Rovníkový souřadný systém - Equatorial coordinate system

Rovníkové souřadnice pomocí sférických souřadnic . Základní rovina je tvořena výstupkem z Zemí ‚s rovníku na nebeské sféry , tvořící nebeský rovník . Primární směr je stanoven promítnutím oběžné dráhy Země na nebeskou sféru a formováním ekliptika a nastavení vzestupného uzlu ekliptiky na nebeském rovníku, čímž se vytvoří jarní rovnodennost . Pravý vzestup se měří na východ podél nebeského rovníku od rovnodennosti a deklinace se měří kladně na sever od nebeského rovníku. (Zde jsou zobrazeny dva takové páry souřadnic.) Projekce severního a jižního zeměpisného pólu Země tvoří severní a jižní nebeský pól .

Rovníkové souřadnice je nebeských souřadnicový systém široce používá k určení pozice nebeských objektů . Může být implementován ve sférických nebo obdélníkových souřadnicích, které jsou definovány počátkem ve středu Země , základní rovinou skládající se z projekce zemského rovníku na nebeskou sféru (tvořící nebeský rovník ), primárním směrem k jarní rovnodennosti , a konvence pro praváky .

Počátek ve středu Země znamená, že souřadnice jsou geocentrické , tj. Při pohledu ze středu Země, jako by byly průhledné . Základní rovina a primární směr znamenají, že souřadný systém, přestože je vyrovnán se zemským rovníkem a pólem , se neotáčí se Zemí, ale zůstává relativně fixovaný proti hvězdám pozadí . Pravostranná konvence znamená, že souřadnice se zvětšují na sever od a na východ kolem základní roviny.

Primární směr

Tento popis orientace referenčního rámce je poněkud zjednodušený; orientace není zcela pevná. Zpomalený pohyb zemské osy, precese , způsobí pomalé a nepřetržité otáčení souřadnicového systému na západ kolem pólů ekliptiky a dokončí jeden okruh asi za 26 000 let. Navrstvený na to je menší pohyb ekliptiky a malá oscilace zemské osy, nutace .

Aby bylo možné zafixovat přesný primární směr, vyžadují tyto pohyby specifikaci rovnodennosti určitého data, známého jako epocha , při udávání polohy. Tři nejčastěji používané jsou:

Průměrná rovnodennost standardní epochy (obvykle J2000.0 , ale může zahrnovat B1950.0, B1900.0 atd.): je pevný standardní směr, který umožňuje přímé srovnání pozic založených v různých datech.
Průměrná rovnodennost data: je průsečík ekliptiky „data“ (tj. ekliptiky ve své poloze „data“) se středním rovníkem (tj. rovníkem otočeným precesí do polohy „datum“), ale bez malého periodické oscilace nutace). Běžně se používá při výpočtu planetární oběžné dráhy .
Pravá rovnodennost data: je průsečík ekliptiky „data“ se skutečným rovníkem (tj. se středním rovníkem plus nutací). Toto je skutečný průsečík obou rovin v kterémkoli konkrétním okamžiku, přičemž jsou zohledněny všechny pohyby.

Pozice v rovníkovém souřadnicovém systému je tedy typicky specifikována jako skutečná rovnodennost a rovník data , střední rovnodennost a rovník J2000.0 nebo podobné. Všimněte si, že neexistuje žádná „střední ekliptika“, protože ekliptika nepodléhá malým periodickým oscilacím.

Sférické souřadnice

Použití v astronomii

Hvězda to sférické souřadnice jsou často vyjádřeny jako pár, rektascenze a deklinace , bez vzdálenost souřadnic. Směr dostatečně vzdálených objektů je pro všechny pozorovatele stejný a je vhodné zadat tento směr se stejnými souřadnicemi pro všechny. Naproti tomu v horizontálním souřadnicovém systému se poloha hvězdy liší od pozorovatele k pozorovateli na základě jejich pozic na povrchu Země a neustále se mění s rotací Země.

