ГКИНП-01-153-81 РУКОВОДСТВО ПО АСТРОНОМИЧЕСКИМ ОПРЕДЕЛЕНИЯМ - часть 2

Размещение  всей  аппаратуры  на  пункте  должно  выполняться  продуманно. 

Непосредственно  у  астростолба  или  на  сигнале  находятся  только  вспомогательный 
хронометр  или  часы,  необходимые  для  нахождения  звезд  по  эфемеридам,  и  пульт 
управления. Остальные приборы, в том числе и основной хронометр, удобно располагать в 
палатке. Связь между наблюдателем и помощником осуществляется по проводам. Возможно 
для этой цели использование телефонной или радиосвязи. 

При  азимутальных  определениях  необходимо  обеспечить  высоту  визирного  луча  над 

препятствием  не  менее 6 м  во  всех  районах  страны.  Если  рельеф  местности  позволяет 
наблюдать азимут с земли, то его определяют со столба, установленного приблизительно в 
створе наблюдаемого направления. 

Астрономический  столб,  как  для  определения  азимута,  так  и  для  определения  широт  и 

долгот должен находиться не далее 80 м и не ближе высоты сигнала от центра пункта. 

Палатка  должна  быть  установлена  от  центра  на  расстоянии,  превышающем 1,2 высоты 

знака. 

На  расстоянии 

≥ 0,5 км (в лесных районах ≥ 0,25 км) от центра пункта устанавливается 

мира.  Она  используется  для  ориентирования  теодолита.  Азимут  миры  находится  одним  из 
приближенных  способов (9.3.1 и 9.3.2). В  отдельных  случаях  необходимо  знать 
приближенные значения широты и долготы, они определяются по способам раздела 9. 

Методика определения астрономического и геодезического азимутов с погрешностями ± 

2" изложена в 6.6 и 6.7. Необходимость в таких наблюдениях возникает при решении задач, 
связанных с ориентированием полигонометрических сетей 3 - 4 классов. 

Вспомогательные (эфемеридные) часы должны быть установлены по местному звездному 

времени, основные часы - в зависимости от того, являются ли они звездными или средними - 
соответственно по местному звездному времени или по координированному. Средние часы 
могут  быть  установлены  и  по  московскому  времени.  Для  того  чтобы  установить  на  часах 
показание, соответствующее тому или другому времени, необходимо знать поправку часов. 
Она определяется по приему радиосигналов точного времени, как указано в 2.3. 

При  наблюдении  запись  результатов  производят  в  журналы  специально  установленной 

формы. Часть вычислительной обработки выполняют непосредственно в журналах. 

До  отъезда  с  пункта  выполняют  полевые  вычисления,  позволяющие  судить  о  качестве 

наблюдений. Полевые вычисления широт и долгот необходимы также для использования их 
результатов  при  обработке  азимутов.  При  обработке  долготных  определений  при  полевых 
вычислениях достаточно для опытного астронома ограничиться 

1

/

3

 объема наблюденных пар. 

Образцы полевых вычислений с необходимой точностью даны на страницах Руководства. 

По  окончании  сезона  (после  определения  заключительной  лично-инструментальной 

разности) астроном составляет полевой технический отчет, содержащий основные сведения 
о наблюдениях. 

При  окончательной  обработке  следует  использовать  точные  формулы  и  схемы  из 

Руководства,  но  целесообразнее,  конечно,  применить  ЭВМ.  Материалы  Руководства 
достаточны для составления программ. 

При  камеральной  обработке  координаты  звезд  должны  быть  взяты  в  системе FK4 или  в 

системе подготавливаемого к изданию нового каталога FK5. 

Все широты, долготы и азимуты должны быть приведены к Условному международному 

началу - полюсу  OCI  (см. 8.4), центру  пункта (8.1 и 8.2), а  азимуты,  кроме  того,  к 
референцэллипсоиду (8.3). 

Основной  системой  времени  является  система  всемирного  времени UT1

SU

,  вычисляемая 

Государственной службой времени и частоты СССР. Для астрономических определений вне 
территории  Советского  Союза  разрешается  использовать  всемирное  время UT1

МБВ

 

(Международного бюро времени). 

2.2. АСТРОНОМИЧЕСКИЙ СТОЛБ

 

Основными  требованиями,  которым  должен  удовлетворять  астрономический  столб, 

являются  его  сохранность  и  устойчивость  при  воздействии  ежесуточных,  сезонных  и 
многолетних  климатических  факторов.  Названные  требования  будут  выполнены,  если 
строительство астростолба произвести следующим образом. 

