Dangaus kūno padėties skaičiuoklė: aukštis ir azimutas

Ši skaičiuoklė apskaičiuoja, kur danguje matomas dangaus kūnas iš tam tikros vietos tam tikru momentu. Ji pateikia du skaičius: aukštį, kampą virš horizonto, ir azimutą, kompaso kryptį, matuojamą nuo šiaurės.

Aukštis ir azimutas

Aukštis matuojamas laipsniais nuo horizonto. Jis lygus 0° horizonte ir 90° tiesiai virš galvos, taške, vadinamame zenitu. Neigiamas aukštis reiškia, kad kūnas yra žemiau horizonto ir jo negalima matyti.

Azimutas matuojamas laipsniais pagal laikrodžio rodyklę nuo šiaurės. Šiaurė yra 0°, rytai 90°, pietūs 180°, o vakarai 270°. Kartu šie du kampai nurodo vieną tašką danguje, taip pat kaip adresas nurodo vieną pastatą.

Ši pora vadinama horizontine koordinačių sistema. Ji priklauso nuo to, kur stovi stebėtojas, ir nuo laiko, nes Žemė sukasi.

Kaip veikia skaičiavimas

1. Data ir laikas paverčiami Julijaus diena, astronomijoje naudojamu nenutrūkstamu dienų skaičiavimu.
2. Apskaičiuojama kūno rektascensija ir deklinacija. Tai fiksuotos koordinatės danguje, panašios į ilgumą ir platumą, projektuojamas ant dangaus sferos.
3. Apskaičiuojamas Grinvičo žvaigždžių laikas ir sujungiamas su stebėtojo ilguma, kad būtų gautas vietinis žvaigždžių laikas.
4. Valandinis kampas yra vietinis žvaigždžių laikas atėmus rektascensiją. Jis rodo, kaip toli kūnas yra nuo stebėtojo meridiano.
5. Aukštis ir azimutas gaunami iš valandinio kampo, deklinacijos ir stebėtojo platumos:

sin(altitude) = sin(latitude) × sin(declination) + cos(latitude) × cos(declination) × cos(hour angle)

Iš kur gaunamos padėtys

Skirtingiems kūnams reikia skirtingų modelių.

• Saulei naudojama žemo tikslumo saulės teorija iš Meeus 25 skyriaus, tiksli iki maždaug 0,01°.
• Mėnuliui naudojami didžiausi periodiniai Mėnulio teorijos nariai iš Meeus 47 skyriaus, tikslūs iki maždaug 0,05°.
• Planetoms naudojami Keplerio elementai, kuriuos skelbia JPL apytikslėms didžiųjų planetų padėtims. Jie galioja nuo 1800 iki 2050 metų ir yra tikslūs iki kelių lanko minučių.
• Žvaigždėms naudojamos katalogo padėtys J2000.0 epochai, precesuotos iki skaičiavimo datos.

Refrakcija

Oras lenkia šviesą, todėl žemai danguje esantis kūnas atrodo aukštesnis, nei yra geometriškai. Šis poveikis yra apie 0,5° prie horizonto ir sparčiai mažėja kylant aukštyn, iki maždaug 0,03° ties 45°. Skaičiuoklė rodo geometrinį aukštį ir aukštį po refrakcijos pridėjimo.

Pavyzdys

Iš Grinvičo Karališkosios observatorijos, esančios 51,4778° šiaurės platumos ir 0,0015° vakarų ilgumos, 2024 m. birželio 21 d. 12:00 UTC Saulė yra maždaug 62° virš horizonto ir beveik tiksliai pietuose. Tai artima didžiausiam aukščiui, kokį Saulė kada nors pasiekia iš tos platumos, nes birželio saulėgrįža yra momentas, kai Saulės deklinacija yra pačiame šiauriausiame taške, maždaug +23,44°.

Dažnai užduodami klausimai

Kuo skiriasi aukštis ir deklinacija?

Deklinacija yra fiksuota dangui ir nepriklauso nuo stebėtojo. Aukštis priklauso nuo to, kur stovi stebėtojas, ir nuo paros laiko, nes Žemės sukimasis neša dangų pro stebėtoją.

Kodėl laiko prašoma UTC formatu?

UTC pašalina bet kokį dviprasmiškumą, kylantį dėl laiko juostų ir vasaros laiko. Prieš įvesdami vietinį laikrodžio laiką, paverskite jį į UTC.

Kodėl žvaigždė gali būti žemiau horizonto visą dieną?

Žvaigždė, kurios deklinacija toli nuo stebėtojo pusrutulio, ten niekada nepateka. Kanopas, kurio deklinacija yra −52,7°, niekada nepasirodo 60° šiaurės platumoje.

Koks šio skaičiavimo tikslumas?

Saulė ir žvaigždės tikslios iki nedidelės laipsnio dalies, Mėnulis iki maždaug 0,05°, o planetos iki kelių lanko minučių laikotarpiu nuo 1800 iki 2050 metų. Tai daug tiksliau, nei gali įvertinti akis, ir pakankamai tikslu, kad būtų galima nukreipti plataus regėjimo lauko teleskopą.

Kodėl Šiaurinė yra aukštyje, artimame mano platumai?

Šiaurinė yra labai arti šiaurinio dangaus poliaus, o poliaus aukštis lygus stebėtojo platumai. Šis ryšys šimtmečiais padėjo jūreiviams nustatyti savo platumą.