Особенности измерения зенитных расстояний светил

Точное измерение зенитных расстояний при наблюдении светил, имеющих видимые движения, задача сложная. Поэтому измерение зенитных расстояний светил необходимо производить в определенной системе счета времени. Вследствие этого, процесс визирования на светило в общем случае связан с отсчетами показаний хронометра в моменты наведения горизонтальной нити на светило или в момент прохождения светила через горизонтальные нити установленной неподвижно по высоте трубы прибора.

Методы визирования:

Визирование методом наведения

Наведение на светило горизонтальной нитью сопровождается снятием показаний хронометра (используются теодолиты ОТ-02, Т2 и др., имеющие одну горизонтальную нить). Благоприятные условия наблюдений, когда изменяется медленно. Это положение в плоскости меридиана и вблизи его. При > 60° углы между суточными параллелями светил и альмукантаратами малы, поэтому данная методика может быть применена не только при наблюдении светил в плоскости меридиана.

Визирование методом наблюдения прохождений светил

В случаях, когда скорость изменения Z велика, при высокоточных наблюдениях применяют сетку нитей с несколькими горизонтальными нитями и в моменты прохождения светила через них берут показания хронометра. Средний момент T_ср. соответствует моменту прохождения звезды через среднюю нить к тому Z, под которым наклонена визирная ось трубы. Так как скорость движения светил различна, то при высокоточных наблюдениях учитывают поправку за зенитальное ускорение.

Кроме особенностей, связанных с методом визирования, при измерении зенитных расстояний светил для введения поправок за астрономическую рефракцию учитывают влияние внешних условий наблюдений: температуру, давление, влажность воздуха.

В астрономических теодолитах, применяемых для точных астрономических наблюдений, вертикальный круг вращается вместе с трубой и имеет подписи делений. Микроскопы вертикального круга крепятся в обоймах неподвижной рамы, на которую устанавливается также и накладной уровень.

Отсчет по вертикальному кругу, когда визирная ось трубы направлена точно в зенит, а пузырек уровня при алидаде вертикального круга находится на середине, называется местом зенита и обозначается MZ.

При астрономических наблюдениях MZ должно быть тщательно определено при наблюдениях на неподвижный объект при КЛ и КП.

Для теодолита ОТ-02 место зенита определяется по формуле

MZ = КЛ + КП ± 180°, (1.40)

Тогда зенитное расстояние при наблюдении на неподвижный объект

Z¢ = КЛ – КП + 90°, (1.41)

на подвижный объект

Z¢ = 2КЛ – КZ – 90°

или

Z¢ = MZ – 2КЛ – 90°, (1.42)

где MZ заранее известно.

Для теодолитов АУ2/10, Вильд Т4, ДКМЗ-А, Т2 (они имеют несколько горизонтальных нитей) место зенита определяют по формуле

°, (1.43)

тогда Z¢ = КЛ – КZ или Z¢ = MZ – КП. (1.44)

У теодолита АУ2/10 и у других не оптических теодолитов лимб вертикального круга можно переставлять (для исключения ошибок нанесения делений на лимб). При перестановке лимба необходимо сразу же определить MZ.

Перед взятием отсчета по вертикальному кругу в оптических теодолитах совмещают изображение концов пузырька контактного уровня (при вертикальном круге).

При работе с теодолитами, не имеющими контактного уровня, пузырек уровня (при алидаде вертикального круга) обычно не приводят на середину, а берут отсчеты по концам пузырька уровня и исправляют отсчеты, сделанные по вертикальному кругу.

КЛ = КЛ¢ + i, КП = КП¢ + i, (1.45)

где i – угол наклона уровня при вертикальном круге.

Под углом наклона уровня при вертикальном круге (i) понимается угол, составленный осью уровня в момент наблюдений с тем ее направлением, которое она занимала бы при положении пузырька уровня точно на середине.

Очевидно, что величина этого угла определяется величиной смещения середины пузырька уровня относительно нуль-пункта (рис. 1.12).

Если шкала уровня оцифрована так, что на одном конце подписан нуль, а на другом – число делений, равное m, то наклонность оси уровня выразится так

, (1.46)

где t – цена деления уровня, определенная по результатам исследований;

b = (Л +П) – m – отклонение пузырька уровня от его среднего положения в полуделениях уровня;

Л, П – отсчеты по концам пузырька уровня.

Если шкала уровня оцифрована так, что в середине помещен нуль, а надписи делений возрастают в обе стороны, то наклон будет

, (1.47)

где b = Л + П.

Знак поправки за наклон оси уровня определяется направлением возрастания подписей делений на лимбе и положением нуля (младшего деления) на шкале уровня. При возрастании подписей делений лимба по ходу часовой стрелки левому концу пузырька приписывают знак «–», а правому – знак «+».

Исследование влияния инструментальных (приборных) погрешностей на измеряемые зенитные расстояния светил представляет собой одну из важных проблем [12].

Рассмотрим очень кратко лишь некоторые основные погрешности, имеющие систематический характер и действующие на результаты измерений зенитных расстояний светил.