<< Titul'nyi list
| Oglavlenie |
1. Vvedenie >>
Predislovie
V poslednie dva desyatiletiya proshlogo, XX veka, v razvitii astrometrii kak nauki, zanimayusheisya ustanovleniem sistemy koordinat na nebesnoi sfere, i ee chasti -- sfericheskoi astronomii, zadachei kotoroi yavlyaetsya strogoe matematicheskoe opredelenie i reshenie etoi zadachi, nastupil novyi etap. V svyazi s razvitiem i ispol'zovaniem v astrometrii novyh instrumentov, takih kak radiointerferometry so sverhdlinnymi bazami (RSDB), dal'nomery dlya lazernoi lokacii Luny i sputnikov, kosmicheskie navigacionnye sistemy GPS i GLONASS, kosmicheskii teleskop HIPPARCOS, tochnost' poluchaemyh astrometricheskih dannyh povysilas' na tri poryadka. Dlya korrektnoi obrabotki rezul'tatov nablyudenii (redukcii) byli razrabotany novye algoritmy, orientirovannye na primenenie komp'yuterov. V svyazi s rostom tochnosti pri obrabotke nablyudenii v algoritmah uchityvayutsya effekty obshei teorii otnositel'nosti (OTO), ispol'zuyutsya tochnye formuly precessii, nutacii, aberracii i drugih effektov.
V otlichie ot tradicionnogo podhoda, v kotorom ispol'zovalsya apparat sfericheskoi trigonometrii, vse novye algoritmy redukcii astrometricheskih nablyudenii postroeny na osnove vektornogo i tenzornogo ischisleniya s primeneniem matrichnoi algebry.
Bol'shoi ob'em obrabatyvaemoi informacii i vysokaya tochnost' vychislenii trebuet primeneniya komp'yuterov. Poetomu formuly redukcii postroeny takim obrazom, chtoby v maksimal'noi stepeni optimizirovat' vremya vychislenii i sekonomit' mashinnuyu pamyat'. Eto ob'yasnyaet shirokoe ispol'zovanie matrichnyh metodov v obrabotke nablyudenii i napisanie formul v vektornyh oboznacheniyah. Avtor staralsya ispol'zovat' v kachestve opredelenii velichin standartnye (prinyatye ili rekomendovannye Mezhdunarodnym astronomicheskim soyuzom) opredeleniya. Ispol'zovanie vektornogo formalizma pozvolyaet zapisat' uravneniya redukcii v izyashnom vide, i, chto vazhno, legko ih zaprogrammirovat'. Znachitel'naya ekonomiya vremeni, kotoraya dostigaetsya blagodarya ispol'zovaniyu vektornogo ischisleniya, yavlyaetsya prichinoi shirokogo rasprostraneniya etogo metoda v astrometricheskih vychisleniyah.
Uvelichenie tochnosti nablyudenii, shirokoe ispol'zovanie radiointerferometrov i kosmicheskih navigacionnyh sistem dlya resheniya zadach astrometrii i geodinamiki, povsemestnoe primenenie komp'yuterov dlya obrabotka dannyh trebuyut izmeneniya soderzhaniya kursa "Sfericheskaya astronomiya". Nesmotrya na to, chto reshenie zadach sfericheskoi astronomii vypolnyaetsya na osnove metodov matrichnoi i vektornoi algebry, avtor predpochel sohranit' nazvanie "Sfericheskaya astronomiya". Eto -- dan' tradicii.
Trudnost' napisaniya novogo kursa "Sfericheskaya astronomiya" zaklyuchalas' v slozhnosti sovremennyh algoritmov redukcii nablyudenii i neobhodimosti dostupnogo dlya studentov pervogo kursa izlozheniya. Kurs "Sfericheskaya astronomiya" chitaetsya v MGU im. M.V.Lomonosova dlya studentov pervogo kursa, kogda podgotovka po matematike i fizike eshe ne zavershena. Poetomu, nekotorye voprosy prishlos' davat' v obshem, dostupnom vide bez strogih dokazatel'stv. Eto kasaetsya, glavnym obrazom, resheniya zadach v ramkah special'noi i obshei teorii otnositel'nosti. Strogoe reshenie mozhno naiti v uchebnike M.V.Sazhina "Obshaya teoriya otnositel'nosti dlya astronomov".
Glavnoi cel'yu uchebnika yavlyaetsya obuchenie studentov osnovam fundamental'noi astronomii, cel'yu kotoroi yavlyaetsya opredelenie inercial'noi sistemy koordinat v prostranstve -- osnovy dlya izucheniya Vselennoi. Dlya etogo v uchebnike formuliruetsya rekomenduemyi Mezhdunarodnym Astronomicheskim Soyuzom (MAS) matematicheskii apparat interpretacii i analiza astrometricheskih nablyudenii. Poetomu uchebnik, po mneniyu avtora, mozhet byt' ispol'zovan kak spravochnik rekomendovannyh MAS i Mezhdunarodnoi sluzhboi vrasheniya Zemli (MSVZ) formul redukcii opticheskih i radionablyudenii.
V sootvetstvii s osnovnymi zadachami sfericheskoi astronomii soderzhanie uchebnika sleduyushee.
Pervaya chast' uchebnika posvyashena opredeleniyu sistem koordinat na nebesnoi sfere i preobrazovaniyu koordinat vektora iz odnoi sistemy v druguyu s ispol'zovaniem kak formul sfericheskoi trigonometrii, tak i s pomosh'yu matric vrasheniya.
