Магнитным меридианом называется направление (воображаемая линия), указываемое магнитной стрелкой и проходящее через точку стояния. Небесная сфера

Координаты и местоположение любого объекта на Земном шаре можно определить, зная показатели широты и долготы точки. Выясним, в чем тонкости значения каждой из них.

Как определить координаты

Любая современная географическая карта дает возможность найти координаты любого города, горы или озера. Нужно знать показатели широты и долготы.

С первой все понятно: она определяется относительно экватора - воображаемой линии, которая проходит в месте, где перпендикулярная оси Земли плоскость пересекает центр нашей планеты. Он является стартом отсчета, своеобразным «нулем» для нахождения значения широты, расположения параллелей. Экватор проходит через несколько стран - Конго, Кению, Уганду, Сомали в Африке, Индонезию, расположенную на Зондских островах, Эквадор, Бразилию, Колумбию в Экватор дает четкое представление о широте.

Другое дело - долгота. Долгое время не было единого мнения относительно того, что брать за основу отсчета этой координаты. Долгота - это определение положения точки на поверхности Земли относительно нулевой точки отсчета, от которой отходят меридианы. Это тоже воображаемые линии, которые упрощают работу с картами. Угол между каждым из них и началом отсчета и есть долгота. Меридиан нулевой - основа отсчета этой координаты.

Проблема определения долготы

Если с экватором все понятно, то, что такое «нулевой меридиан», стало ясно не сразу. Долгие годы в разных странах использовали свой «ноль». Конечно, это создавало путаницу.

Каждая уважающая науку страна в XIX веке уже обзавелась обсерваторией для наблюдения небесных светил. Она и была точкой отсчета долготы. В России, США, Великобритании и Франции были свои начальные позиции меридианов.

Долгота очень важна в морской навигации. И задолго до формирования четких научных систем отсчета существовали другие методы, позволявшие не потеряться в море. Первый вариант предложил Иоганн Вернер. Суть - наблюдение за Луной. Еще один способ принадлежит гению Галилео Галилею. При помощи телескопа он наблюдал за положением Недостаток этого способа - необходимость в сложных приборах.

Метод попроще - определение при помощи разницы местного и точного времени в референсной точке - принадлежит авторству Фризиуса Гемме. Но такие точные часы тоже были не у всех.

Меридиан нулевой стал своеобразным Граалем - за точное определение долготы в Британии даже предлагали огромную премию. Тогда проблема была в изобретении точных часов. Что такое нулевой меридиан, тогда точно не знали.

Часы все-таки были изобретены. Премию за них получил Джон Гаррисон. Но в навигации продолжали использовать старинные методы. Переломным стал момент изобретения радио. Современные моряки пользуются данными спутников при определении долготы.

Точки отсчета

Как уже упоминалось, каждая страна, имевшая обсерваторию, сделала ее началом отсчета долготы. Через Парижскую обсерваторию проходит одноименный меридиан. Он был популярен в XIX веке.

В России меридиан нулевой носил наименование Пулковского. Название он получил от обсерватории, расположенной недалеко от Санкт-Петербурга. Использовался преимущественно в России. Этот «нулевой» меридиан проходит через Могилев, Киевскую область, озеро Танганьика в Африке, пирамиды Египта. На современном этапе не используется.

Популярен был меридиан Ферро, проходящий через одноименный канарский остров. Впервые использовался Птолемеем.

Еще с XIX века в Англии пользуются Гринвичским меридианом. Он и закрепился в качестве «нуля» для отсчета долготы в современном мире.

Гринвичский нулевой меридиан - это воображаемая линия, проходящая через Лондон. С Пулковским у него разница в 30 градусов, с парижским - 2.

Меридиальная конференция

В 1884 году по вопросу урегулирования системы отсчета координат в Вашингтоне собрались именитые географы и политики. Международная меридиальная конференция собрала представителей из России, Австро-Венгрии, Германии, Великобритании, Франции, Дании, Чили, Венесуэлы, Японии, Швейцарии, Османской империи и многих других стран. Всего присутствовал 41 представитель.

Кроме определения долготы, участников интересовала разработка системы исчисления времени. В чем проблема? А в том, что вплоть до XIX века единого унифицированного времени не существовало. Все пользовались местными единицами. Это вызывало путаницу. Отсутствие стандартов препятствовало торговле между странами с разным уровнем развития науки и культуры. Проблемы были и с транспортом.

