ﯽﮑﯾﻧورﺗﮑﻟا یزدوﺋژ...

مجموعھ آموزش الکترونیکی

نجوم ژئودزیدرس دکتر رامین کیامھر

١٣٩٣

١

Copyright by Ramin Kiamehr Zanjan University 2014

of 64

irgeodesy.com

٢

:منابع و مراجع درس)انگلیسی( کالج سلطنتی سوئد ٢٠٠۶ - Huaan Fan/ژئودزی تئوریک -1)فارسی(جزوه نجوم ژئودزی دکتر محمد کریم -٢

-۴نمره ٢تمرینھای کالسی -٣نمره ٢سیمنار پژوھشی درس -٢نمره ۶امتحان میان ترم -١ :ارزیابی درسنمره ١٠آزمون پایان ترم


of 64

irgeodesy.com


مبانی و کلیاتدرس دکتر رامین کیامھر

١٣٩٣


of 64

irgeodesy.com

ایران و نجوم

نجوم در آئینھ اوستای زرتشت


of 64

irgeodesy.com

اسالم و نجوم


of 64

irgeodesy.com

A Persian (Iranian) astrolabe from 1208It was suspended by an attached ring. Pivoted at the center of the disk was a movable pointer called by Arab astronomers the alidade. By sighting with the alidade and taking readings of its position on the graduated circle, angular distances could be determined. Mariners, if sufficiently skilled in navigation, could use the astrolabe to determine latitude, longitude, and time of day and as an aid in making other calculations.


of 64

irgeodesy.com

Sextant

Instrument for determining the angle between the horizon and a celestial body such as the Sun, the Moon, or a star used in celestial navigation to determine latitude and longitude.

Geodetic astronomy is the application of astronomical methods into networks and technical projects of geodesy.The most important topics are:•Establishment of geodetic datum systems (e.g. ED50) or at expeditions •apparent places of stars, and their proper motions•precise astronomical navigation•astro-geodetic geoid determination and •modelling the rock densities of the topography and of geological layers in the subsurface•Satellite geodesy using the background of stars (see also astrometry and cosmic triangulation) •Monitoring of the Earth rotation and polar wandering•Contribution to the time system of physics and geosciencesImportant measuring techniques are:•Latitude and longitude determination by theodolites, tacheometers, astrolabes or zenith cameras•time and star positions by observation of star transits, e.g. by meridian circles(visual, photographic or CCD)


of 64

irgeodesy.com

•Azimuth measurements•for the exact orientation of geodetic networks•for mutual transformations between terrestrial and space methods •for improved accuracy by means of "Laplace points" at special fixed points

•Vertical deflection measurements and their use •in geoid determination •in mathematical reduction of very precise networks•for geophysical and geological purposes

•VLBI with radio sources (quasars) •Astrometry of stars by scanning satellites like Hipparcos or the future Gaia.

•The accuracy of these methods depends on the instrument and its spectral wavelength, the measuring or scanning method, the time amount (versus economy), the atmospheric situation, the stability of the surface resp. the satellite, on mechanical and temperature effects to the instrument, on the experience and skill of the observer, and on the accuracy of the physical-mathematical models.•Therefore the accuracy reaches from 60" (navigation, ~1 mile) to 0,001" and better (a few cm; satellites, VLBI), e.g.:•angles (vertical deflections and azimuths) ±1" up to 0,1"•geoid determination & height systems ca. 5 cm •astronomical lat/long and star positions ±1" up to 0,01"•HIPPARCOS star positions ±0,001"•VLBI quasar positions and Earth's rotation poles 0,001 to 0,0001" (cm...mm)

ھنر و علم تعیین موقعیت نقاط واقع بر سطح زمین و آزیموت خطوط ژئودتیکي کھ این نقاط :نجوم ژئودزی.را بھ یکدیگر وصل مي نماید، بوسیلھ مشاھدات نجومي مي باشد

:لیست زیر بھ پاره اي از مطالبي است کھ در این درس مورد مطالعھ قرار خواھد گرفت

سیستم ھاي مختصات سماوي و تبدیالت بین آنھا و نوسانات و تغییرات این اطالعات و معلوماتي راجع بھ •در مطالعات نجوم سیستم ھا

