Часовой угол

Координаты, используемые в экваториальной системе координат

Часовой угол обозначен оранжевой стрелкой на плоскости небесного экватора . Стрелка заканчивается на часовом круге оранжевой точки, указывающей видимое место астрономического объекта на небесной сфере .

В астрономии и астронавигации часовой угол — это двугранный угол между плоскостью меридиана (содержащей ось Земли и зенит ) и часовым кругом (содержащим ось Земли и заданную точку интереса). ^[1]

Он может быть задан в градусах, времени или вращениях в зависимости от приложения. Угол может быть выражен как отрицательный к востоку от плоскости меридиана и положительный к западу от плоскости меридиана, или как положительный к западу от 0° до 360°. Угол может быть измерен в градусах или во времени, причем 24 ^ч = 360° точно. В астрономической навигации принято измерять в градусах к западу от нулевого меридиана ( часовой угол Гринвича , GHA ), от местного меридиана ( местный часовой угол , LHA ) или от первой точки Овна ( звездный часовой угол , SHA ).

Часовой угол сочетается со склонением , чтобы полностью определить местоположение точки на небесной сфере в экваториальной системе координат . ^[2]

Связь с прямым восхождением

Вид сверху на северный полюс Земли , местный часовой угол звезды (LHA) для наблюдателя около Нью-Йорка (красная точка). Также изображены прямое восхождение звезды и гринвичский часовой угол (GHA), местное среднее звездное время (LMST) и гринвичское среднее звездное время (GMST). Символ ʏ обозначает направление мартовского равноденствия . Если в этом примере предположить, что день года — мартовское равноденствие, так что солнце находится в направлении серой стрелки, то эта звезда взойдет около полуночи. Сразу после того, как наблюдатель достигает зеленой стрелки, наступает рассвет и затмевает светом видимость звезды примерно за шесть часов до того, как она зайдет на западном горизонте. Прямое восхождение звезды составляет около 18 ^ч.

Местный часовой угол (LHA) объекта на небе наблюдателя равен или , где LHA _{объекта} — местный часовой угол объекта, LST — местное звездное время , — прямое восхождение объекта , GST — гринвичское звездное время , — долгота наблюдателя (положительный восток от нулевого меридиана ). ^[3] Эти углы можно измерять во времени (24 часа на окружность) или в градусах (360 градусов на окружность) — либо одно, либо другое, но не оба одновременно. $${\displaystyle {\text{LHA}}_{\text{object}}={\text{LST}}-\alpha _{\text{object}}}$$ $${\displaystyle {\text{LHA}}_{\text{object}}={\text{GST}}+\lambda _{\text{observer}}-\alpha _{\text{object}}}$$ ${\displaystyle \alpha _{\text{object}}}$ ${\displaystyle \lambda _{\text{observer}}}$

Отрицательные часовые углы (−180° < LHA _{объекта} < 0°) указывают, что объект приближается к меридиану, положительные часовые углы (0° < LHA _{объекта} < 180°) указывают, что объект удаляется от меридиана; часовой угол, равный нулю, означает, что объект находится на меридиане.

В астрономии прямое восхождение часто указывается в шестидесятеричном формате часы-минуты-секунды (ЧЧ:ММ:СС), хотя может указываться в десятичных часах, шестидесятеричных градусах (ГДД:ММ:СС) или десятичных градусах.

Солнечный часовой угол

При наблюдении Солнца с Земли солнечный часовой угол является выражением времени, выраженным в угловых единицах, обычно градусах, от солнечного полудня . В солнечный полдень часовой угол равен нулю градусов, при этом время до солнечного полудня выражается как отрицательные градусы, а местное время после солнечного полудня выражается как положительные градусы. Например, в 10:30 утра по местному времени часовой угол равен −22,5° (15° в час умножить на 1,5 часа до полудня). ^[4]

Косинус часового угла (cos( h )) используется для расчета угла солнечного зенита . В солнечный полдень h = 0,000, поэтому cos ( h ) = 1 , а до и после солнечного полудня член cos(±  h ) = одно и то же значение для утра (отрицательный часовой угол) или дня (положительный часовой угол), так что Солнце находится на одной и той же высоте в небе в 11:00 утра и 1:00 дня по солнечному времени. ^[5]

Звездный часовой угол

Звездный часовой угол (SHA) тела на небесной сфере — это его угловое расстояние к западу от мартовского равноденствия , обычно измеряемое в градусах. SHA звезды изменяется менее чем на минуту дуги в год из-за прецессии , в то время как SHA планеты значительно изменяется от ночи к ночи. SHA часто используется в небесной навигации и навигационной астрономии, а его значения публикуются в астрономических альманахах . ^{[ требуется ссылка ]}

Смотрите также

• Положение часов
• Список орбит

Примечания и ссылки

1. US Naval Observatory Nautical Almanac Office (1992). P. Kenneth Seidelmann (ред.). Пояснительное приложение к Astronomical Almanac . Mill Valley, CA : University Science Books. стр. 729. ISBN 0-935702-68-7.
2. Пояснительное приложение (1992), стр. 724.
3. Меус, Жан (1991). Астрономические алгоритмы . Willmann-Bell, Inc., Ричмонд, Вирджиния. п. 88. ИСБН 0-943396-35-2.
4. Kreider, JF (2007). "Применение солнечной энергии". Экологически сознательное альтернативное производство энергии . стр. 13–92. doi :10.1002/9780470209738.ch2. ISBN 9780470209738.
5. Schowengerdt, RA (2007). «Модели оптического излучения». Дистанционное зондирование . С. 45–88. doi :10.1016/B978-012369407-2/50005-X. ISBN 9780123694072.