Где должен начинаться отсчет долготы

Из всех уже существующих стартовых точек нужно было выбрать одну. Решение принимали открытым голосованием, в котором участвовали все присутствующие делегаты.

На конференции решали, какой объект должен стать началом отсчета долготы. Меридиан нулевой, согласно предложениям делегатов, мог проходить через Париж, Азорские или Канарские острова, пролив Беринга, Гринвич. Острова сразу проиграли по голосам - там не было должного уровня научного обеспечения. Париж тоже не набрал голосов. Ферро, хоть и пользовался популярностью, также был отвергнут. Нулевой меридиан Лондона стал победителем, возражала лишь Франция.

Немного о времени

Первым, кто заговорил о необходимости унифицировать стандарты времени, был мистер Сэндфорд Флеминг, простой канадский инженер. Однажды из-за путаницы во времени он опоздал на поезд и пропустил важную встречу. Таким образом, с 1876 года Флеминг добивался реформ.

Вопрос решался на вышеупомянутой конференции в Вашингтоне. Была сформирована система часовых поясов, которой пользуются до сих пор. Новшества приняли не все. Например, Россия примкнула к стандарту только в 1919 году. Германия, Франция и Австро-Венгрия тоже присоединились позже.

Началом отсчета является нулевой меридиан. Океанами, морями, сушей проходит эта воображаемая линия. Границами 24 поясов служат меридианы. Однако до сих пор не все следуют такому делению. Причины этого - размеры стран. находятся тоже в Гринвиче. Кстати, система GPS показывает начало отсчета долготы не в обсерватории, а за 100 метров от нее.

Гринвичская обсерватория

Центр астрономических исследований в Великобритании и начало отсчета долготы - обсерватория в Гринвиче. У этого места богатая история. Основана она еще в XVII веке стараниями короля Карла II. За время своего существования обсерватория меняла месторасположение. Сама идея создания такого учреждения принадлежала не королю, а государственному деятелю Джонасу Муру. Он убедил короля в важности обсерватории, а главным астрономом предложил сделать Джона Флемстида. Вскоре здание было спроектировано и построено, львиная доля финансирования была на плечах Мура.

Здесь установили точные часы и эталон времени. Как известно, через обсерваторию проходит начало отсчета долготы. На местном уровне Гринвичский меридиан начали использовать еще в 1851 году, а утвердили на известной конференции 1884.

Обсерваторию однажды пытались взорвать! На момент 1894 года это был уникальный, первый случай в истории Британии.

На современном этапе обсерватория продолжает функционировать. Здесь расположены различные приборы для исследований в области астрономии. Фактически это музей, в котором находится множество ценнейших экспонатов. Они отображают историю науки и техники, особенно в сфере измерений времени. Недавно была проведена реконструкция, создан планетарий, галереи.

Заключение

Нулевой меридиан - точка отсчета долготы и времени. Но этот термин могут использовать и в других областях. Так, в 2006 году в России стал популярным коллектив «Нулевой меридиан». «Не мои слова» - наиболее известная песня этой группы.

Отсчет долготы уже многие годы ведется именно от Гринвича. От нулевого меридиана отходят линии, по которым определяются координаты во всех частях света. Он разбивает на восточное и Проходит нулевой меридиан через Алжир, Гану, Мали, Испанию, Великобританию, Францию. Таким образом, эти страны расположены в обоих полушариях одновременно.

В IV в. до н. э. величайший мыслитель древности Аристотель доказал, что наша планета имеет форму, очень близкую к форме шара.

Примерно в то же время, наблюдая во время путешествий в различных местах видимое движение звезд и Солнца, древние ученые установили для ориентировки на земной поверхности определенные условные линии.

Отправимся в мысленное путешествие по поверхности Земли. Положение над горизонтом воображаемой оси мира, вокруг которой происходит суточное вращение небесного свода, будет для нас все время меняться. В соответствии с этим будет меняться и картина движения звездного неба.

Поехав на север, мы увидим, что звезды в южной части неба поднимаются каждую ночь на меньшую высоту. А звезды в северной части - в нижней кульминации - имеют большую высоту. Двигаясь достаточно долго, мы попадем на Северный полюс. Здесь вообще ни одна звезда не поднимается и не опускается. Нам будет казаться, что все небо медленно кружится параллельно горизонту.

