Part I. Położenie obserwatora na powierzchni Ziemi. Astronomia sferyczna Wykład 5: WSPÓŁRZEDNE GEOCENTRYCZNE Przejście topo- geocentrum i odwrotnie

Podobne dokumenty
Wędrówki między układami współrzędnych

Ruchy planet. Wykład 29 listopada 2005 roku

Wyznaczanie długości i szerokości geograficznej z obserwacji astronomicznych.

Fizyka i Chemia Ziemi

Wyznaczanie długości i szerokości geograficznej z obserwacji astronomicznych.

Pozorne orbity planet Z notatek prof. Antoniego Opolskiego. Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny UWr Zakład Fizyki Słońca CBK PAN

Obliczanie pozycji obiektu na podstawie znanych elementów orbity. Rysunek: Elementy orbity: rozmiar wielkiej półosi, mimośród, nachylenie

Wstęp do astrofizyki I

Sztuczny satelita Ziemi. Ruch w polu grawitacyjnym

wersja

Geodezja fizyczna. Potencjał normalny. Potencjał zakłócajacy. Dr inż. Liliana Bujkiewicz. 8 listopada 2018

Wykład 2 - zagadnienie dwóch ciał (od praw Keplera do prawa powszechnego ciążenia i z powrotem..)

Układy współrzędnych

LX Olimpiada Astronomiczna 2016/2017 Zadania z zawodów III stopnia. S= L 4π r L

Gdzie się znajdujemy na Ziemi i w Kosmosie

Układy współrzędnych równikowych

Fizyka i Chemia Ziemi

Układy współrzędnych równikowych

3. KINEMATYKA Kinematyka jest częścią mechaniki, która zajmuje się opisem ruchu ciał bez wnikania w jego przyczyny. Oznacza to, że nie interesuje nas

Geodezja fizyczna i geodynamika

Wykład 5 - całki ruchu zagadnienia n ciał i perturbacje ruchu keplerowskiego

Sprawdzian 2. Fizyka Świat fizyki. Astronomia. Sprawdziany podsumowujące. sin = 0,0166 cos = 0,9999 tg = 0,01659 ctg = 60,3058

Geodezja fizyczna i geodynamika

OPIS MODUŁ KSZTAŁCENIA (SYLABUS)

Piotr Brych Wzajemne zakrycia planet Układu Słonecznego

Zadanie na egzamin 2011

Wykład 1. Wprowadzenie do przedmiotu. Powierzchnia odniesienia w pomiarach inżynierskich.

Dyfrakcja to zdolność fali do uginania się na krawędziach przeszkód. Dyfrakcja światła stanowi dowód na to, że światło ma charakter falowy.

Przykładowe zagadnienia.

ZAŁĄCZNIK IV. Obliczanie rotacji / translacji obrazów.

Ziemia jako planeta w Układzie Słonecznym

LIV Olimpiada Astronomiczna 2010 / 2011 Zawody III stopnia

Podstawy fizyki sezon 1 VII. Pole grawitacyjne*

14 POLE GRAWITACYJNE. Włodzimierz Wolczyński. Wzór Newtona. G- stała grawitacji 6, Natężenie pola grawitacyjnego.

Przykładowe zagadnienia.

MECHANIKA 2 KINEMATYKA. Wykład Nr 5 RUCH KULISTY I RUCH OGÓLNY BRYŁY. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Wektory, układ współrzędnych

( W.Ogłoza, Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie, Pracownia Astronomiczna)

Odległość mierzy się zerami

Rotacja. W układzie związanym z planetą: siła odśrodkowa i siła Coroilisa. Potencjał efektywny w najprostszym przypadku (przybliżenie Roche a):

4π 2 M = E e sin E G neu = sin z. i cos A i sin z i sin A i cos z i 1

Satelity Ziemi. Ruch w polu grawitacyjnym. dr inż. Stefan Jankowski

Egzamin maturalny z fizyki i astronomii 5 Poziom podstawowy

Tomasz Ściężor. Almanach Astronomiczny na rok 2012

Grawitacja i astronomia, zakres podstawowy test wiedzy i kompetencji ZADANIA ZAMKNIĘTE

