الفلك

كيفية تحويل الإحداثيات الأفقية باستخدام نوفاس؟

كيفية تحويل الإحداثيات الأفقية باستخدام نوفاس؟

أنا أستخدم NOVAS 3.1. أعلم أنه يمكنني تحويل إحداثيات خط الاستواء إلى إحداثيات أفقية باستخدامequ2horوظيفة.

هل من الممكن جعل NOVAS يقوم بالتحويل العكسي: من الأفقي إلى الاستوائي؟ لا يوجدHor2equ، ولكن ربما هناك وظيفة أخرى تنفذ هذه الوظيفة؟


هذا هو الرد الذي تلقيته من المرصد البحري الأمريكي نفسه:

لا ، ليس لدينا هذا التحول في NOVAS. بشكل عام ، لا يتم تحديد الارتفاع والسمت بدقة عالية جدًا ، لذا فإن استخدامها للحصول على RA و Dec ، اللذين تم تحديدهما وقياسهما بدقة أكبر ، لا معنى له كثيرًا.


تحويل الإحداثيات: RA / dec إلى ارتفاع / سمت

تتم مراقبة سماء الليل من خلال مجهر في المقام الأول بواسطة نظام تنسيق الأفق (الارتفاع والسمت). ومع ذلك ، تستخدم أطالس السماء والكتالوجات والكتب الإرشادية والمناقشات عبر الإنترنت نظام الإحداثيات السماوية (الزاوية اليمنى والانحدار). بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يمثل تحديد موقع الأجسام في السماء الملوثة بالضوء تحديًا عندما لا تكون نجوم الكوكبة الرئيسية مرئية بالعين المجردة. لذلك ، يمكن أن يكون تحويل الإحداثيات السماوية إلى إحداثيات أفقية مفيدًا جدًا.

أولاً ، لا تزال أقدم وأسهل أداة لتحديد الإحداثيات السماوية العامة (RA و dec) على طول خط الزوال الشمالي الجنوبي للمراقب في سماء الليل هي الكرة الأرضية سهلة الاستخدام ، والمستخدمة مع بوصلة المجال وساعة المعصم. الكرة الأرضية التي أختارها هي فيلم The Night Sky لديفيد تشاندلر.

بالنسبة لأولئك الذين يريدون نهجًا مع إحداثيات أفق مفصلة بعيدًا عن خط الزوال الشمالي الجنوبي للمراقب (على سبيل المثال ، NE ، E ، W ، إلخ) ، إليك بعض الروابط لمساعدتك في هذه المهمة. ستار دوم بلس من مجلة علم الفلك

الإحداثيات السماوية آمل أن يساعدك هذا عندما تحتاج إلى تحويل الإحداثيات السماوية (RA و dec) إلى إحداثيات أفقية (الارتفاع والسمت).

# 2 Andresin150

# 3 بوبينكي

شكرا لك على الرد على هذا الموضوع. في الماضي ، لاحظت أسئلة من مراقبين مبتدئين حول تحديد موقع الكائنات باستخدام نظام الإحداثيات الأفقية (الارتفاع والسمت). كما تعلم ، فإن الكرة الأرضية التقليدية يمكنها تحديد الإحداثيات السماوية العامة (الزاوية اليمنى والميل) على طول خط الزوال الشمالي-الجنوبي للمراقب.

ومع ذلك ، فإن الكرات الأرضية تكون أكثر صعوبة عند محاولة استخدامها للعثور على مواقع إحداثيات سماوية بعيدًا عن خط الطول الشمالي-الجنوبي للمراقب. هذا هو المكان الذي يمكن أن تساعد فيه الروابط الموجودة في رسالتي الأولى. حتى في السماء الملوثة بالضوء ، يمكن أن تخبرك التحويلات الإحداثية (عند استخدامها مع بوصلة الحقل العادية والساعة) إلى أين توجه منظارك لأشياء معينة.

ردك مفيد لأنني اعتقدت أن سلسلة الرسائل الخاصة بي ربما كانت معلومات يعرفها الجميع بالفعل (ولهذا السبب لم يردوا) أو لم يكن المشاركون في المنتدى مهتمين بالمعلومات لأسباب أخرى.


احصل على الإحداثيات: الجديد في 6.0.2

تتجلى العديد من الميزات الجديدة في Mathematica في وظائف جديدة بأسماء محددة ، لكن بعضها ليس بارزًا جدًا. قد تفوتك إحدى الميزات الجديدة التي قمت بتطبيقها لـ Mathematica 6.0.2 & # 8212 لكنها مفيدة حقًا ، ولذا اعتقدت أنني أكتب عنها هنا.

لنفترض أن لديك قطعة أرض أو نوع آخر من الرسوم. ترى شيئًا في الرسم & # 8212 بعض النقاط الخاصة & # 8212 وتريد أن تعرف أين هذا ، وما هو (x, ذ) الإحداثيات.

في الإصدارات السابقة من Mathematica ، كانت هناك طرق بدائية لاكتشاف ذلك. الآن في Mathematica 6.0.2 هناك طريقة لطيفة ونظيفة وعامة للقيام بذلك.

افتح لوحة أدوات الرسم (من قائمة الرسومات ، أو بكتابة CTRL-d أو CTRL-t). اختر أداة & ldquo الحصول على الإحداثيات & rdquo أعلى اليمين.

الآن عندما تحوم فوق رسم ، تظهر الإحداثيات الرسومية للنقطة بجانب المؤشر.

من السهل استخدام الأداة لإضافة تعليق توضيحي على الرسم باستخدام إحداثيات النقطة. انقر فوق النقطة & # 8212 التي ستترك علامة النقطة البرتقالية في الرسم & # 8212 ثم استخدم الأمر Copy لوضع إحداثيات النقطة في الحافظة. اختر أداة النص من لوحة أدوات الرسم ، وانقر في الرسم حيث تريد إضافة نص ثم الصق الإحداثيات من الحافظة. قم بتحرير النص لإزالة الأقواس الخارجية ، وارسم سهمًا من النص إلى النقطة وستكون قد أنجزت & rsquore.

يمكنك وضع علامة على أي عدد من النقاط في الرسم ، واستخدام الإحداثيات المنسوخة في العمليات الحسابية. إليكم صورة جوية للبنتاغون في نظام إحداثيات حيث وحدة واحدة تساوي قدمًا واحدة.

كنت أرغب في العثور على طول أحد الجوانب ، لذلك استخدمت أداة الحصول على الإحداثيات لوضع علامة على زاويتين من زوايا البنتاغون ورسكووس. لقد قمت بنسخ قيم الإحداثيات إلى الحافظة ثم قمت بلصقها في حساب المسافة:

ما يقرب من 940 قدمًا! هذا & rsquos هائلة! ما هي مساحة هذا الشيء؟ قمت بتمييز جميع الزوايا الخمس ، وقمت بنسخ الإحداثيات إلى الحافظة ولصقها في حساب مساحة المضلع:

ما يقرب من 1.5 مليون قدم مربع! ماذا يستخدمون لتلميع الأرضيات؟ زامبونيس؟

يمكنك تحديد أكثر من مجرد نقاط فردية باستخدام أداة الحصول على الإحداثيات. لتمييز سلسلة من النقاط على طول مسار ، اسحب على طول المسار. لتمييز منطقة مستطيلة ، اضغط على Alt مع السحب أو Option + اسحب من زاوية إلى أخرى. فيما يلي مثال لكيفية استخدامي إحضار الإحداثيات للإشارة إلى منطقة في صورة وإنشاء صورة مكبرة للمنطقة.