Dalekohledy vybavené rovníkovými úchyty a nastavovacími kružnicemi používají k hledání objektů rovníkový souřadný systém. Nastavení kruhů ve spojení s hvězdným diagramem nebo efemeridami umožňuje dalekohled snadno namířit na známé objekty v nebeské sféře.

Deklinace

Symbol deklinace $δ$ (malá písmena „delta“, zkráceně DEC) měří úhlovou vzdálenost objektu kolmého na nebeský rovník, kladný na sever, záporný na jih. Například severní nebeský pól má sklon + 90 °. Počátkem deklinace je nebeský rovník, což je projekce zemského rovníku na nebeskou sféru. Deklinace je analogická zemské šířce .

Správný vzestup

Jak je patrné z prostoru nad Země je severní pól , své hvězdy místní hodinový úhel (LHA) pro pozorovatel poblíž New Yorku. Také jsou zobrazeny hvězdy pravý vzestup a Greenwichský hodinový úhel (GHA), místní střední hvězdný čas (LMST) a Greenwichský střední hvězdný čas (GMST). Symbol ʏ označuje směr jarní rovnodennosti .

Symbol pravého vzestupu $α$ (malá písmena „alfa“, zkráceně RA) měří úhlovou vzdálenost objektu na východ podél nebeského rovníku od jarní rovnodennosti po hodinový kruh procházející objektem. Bod jarní rovnodennosti je jedním ze dvou bodů, kde ekliptika protíná nebeský rovník. Pravý vzestup se obvykle měří v hvězdných hodinách, minutách a sekundách místo stupňů, což je výsledek metody měření pravého vzestupu načasováním průchodu objektů poledníku při rotaci Země . Existují360 °/24 ^h= 15 ° za hodinu pravého vzestupu a 24 ^hodin pravého vzestupu kolem celého nebeského rovníku .

Při společném použití se pravý vzestup a deklinace obvykle označují zkratkou RA / Dec.

Úhel hodin

Alternativně k pravému vzestupu , hodinový úhel (zkráceně HA nebo LHA, místní hodinový úhel ), systém pro levou ruku, měří úhlovou vzdálenost objektu na západ podél nebeského rovníku od poledníku pozorovatele k hodinovému kruhu procházejícím objektem. Na rozdíl od pravého vzestupu se hodinový úhel vždy zvyšuje s rotací Země . Hodinový úhel lze považovat za prostředek měření času od vrcholového vyvrcholení , v okamžiku, kdy se objekt dotkne poledníku nad hlavou.

U kulminující hvězdy na poledníku pozorovatele se říká, že má úhel nulové hodiny (0 ^h ). O jednu hvězdnou hodinu (přibližně 0,9973 slunečních hodin ) později bude rotace Země nést hvězdu na západ od poledníku a její hodinový úhel bude 1 ^h . Při výpočtu topocentrických jevů lze jako mezikrok převést pravý vzestup na hodinový úhel.

Obdélníkové souřadnice

Geocentrické rovníkové souřadnice

Geocentrické rovníkové souřadnice. Původ je středem Země . Základní rovina je rovina zemského rovníku. Primární směr ( osa

x

) je jarní rovnodennost . Pravotočivý úmluva specifikuje

y

osu 90 ° k východu v základní rovině;

z

osa je severní polární osy. Referenční snímek se neotáčí se Zemí, spíše se Země otáčí kolem osy

z

.

Existuje celá řada pravoúhlých variant rovníkových souřadnic. Všichni mají:

Původ ve středu Země .
Základní rovina v rovině zemského rovníku.
Primární směr ( osa $x$ ) směrem k jarní rovnodennosti , tedy k místu, kde Slunce protíná nebeský rovník v severním směru ve svém ročním zjevném obvodu kolem ekliptiky .
Pravák konvence, zadáním $y$ osu 90 ° východně v základní rovině a $z$ osy podél severní polární osy.

Referenční snímky se neotáčejí se Zemí (na rozdíl od Země zaměřených, Země fixovaných snímků), zůstávají vždy směrovány k rovnodennosti a časem se unášejí pohyby precese a nutice .