Grawitacja - powtórka

Podstawy geodezji. dr inż. Stefan Jankowski

Konkurs Astronomiczny Astrolabium IV Edycja 26 kwietnia 2017 roku Klasy I III Gimnazjum Test Konkursowy

Zadania do testu Wszechświat i Ziemia

Geodezja fizyczna i geodynamika

Układ współrzędnych dwu trój Wykład 2 "Układ współrzędnych, system i układ odniesienia"

Fizyka 1(mechanika) AF14. Wykład 5

b. Ziemia w Układzie Słonecznym sprawdzian wiadomości

W poszukiwaniu nowej Ziemi. Andrzej Udalski Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego

Rok akademicki: 2030/2031 Kod: DGK n Punkty ECTS: 6. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

FIZYKA-egzamin opracowanie pozostałych pytań

Krzywe stożkowe Lekcja II: Okrąg i jego opis w różnych układach współrzędnych

Krzywe stożkowe Lekcja V: Elipsa

Kontrola wiadomości Grawitacja i elementy astronomii

MECHANIKA II. Dynamika ruchu obrotowego bryły sztywnej

Wenus na tle Słońca. Sylwester Kołomański Tomasz Mrozek. Instytut Astronomiczny Uniwersytetu Wrocławskiego

24 godziny 23 godziny 56 minut 4 sekundy

Przykład testu z astronomicznych podsatw geografii Uzupełnić puste pola : Wybarć własciwe odpowiedzi a,b,c,d,e... (moŝe byc kilka poprawnych!!

pobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego zadania fizyka, wzory fizyka, matura fizyka

Praca. Siły zachowawcze i niezachowawcze. Pole Grawitacyjne.

Bryła sztywna. Wstęp do Fizyki I (B+C) Wykład XXI:

Równania dla potencjałów zależnych od czasu

UKŁADY GEODEZYJNE I KARTOGRAFICZNE

Analiza danych. 7 th International Olympiad on Astronomy & Astrophysics 27 July 5 August 2013, Volos Greece. Zadanie 1.

MECHANIKA OGÓLNA (II)

Tomasz Ściężor. Almanach Astronomiczny na rok 2014

VII.1 Pojęcia podstawowe.

Fizyka i Chemia Ziemi

Teoria ruchu Księżyca

Spis treści PRZEDMOWA DO WYDANIA PIERWSZEGO...

Promieniowanie dipolowe

Bryła sztywna. Fizyka I (B+C) Wykład XXIII: Przypomnienie: statyka

ROZDZIAŁ 1. NAWIGACJA MORSKA, WSPÓŁRZĘDNE GEOGRAFICZNE, ZBOCZENIE NAWIGACYJNE. KIERUNEK NA MORZU.

Rozwiązania przykładowych zadań

Zagadnienie dwóch ciał

14-TYP-2015 POWTÓRKA PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII ROZSZERZONY

14R2 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - II POZIOM ROZSZERZONY

Astronomia. Wykład II. Waldemar Ogłoza. Wykład dla studentów fizyki. > dla studentów > zajęcia W.Ogłozy

Tomasz Ściężor. Almanach Astronomiczny na rok 2013

Ruch pod wpływem sił zachowawczych

Prawda/Fałsz. Klucz odpowiedzi. Uwaga: Akceptowane są wszystkie odpowiedzi merytorycznie poprawne i spełniające warunki zadania. Zad 1.

Prawo powszechnego ciążenia, siła grawitacyjna, pole grawitacyjna

Sprawdzian Na rysunku przedstawiono siłę, którą kula o masie m przyciąga kulę o masie 2m.

Ćwiczenie M-2 Pomiar przyśpieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego Cel ćwiczenia: II. Przyrządy: III. Literatura: IV. Wstęp. l Rys.