التقطت صورة من exampleData، مصدر غني للبيانات مفيد جدًا لإجراء الاختبارات والتجارب. باستخدام أداة الحصول على الإحداثيات ، قمت بتمييز المنطقة المستطيلة التي أردت تكبيرها ، وقمت بنسخ إحداثيات المنطقة إلى الحافظة.

ثم أردت عمل صورتين ، إحداهما تُظهر المنطقة المكبرة في سياق الصورة الأصلية ، والأخرى تُظهر المنطقة المكبرة نفسها. كلاهما أسهل مما تتوقع. لتمييز الصورة الأصلية ، استخدمت ملف خاتمة الخيار ، لصق الإحداثيات المنسوخة في ملف مستطيل التي تشير إلى المنطقة الموسعة.

لعمل الصورة المكبرة ، قمت ببساطة بلصق الإحداثيات المنسوخة في ملف PlotRange:

تتجاوز فائدة أداة الحصول على الإحداثيات مجرد تعليم النقاط في الرسومات. هذا & rsquos لأنه يمكنك تخصيص ما يتم عرضه في تلميح الأدوات عبر ملف الإحداثياتخيارات الأدوات اختيار. الخيار الفرعي & quotDisplayFunction & quot يحدد وظيفة يتم تطبيقها على إحداثيات المؤشر لإعطاء محتويات تلميح الأداة. يمكنك عرض أي معلومات يمكن حسابها من إحداثيات المؤشر.

هنا & rsquos مثال على أن إحداثيات المؤشر الخام المعروضة افتراضيًا لا تكشف كثيرًا. لقد صنعت مخططًا لترددات الكلمات في إعلان الاستقلال. بشكل افتراضي ، يعرض تلميح أداة الحصول على الإحداثيات شيئًا مثل <30.18 ، 4.694> & # 8212 ليس مفيدًا جدًا هنا. لكنني تمكنت من استخدام هذه الإحداثيات للوصول إلى البيانات التي تم إنشاء الحبكة منها ، وعرض في تلميح الأداة الكلمة المرسومة في موضع المؤشر وترددها. مع ذلك ، يمكنني بسهولة استكشاف ترددات الكلمات النسبية الممثلة في المؤامرة.

وظائف مؤامرة مدمجة مثل PolarPlot و LogPlot حدد الإحداثياتخيارات الأدوات في مخرجاتهم بحيث تقوم أداة الحصول على الإحداثيات بإرجاع الإحداثيات التي تتوقعها & rsquod: من أجل PolarPlot، قطبي <ص, θ> إحداثيات بدلاً من الخام <x, ذ> إحداثيات الرسومات الديكارتية.

كما يحدث غالبًا مع ميزات Mathematica الجديدة ، بعد فترة وجيزة من تنفيذ أداة الحصول على الإحداثيات ، اكتشفت استخدامات لها لم أكن أتوقعها و rsquot. هذا ليس صدفة تمامًا: نحن نسعى جاهدين لتصميم ما يكفي من العمومية والمرونة في ميزات Mathematica التي يمكن أن تحدث.

نظرًا لأن Mathematica متكاملة للغاية ، يمكنك وضع أي كائن في تلميح أداة الحصول على الإحداثيات ، بما في ذلك هياكل ورسومات الطباعة المعقدة. لقد استخدمت هذه الإمكانية لعرض رسم بياني في تلميح الأدوات للمقطع العرضي الأفقي لمخطط كفاف عند موضع المؤشر. يتطلب الأمر القليل من التعليمات البرمجية بشكل مفاجئ للقيام بذلك:

ليس هناك شك في العديد من الاستخدامات الغريبة لأداة الحصول على الإحداثيات الجديدة. إذا اكتشفت بعض الأشياء الجيدة ، فأخبرنا بذلك. وإذا كنت تعرف أي شيء جيد مستخدَم من Zambonis ، فأنا متأكد من أن البنتاغون يود أن يسمع منك.


الدقة وعدم اليقين

البيان التالي مأخوذ من ملاحظات إصدار NADCON الإصدار 2.1 ، أكتوبر 1993:

ينبغي النظر إلى دقة التحول ببعض الحذر. عند مستوى الثقة البالغ 67 في المائة ، تقدم هذه الطريقة ما يقرب من 0.15 متر من عدم اليقين داخل الولايات المتحدة المتشابهة ، و 0.50 متر من عدم اليقين داخل ألاسكا ، و 0.20 مترًا من عدم اليقين داخل هاواي ، و 0.50 مترًا من عدم اليقين داخل بورتوريكو وجزر فيرجن. في مناطق تغطية البيانات الجيوديسية المتناثرة ، قد تسفر NADCON عن نتائج أقل دقة ولكنها نادراً ما تزيد عن 1.0 متر. تقدم التحولات بين NAD83 والولايات / المناطق ذات الشبكات المرجعية عالية الدقة (HARN) ما يقرب من 0.05 متر من عدم اليقين. يمكن للتحولات بين البيانات القديمة (NAD27 ، هاواي القديمة ، بورتوريكو ، إلخ) و HARN أن تجمع بين أوجه عدم اليقين (أي أن NAD27 إلى HARN يساوي 0.15 م + 0.05 م = 0.20 م). في المناطق القريبة من الشاطئ ، ستكون النتائج أقل دقة ولكنها نادراً ما تزيد عن 5.0 متر. بعيدًا عن الشاطئ ، كان NAD27 غير محدد. لذلك ، فإن التحولات المحسوبة من NADCON هي استقراء ولا يمكن تحديد أي دقة. "


تمرين:

إثبات أن خط الاستواء السماوي يقطع الأفق عند سمت 90 درجة و 270 درجة ،
في أي خط عرض (باستثناء القطبين الشمالي والجنوبي).

في أي زاوية يقطع خط الاستواء السماوي الأفق عند خط العرض & فاي؟

ارسم & اقتبس & مثل المثلث مرة أخرى.
نطلب السمت A للنقطة X ،
حيث X في الأفق (أي أ = 0)
وأيضًا على خط الاستواء (أي & دلتا = 0)

طبق قاعدة جيب التمام:
cos PX = cos PZ cos XZ + sin PZ sin XZ cos Z
للحصول على 0 = 0 + sin (90- & phi) cos A
بما أن 90 & deg- & phi ليست 0 (لسنا في البولنديين) ،
يجب أن يكون cos A 0
لذلك A = 90 درجة أو 270 درجة.

في أي زاوية يقطع خط الاستواء السماوي الأفق عند خط العرض & فاي؟


كيفية تحويل الإحداثيات الأفقية باستخدام نوفاس؟ - الفلك

الشكل 3.4.1: تعريف اتجاه جيب التمام.

لذا فإن السؤال الذي يطرح نفسه الآن ، كيف يمكننا استخدام $ l $ و $ m $ و $ n $ لتحديد موقع فريد على الكرة السماوية؟ تم توضيح نظام إحداثيات اتجاه جيب التمام (والعلاقة بينه وبين نظام الإحداثيات السماوية) في الشكل 3.4.2 & # 10549. لاحظ أن المحور $ n $ يشير إلى مركز الحقل (والذي يُرمز إليه بـ $ boldsymbol_c $ في الشكل 3.4.2 & # 10549). يجب أن يكون واضحًا من الشكل 3.4.2 & # 10549 أنه يمكننا استخدام $ mathbf = (l، m، n) $ لتحديد أي موقع على الكرة السماوية بشكل فريد.