На  возвышенном  месте,  не  подверженном  затоплению  в  паводок,  с  которого 

обеспечиваются  наблюдения  земной  визирной  цели  и  звезд  на  нужных  зенитных 
расстояниях,  роется  котлован  (рис. 2.1) размером  3

×3  м  в  верхней  и 2,5 2,5 м  в  нижней 

части. Котлован должен быть на 1 м ниже глубины сезонного промерзания грунта в данном 
районе. На дно котлована засыпается песок 1 слоем 50 см. На утрамбованную поверхность 
песка укладывается гравийно-бетонная подушка 2 с размерами в плане 2 2 и высотой 20 см. 
В  качестве  подушки  может  быть  использована  готовая  железобетонная  плита.  На  подушке 
строится бетонное или кирпичное основание 4 астростолба, имеющего в поперечнике 1x1 м. 
Верхняя  площадка  основания  должна  возвышаться  над  поверхностью  естественного 
почвенного  покрова  на 0,5 м.  На  площадке  основания  выкладывается  кирпичный 
астрономический столб 7 высотой 120 см и с размерами в поперечнике 0,5

×0,5 м. Наружные 

поверхности  основания  покрываются  гидроизоляцией.  В  песок  котлована  укладывается 
якорь  заземления,  шина  от  которого  выводится  к  астростолбу  на  поверхность.  После  этого 
котлован засыпается землей 3. Для отвода дождевой воды от столба делают откосы. Вокруг 
столба  строится  помост  6,  нижняя  поверхность  которого  должна  располагаться  на 15 см 
выше площадки основания. Помост не должен иметь точек касания с астростолбом. Опоры 
помоста 5 должны находиться на расстоянии 1 м и более от внешних обводов астростолба. В 
верхней  части  столба  строят  опалубку  высотой 20 см,  которую  заливают  бетоном, 
образующим  после  отвердевания  инструментальный  столик  8.  Поверхность  бетона 
тщательно  выравнивается.  Центр  столба  обозначается  стандартной  маркой  9, 
вбетонированной  в  столик.  Столб  штукатурится  и  после  высыхания  окрашивается  в  белый 
цвет. 

2.3. ВЫЧИСЛЕНИЯ ПОПРАВКИ ХРОНОМЕТРА ПО ПРИЕМУ РАДИОСИГНАЛОВ 

ВРЕМЕНИ

 

Поправкой часов (хронометра) называют величину, которую надо прибавить к показанию 

часов X, чтобы получить точное время Т. Следовательно, 

и = Т - Х.                                                             (2.1) 

 

Рис. 2.1. Астрономический столб 

Для поправки часов должен быть указан момент, на который она вычислена. 
Изменение  поправки  за  единицу  времени  называют  ходом 

ω  часов.  Ход  может  быть 

отнесен к различным единицам времени. Говорят о суточном ходе часов, часовом, минутном 
и т.д. (

ω

d

, 

ω

h

, 

ω

m

) 

.                                                          (2.2) 

Различают  ход  по  отношению  к  среднему  солнечному  времени  и  ход  по  отношению  к 

звездному времени. Хронометр называют средним или звездным. Средний хронометр имеет 
малый  ход  (порядка  нескольких  секунд  в  сутки  или  значительно  меньше)  относительно 
шкалы среднего времени, а звездный - относительно шкалы звездного времени. 

Кроме того, необходимо различать, как поставлен хронометр. Средний хронометр может 

быть  поставлен  (т.е.  иметь  малую  поправку)  по  координированному,  местному  среднему 
солнечному, московскому и даже по местному звездному времени. 

В последнем случае его поправка, вычисленная по отношению к звездному времени, будет 

быстро изменяться. 

Для  вычисления  поправки  хронометра  используют  эталонные  радиосигналы  точного 

времени.  В  момент  приема  радиосигнала  отсчитывают  показание  хронометра.  Зная  время 
подачи  радиосигнала,  по  формуле (2.1) находят  поправку  хронометра.  Для  повышения 
точности используется несколько сигналов. 

В  качестве  основной  шкалы  времени  в  геодезической  астрономии  используют  шкалу 

всемирного  времени UT1, базирующуюся  на  фактическом  вращении  Земли  вокруг  оси, 
полученную  из  астрономических  наблюдений  и  учитывающую  колебание  полюса.  Для 
вычисления Т, входящего в формулу (2.1), момент сравнения, зафиксированный по приему 
радиосигналов,  должен  быть  приведен  к  шкале UT1. Однако  в  силу  неравномерности 
вращения Земли шкала времени UT1 является неравномерной и потому невоспроизводимой 
с  помощью  технических  средств.  Эталонные  сигналы  времени,  передаваемые 
радиостанциями,  даются  по  шкале  координированного  времени UTC на  базе  равномерной 
шкалы атомного времени (AT). Единичный интервал - секунда - в этой шкале равен атомной 
секунде, принятой в качестве основной единицы в международной системе единиц (СИ). 

Для  обеспечения  максимального  приближения  к  шкале UT1 счет  координированного 

времени по шкале UTC может дискретно меняться на 1 с c первого числа месяца в 00 часов 
всемирного времени (координироваться) таким образом, чтобы различие со шкалой UT1 не 
превышало 0,8 с. Таким образом, разность UT1 - UTC всегда 

≤ 0,8 с. 

Все  эталонные  сигналы  времени,  передаваемые  радиостанциями  СССР,  в  том  числе  и 

широковещательные  сигналы  «шесть  точек»  СПВ  (сигналы  проверки  времени), 
формируются на базе шкалы координированного времени Советского Союза UTC

SU

. Часы и 

минуты  этой  шкалы  совпадают  с  международным  координированным  временем UTC

МБВ

  и 

всемирным временем UT1. 

В повседневной жизни для приближения к местному солнечному времени в зависимости 

от часового пояса ко времени UTC прибавляется целое число часов. Так, Москва в настоящее 
время живет по времени, отличающемуся от координированного на 3 ч зимой D

М

 = UTC + 3

h

 

и на 4 ч летом D

М

 = UTC + 4

h

. Для астрономических определений необходимо пользоваться 

всемирным временем UT1. 

Для перехода от шкалы UTC к шкале UT1 Государственной комиссией единого времени и 

эталонных частот СССР ежеквартально выпускаются бюллетени «Всемирное время», серия 
Е, содержащие точные разности (UT1 - UTC)

SU

 в 0,0001

s

 на 0

h

 всемирного времени каждых 

суток  для  советских  и  некоторых  зарубежных  радиостанций [5]. Кроме  того,  выпускаются 
еженедельные  бюллетени  серии  А [4], которые  дают  срочные  (предварительные)  данные  о 
разности  шкал (UT1 - UTC) для  советских  и  зарубежных  станций  с  двухнедельной 

задержкой.  Этих  данных  часто  бывает  достаточно  для  окончательной  обработки 
астроопределений. 

Во многих случаях бывает достаточно знать еще более приближенное значение разности 

(UT1 - UTC) = (DUT1 + dUT1), передаваемое радиостанциями в эфир с помощью кода при 
передаче  секундных  сигналов  после  каждого  минутного  сигнала  времени  путем 
маркирования дополнительными импульсами соответствующих секундных сигналов. 

Информация  DUT1  передается  как  советскими,  так  и  зарубежными  станциями  с 

точностью 0,1

s

.  Кроме  того,  радиостанции  СССР  передают  дополнительную  информацию 

dUT1 с точностью 0,02

s

. 

Положительное  значение  DUT1  передаётся  маркированием  n  секундных  сигналов  в 

интервале  от 1 до 8 с,  так  что  DUT1 = +0,1

s

n.  Отрицательное  значение  DUT1  передается 

маркированием m секундных сигналов в интервале от 9 до 16 с, так что DUT1 = -0,1

s

m. 

Положительное  значение  dUT1  передаётся  маркированием  секундных  сигналов  в 

интервале от 21 до 24 с, так что dUT1 = +0,02

s

p. Отрицательное значение - маркированием 

секундных сигналов в интервале от 31 до 34 с, так что dUT1 = -0,02

s

q. 

П р и м е р . Маркированы 9-й, 10-й, 11-й, 21-й и 22-й секундные сигналы в серии; m = 3, p 

= 2. Найти разность шкал UT1 и UTC. 

DUT1 + dUT1 = 3(-0,1

s

) + 2(+0,02

s

) = -0,26

s

. 

Если средний хронометр установлен по всемирному или координированному времени, то 

его  поправка  относительно  шкалы  всемирного  времени  определяется  очень  просто, 
поскольку в этом случае всемирное время в момент приема радиосигнала равно 

UT1 = UTC + (UT1 - UTC) + DT,                                         (2.3) 

где UTC - координированное  время  подачи  радиосигнала; (UT1 - UTC) - разность  шкал 
всемирного и координированного времен, интерполируемая из бюллетеней серий Е или А на 
момент сравнения и заменяемая (когда это возможно) приближенным ее значением DUT1 + 
dUT1;  DT - поправка  для  данной  конкретной  радиостанции.  Ее  приближенное  значение 
дается  в  бюллетенях  серии  A,  окончательное - в  бюллетенях  серии  Е.  Для  советских 
радиостанций обычно DT = 0. 

В  соответствии  с  этим  поправка  хронометра,  установленного  по  всемирному  времени, 

относительно шкалы ИТ1 

u = UTC + (UT1 - UTC) - (X - 

τ

р

)                                          (2.4) 

или 

u = UTC + (DUT1 + dUT1) - (X - 

τ

р

),                                      (2.5) 

где 

τ

р

 - задержка  сигнала,  обусловленная  конечной  скоростью  распространения  радиоволн 

(выражают  в  тысячных  долях  секунды),  ее  выбирают  из  таблицы AT или  вычисляют  по 
формуле 

τ

p

 = +0,9 + 3,25(L/1000),                                               (2.6) 

где  L = 1,852Z - расстояние  между  передатчиком  и  приёмником,  вычисленное  по  дуге 
большого  круга  Земли  в  км,  Z - центральный  угол  в  минутах  дуги,  соответствующий  дуге 
большого круга между пунктами передачи и приема 

cosZ = sin

ϕ

1

sinφ

2

 + cos

ϕ

1

cosφ

2

cos

∆λ,                                     (2.7) 

где 

ϕ

1

, 

ϕ

2

 - широты  пунктов  передачи  и  приема  (с  точностью  до  минуты), 

∆λ - разность 

долгот (с точностью до угловой минуты).