Древние путешественники не знали, что видимое движение звезд является отражением вращения Земли. И они не бывали на полюсе. Но им необходимо было иметь ориентир на земной поверхности. И они выбрали для этой цели легко определяемую по звездам линию север - юг. Эта линия получила название меридиана.

Меридианы можно проводить через любые точки на поверхности Земли. Множество меридианов образует систему воображаемых линий, соединяющих Северный и Южный полюсы Земли, которые удобно использовать для определения местоположения.

Примем один из меридианов на начальный. Положение любого другого меридиана в этом случае будет известно, если указано направление отсчета и задан двугранный угол между искомым меридианом и начальным.

В настоящее время по международному соглашению условились считать начальным тот меридиан, который проходит через одну из старейших в мире астрономических обсерваторий - Гринвичскую обсерваторию, расположенную на окраине Лондона. Угол, образованный каким-либо меридианом с начальным, называют долготой. Долгота, например, меридиана Москвы 37° к востоку от Гринвича.

Чтобы отличить друг от друга точки, лежащие на одном и том же меридиане, пришлось ввести вторую географическую координату - широту. Широтой называют угол, который проведенная в данном месте поверхности Земли отвесная линия образует с плоскостью экватора.

Термины долгота и широта дошли до нас от древних мореходов, которые описывали длину и ширину Средиземного моря. Та координата, которая соответствовала измерениям длины Средиземного моря, стала долготой, а та, которая соответствовала ширине, стала современной широтой.

Нахождение широты, как и определение направления меридиана, тесно связано с движением звезд. Уже древние астрономы доказали, что высота полюса мира над горизонтом в точности равна широте места.

Предположим, что Земля имеет форму правильного шара, и рассечем ее по одному из меридианов, как на рисунке. Пусть на Северном полюсе стоит человек, изображенный на рисунке в виде светлой фигуры. Для него направление вверх, т. е. направление отвесной линии, совпадает с осью мира. Полюс мира находится у него прямо над головой. Высота полюса мира равна здесь 90 .

Так как видимое вращение звезд вокруг оси мира является отражением реального вращения Земли, то в любой точке Земли, как мы уже знаем, направление оси мира остается параллельным направлению оси вращения Земли. Направление же отвесной линии при переходе из точки в точку меняется.

Возьмем, например, другого человека (на рисунке - темная фигура). Направление оси мира у него осталось таким же, как и у первого. А направление отвесной линии изменилось. Поэтому высота полюса мира над горизонтом здесь не 90°, а значительно меньше.

Из простых геометрических соображений ясно, что высота полюса мира над горизонтом (на рисунке угол ft) действительно равна широте (угол ф).

Линия, соединяющая точки с одинаковыми широтами, получила название параллели.

Меридианы и параллели образуют так называемую систему географических координат. Каждая точка на земной поверхности имеет вполне определенную долготу и широту. И наоборот, если известна широта и долгота, то можно построить одну параллель и один меридиан, в пересечении которых получится одна единственная точка.

Понимание особенностей суточного движения звезд и введение системы географических координат позволили осуществить первое определение радиуса Земли. Оно было выполнено во второй половине III в. до н. э. известным математиком и географом Эратосфеном.

Принцип этого определения заключается в следующем. Пусть удалось измерить разность широт двух точек, лежащих на одном меридиане (см. рис.). Тем самым нам стал известен угол Дф с вершиной в центре Земли, который соответствует дуге меридиана L на поверхности Земли. Если теперь удастся измерить также и дугу L, то мы получим сектор с известной длиной дуги и соответствующим ей центральным углом. На рисунке этот сектор показан отдельно. Путем несложных вычислений можно получить величину радиуса этого сектора, который и является радиусом Земли.

Эратосфен, грек по национальности, жил в богатом египетском городе Александрии. К югу от Александрии находился другой город - Сиена, который в наши дни называется Асуаном и где, как известно, с помощью Советского Союза сооружена знаменитая высотная плотина. Эратосфен знал, что Сиена обладает интересной особенностью. В полдень одного из июньских дней Солнце над Сиеной бывает настолько высоко, что его отражение видно на дне даже очень глубоких колодцев. Отсюда Эратосфен заключил, что высота Солнца в Сиене в этот день равна точно 90°. Кроме того, раз Сиена лежит строго к югу от Александрии, то они находятся на одном меридиане.

Для необычного измерения Эратосфен решил воспользоваться скафисом - чашеобразными солнечными часами со штырьком и делениями внутри них. Установленные вертикально, эти солнечные часы по тени от штырька дают возможность измерить высоту Солнца над горизонтом. И в полдень того самого дня, когда Солнце над Сиеной поднялось настолько высоко, что все предметы перестали отбрасывать тени. Эратосфен измерил его высоту на городской площади Александрии. Высота Солнца в Александрии, по измерениям Эратосфена, оказалась равной 82° 48". Стало быть, разность широт Александрии и Сиены составляет 90° 00" - 82° 48" = 7° 12".

Оставалось измерить расстояние между ними. Но как это сделать? Как измерить на поверхности Земли расстояние, равное в современных единицах примерно 800 км?

Трудности подобного предприятия были тогда буквально неисчислимы.

Действительно, как изготовить такую гигантскую линейку, с помощью которой можно было бы произвести измерения? Как сделать, чтобы на протяжении 800 км эта линейка укладывалась строго по меридиану, без всяких перекосов?

Необходимые данные о расстоянии между городами пришлось взять из рассказов купцов, водивших торговые караваны из Александрии в Сиену. Купцы говорили, что расстояние между ними составляет примерно 5000 греческих стадиев. Эратосфен принял это значение за истинное и, использовав его, вычислил величину радиуса Земли.

Если сравнить полученную Эратосфеном величину с современными данными, то получится, что он ошибся относительно немного - всего только на 100 км.

Так, с III в. до н. э., со времени Эратосфена, переплелись пути астрономии и геодезии - другой древней науки, изучающей форму и размеры как всей Земли в целом, так и отдельных ее частей.

Методы астрономических определений широт развивались и совершенствовались. Это было особенно важно, в частности, именно в связи с необходимостью более тщательного определения размера Земли. Ибо, начиная с того же Эратосфена, было уяснено, что задача определения размера Земли распадается на две части: астрономическую, т. е. определение разности широт, и геодезическую, т. е. определение длины дуги меридиана. Эратосфен сумел решить астрономическую часть задачи, и принципиально тем же путем шли многочисленные его последователи.

Мы еще будем иметь случай рассказать о более точных измерениях размера Земли, а пока, освоившись с определением широт, займемся делом значительно более сложным - определением географических долгот.

Небесной сферой называется сфера произвольного радиуса, с центром в произвольной точке пространства, на которую спроектированы светила и параллельно перенесены в ее центр основные направления и плоскости Земли и наблюдателя на ней.

В зависимости от расположения центра сферы она называется: геоцентрической – центр совпадает с центром Земли; гелиоцентрической – центр находится в центре Солнца; топоцентрической – центр находится на поверхности Земли.

Для Земли основным направлением является ее ось , а основной плоскостью – экватор . Для места наблюдателя на Земле основным направлением является направление силы тяжести в точке М , которое называют отвесной линией. Основной плоскостью места наблюдателя является истинный горизонт – плоскость касательная к поверхности Земли в точке М , т. е. плоскость перпендикулярная отвесной линии. Долгота точки (М ) λ м определяет основную плоскость, которая называется меридианом наблюдателя .

Параллельный перенос отвесной линии точки М из точки О 1 в точку О (центр небесной сферы) определяет отвесную линию Zn небесной сферы. Точка Z называется зенитом наблюдателя (место наблюдателя на сфере), точка n – надиром . Линия параллельная оси Земли p n p s называется осью мира P N P S , причем точки P N и P S называются полюсами мира .

Плоскость истинного горизонта в точке М на Земле, принесенная в центр сферы дает в сечении со сферой большой круг NES W, который называется истинным горизонтом и он делит сферу на надгоризонтную с точкой Z и подгоризонтную с точкой n части .

Плоскость экватора Земли qq , принесенная в центр сферы, дает в сечении со сферой большой круг QQ , который называется небесным экватором . Он делит сферу на северную с точкой P N и южную – P S части.

Плоскость географического меридиана наблюдателя p n Mqp s , перенесенная в центр сферы, дает в сечении со сферой большой круг ZP N NQ nP S SQ , который называется меридианом наблюдателя . Он делит сферу на восточную с точкой Е и западную с точкой W части.

