Определение географической широты по астрономическим наблюдениям

При составлении географических и топографических карт, прокладке дорог и магистралей, разведке залежей полезных ископаемых и в ряде других случаев необходимо знать географические координаты местности. Эту задачу можно решить с помощью астрономических наблюдений. Рассмотрим три способа.

Первый способ

Определить географическую широту можно из наблюдения Полярной звезды. Если считать, что Полярная звезда указывает Северный полюс мира, то приближенно высота Полярной звезды над горизонтом дает нам географическую широту места наблюдения. Если измерить высоту Полярной звезды в верхней и нижней кульминациях, то получим более точное значение широты места наблюдения: \[φ = \frac{h_{В} + h_{Н}}{2}.\]

Это равенство получаем из равенств \(h_{Н} = δ - (90° - φ)\) и \(h_{B} = 90° + φ - δ\). Формула \(φ = \frac{h_{В} + h_{Н}}{2}\) пригодна для всех незаходящих звезд, у которых верхняя и нижняя кульминации находятся по одну сторону от зенита.

Второй способ

Определить географическую широту можно из наблюдения верхней кульминации звезд. Из равенств \(h_{В} = (90° - φ) + δ\) и \(h_{B} = 90° + φ - δ\) получим, что \[φ = δ ± (90° - h_{В}).\]

Знак «+» ставится, если звезда кульминирует к югу от зенита, а знак «-» - при кульминации звезды к северу от зенита.

Третий способ

Определить географическую широту можно из наблюдения звезд, проходящих вблизи зенита: \[φ = δ_{Z}.\]

На астрономических обсерваториях устанавливаются специальные телескопы (зенит-телескоп, фотографическая зенитная труба), которые фиксируют звезды, проходящие в поле зрения инструмента, вблизи зенита. Склонение (\(δ\)) звезды, находящейся в зените, будет равно \(φ\).

Ряд обсерваторий, оснащенных зенит-телескопами, составляют Всемирную службу широты. В ее задачи входит исследование изменения географической широты, т. е. слежение за положением полюсов на поверхности Земли.

Читать далее