PROPOZYCJA ĆWICZEŃ OBSERWACYJNYCH Z ASTRONOMII DO PRZEPROWADZENIA W OBSERWATORIUM ASTRONOMICZNYM INSTYTUTU FIZYKI UR DLA UCZESTNIKÓW PROJEKTU FENIKS

Ruch obrotowy bryły sztywnej. Bryła sztywna - ciało, w którym odległości między poszczególnymi punktami ciała są stałe

MECHANIKA 2. Wykład Nr 3 KINEMATYKA. Temat RUCH PŁASKI BRYŁY MATERIALNEJ. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

JAK MATEMATYKA POZWALA OPISYWAĆ WSZECHŚWIAT. 1 Leszek Błaszkiewicz

KARTA MODUŁU / KARTA PRZEDMIOTU A. USYTUOWANIE MODUŁU W SYSTEMIE STUDIÓW B. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA PRZEDMIOTU

MECHANIKA 2 RUCH POSTĘPOWY I OBROTOWY CIAŁA SZTYWNEGO. Wykład Nr 2. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Ruch obrotowy i orbitalny Ziemi

Uogólniony model układu planetarnego

ASTRONOMIA Klasa Ia Rok szkolny 2012/2013

MECHANIKA 2. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

PODRĘCZNA INSTRUKCJA ASTRO-EXCELA

Transkrypt:

Astronomia sferyczna Wykład 5: WPÓŁRZEDNE GEOENTRYZNE Przejście topo- geocentrum i odwrotnie Tadeusz Jan Jopek Part I Instytut Obserwatorium Astronomiczne, UAM emestr II (Uaktualniono 5.04.03) Przybliżenia kształtu Ziemi Modelowanie kształtu Ziemi Elipsoida obrotowa zerokość astronomiczna, geodezyjna i geocentryczna obserwatora Położenie geocentryczne obserwatora Kula, elipsoida, geoida chematyczny przebieg geoidy Kula 9 m Elipsoida b a=6738 km 6 m 08 m a b=3. km Rzeczywisty kształt bryły ziemskiej jest bardzo skomplikowany i nie daje się opisać prosta zależnościa funkcyjna. Powierzchnie ekwipotencjalne Linia pionu P Powierzchnia ladu H Poziom morza N Elipsoida Dno oceanu określa się w oparciu o średni poziom oceanu będacego w grawitacyjnej równowadze i pokrywajacego się z powierzchnia ekwipotencjalna obserwowanej siły ciażenia. W potencjale, poza grawitacyjnymi, uwzględnia się wyrazy reprezentujace siły odśrodkowe będace efektem ziemskiej rotacji wokół osi. Powierzchnię ekwipotencjalna pokrywajac a powierzchnię oceanu i rozciagnięt a pod masami ladowymi nazywamy geoida. Na geoidzie kierunek lokalnej siły ciażenia jest wszędzie normalny do jej powierzchni. Ziemska elipsoida odniesienia Elipsoidy odniesienia posiada liczne, w porównaniu do jej rozmiarów niewielkie nieregularności i dlatego można ja stosunkowo dokładnie przybliżyć elipsoida obrotowa o osi obrotu pokrywajacej się z osia rotacji Ziemi. Parametry elipsoidy: równikowy promień a oraz spłaszczenie biegunowe f, określaja tzw. standardowy sferoid wykorzystywany do celów astronomicznych i geodezyjnych. Południkowy przekrój elipsoidy ma równanie: x a + z a ( f ) = () Decyzja Międzynarodowej Unii Astronomicznej (MUA) z 976 roku, jako standardowy przyjęto sferoid o parametrach: a = 6378.40 [km], f = 0.003358 = /98.57 a promień równikowy (półoś wielka), c półoś mała, f spłaszczenie ziemskiej elipsoidy zwiazane sa równaniem c = a( f ). Table: Historia. Elipsoidy odniesienia: a półoś wielka, f spłaszczenie Elipsoida a [m] /f Airy (830) 6 377 563 99.33 Everest (830) 6 377 76.3 300.80 Bessel (84) 6 377 397. 99.5 larke (866) 6 378 06.4 94.98 larke (880) 6 378 49. 93.47 Hayford (94) 6 378 388 97 Krasovsky (940) 6 378 45 98.3 IAU (968) 6 378 60 98.5 WG 7 (97) 6 378 35 98.6 IAU (976) 6 378 40 98.57 GR 80 (980) 6 378 37 98.6 WG 84 (984) 6 378 37 98.57 IER (989) 6 378 36 98.57 Więcej informacji - knyknij TUTAJ.