Ось мира P N P S делит меридиан наблюдателя на полуденную часть, включающую точку Z (P N ZP S) и полуночную часть, включающую точку n (P N nP S волнистая линия).

Полюс мира, находящийся в надгоризонтной части сферы называется повышенным полюсом . Его наименование всегда одноименно с широтой места М на Земле.

Если из центра сферы провести направления на светила, то на ее поверхности получим точки С называемые видимыми местами светил .

Системы координат

В мореходной астрономии применяются следующие системы сферических прямоугольных координат небесной сферы: горизонтная, 1-ая экваториальная, 2-ая экваториальная и эклиптическая. Осями координат являются основные круги.

Горизонтная система координат. Эта система необходима для выполнения измерений навигационных параметров (высота светила или азимут на светило) на Земле. Координаты светила зависят от видимого суточного вращения небесной сферы (времени) и координат места наблюдателя на Земле.

Основное направление – отвесная линия.

Основные круги – меридиан наблюдателя и истинный горизонт.

Меридианом наблюдателя называется большой круг на небесной сфере, плоскость которого параллельна плоскости земного меридиана места наблюдателя.

Истинным горизонтом называется большой круг, плоскость которого перпендикулярна отвесной линии.

Вспомогательные круги – вертикал и альмукантарат.

Вертикалом называется половина большого круга, проходящая через точки зенит (Z ,) надир(n ) и светило (заданную точку).

Альмукантаратом называется малый круг, плоскость которого параллельна плоскости истинного горизонта.

Координаты – высота и азимут.

Высотой ( h ) называется дуга вертикала светила от истинного горизонта до светила в пределах от –90° до +90°. Знак минус для светил находящихся в подгоризонтной части сферы.

Высота светил, находящихся на меридиане наблюдателя, называется меридиональной высотой . Она обозначается буквой H и имеет наименование точки истинного горизонта, над которой находится светило N или S (рис. 2, светило С 2).

В мореходной астрономии используются три системы счета азимута:

Круговым азимутом (А кр ) N до вертикала светила, отсчитываемая в сторону Е, в пределах от 0° до 360°.

Полукруговым азимутом (А пк ) называется дуга истинного горизонта от полуночной части меридиана наблюдателя (N или S ) до вертикала светила, отсчитываемая в сторону Е или W , в пределах от 0° до 180° и имеет наименование: первая буква совпадает с наименованием широты места наблюдателя, вторая с направлением отсчета или с наименованием полусферы, где находится светило.

Четвертным азимутом (А чет ) называется дуга истинного горизонта от точки N или S до вертикала светила, отсчитываемая в сторону Е или W , в пределах от 0° до 90° и имеет наименование: первая буква совпадает с наименованием точки начала отсчета, вторая с направлением отсчета.

Кроме сферических координат светило может быть задано в полярных координатах относительно точки Z (зенита). Координатами являются зенитное расстояние и азимут.

Зенитным расстоянием называется дуга вертикала светила от точки зенит до светила в пределах от 0° до 180°.

Зенитное расстояние связано с высотой соотношением

Z = 90°– h (1)

Азимут определяется как угол при зените в полукруговом счете.

Первая экваториальная система координат. В этой системе одна координата светила не зависит от координат места наблюдателя, а вторая зависит от долготы места и времени.

Примечание. Следует помнить, что меридиан наблюдателя непосредственно связан с меридианом места наблюдателя, т. е. долготой места.

Основное направление – ось мира.

Основные круги – меридиан наблюдателя и небесный экватор.

Небесным экватором называется большой круг, плоскость которого перпендикулярна оси мира.

Вспомогательные круги – небесные меридианы и параллели.

Небесным меридианом называются половина большого круга, проходящего через полюса мира и заданное светило или точку на небесной сфере.

Небесными параллелями называются малые круги, плоскость которых параллельна плоскости небесного экватора.

Координаты – местный часовой угол и склонение.

Местным часовым углом ( t м ) W в пределах от 0° до 360°.

Так как отсчет часового угла ведется от меридиана наблюдателя, а он связан с меридианом места, то все часовые углы являются местными

Такой счет часовых углов называют астрономическим, и он имеет наименование W . Обычно для этого счета часовых углов наименование не пишут (в МАЕ все часовые углы W). При решении параллактического треугольника с помощью таблиц, используют часовые углы в практическом счете.