Vo vtoroi chasti rassmatrivayutsya razlichnye shkaly vremeni, ispol'zuemye v sovremennoi astronomii. Sfericheskie koordinaty nebesnyh ob'ektov menyayutsya so vremenem iz-za razlichnyh prichin. Poetomu, dlya izucheniya ih dvizheniya neobhodimo zadat' edinicy izmereniya vremeni, i, krome togo, opredelit' promezhutok vremeni mezhdu nablyudeniyami. Principy ischisleniya vremeni takzhe rassmatrivayutsya vo vtoroi chasti. Opredelyayutsya ponyatiya: yulianskaya data, yulianskii god, epoha kataloga, epoha ravnodenstviya, standartnaya epoha, dayutsya osnovy postroeniya kalendarya. Zdes' zhe rassmatrivayutsya prichiny neravnomernosti shkaly vsemirnogo vremeni, svyazannye s neravnomernost'yu vrasheniya Zemli.
Tret'ya chast' uchebnika posvyashena opredeleniyu topocentricheskoi, geocentricheskoi, geliocentricheskoi i baricentricheskoi sistem koordinat. Osoboe vnimanie udelyaetsya opredeleniyu zemnoi sistemy koordinat na osnove sovremennyh nablyudenii na radiointerferometrah so sverhdlinnymi bazami i s pomosh'yu kosmicheskih navigacionnyh sistem. Opredelyayutsya geodezicheskie, geocentricheskie i astronomicheskie koordinaty i ustanavlivaetsya svyaz' mezhdu nimi.
V chetvertoi chasti uchebnika rassmatrivayutsya yavleniya refrakcii, aberracii, prichiny parallakticheskogo smesheniya nebesnyh ob'ektov. V otlichie ot prezhnih kursov po sfericheskoi astronomii, v dannoi chasti privodyatsya formuly tochnogo ucheta aberracii i parallakticheskogo smesheniya. Posle ispravleniya koordinat istochnika ot vliyaniya refrakcii, aberracii i parallaksa poluchayut tak nazyvaemye istinnye koordinaty ob'ekta, otnosyashiesya k momentu nablyudeniya. Ispravlenie nablyudaemyh koordinat ob'ekta (vvedenie popravok za refrakciyu, aberraciyu i parallaks) i privedenie ih k baricentricheskoi sisteme otscheta yavlyaetsya odnim iz etapov redukcii. V svyazi s shirokim ispol'zovaniem v nastoyashee vremya nablyudenii v radiodiapazone podrobno rassmatrivaetsya vopros o radiorefrakcii.
V otlichie ot prezhnih kursov po sfericheskoi astronomii, v dannoi chasti privodyatsya formuly tochnogo ucheta aberracii i parallakticheskogo smesheniya. Posle ispravleniya koordinat istochnika ot vliyaniya refrakcii, aberracii i parallaksa poluchayut ego istinnye, otnosyashiesya k momentu nablyudeniya, koordinaty. Dlya privedeniya koordinat istochnika k standartnoi epohe neobhodimo uchest' precessiyu i nutaciyu zemnoi osi v prostranstve.
Osnovy teorii precessii i nutacii, uchet vliyaniya etih yavlenii pri koordinatnyh izmereniyah (t.e. privedenie koordinat ot odnogo ravnodenstviya k drugomu) dayutsya v pyatoi chasti uchebnika.
V svyazi s shirokim ispol'zovaniem RSDB v astrometrii v shestoi chasti uchebnika kratko izlagayutsya osnovy radionablyudenii i principy obrabotki nablyudenii. Takzhe rassmatrivayutsya osnovy metoda RSDB, daetsya harakteristika nebesnoi i zemnoi sistem koordinat, kotorye zadayutsya koordinatami radioistochnikov i radioteleskopov, sootvetstvenno. Rassmatrivayutsya takzhe osobennosti redukcii nablyudenii na radiointerferometrah so sverhdlinnymi bazami. Obsuzhdayutsya problemy, svyazannye so stabil'nost'yu realizovannoi i budushei nebesnoi sistemy koordinat.
V prilozheniyah privodyatsya opredeleniya osnovnyh astrometricheskih terminov, matematicheskih opredelenii i formul.
Avtor vyrazhaet glubokuyu priznatel'nost' K.V.Kuimovu, kotoryi prochital rukopis' i dal cennye sovety i rekomendacii.
Avtor nadeetsya, chto predlagaemyi uchebnik okazhetsya poleznym ne tol'ko studentam-astronomam, no studentam, aspirantam smezhnyh s astronomiei nauk, i budet rad, esli on pomozhet pravil'nomu ponimaniyu osnov sfericheskoi astronomii i astrometrii kollegami-astrofizikami.
Avtor blagodaren RFFI za podderzhku raboty (grant 01-02-16529), rezul'taty kotoroi byli ispol'zovany pri podgotovke uchebnika.
MGU, GAIShV.E.Zharov
dekabr', 2002
<< Titul'nyi list | Oglavlenie | 1. Vvedenie >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
astrometriya - sfericheskaya astronomiya - sistemy koordinat - shkaly vremeni
Publikacii so slovami: astrometriya - sfericheskaya astronomiya - sistemy koordinat - shkaly vremeni | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
