Сравнение результатов вычислений астрономической рефракции вблизи горизонта различными способами

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Геофизика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Сравнение результатов вычислений астрономической рефракции вблизи горизонта
различными способами
Н. Н. Редичкин, И.Н. Редичкин
В настоящее время существуют численный и измерительный методы определения углов астрономической рефракции (ra), каждый из которых имеет несколько способов. Чтобы понять, какой способ эффективнее применять и в каких случаях, необходимо выполнить их сравнительный анализ.
В 1981 году научной экспедицией кафедры инженерной геодезии РГСУ на горе Шитжатмаз вблизи г. Кисловодска были выполнены наблюдения звезды a Vir, и получены следующие данные [1]:
Журнал наблюдений__________________________Таблица 1
Дата: 29−30 июля 1981 г. Звезда: a Vir a =13h24m12,055s
Пункт: Гаошид m=1,21 u! =-19,729s-
^=43 045 00″ N по AE — 326 в Ti=18h20m23,0s
A=2h50m42,25s ?=-11 003 47,87″ ®=-0,144s.
Инструмент: ОТ-02М № 10 563- Mz=13,6 — уровень? тнтжтс
№ п/п Круг Отсчеты
Вертикальный круг Хронометр (х) t P,
0 ' «h m s 0C мм. рт. ст.
1 L 91 47,0 37 47,4 18 23 30,5 +17,5 597,8
2 L 91 11,2 23 11,6 18 26 28,5 16,8 597,8
3 L 91 30,2 11 29,8 18 28 51,0 16,6 597,8
4 R 89 40,7 03 40,5 18 31 53,5 16,4 597,8
5 R 89 37,2 13 37,6 18 33 58,5 16,2 597,8
После использования этих данных и алгоритма вычислений га методом численного интегрирования, приведенного в работе [2], получены результаты, отраженные в табл. 5. Параметры атмосферы в пункте наблюдений приняты по данным работы [2]- в промежуточных точках траектории светового луча на высоте от 3-х до 30 км с шагом 1 км по данным аэрологического зондирования атмосферы, выполненного на метеостанции г. Минеральные Воды (ближайшая к пункту наблюдений) — параметры атмосферы на высотах от 30 до 60 км по таблицам летней модели атмосферы [2].
После использования данных табл. 1 и алгоритма вычислений га способом „часового угла“ измерительного метода, приведенного в работе [3], получены следующие результаты:
Таблица 2
Вычисление рефракции методом „часового угла“
№ п/п z Z Га
1 18,38632h 860 54' 49,1» 860 44' 39,2″ 609,9
2 18,43 576 87 25 20,5 87 13 50,8 689,7
3 18,47 534 87 49 50,6 87 37 13,6 757,0
4 18,52 603 88 21 18,2 88 07 07,6 850,6
5 18,56 076 88 42 54,7 88 27 01,2 953,5
После использования данных табл. 1 и алгоритма вычислений га азимутальным
способом измерительного метода, приведенного в работе [3], получены следующие результаты:
Таблица 3
____________________Вычисление рефракции азимутальным способом_________________________
Инструмент: ОТ-02М № 10 563. Дата: 29/30 июня 1981 г. -М^=+1.7 — т=2,5″
№ п/п Круг Отсчеты Вычисления
Горизонтальный круг 0 ' «Уровень, А 2 С Га
1 Ь 38,1 71 28 38,0 13−27 710 28' 36,3» 860 54' 40,5″ 860 44' 39,2″ 601,3″
2 ь 10,0 72 00 10,1 14−28 72 00 08,3 87 25 27,4 87 13 50,8 696,6
3 ь 08,7 72 25 08,3 13−27 72 25 08,6 87 49 58,4 87 37 13,6 764,8
4 я 02,0 107 03 02,1 28−14 72 56 56,3 88 21 23,2 88 07 07,6 855,6
5 я 11,1 106 41 11,3 27−13 73 18 47,1 88 42 03,5 88 27 01,2 962,3
Для данных табл. 1 выполним определения та методом «однородной атмосферы» [4] и по Пулковским таблицам рефракции (пятое издание 1985 г.). В таблицах этого издания (составлены на основе современных результатов изучения физических и оптических свойств земной атмосферы) сохранена традиционная логарифмическая форма представления рефракции [5].
1 т? = 1 Г (?+ а + А у+ СВД + ^ + Н.
Результаты вычислений та по формуле (1) представлены в табл. 4.