Практическим местным часовым углом называется дуга небесного экватора от полуденной точки меридиана наблюдателя до меридиана светила, отсчитываемая в сторону W или Е в пределах от 0° до 180°. Наименование часового угла одноименно с направлением отсчета.

Из всех местных часовых углов выделяется часовые углы для наблюдателя, находящегося на меридиане Гринвича (T М =0°), которые называют гринвичскими часовыми углами .

Склонением (  ) называется дуга меридиана светила от небесного экватора до светила в пределах от 0° до 90°.Наименование склонения одноименно с полюсом мира, к которому производится отсчет.

Кроме сферических координат светило может быть задано в полярных координатах относительно точки повышенного полюса мира. Координатами являются полярное расстояние и часовой угол.

Полярным расстоянием (  ) называется дуга меридиана светила от повышенного полюса мира до светила в пределах от 0° до 180° с наименованием полюса мира, к которому производится отсчет (разноименно с наименованием повышенного полюса мира).

Часовой угол определяется как угол при повышенном полюсе мира в астрономическом или практическом счете.

Вторая экваториальная система координат . В этой системе координаты светила не зависят от суточного движения светил (времени) и места наблюдателя на Земле. Поэтому 2-ая экваториальная система координат подобна географической системе координат.

Основным направлением является ось мира.

Основные круги – небесный экватор и меридиан точки Овна ().

Точкой Овна ( ) называется точка на небесном экваторе, в момент перехода центра Солнца из южной в северную полусферу при его видимом годовом движении .

Положение точки Овна не зависит от суточного вращения небесной сферы. Поэтому в 1-ой экваториальной системе координат положение точки Овна определяется местным часовым углом точки Овна (t  м).

Вспомогательные круги те же, что в 1-ой экваториальной системе – небесные меридианы и небесные параллели.

Координатами являются – прямое восхождение и склонение

Прямым восхождением ( ) называется дуга небесного экватора от точки Овна до меридиана светила, отсчитываемая в сторону обратную W часовым углам (или в сторону видимого годового движения Солнца) в пределах от 0° до 360°.

При расчете местных часовых углов светил с помощью МАЕ вместо прямого восхождения используется координата звездное дополнение.

Звездным дополнением ( ) называется дуга небесного экватора от точки Овна до меридиана светила, отсчитываемая в сторону противоположную W часовых углов в пределах от 0° до 360°.

Склонение () то же, что в 1-ой экваториальной системе.

Так как 1-ая и 2-ая экваториальные системы отличаются только в одной координате (см. рис. 4), то переход от одной системе к другой выражается формулой

t  = t св +  св

Эта формула называется основной формулой времени.

(2-4). Параллактический треугольник и его решение, Графическое решение задач на небесной сфере, Таблицы ТВА-52 , Вычислительная схема и правила вычисления h и А.

Параллактическим треугольником называется сферический треугольник, в вершинах которого находятся точки повышенного полюс мира, зенита и светила.

Элементами этого треугольника являются:

При использовании основных формул сферической тригонометрии элементы треугольника должны быть всегда меньше 180°.

Основное достоинство параллактического треугольника заключается в том, что он связывает координаты светила с географическими координатами места наблюдателя.

Для решения сферического треугольника должны быть заданы 3 из 6 его элементов. Это сторона равная 90°– φ, сторона равная 90°–  и угол между ними равный t м в практическом счете.

Для получения значения высоты светила (h ) применим формулу косинусов к стороне ZC

sinh = sinφ sin + cosφ cos cost м (3)

Для получения значения азимута светила (А ) применим формулу котангесов (4-х рядом лежащих элементов) к углу А

ctgA =tg cosφ cosect м – sinφ ctgt м (4)

Можно получить другие формулы расчета азимута, используя в качестве аргумента высоту светила (h ) полученную по формуле (3).

Расчет азимута по аргументам φ,  и h .

Для получения значения азимута светила используем формулу косинусов к углу А .

Расчет азимута по аргументам , t м и h .