00 0 00 0 00 000 0 0 0 00 0 00 zerokość astronomiczna, geodezyjna i geocentryczna Zwiazki pomiędzy współrzędnymi geodezyjnymi i geocentrycznymi Elipsoida normalna do elipsoidy kierunek do geocentrum kierunek pionu O ZA ZG ZG Wyróżniamy trzy definicje zenitu miejsca obserwacji O. Kierunek pionu definiuje zenit astronomiczny ZA. Kierunek ku środkowi masy Ziemi definiuje zenit geocentryczny ZG. Przecięcie sfery półprosta normalna do elipsoidy odniesienia definiuje zenit geodezyjny ZG. Kierunki na zenit geodezyjny ZG i zenit geocentryczny ZG leża w płaszczyźnie tego samego południka. Zenit astronomiczny ZA nie musi leżeć w tej płaszczyźnie. W oparciu o każdy z tych kierunków definiujemy trzy różne szerokości obserwatora O (szerokość to kat jaki kierunek na zenit tworzy z płaszczyzna równika ziemskiego): szerokość geodezyjna, szerokość geocentryczna i szerokość astronomiczna. gdzie y b Zenit geodezyjny Zenit geocentryczny 00 ν 0 O OO =h O=ρ O ρ φ φ Q a x ρ cos φ = a cos φ ( + h/a) ρ sin φ = a sin φ ( + h/a) = [cos φ + ( f ) sin φ] / Dla obserwatora O dane sa współrzędne geocentryczne ρ, φ, λ. Odpowiadaja im współrzędne geodezyjne φ, λ, h. Długości lambda sa identyczne w obu zestawach wspołrzędnych. Natomiast współrzedne geodezyjne ρ, φ i h wiaż a się z współrzędnymi ρ, φ geocentrycznymi za pomoca: = ( f ) ρ odległość geocentryczna obserwatora, h jego wysokość nad ziemska elipsoida, a, f półoś wielka, spłaszczenie elipsoidy. () Part II 3 Przemieszczenie obserwatora paralaksa geocentryczna (dobowa) Paralaksa horyzontalna Paralaksa horyzontalna zastosowanie Klasyfikacja planet Konfiguracje planet Względne rozmiary orbit planet Rozmiary orbit planet w metrach Jednostka astronomiczna (dobowa) Paralaksa horyzontalna O z ρ z Z r r p Przemieszczenie z do O pociaga powiększenie obserwowanej odległości zenitalnej z obiektu o kat p bez wpływu na jego azymut. p to kat O rozpięty na promieniu łacz acym środek masy Ziemi i obserwatora. z = z + p (3) Z O z ρ z r p r Definicja Paralaksa horyzontalna (kat P), stanowi standaryzację paralaksy geocentrycznej. Odpowiada paralaksie obiektu obserwowanego na horyzoncie obserwatora O znajdujacego się w odległości ρ = a od środka Ziemi. z = z + P = 90 (5) Z trójkata O z wzoru sinusów dostaniemy sin p = ρ r sin z = ρ sin z (4) r Paralaksa zależy od odległości zenitalnej obiektu, zatem potrzebna jest standaryzacja. Dla z = 90, wzór (4) przechodzi w postać (a promień równikowy ziemskiej elipsoidy) sin P = a r Dla a = sinus paralaksy horyzontalnej jest równy odwrotności odległości obiektu od geocentrum. (6) Paralaksa horyzontalna - zastosowanie Jak wyznaczyć rozmiary Układu łonecznego? Wzór (6) możemy wykorzystać do modyfikacji wzoru (4): sin p = ρ a sin P sin z (7) Paralaksy horyzontalne P stosowane sa zamiast geocentrycznej odległości r obiektu. Jednak pamiętajmy, że w Układzie łonecznym wartości paralaks horyzontalnych planet..., ze względu na ich ruch orbitalny nie sa stałe. Np. dla Księżyca paralaksa horyzontalna oscyluje pomiędzy 54 6. Dlatego Międzynarodowa Unia Astronomiczna rekomenduje średnie wartości paralaks i dla Księżyca zaleca wartość P 0 podana w 983 roku przez Murray a sin P 0 = 34.485 sin co jest równoważne P 0 = 57 0. 6050 (8) Paralaksy geocentryczne planet sa mniejsze. Dla aturna wynosi ona około, dla Wenus waha się w granicach 5 34. Dla obiektu znajdujacego się na odległości AU, paralaksa nosi nazwę paralaksy słonecznej. Jest ona bardzo bliska średniej paralaksy prawdziwego łońca. Trzecie prawo Keplera k (M + m p) 4π = T p /a 3 p const (9) gdzie: k stała grawitacji, a p półoś orbity planety, T p orbitalny okres obiegu planety, M p masa planety, M masa łońca. Pozycyjne obserwacje w długich interwałach czasu pozwalaja dokładnie wyznaczyć okres orbitalny. Wówczas z prawa Keplera zastosowanego do dwóch planet daje się obliczyć względne rozmiary orbit planet. Aby wyznaczyć rozmiary absolutne (np. w metrach) trzeba znać wartość stałej k, ta zaś w czasach Keplera nie była znana. A zatem, można skonstruować model Układu łonecznego w pewnej skali, jednak by był to model w metrach konieczny jest pomiar obległości (paralaksy) choćby do jednej planety.