Таблица 4
Вычисление рефракции по Пулковским таблицам_______________________
е=20 гПа- р=797 гПа- ^=43°45'- #=2056,1 м- Спектр: В2
№ п/п С І, °С №° Ху А В С Д Н, а Га
1 840 44' 39,2″ 17,5 2,90 117 -478 -10 627 -291 25 -3 -190 2,78 553 610,3
2 87 13 50,8 16,8 2,94 693 -360 -10 665 -301 25 -4 -232 2,83 156 678,5
3 87 37 13,6 16,6 2,98 628 -336 -10 703 -309 26 -4 -268 2,87 034 741,9
4 88 07 07,6 16,4 3,4 055 -317 -10 763 -334 27 -5 -525 2,92 138 834,4
5 88 27 01,2 16,2 3,7 936 -289 -10 826 -383 28 -6 -1139 2,95 321 879,9
Для анализа результатов определений га различными способами сделаем сводную таблицу (табл. 5).
Таблица 5
_____Сравнение результатов вычислений рефракции различными способами_____________________
№ п/п Измеренное зенитное расстояние (звезда аУіг) Вычисленные значения углов га
Измеренный метод Расчетный метод
Г, А а г 1 а Численное интегриро вание Однородная атмосфера Пулковские таблицы
(1) (2)
1 2 3 4 5 6 7 8
1 860 44 ' 39,2″ 601,3″ 609,9″ 619,6″ 619,2″ 612,4″ 610,3″
2 87 13 50,8 696,6 689,7 687,6 687,0 681,5 678,5
3 87 37 13,6 764,8 757,0 752,1 751,3 745,9 741,9
4 88 07 07,6 855,6 850,6 850,8 848,4 843,9 834,4
5 88 27 01,2 962,3 953,5 929,1 927,5 923,5 897,9
Анализируя результаты вычислений Тс, приведенные в табл. 5, можно сделать вывод, что наиболее точным расчетным способом определения та является способ решения интеграла рефракции методом численного интегрирования. Этот способ можно использовать для расчетов на ЭВМ, например, при составлении таблиц рефракции по моделям атмосферы или при определении та по данным аэрологического зондирования атмосферы.
Наиболее простым способом расчетного метода определения та является алгоритм решения с использованием формул для однородной атмосферы. Однако этот способ не является высокоточным, из-за приближенных значений коэффициента к, определяющего высоту преломления.
Углы рефракции, полученные различными способами и приведенные в табл. 5 позволяют считать, что углы та1, полученные измерительным методом, по абсолютной величине в среднем ближе к вычисленным по данным аэрологического зондирования, чем по Пулковским таблицам.
Расчетные способы: численного интегрирования (с использованием данных аэрологического зондирования атмосферы) и однородной атмосферы, практически совпадают до зенитных расстояний ?=87°. На ?& gt-870 расхождения в пределах ошибок измерений, т. е. ±2−3& quot-.
Измерительные способы: азимутальный (таА) и часового угла (та1) не совпадают примерно на 7& quot-, независимо от зенитного расстояния, что можно объяснить влиянием неучтенных систематических погрешностей.
Эти выводы позволяют считать, что при выполнении исследований астрономической рефракции на больших зенитных расстояниях углы та необходимо
'-¦'-ГА изм теор
определять измерительным методом, а для вычисления аномалий (АТа=Та — Та) в
качестве теоретических значений использовать не Пулковские таблицы, а формулы метода численного интегрирования.
Этот вывод соответствует выводу директора Пулковской обсерватории В. К. Абалакина, сделанному им в предисловии к Пулковским таблицам, где сказано, что «…при экстремальных значениях параметров (например, для наблюдений на большой высоте Н и больших зенитных расстояниях 0) Пулковские таблицы рефракции утрачивают свою точность» [5].
Сравнение углов та, полученных измерительным методом, с углами, вычисленными по Пулковским таблицам, позволяет считать, что для учета рефракции вблизи горизонта измерительный метод на 1−2 порядка точнее, чем по Пулковским таблицам.
Литература
1. Редичкин И. Н. Вычисление углов астрономической рефракции вблизи горизонта различными способами и сравнение результатов.- В сб.: Прикладная геодезия. Изд-во РГСУ, Ростов-на-Дону, 1999.- с. 93−102. Деп. ВИНИТИ 7. 04. 99 № 1058−699.
2. Алексеев А. В., Дробязко Д. Л., Кабанов М. В., Куштин И. Ф. Оптическая рефракция в земной атмосфере (рефракционные модели атмосферы). — Новосибирск: Наука, 1987.- 104с.
3. Куштин И. Ф. Методы определения углов рефракции и поправок в дальность.- В сб.: Геодезия и фотограмметрия, изд. РИСИ, Ростов-на-Дону, 1986.- с. 3−15.
4. Куштин И. Ф. Определения углов рефракции методом однородной атмосферы.- В кн.: Рефракция оптических волн в атмосфере (сборник статей).- Томск, 1982.- с. 28−43.
5. Таблицы рефракции Пулковской обсерватории.- Л.: Наука, 1985.- 49с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой