大地天文學

大地天文學

大地天文學是大地測量學和天文學的一個重要的交叉分支,是以天文學的實測方向和理論,密切配合大地測量,為國民經濟建設服務並參預地球科學的基礎研究的一門學科。

簡介

大地天文學是天文學的一個分支,也是大地測量的一個重要組成部分。它的重要任務,是用天文方法觀測天體的位置來確定地麵點在地球上的位置(經緯度)和某一方向的方位角,以供大地測量和其他有關的科學技術部門使用. 這是天體測量學與大地天文學的邊緣學科,在測站(通常稱為天文點)使用天體測量儀器觀測天體以測定天文經度和緯度,也可測定測站至相鄰固定目標的方位角從而確定測站的子午線

研究對象

主要研究為地麵點進行天文定位的學科。是天文學的一個分支。因其工作在野外進行,故又稱野外天文學。它曾與航海天文學航空天文學合稱實用天文學。大地天文學與大地測量學及製圖學關係密切,故可視為測地學與天文學的邊緣學科。

發展概況 

大地天文學是天文學中發展最早的一個分支。公元前3世紀,古希臘天文學家用觀測夏至日正午太陽高度的方法測定了子午線的長度。公元8世紀,中國天文學家一行(本名張遂,683~727)等通過觀測北極星高度推算出了子午線1°的弧長。元代天文學家郭守敬(1231~1316)組織過全國範圍的緯度測量。然而,直到17世紀光學望遠鏡、測微器與天文鐘問世以後,才形成精密的大地天文學。現代大地天文學的測量設備包括天文觀測儀器、守時儀器、記時儀器和無線電接收機。 天文觀測儀器主要是全能經緯儀,也可用中星儀和稜鏡等高儀等。守時儀器已全部採用石英鐘。記時儀器用以記錄觀測恆星的時刻。無線電接收機則用以收錄時號。為提高觀測精度和效率,各國都在研製新的觀測儀器,例如美國的自動天文定位系統、方位角監測儀,義大利的天頂攝影機等。

方法與套用 

大地天文學的主要任務是研究精確測定天文點的天文經緯度、方位角以及地方恆星時的理論和方法。已實現天文定位的地麵點叫天文點。定位方法都是在測出某些天體的某些量(如天頂距z、高度h、方位角A或天體通過特定平面的時刻T) 後求解天文三角形。測定緯度的方法常用天頂距差法(或稱太爾各特法)和等高法無線電時號法與中天法專門用於測定經度。多星等高法則可同時測定經度與緯度。恆星時角法用於測定方位角。這些測定法在軍事上得到廣泛套用。軍用地圖的編繪、火炮射擊目標的迅速定位和飛彈等武器發射的準確性等,都需要用到它們。大地網的定向、測角的驗核、部隊戰鬥隊形各要素的大地聯測和部隊戰鬥行動的測繪保障等工作,也都離不開天文定位資料。工程建設、海洋開發、國土整治、科學研究、軍事測繪都需要進行大地網的布設。天文經緯度與大地測量結果相比對,可獲得點位的垂線偏差,這是研究地球形狀和大地水準面結構的必要參數。測量天文方位角可確定地面子午線的方向。天文方位角還可用以推算大地方位角,從而控制大地網中的累積誤差。大地天文學的測量精度通常在0.5″以下,固定的天文儀器則可達 0.05″ 左右。在保障軍事行動的近似測量中,也可使用中、低精度的經緯儀,天文鐘則可用精密秒表代替。

大地天文學奠基人

夏堅白夏堅白

夏堅白1903年11月20日出生於江蘇省常熟市吳市鄉,曾任同濟大學副校長、武漢測繪學院院長。他畢生致力於中國的測繪教育事業,是中國大地天文學的奠基人,為組建、發展中國的測繪教育和測繪科學事業作出了重要貢獻。1955年,夏堅白當選為中國科學院第一批學部委員。

1963年中國工業出版社出版了由夏先生領導和主持編著的《大地天文學》上、下冊。這是中國最早的一部大地天文學著作。此書,對適合中國國情的新天文測量細則規範中所規定採用的方法、原理、具體計算公式,所達精度、儀器的檢驗校正方法等等,都作了詳盡的探討,是融理論與實踐為一體,既是一部好教材,也是一部有價值的參考書。

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