Горизонта́льная систе́ма координа́т, или горизо́нтная систе́ма координа́т — система небесных координат, в которой основной плоскостью является плоскость математического горизонта, а полюсами — зенит и надир. Она применяется при наблюдениях звёзд и движения небесных тел Солнечной системы на местности невооружённым глазом, в бинокль или телескоп с азимутальной установкой. Горизонтальные координаты не только планет и Солнца, но и звёзд непрерывно изменяются в течение суток ввиду суточного вращения небесной сферы.
Описание
Линии и плоскости Горизонтальная система координат всегда топоцентрическая. Наблюдатель всегда находится в фиксированной точке на поверхности Земли (отмечена буквойO на рисунке). Будем предполагать, что наблюдатель находится в Северном полушарии Земли на широте. При помощи отвеса определяется направление на зенит(Z), как верхняя точка, в которую направлен отвес, а надир(Z′) — как нижняя (под Землёй). Поэтому и линия ZZ′, соединяющая зенит и надир, называется отвесной линией.
Плоскость, перпендикулярная к отвесной линии в точкеO, называется плоскостью математического горизонта. На этой плоскости определяется направление на юг (географический, не магнитный!) и север, например, по направлению кратчайшей за день тени от гномона. Кратчайшей она будет в истинный полдень, и линия NS, соединяющая юг с севером, называется полуденной линией. Точки востока(E) и запада(W) берутся отстоящими на 90° от точки юга соответственно против и по ходу часовой стрелки, если смотреть из зенита. Таким образом, NESW — плоскость математического горизонта.
Плоскость, проходящая через полуденную и отвесную линии (ZNZ′S), называется плоскостью небесного меридиана, а плоскость, проходящая через небесное тело — плоскостью вертикала данного небесного тела. Большой круг, по которому она пересекает небесную сферу, называется вертикалом небесного тела.
Координаты В горизонтальной системе координат одной координатой является либо высота светила, либо его зенитное расстояние . Другой координатой является азимут.
.
(внимание, в геодезии и навигации азимуты отсчитываются от точки севераН.Александрович «Горизонтальная система координат» ).
Особенности изменения координат небесных тел За сутки звезда (а также в первом приближении — тело Солнечной системы) описывает круг, перпендикулярный оси мира (PP′), которая на широте наклонена к математическому горизонту на угол. Поэтому она будет двигаться параллельно математическому горизонту лишь при, равном 90°, то есть на Северном полюсе. Поэтому все звёзды, видимые там, будут незаходящими (в том числе и Солнце на протяжении полугода, см. Долгота дня), а их высота будет постоянной. На других широтах доступные для наблюдений в данное время года звёзды делятся на заходящие и восходящие ( в течение суток проходит через0) незаходящие ( всегда больше0) невосходящие ( всегда меньше0) Максимальная высота звезды будет наблюдаться раз в день при одном из двух её прохождений через небесный меридиан — верхней кульминации, а минимальная — при втором из них — нижней кульминации. От нижней до верхней кульминации высота звезды увеличивается, от верхней до нижней — уменьшается.
Переход к первой экваториальной В дополнение к плоскости горизонта NESW, отвесной линии ZZ′ и оси мира PP′ начертим небесный экватор, перпендикулярный к PP′ в точкеO. Обозначим — часовой угол светила, — его склонение, — само светило, — его зенитное расстояние. Тогда горизонтальную и первую экваториальную систему координат свяжет сферический треугольник PZR, называемый первым астрономическим треугольником, или параллактическим треугольником. Формулы перехода от горизонтальной системы координат к первой экваториальной системе координат имеют следующий вид:
Переход от первой экваториальной Формулы перехода от первой экваториальной системы координат к горизонтальной системе координат выводятся при рассмотрении того же сферического треугольника, применяя к нему те же формулы сферической тригонометрии, что и при обратном переходе. Они имеют следующий вид:
Примечания
См. также Система небесных координат Сферическая система координат
Категория:Наблюдательная астрономия Категория:Астрометрия Категория:Небесная механика Категория:Системы координат