الشكل 3.4.2: المثلث المركزي ذو القطب السماوي المصدر والذي يمكننا من اشتقاق معادلات التحويل بين اتجاه جيب التمام والإحداثيات الاستوائية. يمثل المستوى الأحمر المستوى الأساسي لنظام الإحداثيات الاستوائية ، بينما يمثل المستوى الأزرق المستوى الأساسي لنظام إحداثيات اتجاه جيب التمام. يمكننا تسمية المحاور الأساسية المتعامدة لنظام إحداثيات جيب التمام $ l $ و $ m $ و $ n $ ، نظرًا لأن نصف قطر الكرة السماوية يساوي واحدًا.

نستخدم المعادلات التالية للتحويل بين أنظمة إحداثيات جيب التمام الاستوائي والاتجاه:

التحويل بين إحداثيات جيب التمام الاستوائي والاتجاه (3.1)

يبدأ l & = & sin theta sin psi = cos delta sin Delta alpha nonumber m & = & sin theta cos psi = sin delta cos delta_0 - cos delta sin delta_0 cos Delta alpha nonumber delta & = & sin ^ <-1> (m cos delta_0 + sin delta_0 sqrt <1-l ^ 2-m ^ 2>) nonumber alpha & = & alpha_0 + tan ^ <-1> bigg ( frac< cos delta_0 sqrt <1-l ^ 2-m ^ 2> -m sin delta_0> bigg) nonumber end

يمكننا الحصول على علاقات التحويل أعلاه من خلال تطبيق الهويات المثلثية الكروية في $ S $ 12.13 & # 10142 على المثلث الموضح في الشكل 3.4.2 & # 10549 (الذي شكله المصدر ومركز الحقل و NCP) .

هناك تفسير آخر مهم لإحداثيات جيب التمام التي يجب أن نكون على دراية بها. إذا قمنا بإسقاط اتجاه اتجاه جيب التمام متجه $ mathbfدولار من جرم سماوي على المستوى $ lm $ - سيكون طوله المتوقع مساويًا لـ $ sin theta $ ، حيث $ theta $ هو المسافة الزاوية بين مركز المجال الخاص بك $ mathbf_c $ و $ mathbf$ تقاس على طول سطح الكرة السماوية. إذا كان $ theta $ صغيرًا ، فقد نستخدم تقريب الزاوية الصغيرة ، أي $ sin theta almost theta $. الطول المتوقع $ mathbfيساوي $ أيضًا $ sqrt$ ، مما يعني أن $ l ^ 2 + m ^ 2 almost theta ^ 2 $. لذلك قد نفسر بشكل فضفاض $ sqrt$ كمسافة الزاوية المقاسة بين المصدر عند $ mathbf$ والميدان $ mathbf_c $ مُقاسًا على طول سطح الكرة السماوية ، أي أننا قد نقيس $ l $ و $ m $ في $ ^ < circ> $. الشرح أعلاه موضح بيانياً في الشكل 3.4.3 & # 10549.

الشكل 3.4.3: لماذا نقيس $ l $ و $ m $ بالدرجات؟

ثلاثة تفسيرات لاتجاه إحداثيات جيب التمام

& bull ** جيب التمام الاتجاه **: $ l $ و $ m $ و $ n $ هي جيب التمام للاتجاه

& bull ** الإحداثيات الديكارتية **: $ l $ و $ m $ و $ n $ هي إحداثيات ديكارتية إذا عملنا على وحدة المجال

&ثور المسافة الزاويّة: $ sqrtيشير $ إلى المسافة الزاوية $ theta $ ، $ (l، m، n) $ من المركز الميداني (إذا كان $ theta $ صغيرًا بدرجة كافية).


برنامج مجاني لتحويل UTM إلى Latitude Longitude بكميات كبيرة

تحويل خطوط الطول والعرض إلى إحداثيات UTM هو تطبيق SAAS مجاني. تحتاج إلى تسجيل الدخول إلى www.esurveycad.com لاستخدام هذا التطبيق.

كيفية تحويل Lat Long إلى UTM؟

المتطلبات الأساسية: لتحويل نظام إحداثيات LatLong إلى UTM ، تحتاج إلى الحصول على بيانات LatLong بالدرجة العشرية وحفظها بتنسيق ملف CSV كما هو موضح أدناه



1. انقر فوق زر تسجيل الدخول وأدخل بيانات الاعتماد الخاصة بك لتسجيل الدخول



2. بمجرد تسجيل الدخول إلى موقع الويب ، انقر فوق قائمة LatLong to UTM التحويل ضمن القائمة الرئيسية للوحدات النمطية



3. انقر فوق الزر "استعراض" لتحديد ملف LatLong CSV



4. ثم حدد Map Datum للتحويل



5. انقر فوق الزر "تحويل إلى UTM"



6. ثم سيتم تنزيل البيانات المحولة في مجلد التنزيل كملف UTM.xlsx



7. إخراج Excel سوف يكون قد تم تحويل البيانات كما هو موضح أدناه الشكل



قم بزيارة www.esurveycad.com وأنشئ حسابك المجاني الآن.

  1. نظام الإحداثيات الديكارتية (CCS)
  2. نظم الإحداثيات الجغرافية
  3. الاتجاهات الجغرافية
  4. خط العرض
  5. خط الطول
  6. رئيس ميريديان
  7. خط الطول
  8. الارتفاع الجيوديسي
  9. بيضاوي
  10. خريطة
  11. مرجع الخريطة
  12. إسقاط الخريطة
  13. نظام إحداثيات مستعرض عالمي
  14. منطقة UTM

نظام الإحداثيات الديكارتية

نظام الإحداثيات الجغرافي (أنظمة الإحداثيات العالمية) (أي قيم خطوط الطول والعرض بالدرجات)

الاتجاهات الجغرافية

الشمال: الاتجاه نحو القطب الشمالي.

الجنوب: الاتجاه نحو القطب الجنوبي. الشرق: الاتجاه الموازي لخط الاستواء ودوران الأرض تجاهه
الغرب: الاتجاه المعاكس لدوران الأرض هو الغرب.

الإحداثيات الجغرافية

الإحداثيات الديكارتية هي نقطة محددة بواسطة x و y (زوج من الأرقام) في المستوى. وبالمثل ، يمكن تحديد أي نقطة على الأرض بزوج من الأرقام التي تسمى إحداثيات جغرافية (خطوط الطول والعرض) بافتراض أن الأرض هي المجال. تُقاس قيم الإحداثيات هذه بالدرجات وتمثل المسافات الزاويّة المحسوبة من مركز الأرض.
خط العرض وخط الطول هما زاويتان يقيسان من الشمال إلى الجنوب ومن الشرق إلى الغرب.
خط الاستواء وخط الطول الرئيسي هما المستويات المرجعية المستخدمة لتحديد خطوط الطول والعرض.

خط الاستواء

خط العرض

خط الطول

رئيس ميريديان

مكافحة الزوال

خط الطول

قياس خط العرض

قياس خط الطول

دقائق وثواني القوس

الارتفاع الجيوديسي

بيضاوي

مرجع الخريطة

إسقاط الخريطة

نظام إحداثيات مستعرض عالمي

منطقة UTM

نظام UTM ليس إسقاط خريطة واحد. يقسم UTM الأرض إلى ستين منطقة ، كل نطاق من ست درجات من خطوط الطول ، ويستخدم إسقاط Mercator المستعرض القاطع في كل منطقة.