V astronomii :
- Poloha Slunce je často specifikována v geocentrickém rovníkové pravoúhlých souřadnic $X$ , $Y$ , $Z$ a koordinovat čtvrtiny vzdálenosti, $R$ $(= \sqrt X 2 + Y 2 + Z 2)$ , v jednotkách AU .
- Polohy planet a dalších těles sluneční soustavy jsou často specifikovány v geocentrických rovníkových obdélníkových souřadnicích $ξ$ , $η$ , $ζ$ a čtvrté souřadnici vzdálenosti, $Δ$ (rovná se $\sqrt ξ 2 + η 2 + ζ 2$ ), v jednotkách astronomické jednotka .
  Tyto obdélníkové souřadnice se vztahují k odpovídajícím sférickým souřadnicím pomocí
  ${\ displaystyle {\ begin {zarovnáno} {\ frac {X} {R}} = {\ frac {\ xi} {\ mathit {\ Delta}}} & = \ cos \ delta \ cos \ alpha \\ {\ frac {Y} {R}} = {\ frac {\ eta} {\ mathit {\ Delta}}} & = \ cos \ delta \ sin \ alpha \\ {\ frac {Z} {R}} = {\ frac {\ zeta} {\ mathit {\ Delta}}} & = \ sin \ delta \ end {zarovnáno}}}$
V astrodynamice :
- Pozice umělých pozemských satelitů jsou specifikovány v geocentrických rovníkových souřadnicích, také známých jako geocentrické rovníkové setrvačné (GEI) , zemské centrované inerciální (ECI) a konvenční inerciální systém (CIS) , které jsou v definici ekvivalentní astronomické geocentrické rovníkové obdélníkové rámy výše. V geocentrickém rovníkovém rámci jsou osy $x$ , $y$ a $z$ často označovány jako $I$ , $J$ a $K$ , nebo je základ rámu specifikován jednotkovými vektory $Î$ , $Ĵ$ a $K̂$ .
- Geocentrické Celestial referenční rámec (GCRF) je geocentrický ekvivalent International Celestial referenčního rámce (ICRF). Jeho primární směr je rovnodennost z J2000.0 , a nepohybuje se precese a nutace , ale je jinak ekvivalentní výše uvedených systémů.

Souhrn notace pro astronomické rovníkové souřadnice
	Sférické			Obdélníkový
	Správný vzestup	Deklinace	Vzdálenost	Všeobecné	Speciální účel
Geocentrický	$α$	$δ$	$Δ$	$ξ$ , $η$ , $ζ$	$X$ , $Y$ , $Z$ (ne)
Heliocentrický				$x$ , $y$ , $z$

Heliocentrické rovníkové souřadnice

V astronomii existuje také heliocentrická obdélníková varianta rovníkových souřadnic, označená jako $x$ , $y$ , $z$ , která má:

Původ ve středu Slunce .
Základní rovina v rovině zemského rovníku.
Primární směr ( osa $x$ ) směrem k jarní rovnodennosti .
Pravák konvence, zadáním $y$ osu 90 ° východně v základní rovině a $z$ osy podél Země je severní polární osou.

Tento snímek je v každém ohledu ekvivalentní s rámcem $ξ$ , $η$ , $ζ$ výše, kromě toho, že počátek je odstraněn do středu Slunce . To se běžně používá při výpočtu planetové oběžné dráhy. Tyto tři astronomické obdélníkové souřadnicové systémy spolu souvisejí

{\ displaystyle {\ begin {zarovnáno} \ xi & = x + X \\\ eta & = y + Y \\\ zeta & = z + Z \ end {zarovnáno}}}

Viz také

Reference

externí odkazy

MĚŘENÍ SKY Rychlý průvodce po nebeské sféře James B. Kaler, University of Illinois
Celestial Equatorial Coordinate System University of Nebraska-Lincoln
Celestial Equatorial Coordinate Explorers University of Nebraska-Lincoln

Languages

In other projects