形状、地球的内部结构等有密切的关系。
地球的质心位置可通过天体测量、地球物理观测、地球地质测量等方法来获取。
其中,天体测量是通过观测天体的位置、形态、运动等参数来获取地球的质心位置。
主要内容:航海六分仪结构、航海六分仪的检查与校正、六分仪观测天体的方法§4—4求天体真高度教学要求:掌握航海六分仪的检查与校正、六分仪观测天体高度的方法。
教学重点:1. 影响观测高度的因素;2. 六分仪观测天体高度的方法课时安排:10学时三、天体观测高度的改正1.太阳:需修正蒙气差、眼高差、视差、半径差;2.金星、火星:需修正蒙气差、眼高差、视差;3.木星、土星及恒星:需修正蒙气差、眼高差;天津理工大学本科教学教案第 1、2 周,第2、3、1次课章节名称:第二篇第四章§4—4求天体真高度实验6学时主要内容:航海六分仪结构、航海六分仪的检查与校正、六分仪观测天体的方法天津理工大学本科教学教案第 2 周,第 2 次课章节名称:第二篇第四章§4—5天文船位线主要内容:航海六分仪结构、航海六分仪的检查与校正、六分仪观测天体的方法§4—5天文船位线教学要求:掌握高度差法;掌握太阳、行星和恒星船位线。
教学重点:1. 高度差法原理;2. 观测太阳中天高度求纬度课时安排:8学时一、高度差法1. 高度差法原理D h=h0- h C A C2. 高度差法作图规则(1)h t- h C>0时计算点在天文船位圆之外(2)h t- h C<0时计算点在天文船位圆之内(3)h t- h C=0时计算点在天文船位圆之上3.高度差法的特点(1)选择计算点的有限任意性(2)船位线的近似性天津理工大学本科教学教案第 2 周,第 3 次课章节名称:第二篇第四章§4—5天文船位线主要内容:太阳、行星和恒星船位线二、太阳、行星和恒星船位线1.求太阳和行星船位线 2.求恒星船位线 3.画天文船位线天津理工大学本科教学教案第 3 周,第 1 次课章节名称:第二篇第四章§4—5天文船位线主要内容:观测太阳中天高度求纬度三、观测太阳中天高度求纬度1.观测太阳中天高度求纬度的原理此时:LHA=0°,H=90°-Z 即:2.预求太阳中天区时天津理工大学本科教学教案第 3 周,第2 次课章节名称:第二篇第四章§4—5天文船位线主要内容:观测北极星高度求纬度四、观测北极星高度求纬度1.观测北极星高度求纬度的原理φ0=h t+Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ英版:φ0=h t+Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ-1°2.观测北极星求纬度的条件在北纬15°-60°的海域内可观测北极星高度求纬度。