الفجر

تحرك ، كارل ساجان! حتى إذا كنت لا تستطيع أن تقول "المليارات" ب "ب" الانفجاري ، فلا يزال بإمكانك انتقاء تلك الأجزاء من الأشياء النجمية من بقية الكون. كل ما تحتاجه لتجد طريقك في سماء الليل هو رؤية واضحة ، ST و aSTronomer ، برنامج رسم خرائط الكون ستجده على قرص START الخاص بك.

ملف ASTRO.ARC على قرص START الخاص بك

بصفتي عالم فلك هاوٍ ، فإن آخر شيء أريد القيام به قبل أمسية من المراقبة هو البحث في مجلة أو تقويم فلكي ، والبحث عن مواقع الكواكب ، وخرائط النجوم ، وغير ذلك من العناصر. كما أنني لا أهتم بقضاء خمس ساعات في الخوض في معادلات حساب المثلثات الكروية الضخمة للحصول على المعلومات التي أريدها. ألن يكون من الأسهل ، حسب اعتقادي ، فقط تشغيل برنامج على موقع الويب الخاص بي ، وإدخال التاريخ والوقت الحاليين ، وفي غضون دقائق الحصول على خرائط نجوم ومطبوعات لمواقع الكواكب؟ هذه هي الطريقة التي ولد بها الفلكي.

الفلكي هو برنامج سهل الاستخدام يعتمد على GEM مكتوب بلغة Personal Pascal. اخترت Personal Pascal بسبب دعمها المكثف لـ GEM ، وكتبت البرنامج مع وضع المستخدم في الاعتبار. تتم جميع إدخالات لوحة المفاتيح باستخدام مربعات الحوار ، مما يساعد على التخلص من الأخطاء غير المقصودة (مثل إدخال سلسلة عند طلب عدد صحيح) ، ويتم الرد على جميع الأسئلة التي يطرحها البرنامج من خلال مربعات التنبيه. يمكن إرسال كل مخرجات البرنامج إلى الشاشة أو الطابعة (والتي يمكنك تكوينها من خيار القائمة). يعمل البرنامج أيضًا بدقة متوسطة وعالية.

يستطيع عالم الفلك القيام بالعديد من الأشياء التي سيجدها الفلكي الهواة مفيدة ، والأشياء التي سيجدها المبتدئ تعليمية. ببضع نقرات بالماوس يمكنك:

    حدد خط الطول وخط العرض لموقع المراقبة الخاص بك في أي مكان على الأرض

أقدم علم

علم الفلك قديم. منذ العصور القديمة ، تساءل الإنسان عن الأضواء المتلألئة في السماء - لماذا يتحرك بعضها بينما بقي البعض الآخر ثابتًا ، ولماذا يبدو القمر ينمو ويتقلص في الحجم كل شهر ، ولماذا بدت الشمس وكأنها تختفي من حين لآخر ، وتبتلعها؟ قرص اسود مع هالة متلألئة في الكسوف. بدأت الحضارات القديمة في تسجيل مثل هذه الأحداث السماوية في التقويمات ، وبدأت في صياغة أفكار حول كيفية بناء الكون. لاحظ أحد علماء الفلك اليوناني ، هيبارخوس ، رسم خرائط للأبراج وقدر سطوع النجوم ، ابتكر آخر ، بطليموس ، وجهة نظر حول الأرض للكون حيث كل شيء ، بما في ذلك الشمس والكواكب والنجوم يدور حول الأرض.

بقيت أفكار الإغريق الأوائل معنا لما يقرب من ألفي عام حتى عصر النهضة ، عندما أعطانا كوبرنيكوس وكبلر وجاليليو فهمًا أكثر دقة لكيفية بناء الكون. منذ ذلك الحين ، فإن الاكتشافات مثل الكواكب أورانوس ونبتون وبلوتو ، وحلقات أورانوس والمشتري ، واستكشافات الكواكب والقمر من قبل كل من المجسات الأمريكية والسوفيتية ، والضجيج الدوري المحيط بمذنب هالي ، قد أبقت علم الفلك لدى الجمهور. تقوم العين ، والتلسكوبات الراديوية القوية بمسح السماء باستمرار بحثًا عن اكتشافات جديدة. ولكن حتى بعد آلاف السنين لا يزال هناك الكثير ليراه الشخص العادي!

كثير من الناس الذين يعيشون في المدن الكبيرة لم يأخذوا الوقت الكافي لتقدير جمال سماء الليل. بالنسبة لمعظمهم ، فإن رحلة بسيطة إلى البلاد باستخدام منظار (أو حتى بالعين المجردة فقط) تكفي لفتح عظمة الفضاء لهم. باستخدام كمبيوتر Atari ST ، يجب أن يساعدك aSTronomer في معرفة العناصر السماوية ذات الأهمية التي تستحق البحث عنها مسبقًا ، ومواصلة الانبهار بسماء الليل التي كانت معنا منذ ظهور الإنسان لأول مرة على الأرض.

ما الأمر يا دكتور؟

أولا ، بعض المصطلحات والحقائق.

ماذا يحدث هناك؟ لقد رأيت الشمس والقمر فقط من الصعب تحديد الكواكب. تبدو الكواكب مثل النجوم ، ولكن يبدو أنها تتحرك ببطء حول السماء من أسبوع لآخر - ولا تتلألأ مثل النجوم. يُعرف الكواكب عطارد والزهرة إما باسم "نجوم الصباح" أو "نجوم المساء" ويبدو أنها تظل قريبة من الشمس ، وعادةً ما تكون أول أو آخر جسم تراه في سماء الليل (غالبًا الزهرة أكثر من عطارد ، لأن الزهرة أكثر إشراقًا بكثير). عادة ما يهيمن كوكب المشتري على سماء الليل ، لأنه أيضًا كوكب شديد السطوع. زحل هو وليمة بصرية بسبب حلقاته - يمكنك رؤيتها بسهولة مع جميع التلسكوبات باستثناء أصغرها! يكون المريخ أحيانًا ساطعًا بدرجة كافية ليكون مهيمنًا في سماء الليل ويقدم العديد من المناظر المثيرة للاهتمام (على الرغم من أنه ، على عكس التقاليد ، لا توجد قنوات أو مريخ يمكن التحدث عنها!). عادة ما تكون الكواكب الأخرى في النظام الشمسي باهتة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بسهولة من خلال بداية علماء الفلك.

يوجد أيضًا في نظامنا الشمسي المذنبات والنيازك. المذنبات هي "كرات ثلجية قذرة" ، كما وصف مذنب هالي بمودة: كرات كبيرة من الغبار والجليد والغازات تتدفق نحو الشمس ثم تطير عائدة إلى الفضاء السحيق في دورة منتظمة. (هناك عدد قليل من المذنبات ، مثل Encke ، التي لها مدارات مشابهة للكواكب).

يطلق على النيازك عادة اسم "النجوم المتساقطة" ، ويمكن رؤيتها عمليًا في كل ليلة من العام على أنها خطوط ضوئية ساطعة. في ليالي معينة من العام ، يمكن رؤية عشرات أو حتى مئات الشهب في الساعة ليلاً. تسمى هذه العروض "زخات النيازك" وهي تحدث عندما تمر الأرض عبر سحب من الغبار والحطام الذي خلفه مرور المذنبات. يحدث دش ممتاز لنصف الكرة الشمالي كل عام في حوالي 11 أغسطس. تسمى Perseids ، نظرًا لأن النيازك تشع إلى الخارج من كوكبة Perseus ، يمكن لهذا الدش أن ينتج ما يصل إلى 60 نيزكًا في الساعة إذا شاهدته في موقع مظلم خارج البلاد . من السهل مشاهدة الشهب ، فكل ما تحتاجه هو كرسي في الحديقة وبطانية للتدفئة!

