Tìm hiểu thiên văn hàng hải

THIÊN VĂN HÀNG HẢI Câu 1: Các hệ tọa độ thiên cầu 1) Hệ tọa độ chân trời Trong hệ tọa độ người ta lấy hướng hướng dây rọi, hai mặt phẳng mặt phẳng thiên kinh Z tuyến người quan sát mặt phẳng chân PN trời thật Một thiên thể hệ tọa độ C C' xác định hai đại lượng độ cao phương vị 600 h O N a) Độ cao (Alttitude=Alt) thiên thể h: S A góc tâm thiên cầu hợp mặt phẳng chân trời thật đường thẳng nối từ tâm A thiên thể với tâm thiên cầu, đo PS cung vòng thẳng đứng chứa thiên thể Z' tính từ mặt phẳng chân trời thật đến tâm thiên thể Độ cao thiên thể h biến thiên từ 0 đến 900, người ta quy ước h>0 thiên thể nằm phía đướng chân trời thật, h0, ngược lại khác tên vĩ độ δ1800 ta lấy 3600 trừ góc Tây đổi tên thành góc Đơng (360 0-tW=tE) 3) Hệ tọa độ xích đạo II Trong hệ tọa độ người ta lấy hướng PN hướng thiên trục, hai mặt phẳng C mặt phẳng thiên xích đạo mặt phẳng thiên L kinh tuyến qua điểm xuân phân γ Một thiên thể hệ tọa độ xác định đại  δ lượng:  Thiên xích đạo a) Xích vĩ γ Hồn tồn giống hệ tọa độ xích đạo I L' α Hồng b) Xích kinh α (Right Ascension RA) đạo Là giá trị cung thiên xích đạo tính từ PS điểm xuân phân γ chiều với chiều chuyển động nhìn thấy mặt trời tới thiên kinh tuyến chứa thiên thể Xích kinh α biến thiên từ 00÷ 3600 Trong thiên văn thực hành người ta cịn sử dụng đại lượng xích kinh nghịch τ (Sideral Hour Angle =SHA) giá trị cung thiên xích đạo tính từ điểm xuân phân γ chiều với góc phía W tới thiên kinh tuyến chứa thiên thể τ=3600-α Hệ tọa độ chân trời dùng để quan trắc thiên thể xác định vị trí tàu xác định số hiệu chỉnh la bàn ∆L, hệ tọa độ xích đạo I, II dùng để lập lịch thiên văn hàng hải 4) Hệ tọa độ hoàng đạo ĐÀO NGỌC TÂN - ĐKT 43 ĐH3 - 2007 THIÊN VĂN HÀNG HẢI Hoàng đạo quỹ đạo chuyển động nhìn thấy hàng năm mặt trời, vòng PN tròn lớn thiên cầu Đường thẳng qua M tâm thiên cầu vng góc với mặt phẳng L hoàng đạo gọi trục hoàng đạo, trục hoàng C đạo cắt thiên cầu hai điểm gọi cực β hoàng đạo, cực gần thiên cực bắc cực bắc Q' hoàng đạo M (hay PHN) cịn cực cực nam Q hồng đạo M’ (hay PHS) L γ Tất vòng tròn lớn qua cực  L' hoàng đạo gọi vòng vĩ độ, hệ tọa M' độ lấy hướng hướng trục hồng PS đạo, hai mặt phẳng mặt phẳng hồng đạo mặt phẳng vĩ độ qua điểm xuân phân γ Một thiên thể hệ tọa độ xác định hai đại lượng: - Vĩ độ hoàng đạo β: góc hợp đường thẳng nối từ tâm thiên thể với tâm thiên cầu mặt phẳng hoàng đạo, đo cung vĩ độ chứa thiên thể tính từ mặt phẳng hoàng đạo tới tâm thiên thể Vĩ độ hồng đạo biến thiên từ ÷ 900 mang tên N S tùy thuộc thiên thể bán cầu - Kinh độ hoàng đạo L: giá trị cung hồng đạo tính từ điểm xn phân γ chiều chuyển động mặt trời tới vòng vĩ độ chứa thiên thể Kinh độ hoàng đạo biến thiên từ 0÷ 3600 Từ định nghĩa ta thấy vĩ độ hồng đạo mặt trời ln Câu 2: Bài tốn tính góc giờ, xích vĩ thiên thể cách sử dụng lịch thiên văn 1) Tính góc điểm xuân phân γ (Giờ sao) ĐÀO NGỌC TÂN - ĐKT 43 ĐH3 - 2007 THIÊN VĂN HÀNG HẢI Tt TTK UTK T'G Giê thÕ gií i TG gần để t kiểm tra TG B γ B s¸ ng/chiỊu ±∆t γ tG ±λEW tγL NWE Chỉsố thời kếlúc quan trắc thiên thể Số hiệu chØ nh thêi kÕtrong nhËt ký thêi kÕ = TTK + U TK Tra ë b¶ng chÝnh cét Aries - đối số TG, ngày thá ng Tra bảng nội suy - ®èi sè ∆TGm,S = t Bγ + ∆t B Từ vịtrídự n hải đồ Lu ý: Góc LTV góc phía W, tính tốn kết γ >3600 trừ 3600 giữ nguyên tên, tTD >1800 muốn đổi tên γ lấy 3600-tTD đổi tên 2) Tính góc xích vĩ định tinh (sao) T t E W N T'G TTK UTK TG tγB ±∆tγB tG EW tL Tra bảng sao, đối số: tên sao, ngày thá ng quan sá t * t*L Tra bảng sao, đối số: tên sao, ngày thá ng quan sá t δ* 3) Tính góc giờ, xích vĩ mặt Trời, mặt Trăng hành tinh T t E W N T'G TTK UTK TG tB +∆t1 +∆t2 tG ±λEW tL ∆' (v) ∆ (d) δB ±∆δ δ Tra bảng - đối số: TGchẵn, ngày thá ng Tra bảng nội suy - đối số TGm,S Tra bảng nội suy - đối số TGm,S (v) Lấy hải đồ từ vịtrídự n Tra bảng - đối số: TGchẵn, ngày thá ng Tra bảng - đối số: TGchẵn, ngày thá ng Tra bảng - đối số: TGchẵn, ngày thá ng Tra bảng nội suy - đối số TGm vµ ∆ (d) ĐÀO NGỌC TÂN - ĐKT 43 ĐH3 - 2007 THIÊN VĂN HÀNG HẢI quan sát TG → LTV → δ, tG (±λ C) → δ, tL ϕC từ vị trí dự đốn MC(ϕC, λC) tính AC Tính K1 phương pháp kinh độ thay ϕC vào phương trình: sinh S = sin ϕ sin δ + cos ϕ cos δ cos( tG ± λ1 ) Sau dựng đường vị trí sau: Từ điểm K1(ϕC, λ1) kẻ phương vị AC, dựng đường vng góc với AC K1 đường vị trí I-I Bằng cách làm tương tự quan sát thiên thể thứ ta đ ường vị trí II-II, giao chúng cho ta vị trí tàu xác định M0 d) Phương pháp Saint - Hilaire Năm 1875 hải viên người Pháp Saint - Hilaire đề xướng phương pháp vẽ đường cao vị trí từ vị trí dự đốn, phương pháp hoàn thiện chấp nhận đến I a ngày Giả sử thời điểm quan sát T người quan sát đứng vị trí M 0(ϕ0, λ0) AC k đo độ cao thiên thể, sau hiệu chỉnh ZS độ cao thực hS tính bán kính vịng đẳng cao ZS = 900 - hS MC ZC I Đồng thời thời điểm vị trí dự đốn MC(ϕC, λC) theo giới lúc quan sát tra vào LTV δ, tG thiên I a thể, với thông số δ, tL, ϕC công k thức hay bảng tốn người ta tính độ cao dự đốn hC, phương vị dự đoán AC AC tính bán kính vịng đẳng cao dự đốn ZC = 900 - hC MC I Xác định cực chiếu sáng a thiên thể hải đồ với tạo độ (ϕC = δ, λC = tG) lấy cực chiếu sáng a làm tâm vẽ vịng đẳng cao bán kính Z C qua vị trí dự đốn MC; vịng đẳng cao bán kính ZS qua vị trí thực M0 cách vòng đẳng cao ZC đoạn: ∆h = Z C − Z S = 900 − hC − 900 − hS ( ) ( ) = hS − hC Rõ ràng đường thẳng MCa (hay đường AC vng góc đồng thời với vịng đẳng cao ZC ZS Do vậy, giao điểm K vòng đẳng cao ZS với phương vị AC dựng đường thẳng tiếp tuyến với vịng đẳng cao ZS đường cao vị trí vng góc với AC ĐÀO NGỌC TÂN - ĐKT 43 ĐH3 - 2007 20 THIÊN VĂN HÀNG HẢI Quan phân tích người ta dựng đường cao vị trí sau: Tại vị trí dự đốn MC kẻ phương vị AC thiên thể, từ MC đặt đoạn ∆h = hS - hC (tính hải lý) xác định điểm K A C, qua K dựng đường thẳng vng góc với AC cho ta đường vị trí I-I Đối với thiên thể thứ làm hoàn toàn tương tự đường vị trí IIII, giao điểm đường vị trí vị trí tàu M0 ĐÀO NGỌC TÂN - ĐKT 43 ĐH3 - 2007 21 ... để lập lịch thiên văn hàng hải 4) Hệ tọa độ hoàng đạo ĐÀO NGỌC TÂN - ĐKT 43 ĐH3 - 2007 THIÊN VĂN HÀNG HẢI Hoàng đạo quỹ đạo chuyển động nhìn thấy hàng năm mặt trời, vịng PN trịn lớn thiên cầu Đường... ĐKT 43 ĐH3 - 2007 THIÊN VĂN HÀNG HẢI b) Góc t (Hour Angle=HA) Góc thiên thể giá trị cung thiên xích đạo tính từ kinh tuyến thượng người quan sát phía Tây thiên kinh tuyến chứa thiên thể Góc gọi... đại lượng xích vĩ, thiên văn hàng hải cịn sử dụng đại lượng cực cự ∆=900-δ giá trị cung thiên kinh tuyến chứa thiên thể tính từ cực thượng tới tâm thiên thể Cực cự ∆ biến thiên từ 00÷ 1800 ĐÀO