Николай Кондратьев - Ориентировка по звездам

По взаимному положению Б. Медведицы и Полярной звезды можно также определять время. Созвездие Б. Медведицы, как и все звезды, совершает свой суточный оборот на 360° вокруг полюса мира за 24 ч, т. е. со скоростью 15° в час. Представим себе громадный циферблат на небе с центром в Полярной звезде и цифрой 6, расположенной внизу над точкой севера. Часовая стрелка таких часов проходит из Полярной звезды через две крайние звезды ковша Б. Медведицы (рис. 31). Если смотреть на север, то вращение Б. Медведицы происходит против хода часовой стрелки обычных часов. Поэтому и стрелка «небесного циферблата» будет вращаться против хода часовой стрелки обычных часов. Кроме того, ее перемещение на одно деление «небесного циферблата» будет происходить в течение двух часов, так как один оборот такая часовая стрелка делает за 24 я, а не за 12, как на обычных часах.

Чтобы узнать время, нужно отсчитать показание небесной стрелки (на рисунке 5,5 ч), определить номер месяца от начала года с десятыми долями месяца (каждые три дня считать за одну десятую долю месяца; например, 18 ноября будет соответствовать числу 11,6); сложить его с показанием небесной стрелки и сумму умножить на два (5,5 + + 11,6 = 17,1; 17,1 ´ 2 = 34,2), после чего вычесть эту величину из постоянного числа 55,3 (его надо запомнить); полученная разность будет соответствовать времени в данный момент (в примере: 55,3 — 34,2 = 21,1, т. е. 21 ч 6 мин, или примерно 9 ч вечера). Если разность получится больше 24, из нее надо вычесть еще 24.

Постоянное число 55,3 зависит от определенного положения созвездия Б. Медведицы среди звезд.

Стрелками небесных часов могут служить звезды и других созвездий, но тогда постоянное число уже будет иным. Например, для стрелки от Полярной звезды к самой яркой после нее звезде М. Медведицы (в нижнем наружном углу ковша) постоянное число будет 59,1, а для стрелки от Полярной звезды к средней, самой яркой звезде Кассиопеи — число 67,2.

Определение координат и азимута земного предмета. Выше было уже сказано, что широту места определяют измерением высоты или зенитного расстояния звезды или Солнца.

Широта места на Земле равна высоте полюса мира. Нов точке полюса мира нет ни одного светила. Поэтому, измерив высоту какого-либо светила, приходится производить некоторые несложные расчеты для вычисления широты. Проще всего широту определять по высоте Полярной звезды, находящейся от полюса на расстоянии около 1°, в момент верхней или нижней кульминации. В этом случае нужно соответственно отнять или прибавить к измеренной высоте 1° чтобы получить широту места.

Рис. 31. Определение времени по созвездию Большой Медведицы

Для определения долготы места следует запомнить несколько соотношений. Промежуток между моментами кульминации Солнца в двух пунктах, отстоящих один от другого по долготе на 15°, т. е. на 1/24 часть полного оборота, равняется 1/24 части суток, или одному часу, а в двух пунктах, отстоящих на один градус, — 4 мин. Так же очевидно, что разность местного времени для двух пунктов равна разности географических долгот этих пунктов, выраженной в единицах времени. Следовательно, нетрудно определить долготу места, определив местное время наблюдением за звездами или Солнцем и зная время на меридиане, принятом за начальный.

Пусть, например, местное время, полученное астрономическим наблюдением, Tм = 15 ч 20 мин. Часы, установленные на время третьего часового пояса, показывают 16 ч 40 мин. Время третьего часового пояса соответствует местному времени на долготе 45° и, следовательно, отличается на 3 ч от времени нулевого меридиана, на котором в данный момент Т 0= 16 ч 40 мин—3 ч = 13 ч 40 мин. Значит, долгота λ = Тм — Т 0= 15 ч 20 мин— 13 ч 40 мин = = 1 ч 40 мин, или 25° в.

Одной из основных задач в геодезии является определение направления (азимута). Оно может понадобиться для ориентирования антенн радиотехнических станций, строительства зданий и сооружений, стрельбы из орудий, пуска ракет и многих других целей. При помощи небесных светил эта задача решается определением азимута светила и угла между направлениями на светило и на предмет. Из небесных светил для этого, как правило, пользуются Полярной звездой и Солнцем.

Рис. 32. Определение азимута предмета

Наиболее просто определение азимута предмета (Ап) по часовому углу Полярной звезды (рис. 32). Установленным на местности теодолитом с закрепленным горизонтальным кругом замеряется направление на какой-либо удаленный предмет. После этого определяется направление на Полярную звезду и записывается момент отсчета. Рассчитав угол между направлениями на Полярную звезду и предмет, по астрономическим таблицам для отсчитанного момента времени находят часовой угол Полярной звезды и ее азимут А, после чего рассчитывают азимут земного предмета