Для получения значения азимута светила используем формулу синусов

sinA / sin(90°– ) = sint м / sin(90°– h )

sinA = sin cost м sech (6)

Азимут получим в пределах от 0° до 90°, т. е. в четвертном счете. Правила определения наименования азимута, приведенные в МТ, достаточно сложные. Формулу обычно используют при фактических наблюдениях с одновременной фиксацией (с помощью гирокомпаса) наименования четверти горизонта, в которой измерена высота светила.

Решение параллактического треугольника выполняется по формулам сферической тригонометрии на калькуляторе или с помощью таблиц.

В настоящее время основным способом решения параллактического треугольника является его решение по формулам с помощью калькулятора, а вспомогательным – с помощью таблиц.

Магнитный меридиан - это вертикально огибающая геомагнитную сферу Земли кривая линия в виде дуги, расположенная вдоль силовых линий земного геомагнитного поля. Все магнитные меридианы сходятся в единую точку северного и южного магнитных полюсов, которые не совпадают с географическими полюсами.

Основные понятия

В любой точке планеты стрелка компаса расположится именно вдоль магнитного меридиана, а не географического, если поблизости нет помех или аномалий. Угол, составляющий разницу направлений между этими меридианами, называют магнитным склонением. Для каждой местности он будет отличаться.

Отличие магнитного меридиана от географического

Стрелка компаса в рабочем состоянии указывает не совсем точное северное направление, а лишь приблизительное - это порой очень важно учитывать. Поскольку силовые полюса отклонены от географических, то указанный компасом меридиан получил определение магнитного, а географический - истинного, чтобы не путать эти величины.

Найденный с помощью компаса азимут аналогично будет отличаться величиной градусов от истинного азимута, поскольку при расчёте берётся во внимание угол между положением стрелки и направлением на объект. А истинный азимут представляет собой угол между географическим меридианом и имеющимся направлением на тот же объект.

При навигационных расчётах для военных или моряков эта разница существенна, но также в условиях путешествия будет не лишним знать, как сделать поправку градусов угла для истинного азимута, то есть на величину геомагнитного склонения. Это необходимо тогда, когда первоначально азимут маршрута рассчитывался по карте и получился истинным, а в пути при ориентировании на объект с помощью стрелки компаса будет вычисляться именно геомагнитный.

Во многих картах для местности за рамками указана величина геомагнитного склонения, но иногда её не печатают. Тогда её необходимо узнать заранее перед путешествием, изучив данные справочника, а потом нанести на карту той местности, по которой проляжет путь. Эти данные постоянно поступают из геомагнитных обсерваторий, проводящих регулярный мониторинг изменений геомагнитного поля Земли, а также смещения силовых вершин.

• Склонение бывает западным либо восточным. При восточном склонении стрелка отклонится восточнее истинного меридиана, при западном - западнее.
• Делая поправку по восточному склонению, градусы отклонения вычитают от азимута, рассчитанного на местности по компасу, чтобы выйти на величину истинного азимута, рассчитанного вначале пути с картой. Обычно восточное склонение помечается знаком «-».
• Делая поправку по западному склонению, градусы отклонения прибавляют, оно так и помечается - знаком «+».
• Таким образом маршрут пройдёт строго по рассчитанному с помощью карты азимуту.

Совет! Если для искомой местности величина склонения не превышает пределов 10º, а маршрут не сильно протяжённый - поправку при ориентировании делать необязательно.

Северный и южный магнитные полюса

Наша Земля имеет два географических полюса, обозначающих оба конца оси вращения планеты, - северный и южный. Именно к ним сходятся в одну точку географические меридианы, прочерчивающие дугами глобус или прямыми линиями увеличенную карту местности.

Однако наша планета окутана геомагнитным полем, силовые линии которого аналогично имеют полюса - северный и южный. Их точки постоянно смещаются относительно географических координат, более того - в течение суток они описывают своеобразный овал.

• В данный момент координаты географического положения северного магнитного полюса находятся в канадской Арктике под толщей льдов, на северной широте 86º и западной долготе 147º. С 2001 года смещение геомагнитной северной вершины по широте составило 5º, по долготе - 37º.
• Координаты географического положения южного магнитного полюса расположены около самого края Антарктиды, на южной широте 64º и восточной долготе 137º. С 1998 года южная вершина по широте сместилась на доли градуса - всего 11 минут, а по долготе - всего на 1º.