في بعض الأحيان ، إذا كنت تعيش بعيدًا بدرجة كافية شمال أو جنوب خط الاستواء ، فقد تتمكن من التقاط الشفق القطبي (الأضواء الشمالية أو الجنوبية). لسوء الحظ ، ليس من السهل التنبؤ بها ، لأنها تعتمد على النشاط المغناطيسي في الشمس.

أخيرًا ، هناك النجوم. باستخدام المناظير ، يمكن رؤية الآلاف من النجوم الإضافية ، وفي سماء صافية ، تكون مجرة ​​درب التبانة مذهلة بشكل خاص عند مسحها باستخدام المنظار. إذا نظرت عن كثب بما فيه الكفاية ، فإن الكثير من النجوم التي تبدو فردية بالعين المجردة تكون مزدوجة أو ثلاثية (مثال على ذلك هو النجمة الثانية في مقبض Big Dipper ، والمعروفة باسم Mizar و Alcor) . باستخدام تلسكوب أكبر ، من السهل دراسة السدم والمجرات. يصبح واضحا. مع مجرد اكتساح السماء مع زوج من المناظير ، هناك الكثير في السماء أكثر من النجوم المتلألئة - أن هناك عالمًا كاملاً فعليًا ينتظر أن يتم فحصه من قبل أولئك الذين سيستغرقون الوقت.

حديث النجوم

قبل أن ندخل في البرنامج ، القليل من المصطلحات الفلكية. أولاً ، يمكنك تحديد مكان النجوم إما من خلال ارتفاعها وسمتها أو صعودها وانحدارها الصحيحين.

الارتفاع هو الزاوية فوق الأفق. في الأفق ، يكون الارتفاع صفرًا في منتصف الطريق ، والارتفاع 45 درجة مباشرة ، والارتفاع 90 درجة. السمت هو اتجاه البوصلة - صفر درجة شمالًا و 90 درجة شرقًا و 180 درجة جنوبًا و 270 درجة غربًا.

من القواعد العملية المفيدة أن القبضة المشدودة بطول الذراع يبلغ عرضها حوالي عشر درجات. وبالتالي ، إذا كان كوكب الزهرة (في وقت معين) على ارتفاع 20 درجة ، 260 درجة سمت ، فستواجه الغرب المستحق تقريبًا وتبحث عن كوكب الزهرة على بعد قبضتين من الأفق.

نظام آخر هو الإحداثيات الاستوائية ، باستخدام الانحراف والصعود الأيمن. للحصول على فكرة عن كيفية عملها ، تخيل أن السماء والأرض عبارة عن كرتين عملاقة متحدة المركز ، وكلاهما يدور على نفس المحور. تمامًا مثل الأرض ، يوجد في السماء خط استواء وقطب شمالي وقطب جنوبي. كما أن لديها خطوط عرض موازية لخط الاستواء ، وخطوط طول تمتد من القطب إلى القطب.

تسمى خطوط العرض الانحراف (مختصر ديسمبر). مثل خط العرض العادي ، إنها المسافة الزاوية من خط الاستواء - حتى 90 درجة شمالًا أو جنوبًا. يكون الميل بدرجة الصفر فوق خط الاستواء مباشرة ، بينما 90 درجة شمالاً أعلى القطب الشمالي مباشرة ، و 90 درجة جنوباً فوق القطب الجنوبي.

تسمى خطوط الطول بالصعود الأيمن (مختصر R.A.). بدلاً من قياسه بالدرجات ، يتم قياسه بالساعات والدقائق والثواني ، المسافة على طول الطريق حول "الكرة الأرضية" في السماء هي 24 ساعة بالضبط ، ونقطة الصفر تقع في كوكبة الحوت.

تُستخدم الإحداثيات الاستوائية بشكل أساسي لرسم خرائط النجوم. يتيح لك خيار قائمة Star Atlas في aSTronomer اختيار الصعود والانحدار الصحيحين لمعرفة الكائنات الموجودة في أي قسم من السماء.

يحتوي علم الفلك أيضًا على طريقتين لتتبع الوقت: التوقيت العالمي والزمن الفلكي. التوقيت العالمي (المختصر UT) هو مجرد توقيت غرينتش - الوقت الحالي في المرصد في غرينتش ، إنجلترا. من خلال اقتباس الأوقات في منطقة زمنية واحدة معروفة ، من السهل تحويل الأوقات لمواقع أخرى. على سبيل المثال ، يكون التوقيت الشرقي القياسي أقدم بخمس ساعات من UT وبالتالي 7 مساءً. توقيت شرق الولايات المتحدة هو منتصف الليل بالتوقيت العالمي.

الوقت الفلكي ، أو "وقت النجوم" ، هو مجرد الصعود الصحيح لأي نجم يقع في السماء مباشرة. تذكر ، بناءً على مكان وجودك ، أن مجموعة مختلفة من النجوم ستكون فوقها مباشرة في أي وقت معين ، لذا فإن الوقت الفلكي ليس وسيلة فعالة للإبلاغ عن الأحداث الفلكية ، وعادة ما يستخدم لتوجيه التلسكوبات الكبيرة لتحديد مواقع نجوم معينة.

هذه ليست مقدمة كاملة للمصطلحات الفلكية ، ولكن من المفترض أن تسهل عليك استخدام aSTronomer Now في البرنامج!

تشغيل البرنامج

لتشغيل aSTronomer ، قم أولاً بإلغاء ARC الملفات الموجودة في ASTRO.ARC. ثم أنشئ مجلدًا جديدًا باسم ASTRONOM.Y ، وانسخ HELP.DOC وملفات DAT الستة إلى المجلد. أخيرًا ، انقر نقرًا مزدوجًا فوق ASTRONMY.PRG ، وستكون جاهزًا للانطلاق.

في المرة الأولى التي تقوم فيها بتشغيل البرنامج ، ما عليك سوى تجربة ما يلي: ضمن قائمة الموقع ، اضبط الموقع على خط الطول وخط العرض الخاصين بك ، وباستخدام قائمة الساعة ، اضبط التاريخ والوقت (تذكر أنه بالتوقيت العالمي). اختر الآن Sky Plot من قائمة Almanac ، وسيقوم ST الخاص بك برسم منظر للسماء على شاشتك. بالضغط على Alt-Help ، يمكنك طباعة الخريطة على طابعتك.

قد يكون هذا هو كل ما ستحتاج إليه في أي وقت من الأوقات إلى aSTronomer - ولكن هناك المزيد من المعلومات في خيارات القائمة الأخرى. يمكنك استكشاف البرنامج عن طريق تحريك الماوس عبر شريط القائمة ، وأثناء قيامك بذلك ، ستتعلم الكثير عن علم الفلك أيضًا.