را برقرار و بیان مي سیستم ھاي مختصات سماوي ارتباط بین سیستم ھاي مختصات زمیني و ماھواره اي•.کنند

.مفاھیم زمان براي منظورھاي ژئودتیک بیان خواھند گردید•

.داشتن معلوماتي را در نجوم ژئودزي ایجاب مي نماید (Tidal) مطالعھ جزر و مد•درک ) Inertial Surveying Systemبھ طور مثال(در مواجھ با تکنولوژي ھاي جدید در نقشھ برداري •

.سیستم مختصات نجومي محلي از اصول اولیھ است\.مختصات نجومي نقاط زمیني از اھمیت ویژه اي برخوردارند ایجاد شبکھ ھاي ژئودزي سھ بعدي زمینيدر •مفید مي باشد کھ داشتن مدل ژئوئید ممکن است در تعیین تعیین انحراف قائم آستروژئودتیک در تعیین ژئوئید•

.دقیق مشاھدات زمیني مانند فواصل، امتدادات و زوایا مورد استفاده قرار مي گیرد.اھمیت فراواني دارا ھستند توجیھ شبکھ ھاي ژئودزيآزیموتھاي نجومي در •


of 64

irgeodesy.com


of 64

irgeodesy.com

E

ab

F O

a

x

F'

a

PZ

E'y

a

۱.۱شکل يضوي دو محوريب

a , b )يا بوسيله) نصف قطر بلند و نصف قطر کوتاهa , f (

abaf −=

)


of 64

irgeodesy.com


of 64

irgeodesy.com

شیب ژئوئید

مولفھ ھای زاویھ انحراف قائم

زاویھ انحراف قائم


of 64

irgeodesy.com


of 64

irgeodesy.com

تعیین ژئوئید از طریق مولفھ ھای زاویھ انحراف قائم


of 64

irgeodesy.com

http://geographiclib.sourceforge.net/cgi-bin/GeoidEval


of 64

irgeodesy.com

http://geographiclib.sourceforge.net/cgi-bin/GeoidEval


of 64

irgeodesy.com

مثلثات کروی


of 64

irgeodesy.com

تفاوت مثلث کروی و مسطح


of 64

irgeodesy.com

Mecca21° 25′ 0″ N39° 49′ 0″ E

Zanjan36° 40′ 30.36″ N 48° 29′ 4.2″ E

مطلوب است تعیین فاصلھ دو شھر . مختصات ژئودتیک شھرھای زنجان و مکھ بھ شرح ذیل است -١پروژه .محاسبات را بصورت مستقیم و معکوس کنترل نمائید). جھت قبلھ(و آزیموت زنجان بھ مکھ


of 64

irgeodesy.com


سیستم مختصات نجومیدرس دکتر رامین کیامھر

١٣٩٣


of 64

irgeodesy.com

:دو اختالف مھم وجود دارد) ھمچنین ماھواره اي(بین سیستم ھاي مختصات سماوي و زمیني

اینکddھ بعلddت وجddود فواصddل بسddیار زیddادي کddھ در نجddوم بddا آن سddر و کddار داریddم امکddان انddدازه گیddري :اول تنھا امتدادھا انeدازه گیeري و مشeاھده در سیستم ھاي سماوي فواصل در نجوم موجود نبوده و بلکھ

مي شوند

است بر عکس ھندسdھ مdورد اسdتفاده در ژئdودزي ھندسھ کروياختالف اینست کھ ھندسھ سماوي :دومیناست کdھ ایdن خdود موجdب سdھولت بیشdتري در بیdان ھندسھ بیضويزمیني و سیستم ھاي مختصات زمیني

. ریاضي روابط نجومي مي شود

–Right ascension بعدي–Eclipticاکلیپتیک : سیستم ھای مختصات سماوی بھ چھار نوعتقسیم بندي شده اند Horizontalافقيو Hour Angle زاویھ ساعتي

این کره بقدري بزرگ فرض مي شود کھ زمین و در واقع منظومھ شمسي را مي توان در مقابل آن بعنوان .در مرکز آن انگاشت یک نقطھ