Klasyfikacja planet Konfiguracje planet Określenia Planety dolne: Merkury, Wenus. Planety górne: Mars, Jowisz, aturn, Uran, Neptun. Określenia Opozycja -E-J Jowisz w opozycji ze łońcem, E Ziemia. Kwadratura -E-J kwadratura zachodnia, -E-J 5 kwadratura wschodnia. Koniunkcja -E-V koniunkcja dolna, Venus -E-V 3 koniunkcja górna, -E-J 3 koniunkcja górna. Elongacja -E-V elongacja maksymalna, -E-J 4 elongacja Jowisza. Maksymalna elongacja a względne rozmiary orbit planet Dla Wenus w momencie maksymalnej elongacji mamy: M Eros V E = sin(ve) Z W 0 Jeśli odległość Ziemi od łońca E =, to odległość Wenus od łońca wynosi: γ V = sin(ve) V w jednostkach promienia orbity Ziemi. M W Z W oparciu o koniunkcje dolne Wenus? Figure: Koniunkcja dolna Wenus, styczeń 4. W oparciu o koniunkcje dolne Wenus? W oparciu o obserwacje tranzytu Wenus przed tarcza łońca? ( c gjscheffer@solcon.nl) Opozycje Marsa ze łońcem M Eros Z W 0 γ M W Z W oparciu o obserwacje Marsa w momencie jego opozycji ze łońcem? Rozmiary katowe Marsa wyraźnie zmieniaja się w momentach jego opozycji. Jednak nie wystarcza to dokładnego wyznaczenia jego paralaksy.

Kampania obserwacyjna Erosa M Eros Z W 0 γ M W Z Pod koniec XIX wieku odkryto planetkę Eros. Orbita Erosa zbliża się do orbity Ziemi na odległość 0.6 AU. Dzięki obserwacjom Erosa dokonano rewizji rozmiarów Układu Planetarnego. Misja Near do planetki 433 Eros Paralaksa słoneczna W roku 959, w warunkach koniunkcji Wenus ze łońcem zmierzono odległości do planety technika radarowa. W rezultacie wyznaczono paralaksę słoneczna: P 0 = 8.79448 która pozwoliła na udokładnienie wartości jednostki astronomicznej: [JA] =.49597870 0 [m] Jednostka astronomiczna Obecnie jednostki astronomicznej nie definiuje się w oparciu o średnia wartość półosi orbity Ziemi. Ta zmienia się w wyniku perturbacji planetarnych. Definicja oparta jest o stała grawitacyjna k tzw. stała Gaussa, k = 0.70009895 [JA 3/ doba M / która przetrwała zmiany systemu stałych i nie wydaje się by miało być inaczej w przyszłości. Dla podanej wyżej wartości stałej k jednostkę astronomiczna definiuje się jako długość wielkiej półosi a p w równaniu: k 4π = T p /a 3 p const której odpowiada okres obiegu T p jednego roku wyrażony w dobach. Part III Wpływ paralaksy i aberracji Wpływ paralaksy na współrzęne równikowe α, δ. 4 Paralaksa dobowa we współrzędnych równikowych Paralaksa dobowa przykład. P 90 φ t 90 δ Z z X X Horyzont W formułach na małe przesunięcie, punktem o współrzędnych α 0, δ 0 będzie zenit, czyli α 0 = G M a δ 0 = φ, gdzie G M czas gwiazdowy, φ geocentryczna szerokość obserwatora. Zatem α α 0 = H = t, oraz k = ρ r, gdzie ρ, r geocentryczna odległość obserwatora i obiektu, odpowiednio. 5 Wpływ ruchu wirowego obserwatora Poprawki paralaktyczne w α, δ Podstawiajac prawe strony wyrażeń na k i (α α 0) do formuł na małe przesunięcie uzyskamy: dα = α α = ρ r cos φ sin t sec δ dδ = δ δ = ρ r (cos φ cos t sin δ sin φ cos δ) (0)