Кстати! С точки зрения физики магнитов северный силовой полюс представляет собой южный, поскольку от него отталкивается южный хвостик намагниченной стрелки компаса. Соответственно, южный силовой полюс, согласно законам физики, представляет собой северный, поскольку наоборот притягивает южный хвостик намагниченной стрелки компаса.

Если нашу планету через ось вращения и перпендикулярно ей «рассечь» множеством плоскостей, то на поверхности появятся вертикальные и горизонтальные окружности - меридианы и параллели.


Меридианы сойдутся своими концами в двух точках - на Северном и Южном полюсах. Параллели, как и следует из названия, параллельны друг другу. Меридианы служат для измерения долготы, параллели - широты.

Столь простое при поверхностном взгляде действие - «разлиновка» Земли - стало величайшим открытием в исследовании планеты. Оно позволило использовать координаты и точно описывать местоположение любого объекта. Без параллелей и меридианов невозможно представить ни одну карту, ни один глобус. А придумал их… в III веке до нашей эры александрийский учёный Эратосфен.

Справка. Эратосфен обладал энциклопедическими по тем временам знаниями во всех областях. Он заведовал легендарной Александрийской библиотекой, написал труд «Географика» и стал родоначальником географии как науки, составил первую карту мира и покрыл её градусной сеткой из вертикалей и горизонталей - изобрёл систему координат. Он же ввёл для линий названия - параллель и меридиан.

Меридиан

Меридианом в географии называют половину линии сечения земной поверхности, проведённой через и любую точку на поверхности. Все воображаемые меридианы, которых может быть бесконечное количество, соединяются на полюсах - Северном и Южном. Протяжённость каждого из них - 20 004 276 метров.

Хотя меридианов мысленно можно провести как угодно много, для удобства передвижения, составления карт их количество, расположение упорядочили международными договорами. В 1884 году на Международной меридианной конференции в Вашингтоне постановили, что начальным меридианом (нулевым) станет тот, что проходит через Гринвич - округ на юго-востоке Лондона.

Однако не все сразу согласились с таким решением. Например, в России даже после 1884 года вплоть до начала ХХ века нулевым меридианом считали собственный - Пулковский: он «проходит» через Круглый зал Пулковской обсерватории.

Нулевой меридиан

Нулевым меридианом называют точку отсчёта географической долготы. Сам он, соответственно, имеет нулевую долготу. Так было до создания первой в мире спутниковой системы навигации Transit.


С её появлением нулевой меридиан пришлось немного - в 5,3" относительно Гринвичского - сдвинуть. Так появился Международный опорный меридиан, который использует как точку отсчёта долготы Международная служба вращения Земли.

Параллель

Параллелями в географии называют линии воображаемого сечения поверхности планеты плоскостями, которые параллельны экваториальной плоскости. Параллели, изображённые на глобусе, представляют собой окружности, параллельные экватору. С их помощью измеряют географическую широту.

По аналогии с Гринвичским нулевым меридианом есть и нулевая параллель - это экватор, одна из 5 основных параллелей, которая делит Землю на полушария - южное и северное. Другие основные параллели - тропики Северный и Южный, полярные круги - Северный и Южный.

Экватор

Самая длинная параллель - экватор - 40 075 696 м. Скорость вращения нашей планеты на экваторе составляет 465 м/с - это намного больше, чем скорость распространения звука в воздухе - 331 м/с.

Южный и Северный тропики

Южный тропик, который также называют тропиком Козерога, располагается к югу от экватора и представляет собой широту, над которой полдневное солнце стоит в зените в день зимнего солнцестояния.

Северный тропик, он же - тропик Рака, располагается к северу от экватора и, аналогично южному тропику, представляет широту, над которой полдневное солнце стоит в зените в день летнего солнцестояния.

Северный полярный круг и Южный полярный круг

Северный полярный круг - это граница области полярного дня. К северу от него в любом месте хотя бы раз в год солнце видно над горизонтом 24 часа в сутки или столько же не видно.

Южный полярный круг во всём аналогичен Северному, только располагается в южном полушарии.

Градусная сетка

Пересечения меридианов и параллелей образуют градусную сетку. Меридианы и параллели располагают с интервалом 10° – 20 °, более мелкие деления, как и в углах, называют минутами и секундами.


С помощью градусной сетки мы определяем точное расположение географических объектов - их географические координаты, вычисляя по меридианам долготу, а по параллелям - широту.