Аномалии астрономической рефракции и их учет

Аномалии астрономической рефракции и их учет

Н.Н. Редичкин, И. Н. Редичкин Исследования, выполненные в работах [1], [2], [3] позволяют считать, что при измерении зенитных расстояний (?) небесных светил необходимо учитывать не только углы астрономической рефракции (r_а), на и аномалии рефракции (Дr_а), которые определяют по формуле:

(Дr_а) = r_а^т — r_а^изм (1).

где: r_а^т — теоретическая рефракция (вычисленная по формулам или таблицам); r_а^изм — измеренная рефракция.

Углы (Дr_а) возникают из-за того, что принятая для вывода формул рефракции сферическая модель атмосферы, нарушается. Образуются наклоны изодиоптрических поверхностей. Нормаль к ним не совпадает с отвесной линией, образуя некоторый угол i равный дуге Zn (рис.1). В этом случае рефракция происходит не в вертикальной плоскости, а в плоскости, содержащей нормаль, луч падающий и луч преломленный. Такая рефракция называется аномальной. Аномальная рефракция изменяет не только зенитные расстояния, но и азимуты (А) светил.

На зенитных расстояниях ?? < 70⁰ аномалии рефракции сравнимы с ошибками измерений. Для их учета на этих? можно использовать значения Дr_а, полученные по результатам наблюдений небесных светил вблизи горизонта, где r_а могут достигать величин от нескольких секунд до нескольких минут, а иногда и градусов [1]. Для определения i — общего наклона изодиоптрических слоев атмосферы в данном направлении, в работе [4] предложено использовать результаты измерений зенитных расстояний и азимутов небесных светил вблизи горизонта. Получена формула:

В формуле (2) Дr_а находились по (1); в = ДА = А — А^/, где А^/ -измеренный азимут светила; Аазимут светила, вычисленный без учета наклонов изодиоптрических поверхностей по формуле, полученной из соотношений параллактического треугольника с известными значениями склонения (д), широты (ц) и часового угла (t), тогда:

(3).

Используя результаты наблюдений небесных светил вблизи горизонта по (1), (2), (3) вычисляют i и Дr_а. Для того, чтобы в этом направлении определить аномалии на ?<70⁰ из формулы (2) найдем:

(4).

где в_i — дуга пространственного угла а0 В (рис.1), определяемая из сферического треугольника Zав по формуле:

cosвi = cos (Zа) cos (Zв) + sin (Za)sin (Zв) cosДА (5).

Полагая в (5) Zа = Zв = т получим:

в_i = arc cos (cos² ?+ sin²? cosДA) (6).

Для расчетов по (4) воспользуемся данными, приведенными в [4] (табл.1). Углы ДA, Дr_а и i получены по результатам измерений? и А^/ звезды бVir (Cпика) вблизи горизонта.

Таблица 1.

Результаты вычислений аномалий рефракции.

В таблице величины r_а^т получены методом численного интегрирования [5]; величины r_а^изм = Z — ?, где Z= arc cos (sinц sinд +соsц cosд cost); величины i получены по формуле (2) с учетом того, что в = ДА_ср (табл.1).

На основании данных, приведенных в табл.1, выполнены расчеты значений Дr_а по (4) в зависимости от величины ?. Получены результаты, приведенные в табл.2.

Таблица 2.

Вычисление аномалий рефракции для различных зенитных расстояний звезд.

аномалия рефракция зенитный расстояние В табл. 2 для расчетов по (4) принято, что i=i^cp (табл.1), а величина ?ⁱ по формуле (6).

Из табл. 2 видно, что предложенный способ учета аномалий рефракции может значительно улучшить результаты наблюдений при измерении зенитных расстояний небесных светил на ??70°.

• 1. Колчинский И. Г. Рефракция света в земной атмосфере (Обзор). Киев.: Наукова думка, 1967. 44 с.
• 2. Киричук В. В. Геодезическая рефракция и аномалия астрономической рефракции на больших зенитных расстояниях (Z=88,89,90°). В сб.: Геодезия, картография и аэрофотосъемка. Львов. Межвед.респ.научно-техн. сборник, вып. 13, 1971, с. 36−43.
• 3. Нефедьева А. И. Аномалии рефракции. — В сб.: Современные проблемы позиционной астрометрии. М.: МГУ, 1975, с. 110.
• 4. Редичкин И. Н. Определение наклонов изодиоптрических поверхностей по результатам измерений зенитных расстояний и азимутов опорных звезд. — В сб.: Прикладная геодезия, Из-во РГСУ, г. Ростов-на-Дону, 2001, с. 7−22.
• 5. Редичкин И. Н. Вычисление углов астрономической рефракции вблизи горизонта различными способами и сравнение результатов. — В сб.: Прикладная геодезия, Из-во РГСУ, г. Ростов-на-Дону, 1999, с. 93−102.