Formuły przybliżone i formuły dokładne Paralaksa Księżyca () Formuły (0) sa przybliżone (pierwszy rzad ze względu na (ρ/r)), dlatego nie należy ich używać w przypadku Księżyca czy też sztucznych satelitów Ziemi. Nadaja się dla pozostałych ciał niebieskich o ile ciała te nie znajduja się zbyt blisko Ziemi. Dla obiektów bardzo dalekich należacych do Dysku Kuipera, paralaksy geocentryczne sa bardzo małe i w formułach (0) nie ma potrzeby rozróżnienia pomiędzy szerokościami geodezyjna i geocentryczna, a jako ρ można do wzorów podstawić wartość a równikowego promienia Ziemi. Formuły przybliżone należy stosować z rozwaga, a w sytuacjach watpliwych konieczne jest podejście dokłade. Mianowicie, niech r i R będa geocentrycznymi wektorami położenia obiektu i obserwatora O. Wówczas wektor r od obserwatora do obiektu dany jest jako różnica r = r R () Wektor R położenia obserwatora na powierzchni Ziemi jest to wektor o długości ρ skierowany na geocentryczny zenit obserwatora. We współrzędnych równikowych ma on składowe R = ρ(cos φ cos T, cos φ sin T, sin φ ) () gdzie T jest miejscowym czasem gwiazdowym w momencie obserwacji. Dla Księżyca, na moment obserwacji z rocznika astronomicznego bierzemy jego współrzędne równikowe geocentryczne (α, δ) oraz paralaksę horyzontalna P. Wówczas korzystajac z równania (6) możemy obliczyć geocentryczna odległość Księżyca r = a csc P gdzie a jest średnim promieniem równikowym Ziemi. Gocentryczny wektor położenia Księżyca ma zatem składowe r = a csc P(cos δ cos α, cos δ sin α, sin δ) (3) Paralaksa Księżyca () Paralaksa sztucznego satelity Ziemi () Niech (x, y, z ) będa składowymi wektora r, opisujacego obserwowane położenie Księżyca. Odpowiadajace im współrzędne sferyczne oznaczymy przez (α, δ ). Równanie () w wersji skalarnej będzie wówczas dane jako układ x = r cos δ cos α = a csc P cos δ cos α ρ cos φ cos T y = r cos δ sin α = a csc P cos δ sin α ρ cos φ sin T z = r sin δ = a csc P sin δ ρ sin φ (4) Dysponujac składowymi (x, y, z ) łatwo obliczymy (α, δ ) α = arctan(y /x ) δ = arctan(z / (x + y ) (5) Przykład. W stacji o szerokości geodezyjnej 39 4 48 dokonano obserwacji sztucznego satelity Ziemi zarówno radiowo jak i optycznie. Wysokość stacji wynosi 456 metrów nad poziomem morza. Z obserwacji otrzymano następujace równikowe współrzędne satelity: r = 735.87 km α = 7 h m 9 s δ = 4 T = 9 h 7 m 34 s gdzie T miejscowy czas gwiazdowy momentu obserwacji. Oblicz geocentryczne miejsce i odległość satelity. Równanie (5) wymaga pewnej ostrożności podczas normowania rektascensji do odpowiedniej ćwiartki. Paralaksa sztucznego satelity Ziemi () Paralaksa sztucznego satelity Ziemi (3) Rozwiazanie wymaga kilku kroków.. Należy obliczyć składowe wektora R położenia obserwatora na moment obserwacji. W tym celu przyjmujemy a = 6378.4 km, f = 3.358 0 3 oraz zamieniamy wartości katowe φ = 39 ọ 733, T = 39 ọ 397. Kolejno obliczamy: h/a = 7.5 0 5 (φ) =.03693 (f ) = 0.9946658 ρ cos φ = 493.459 [km] ρ sin φ = 4053.845 [km] W oparciu o te wielkości za pomoca równań () obliczamy składowe wektora położenia obserwatora na moment obserwacji T. R = ( 3730.83, 398.095, 4053.845). Wykorzystujac obserwacje satelity obliczamy składowe wektora r r = 735.87 [km] α = 08.079 δ =.7058 r = ( 500.498, 533.6, 64.997) 3. Wobec () geocentryczny wektor r ma składowe r = r + R = ( 430.68, 473.57, 34.849) [km] 4. Po przejściu do współrzędnych sferycznych, na moment T mamy geocentryczne współrzędne sferyczne satelity (r, α, δ): r = 705.843 α = 8 h 47 m 3 s δ = 8 5 38 Paralaksa sztucznego satelity Ziemi (4) Porównajmy wartości topocentryczne współrzędnych położenia tego satelity: Miejsce topocentryczne Miejsce geocentryczne r = 735.87 km α = 7 h m 9 s δ = 4 r = 705.843 km α = 8 h 47 m 3 s δ = 8 5 38 we współrzędnych równikowych Założenia, formuły ρ, φ, λ położenie obserwatora na powierzchni Ziemi, ω katowa szybkość wirowania Ziemi, stad liniowa szybkość obserwatora wynosi V = ρω cos φ, wektor prędkości obserwatora n skierowany jest na punkt o współrzędnych α 0, δ 0, czyli α 0 = G M + 6 h δ 0 = 0 z powodu aberracji dobowej, położenie gwiazdy określone za pomoca α, δ lub s, ulegnie zmianie o przyrosty: ds = (V /c) s (s n) dα = α α = (ρω cos φ /c) sec δ cos t dδ = δ δ = (ρω cos φ /c) sin δ sin t gdzie podstawiono (α 0 α) = t, natomiast c jest szybkościa światła. (6)