خريطة أفق نموذجية

خيارات القائمة

طاولة مكتب
aSTronomer - عرض معلومات البرنامج

خيارات
طباعة - تبديل إخراج الطابعة لجدول قيم النظام الشمسي
تعيين الطابعة - حدد الطابعة لتفريغ الشاشة
شاشة بيضاء - تبديل خرائط النجوم باللون الأبيض على الأسود أو الأسود على الأبيض
ملف المساعدة - احصل على المساعدة عبر الإنترنت
إنهاء - العودة إلى سطح المكتب

موقع
خط العرض - أدخل خط العرض بالدرجات والدقائق والثواني شمالًا أو جنوبًا
خط الطول - أدخل خط الطول بالدرجات والدقائق والثواني شرقًا أو غربًا

ساعة
التاريخ - التاريخ المحدد
الوقت (UT) - اضبط الوقت بالتوقيت العالمي

تقويم
النظام الشمسي - حساب جدول المواقف للنظام الشمسي
Sky Plot - رسم خريطة النجوم على شكل Horizon Map أو Zenith Map أو Star Atlas

معظم الخيارات واضحة ومباشرة. تذكر أنه يجب عليك ضبط الوقت على UT ، وليس التوقيت المحلي. في نيويورك ، أضف خمس ساعات إلى توقيتك المحلي في شيكاغو ، وأضف ست ساعات في دنفر ، وأضف سبع ساعات في سان فرانسيسكو ، وأضف ثماني ساعات ، وفي المملكة العربية السعودية ، اطرح أربع ساعات.

قد تستغرق Sky Plots دقيقة أو أكثر لأنه يجب معالجة الكثير من البيانات. هناك ثلاثة إصدارات مختلفة: Horizon Map و Zenith Map و Star Atlas.

تتيح لك خريطة الأفق اختيار اتجاه للنظر (السمت) ثم تعرض السماء كما تظهر من الأفق حتى ارتفاع 60 درجة. تضع خريطة الأفق أيضًا مواقع الكواكب والمذنبات والشمس والقمر على خريطة النجوم.

تُظهر خريطة Zenith السماء بأكملها مرة واحدة (هذا هو نوع الخريطة التي يتم نشرها في أعمدة علم الفلك في الصحف). إذا كنت تستخدم النجوم السوداء على شاشة بيضاء ، فمن السهل طباعة Zenith Map باستخدام Alt-Help. إنها إحدى أسهل الطرق للحصول على مخطط نجمي للمقارنة مع ما تراه في السماء.

أخيرًا ، فإن Star Atlas عبارة عن خريطة نجوم مفصلة للغاية. على عكس خرائط Horizon و Zenith ، يمنحك Star Atlas قسمًا واحدًا من السماء ، والذي تحدده عن طريق الصعود والانحدار الصحيحين. ستنشئ إحداثيات العينة مخططًا نجميًا لكوكبة الجبار والمنطقة المحيطة بها.

كوكبة الجبار من ستار أطلس

هذه هي طريقة استخدام aSTronomer. كما قلت من قبل ، من الممتع إجراء التجربة ، حيث يمكنك رؤية نتائج قطع الأرض التي تفصل بينها ساعة واحدة ، أو يفصل بينها يوم واحد ، أو يفصل بينهما شهر. باستخدام هذا البرنامج ، من السهل للغاية إنشاء خريطة للسماء الليلية التي تريد مشاهدتها بالضبط.

مميزات خاصة

الصيغ المستخدمة في هذا البرنامج هي حساب المثلثات الفلكي والكروي القياسي. للراغبين في معرفة المزيد عن الصيغ المستخدمة ، استشر كتبًا مثل علم الفلك العملي مع الآلة الحاسبة ، بقلم بيتر دوفيت سميث (مطبعة جامعة كامبريدج ، 1979) ، أو دليل المراقب (مطبعة جامعة تورنتو ، سنويًا).

نظرًا لأن Personal Pascal لا يحتوي على أي وظائف مضمنة للتحويل من أرقام إلى سلاسل والعكس صحيح ، فقد اضطررت إلى ابتكار وظائف خاصة بي. تبين أن أكثر الوظائف فائدة من هاتين الوظيفتين هي Val (Snumber: string): حقيقي ، والتي حولت السلسلة Snumber إلى رقم حقيقي. كان هذا ضروريًا نظرًا لأن البيانات التي يتم إرجاعها بواسطة مربعات الحوار بتنسيق سلسلة ، وكنت بحاجة إلى طريقة لتحويل هذه السلاسل إلى بيانات رقمية. أيضًا ، جميع البيانات الموجودة في الملفات الموجودة في مجلد ASTRONOM.Y بتنسيق نصي ، كنت بحاجة إلى طريقة لتحويلها من تنسيق نصي إلى تنسيق رقم حقيقي.

الإجراء المفيد الآخر هو إصداري للدالة C itoa () ، itoa (x: عدد صحيح var s: string) ، والذي يحول عددًا صحيحًا (موجبًا أو سالبًا) إلى سلسلة بطول يصل إلى ستة. كنت بحاجة إلى هذا لتحويل تاريخ النظام ووقته إلى سلاسل للإعدادات الافتراضية لمربع حوار التاريخ والوقت ولجدول بيانات النظام الشمسي.

تشمل الميزات الأخرى استخدام مكالمات BIOS و XBIOS و GEMDOS مباشرة في كود Personal Pascal. سمح ذلك بأشياء مثل الوصول إلى تاريخ النظام ووقته ، والحصول على دقة الشاشة ، وضبط منفذ الطابعة والحصول على إدخال مفتاح واحد. أيضًا ، أصبح محاكي VT-52 المدمج في كمبيوتر Atari ST مفيدًا لإجراء PrintAt (x ، y: صحيح) ، والذي تم استخدامه لوضع المؤشر في موضع (x ، y) على الشاشة.

بالنسبة إلى إجراءات التخطيط (في قسم Sky Plot) ، فإن روتين تخطيط Horizon Map سهل الفهم تمامًا. تتم مقارنة إحداثيات السمت الأفقية بحدود الأفق المراد رسمها ، ويتم فحص إحداثيات الارتفاع للتأكد من أنها بين 0 و 60 درجة. ثم يتم ترجمة هذه الإحداثيات مباشرة إلى إحداثيات التخطيط (س ، ص).

تعتبر Zenith Plot أكثر تعقيدًا بعض الشيء. يأخذ الإحداثيات الأفقية من قاعدة بيانات النجوم المسماة CONST.DAT ثم يحول تلك الإحداثيات (التي هي ، في الرياضيات ، مجرد إحداثيات قطبية) إلى إحداثيات ديكارتية ، والتي يسهل قياسها وفقًا لدقة الشاشة.

كان أطلس النجوم إلى حد بعيد هو الأصعب من حيث الإنجاز. يتضمن أخذ الإحداثيات الاستوائية لقواعد بيانات النجوم الكبيرة (تسمى S_RA.DAT و S_ DEC.DAT و S_MAG.DAT) وتحويل تلك الإحداثيات الكروية إلى إحداثيات ديكارتية ثلاثية الأبعاد (x ، y ، z). يتم تدوير هذه الإحداثيات أولاً في المستوى (س ، ص) بزاوية تساوي اثني عشر ساعة من الصعود الأيمن مطروحًا منها الصعود الأيمن لمركز النافذة. Then the coordinates are rotated in the (x,z) plane by an angle equal to the declination of the window center.

The three dimensional coordinates are then reconverted back to right ascension and declination (equatorial coordinates), and a simple conversion routine plots the stars onto the screen without distortion. The rotations must be performed otherwise you get an unacceptable amount of distortion as you plot closer and closer to the north and south celestial poles. (It's like the distortion you find on a Mercator map of the world, which always shows Greenland much larger than Australia, whereas the opposite is true.) The rotations make it possible to plot the sky as if it were centered about 12 hours right ascension, 0 degrees declination, which can be plotted easily without distortion.

For these rotations, all angles are calculated before entering the loop that goes through the entire star database, and thus speeds up plotting. Unfortunately, since rotations invariably use trigonometry functions (sines and cosines), plotting slows down, but not tremendously. The stars are plotted in relation to their brightness (that is, the brighter the star, the larger the dot that is plotted). This is done by comparing the magnitude of the star from the large star database.