کره سماوی


of 64

irgeodesy.com

مثلث نجومی


of 64

irgeodesy.com

:چون


of 64

irgeodesy.com


of 64

irgeodesy.com

مثلث کروی


of 64

irgeodesy.com

رابطھ سینوسھا


of 64

irgeodesy.com

تئوری سوم طولھا


of 64

irgeodesy.com

!روش ساده

و


of 64

irgeodesy.com


of 64

irgeodesy.com


سیستمھای سنجش زماندرس دکتر رامین کیامھر

١٣٩٣


of 64

irgeodesy.com


of 64

irgeodesy.com

زمان نجومي ظاھريرا در نصف النھار نجومي گرینویچاعتدال بھاري حقیقی زاویھ ساعتي نقطھ .مي نامندGreenwich Apparent Sidereal Time (GAST) گرینویچ

)GMST( گرینویچ زمان نجومي متوسط زاویھ ساعتي نقطھ اعتدال بھاري متوسط در گرینویچ )Greenwich Mean Sidereal Time (نامیده مي شوند

نامیده مي شوند زمان نجومي متوسط محلي در یک محل زاویھ ساعتي نقطھ اعتدال بھاري متوسط )LMST)(Local Mean Sidereal Time(


of 64

irgeodesy.com

معادلھ نقاط اعتدالینبھ ) GASTو GMSTیا بین ( LASTو LMSTاختالف بین )Eq.E)(Equation of the Equinoxes (موسوم است یعني :

Eq.E = LAST – LMST = GAST – GMST

مي باشد و داراي تغییرات متناوبي با دامنھ Nutationعلت وجود معادلھ اعتدالین وجوداست حدود یک ثانیھحداکثر

تعریف نموده خورشید متوسطنقطھ اي را کھ داراي حرکتي یکنواخت بر روي استوا باشد بعنوان داراي حرکت روزانھ اي مانند حرکت روزانھ نسبت بھ نصف النھار ھر محلاین نقطھ . اند

تفاوت بسیار کمي کھ ناشي از اثر تغییرات نصف النھار آن محل متوسط خورشید واقعي است با .است و تغییرات در سرعت دوراني زمین) حرکت قطبي(

تعیین شده باشد زمانھا را نصف النھار گرینویچحقیقي و متوسط نسبت بھ زوایاي ساعتياگر .نامند (UT)یا زمان جھاني (GMT)متوسط گرینویچ و زمان (GTT)زمان حقیقي گرینویچ

قدر مي باشد (.Eq.T)معادلھ زماناختالف بین زمانھاي خورشیدي حقیقي و متوسط در ھر لحظھ موسوم بھ.مطلق معادلھ زمان تا شانزده دقیقھ میرسد

و زمان الزم براي اینکھ سال تروپیکالزمان الزم براي دو عبور متوالي خورشید از نقطھ اعتدال بھاري را مي نامند و مقادیر آنھا با رابطھ زیر تعریف سال نجومياین خورشید یکدور کامل را بر روي استوا طي کند

:مي گردند


of 64

irgeodesy.com


of 64

irgeodesy.com

معادلھ اختالف بین زمانھاي خورشیدي حقیقي و متوسط در ھر لحظھ موسوم بھ.میرسد قدر مطلق معادلھ زمان تا شانزده دقیقھمي باشد (.Eq.T)زمان


of 64

irgeodesy.com

Julian dates (abbreviated JD) are simply a continuous count of days and fractions since noon Universal Time on 1 January 4713 BCE


of 64

irgeodesy.com

DUT1 (UT1-UTC) corrections broadcast by NIST

Start Date Time DUT1 Correction2007-11-29 0000 UTC -0.3 s2007-06-14 0000 UTC -0.2 s2007-03-15 0000 UTC -0.1 s

http://tf.nist.gov/timefreq/pubs/bulletin/leapsecond.htm

Standard time zone: UTC/GMT +3:30 hoursDaylight saving time: +1 hourCurrent time zone offset: UTC/GMT +4:30 hours

Tehran, Iran Latitude: 35° 45' NorthLongitude: 51° 30' East

G.M.T = L.M.T – 3h , 30m = 14h 56’ 40.3”

G.S.T = (GMT) . 1.00273791 + 2h 12’ 21.19 “ = 17h 11’ 28.8”