, uwagi Poprawki (6) na aberrację dobowa nie zależa od odległości obiektu. Aby otrzymać współrzędne geocentryczne trzeba jeszcze dokonać transformacji uwzględniajacej wpływ paralaksy geocentrycznej. Gdy paralaksa i aberracja sa małe porzadek uwzględnienia poprawek nie jest istotny. Dla dużej paralaksy, a natura rei, trzeba aberrację usuwać przed zastosowaniem ścisłych formuł na paralaksę geocentryczna. Wpływy relatywistyczne moga być pominięte ze względu na niewielki stosunek V /c dla aberacji dobowej. Pominięcie relatywistycznego efektu odchylenia światła δψ w polu grawitacyjnym Ziemi wymaga dalszego uzasadnienia. Odchylenie to nie przekracza m/a radianów, gdzie m jest połowa chwarzschildowskiego promienia Ziemi. Ponieważ m = GM /c = 4.4 [mm] (7) gdzie G stała grawitacji, M masa Ziemi, a promień Ziemi. tad δψ = m/a < 0. 0003 (8) co usprawiedliwia pominięcie wpływu grawitacji na kierunak propagacji światła w pobliżu Ziemi. Figure: Kształt goidy WG-84/EGM96 względem elipsoidy odniesienia. Klor niebieski, purpurowy oznacza depresje (do -07m), kolor czerwony wzniesienia (do 85 m) nad elopsoida. [http://www.unavco.org/edu_outreach/tutorial/geoidcorr.html] Poczatek wykładu