THE DATA FILES

The PLANETS.DAT file is a sequential data file consisting of the orbital elements of each of the planets in the Solar System. Each planet has an entry which is structured as follows: name, period of revolution (years), longitude at the start of 1980 (degrees), longitude of closest approach (degrees), eccentricity of the orbit, semi-major axis of the orbit (astronomical units), inclination of the orbit (degrees), longitude of the ascending node (degrees), angular size at one astronomical unit (arc seconds), and a brightness factor. A good astronomical manual can further explain each of the above orbital elements.

The COMETS.DAT file is also a sequential data file with the following structure: name, year of closest approach, longitude of closest approach (radians), longitude of ascending node (radians), period in years, semi-major axis (astronomical units), eccentricity of orbit, and the inclination of the orbit (radians). The cometary data is, unfortunately, very prone to obsolescence, since the larger planets, Jupiter and Saturn, have enough gravitational pull to change the orbital elements from time to time. If the data does change, then I will make every effort to get a new data file out to replace the old one.

The CONST.DAT file holds the values for the right ascension and declination of over 150 of the brightest stars, which are used by the Horizon Plot and Zenith Plot menu options. The format for this file is: right ascension (in hours), and declination (in degrees).

The file S_RA.DAT is another sequential file which contains only the right ascensions of over 1500 stars. The format for each entry is HHMM.M, which means that the first two characters are hours, the next two are minutes and the final is a fraction of a minute. Thus, if an entry is 01588, the right ascension of that star is one hour, fifty-eight point eight minutes.

The S_DE.DAT file, which contains declinations, is set up much the same way. Each of the star entries have a format of SDDMM, where S is the sign of the declination (either positive for north or negative for south), DD for the degrees, and MM for the minutes of arc.

Finally, the S_MAG.DAT file contains the magnitudes or brightnesses of each of the over 1500 stars. Each of the entries just consists of a number, positive or negative, corresponding to the magnitude of that star. The smaller the number, the brighter the star.

The HELP.DOC file is simply an ASCII text file.

AD ASTRA

If the aSTronomer increases your interest in astronomy, just go to your nearest library and read up on mankind's oldest, and still perhaps most interesting, science. I hope that amateur astronomers will find the data generated by this program an excellent supplement to their studies, and that beginning astronomers, and people with no previous interest in astronomy, will be able to pick up new information and gain an appreciation of the starry heavens.


How to convert horizontal coordinates using NOVAS? - الفلك

The hydrographic survey equipment was mounted in the cabin of a 24-foot tri-hull aluminum vessel equipped with twin inboard motors. The hydrographic system contained on the survey vessel consisted of a GPS (global positioning system) receiver with a built-in radio and an omnidirectional antenna, a dual frequency depth sounder, a helmsman display for navigation, a plotter, a computer, and hydrographic system software for collecting the underwater data. Power to the equipment was supplied by an on-board generator.

The shore equipment included a second GPS receiver with a built-in radio and an omnidirectional antenna. The GPS receiver and antenna were mounted on a survey tripod over a known datum point. A radio booster was used for this survey because of the massive area of the Sea. The power for the shore units was provided by two 12-volt batteries. Depending on conditions, the radio data link between the two GPS units ranged from 10 to 15 miles. To obtain the maximum radio transmission range, known datum points near the Sea and high above the water surface were selected.

GPS Technology and Equipment

The positioning system used at the Salton Sea was NAVSTAR (NAVigation Satellite Timing and Ranging) GPS, an all weather, radio based, satellite navigation system that enables users to accurately determine three-dimensional position. The NAVSTAR system's primary mission is to provide passive global positioning and navigation for land, air, and sea based strategic and tactical forces and is operated and maintained by the DOD (Department of Defense). The GPS receiver measures distances between satellites and itself and determines the receiver's position from intersections of the multiple range vectors. Distances are determined by accurately measuring the time a signal pulse takes to travel from the satellite to the receiver.

The NAVSTAR system consists of three segments:

  • The space segment is a network of 24 satellites that are maintained in precise orbits, about 10,900 nautical miles above the earth, each completing an orbit every 12 hours.
  • The ground control segment tracks the satellites, determining their precise orbits. Periodically, the ground control transmits correction and other system data to all the satellites, which is then retransmitted to the user segment.
  • The user segment is the GPS receivers, which measure the broadcasts from the satellites and calculate the position of the receiver.

The GPS receivers use the satellites as reference points for triangulating their position on earth. The position is calculated from distance measurements to the satellites that are determined by how long a radio signal takes to reach the receiver from the satellite. To calculate the receiver's position on earth, the satellite distance and the satellite's position in space are needed. The satellites transmit signals to the GPS receivers for distance measurements along with the data messages about their exact orbital location and operational status. The satellites transmit two "L" band frequencies for the distance measurement signals called L1 and L2. A minimum of four satellite observations are required to mathematically solve for the four unknown receiver parameters (latitude, longitude, altitude, and time). The time unknown is caused by the clock error between the expensive satellite atomic clocks and the imperfect clocks in the GPS receivers. For hydrographic surveying the altitude, the Salton Sea water surface elevation parameter was known, which realistically meant only three satellite observations were needed to track the survey vessel. During the Salton Sea survey, a minimum of five satellites were used for position calculations, but the majority of the time, the best six available satellites were used.

The GPS receiver's absolute position is not as accurate as it appears in theory because of the function of range measurement precision and geometric position of the satellites. Precision is affected by several factorsótime, because of the clock differences, and atmospheric delays caused by the effect on the radio signal by the ionosphere. GDOP (geometric dilution of precision) describes the geometrical uncertainty and is a function of the relative geometry of the satellites and the user. Generally, the closer together in angle two satellites are from the receiver, the greater the GDOP. GDOP is broken into components: PDOP is position dilution of precision ( x , y , z ), and HDOP is horizontal dilution of precision ( x , y ). The components are based only on the geometry of the satellites. The PDOP and HDOP were monitored during the Salton Sea Survey, and for the majority of the time, they were less than 3, which is well within the acceptable limits of horizontal accuracy for Class 1 and 2 level surveys.

An additional and larger error source of GPS collection is caused by false signal projection, called S/A (selective availability). The DOD implements S/A to discourage the use of the satellite system as a guidance tool by hostile forces. Positions determined by a single receiver when S/A is active can have errors of up to 100 meters.

A method to resolve or cancel GPS errors (satellite position or S/A, clock differences, atmospheric delay, etc.) is called DGPS (differential GPS). DGPS was used during this survey to determine positions of the moving survey vessel in real time. DGPS determines the relative position of one receiver to another and can increase position accuracies by eliminating or minimizing uncertainties. Differential positioning is not concerned with the absolute position of each unit but with the relative difference between the positions of the two units, which are simultaneously observing the same satellites. Inherent errors are mostly canceled because satellite transmission is essentially the same at both receivers.

At a known geographical benchmark, one GPS receiver is programmed with the known coordinates and stationed over the geographical benchmark. This receiver, known as the master or reference unit, remains over the known benchmark, monitors the movement of the satellites, and calculates its apparent geographical position by direct reception from the satellites. The inherent errors in the satellite position are determined relative to the master receiver's programmed position and the necessary corrections or differences are transmitted to the mobile GPS receiver on the survey vessel. For the Salton Sea Survey, position corrections were determined by the master receiver and transmitted via a UHF radio link every 3 seconds to the survey vessel mobile receiver. The survey vessel's GPS receiver used the corrections along with the satellite information it received to determine the vessel's differential location. Using DGPS resulted in positional accuracies of 1 to 2 meters for the moving vessel compared to positional accuracies of 100 meters with a single receiver.