L.S.T = GST + λ = 17h 11’ 28.8” +3h 25’ 39” = 20 37’ 7.8”h = (LST –alfa ) *15 = (20 37’ 7.8” – 2 18’ 57.34” ) *15 = 274 32’ 36”


of 64

irgeodesy.com

http://tf.nist.gov/timefreq/pubs/bulletin/leapsecond.htm

http://www.ngc7000.org/astrotools/ephemtool.html

Javascript Ephemeris Tool


of 64

irgeodesy.com

http://www.ngc7000.org/astrotools/ephemtool.html

بسبب آنکھ سیستم مختصات بعدي واسطھ اي بین سیستمھاي زمیني، سماوي و ماھواره اي است و ھمچنین مختصات ستارگان در جداول نجومي نسبت بھ این سیستم مختصات داده شده اند در این فصل تأثیر این حرکات

:این حرکات عبارتند از. بر روي این سیستم مورد مطالعھ قرار خواھد گرفت


of 64

irgeodesy.com

نور برای زمین .مسئلھ است گردش زمین بھ دور خودش گردش زمین متحرک بھ دور خورشیدوابیریشن با ناظر ثابت و نور رسیده بھ ناظر متحرک در مدت زمان دارای شکستگی است کھ آنرا

ایجاد روزانھ ابیریشننیز باز یک در گردش زمین ثابت ومتحرک بھ دور خورشیدگویند ساالنھ.می گردد

سیستم بعدی سیستم ثابتی است زمین وخورشید و سیارات ھمھ در یک نقطھ متمرکز اندو آن مر کز خورشید اختالف فاصلھ ی بین دو مرکز خورشید و kmمیلیون ١۵٠کھ در حقیقت( وناظر در مرکز خورشید است

) تاثیرات روی مختصات زمینی ما ( این دو ناظر ستاره را جابجا می بینند ) زمین استمی باشد پاراالکس برای ستارهو یک

می باشد این مقدار آنقدر کوچک ناظر از سطح تا مرکز زمینیک پاراالکس دیگری بھ خاطر فاصلھ ی .گویند پاراالکس ژئو سنتریکآنرا . است کھ در نجوم دقیق نیز تاثیر آن را در نظر نمی گیرند

. الیھ ھای جو دارای چگالی مختلف اندسومین مورد تاثیر در مشاھدات و تاثیرات جو زمین وفضا است بنابراین شکست ھای مختلفی دارند و دارای خطاھایی می باشیم کھ بایستی با یکسری تمھیدات عملیاتی آنان را

)خطای انکسار.(رفع کرد


of 64

irgeodesy.com

294-323


of 64

irgeodesy.com

GPS


اصول تعیین موقعیت نجومیدرس دکتر رامین کیامھر

١٣٩٣


of 64

irgeodesy.com

Z=90-a

Φ


of 64

irgeodesy.com

90Z

Z aδΦ = −

= −


of 64

irgeodesy.com

Λتعیین طول نجومی


of 64

irgeodesy.com

Az


of 64

irgeodesy.com

دب اکبر

دب اصغر


of 64

irgeodesy.com

T4 ١تئودولیت نجومی کمپانی ویلد برای نجوم درجھ

Weighing approximately 60 kg

with approximately 60x magnification

Determining the longitude to 0.01" of time, latitude to 0.2" of arc and the azimuth to 0.3" of arc.

Horizontal and vertical circle readings are made with the optical micrometer directly to 0.1" and 0.2"respectively


of 64

irgeodesy.com

T3 Precision Thoeodolite

24 x magnification

Direct reading of the circles to 0.2" and estimated to 0.1".

Weight of 11.2 kg

The milligon (milligrad), a unit of angle measure equal to 0.001 gon, 0.0009°, 3.24’’ seconds of arc degree


of 64

irgeodesy.com

نجوم ژئودزیVLBI و عکسبرداری روشھای

١٣٩٣


of 64

irgeodesy.com


of 64

irgeodesy.com

Very Long Baseline Interferometery (VLBI)


of 64

irgeodesy.com

Atlantic spreading measured by VLBI over 6 years (1986).


of 64

irgeodesy.com

ﯽﮑﯾﻧورﺗﮑﻟا یزدوﺋژ...

Documents