The TSC (Technical Service Center) mobile and reference GPS units are identical in construction and consist of a 6-channel L1 C/A code continuous parallel tracking receiver, an internal modem, and a UHF radio transceiver. The differential corrections from the reference station to the mobile station are transmitted using the industry standard RTCM (Radio Technical Commission for Maritime Services) message protocol via the UHF radio link. The programming to the mobile or reference GPS unit is accomplished by entering necessary information via a notebook computer. The TSC's GPS system has the capability of establishing or confirming the land base control points by using notebook computers for logging data and post-processing software. The GPS collection system has the capability of collecting the data in 1927 or 1983 NAD (North American Datums) in the surveyed area's state plane coordinate system's zone, which for the Salton Sea was California Zone 6.

Survey Method and Equipment

The Salton Sea hydrographic survey collection took a total of 22 days, starting on November 4, 1994, and concluding on February 3, 1995. During this time the water surface elevations of the Sea ranged from 227.8 to 227.2 feet below sea level. The bathymetric survey was run using sonic depth recording equipment interfaced with a DGPS capable of determining sounding locations within the Sea. The survey system software was capable of recording depths and horizontal coordinates on 1-second increments as the survey boat moved along the predetermined gridlines or transects covering the Salton Sea. Because of the constant sloping underwater terrain of the Salton Sea, the data were recorded every 2 to 3 seconds the average width between the transects was 2000 feet. The majority of the transects were run in a mostly east-west direction. Data were also collected along the shore as the boat traversed to the next transect. Transects were also run in a mostly north-south direction to provide additional data for complete contour development. The survey vessel's guidance system gave directions to the boat operator to assist in maintaining course along these predetermined gridlines. During each run, the depth and position data were recorded on the notebook computer hard drive for subsequent processing by TSC personnel. The underwater data set includes about 133,400 data points. A graph plotter was used in the field to track the boat and ensure adequate coverage during the collection process. Water surface elevations recorded by the USGS gage (near Westmorland, California) during the time of collection were used to convert the sonic depth measurements to true lake bottom elevations. Little to no wind occurred during the majority of the underwater collection, and the Sea's water surface was very calm.

The hydrographic survey crew used benchmarks as control points for shore station sites that were previously established and verified by other Federal, State, and county agencies. The hydrographic survey crew obtained additional verification by performing a static survey using the GPS receivers. Because of the size of the Sea, four master shore station locations were used for relaying correction information to the survey vessel (DGPS). Shore unit locations were Desert Shores, the Navy Base, and Travertine Rock on the west shore of the Sea and at Red Island on the south shore of the Sea. These points were selected because they had known coordinates, were accessible, were located near the Sea, and were high above the water surface. These locations allowed for good radio transmission range from the known reference survey points to the mobile survey vessel. For this survey, range varied from 10 to 15 miles between the reference and mobile GPS units. At times, the signal between the reference and mobile receivers was broken thus, the mobile GPS receiver did not receive position corrections (DGPS). Trouble shooting determined the problem was a faulty antenna at the master GPS unit. During post processing of the collected data, all points without differential correction were removed.

The TSC's depth sounder is a dual frequency sounder with 41- and 208-kilohertz transducers available. The depth sounder determines the bottom by measuring the elapsed time between the transmission of the sound pulse from the transducer to the waterway bottom and the reception of its echo back to the transducer. The dual frequencies can be operated alone or simultaneously. The high frequency reflects off the first bottom surface and the low frequency penetrates and perhaps traces the harder sub-bottom information. After consulting with the manufacturer, it was determined that a 24-kilohertz low frequency transducer would have the best success in penetrating and tracing the harder sub-bottom. Because this information was of interest to the study team, a lease of the 24-kilohertz equipment was obtained. The collection with the 24-kilohertz equipment was conducted in areas of concern in the southern and northern portions of the Sea where soft bottom conditions were expected. Results of this collection yielded little evidence of soft bottom conditions, but no general conclusions can be made from this information because this was the first extensive use of this equipment by the TSC operator.

Periodically, the depth sounder was calibrated by lowering a deflector plate below the boat by cables with known depths marked by beads. The depth sounder was calibrated by adjusting the speed of sound, which can vary with density, salinity, temperature, turbidity, and other conditions. The accuracy of an instantaneous reading from the depth finder is estimated to be ۪.5 feet, but errors are minimized over the entire survey. The estimated accuracy takes into consideration calibration error and the collection of depth data when the boat is moving. The collected data were digitally transmitted to the computer collection system via an RS-232 port. The TSC collection system only allows one of the frequencies at a time to be stored by the computer. The high frequency data were recorded for the Salton Sea Survey. The depth sounder also produces an analog hard copy chart of the measured depths. These graphed analog charts were printed for all survey lines as the data were collected and recorded by the computer. The charts were analyzed during post processing, and when the analog charted depths indicated a difference from the recorded computer bottom depths, the computer data files were modified.


Drawing the analemma with Julia

You may know that if you check the position of the Sun every day in the same place at the same time (accounting for daylight saving time if necessary), you’ll find that it slightly moves. This is a combination of the tilt of the Earth’s axis and the Earth’s orbital eccentricity. The path traced out by the position in the sky of the Sun during its wandering is called analemma.

Afternoon analemma taken in 1998–99 by Jack Fishburn in Murray Hill, New Jersey, USA. Image credit: Jfishburn, Wikimedia Commons, GFDL 1.2+ and CC-BY-SA 3.0.

We can use Julia to plot the analemma. In particular, we’ll employ AstroLib.jl to do the needed calculations. Throughout this post I’ll assume you have installed the latest stable version of Julia and the necessary packages with the built-in package manager.

What we want to do is to determine the position of the Sun for a specific time every day in a year, say at noon for the whole 2018. This is the recipe:

  1. compute the Julian dates of all the wanted times
  2. calculate the equatorial coordinates for the given Julian dates
  3. convert the equatorial coordinates to horizontal coordinates in the desired place. For example, we choose Heidelberg, in Germany, which has coordinates 49°25′N 08°43′E and elevation of 114 m.

The trickiest part is to get the right Julian dates. The jdcnv function in AstroLib.jl assumes that times are given in UTC standard, but Heidelberg is one hour ahead of Greenwich. In order to work around this issue we can use the TimeZones.zdt2julian provided by the TimeZones.jl package which takes care of the time zones. In addition, Germany adopts daylight saving time from March to October, thus noon on May 15th is not actually the same time of day as noon on November 7th. However, noon on January 1st is the same time of day as noon on December 31st, so we can create a range between these two times with step one (Julian) day.

We have used sunpos to get the position of the Sun in equatorial coordinates and converted them with eq2hor to horizontal coordinates, specifying the coordinates of Heidelberg. The broadcast version of this function returns an array of 2-tuples, being the first element the altitude of the Sun and the second element its azimuth. We’ve used getindex.(altaz, i) to obtain the arrays with the i -th elements of the tuples. Now we can draw the analemma. I recommend using the Plots.jl package, which provides a single interface to several different back-ends (GR, PyPlot, PGFPlots, etc…).

You can check with the JPL HORIZONS System that this is accurate within a few arcminutes.


شاهد الفيديو: تحويل نظام قراءة الاحداثيات الجغرافية من تنسيق الى تنسيق اخر بافضل الطرق الممكنة برنامج ArcMap GIS (شهر اكتوبر 2021).