Затмение. eclipse

Затмения Солнца относятся к таким явлениям природы,о дне наступления которых заранее известно.Астрономы всегда тщательно готовятся к наблюдениям затмений,а в места,где они видны,снаряжаются специальные экспедиции.
...Наступает день затмения. Природа живет своей обычной жизнью.В синем небе ярко сияет Солнце.Ничто не предвещает грядущего события.

Солнечная корона

Но вот на правом краю Солнца появляется ущерб.Он медленно увеличивается,и солнечный диск принимает форму серпа,обращенного выпуклостью влево.Солнечный свет постепенно ослабевает.Становится прохладнее.Серп делается совсем тоненьким,и вдруг эта узенькая дуга распадается на две,и наконец за черным диском исчезают последние яркие точки.На всю окружающую местность ложится полумрак.Небо принимает ночной вид,на нем вспыхивают яркие звезды.Вдоль горизонта появляется кольцо оранжевого оттенка.

Это наступило полное солнечное затмение.На месте погасшего светила виден черный диск,окруженный серебристо-жемчужным сиянием.Напуганный внезапно наступившей темнотой звери и птицы замолкают и спешат укрыться на ночной покой,многие растения свертывают листья;несколько минут длится необычная темнота,и вновь вспыхивают яркие солнечные лучи.В тот же миг исчезает серебристо жемчужное сияние,гаснут звезды.Словно на заре,поют петухи,возвещая о наступлении дня.Вся природа опять оживает.Солнце снова принимает вид серпа,но теперь уже повернутого выпуклостью в другую сторону,как серп «молодой» Луны.Серп увеличивается, и уже через час в небе все как обычно.Посмотреть прохождение полного солнечного затмения можно здесь и здесь.Солнечное затмение — очень величественное и красивое явление природы.Никакого вреда растениям,животным и человеку оно,конечно,причинить не может. 

Полоса полного солнечного затмения 22 июля 2009 года прошла по Индии, странам Индокитая и самому Китаю, а затем покинула материк и дальше пройдет по Тихому океану, зацепив некоторые кусочки суши, в частности мелкие острова Японии. Максимальная продолжительность затмения будет рекордной для XXI века – 6 мин. 39 сек., но это произойдет в океане. Наиболее оптимальное место для наблюдения этого затмения на суше – побережье Китая вблизи города Шанхай – здесь продолжительность полной фазы достигает 5 мин. 55 сек

Но не так думали люди в далеком прошлом,хотя это явление знакомо человеку с глубочайшей древности.Но люди не знали,отчего оно происходит.Панический страх вызывало у людей неожиданное,таинственное исчезновение светила.В угасании Солнца среди бела дня они видели проявление неведомых сверхъестественных сил и вызывали у людей суеверный ужас


Полное солнечное затмение.Максимальная фаза.


Не зная причин затмений,невежественные люди дорисовывали наблюдаемую картину своим воображением.Одни полагали,что солнечные затмения представляют собой особые знамения,другие видели в этом явлении нападение на Солнце огромного чудовища-дракона,пытающегося сожрать небесное светило.Малодушные в панике разбегались,стремясь укрыться от солнечного затмения и гнева богов,а более храбрые,стремясь спасти Солнце от дракона,быстро вооружались подручными средствами-бубнами,барабанами,кастрюлями,сковородками,луками со стрелами,копьями и камнями,словом,всем тем,что сразу попадалось под руку,и,подняв невообразимый шум,метали стрелы,копья и камни в чудовище.И к радости своей скоро обнаруживали,как из-за черной круглой заслонки на небе снова появляется узкий солнечный ceрп,исчезают звезды и лучистое сияние,быстро светлеет и наконец Солнце снова принимает свой обычный вид.С радостью люди расходились по своим делам,довольные тем,что спасли Солнце от несчастья.И если через много лет опять повторялось солнечное затмение,то,имея уже опыт в "спасении" Солнца,снова прибегали к тем же действиям.

В древних крупных централизованных государствах,при их правителях,были придворные жрецы-астрологи,которые были обязаны вести наблюдения за небом и по расположению светил предсказывать наступление небесных явлений,благоприятствующих или препятствующих жизни государства и действиям правителей.С астрологами обязательно советовались перед принятием важных государственных решений,и горе было тому астрологу,который неверно предсказывал исход предполагаемых действий.Вполне понятно,что хорошо изученные периодические явления астрологи предсказывали правильно и заслуживали похвалы своих повелителей,но остальные их предсказания и советы были всегда туманны и неопределенны. 

В старинной классической китайской книге "Шуцзин"("Книга истории")рассказывается о том,что согласно древним летописям "В первый день последнего месяца осени Солнце и Луна неожиданно встретились в Тереме".Терем-это древнекитайское созвездие,включавшее в себя некоторые звезды теперешнего созвездия Скорпиона и некоторые слабые звезды созвездий Змееносца и Весов.Неожиданная же встреча Солнца с Луной означала солнечное затмение,не предсказанное астрономами.В той же книге сказано,что это солнечное затмение произошло в пятый год правления императора Чунг-Канга,четвертого императора из династии Хена,столицей государства которого был город Нгани.Государственные же астрономы Хи и Хо не сумели предсказать этого затмения и не выполнили полагавшихся в подобных случаях действий.Среди сановников и населения от неожиданности поднялась паника,приведшая к беспорядкам,за что оба астронома,обвиненные в пьянстве и пренебрежении служебными обязанностями, были казнены.Но именно это солнечное затмение в Древнем Китае в царствование Чунг-Канга было первым солнечным затмением,упоминавшимся в древних китайских летописях.Но когда оно произошло по нашему календарю?На этот вопрос летописи, естественно, не дают ответа.

Правда,историческими исследованиями удалось установить,что император Чунг-Канг принял правление государством около 2160 г. до н. э.,но большей точности добиться, казалось,было невозможно.И все же эта задача была точно решена астрономией.В середине XIX века несколько астрономов выполнили колоссальный труд по вычислениям обстоятельств прошедших и будущих солнечных и лунных затмений.Эта работа была проведена не только в помощь историкам для установления дат исторических событий по упоминаемым в старинных летописях затмениям,но и для изучения движения Луны в далекую от нас древнюю эпоху.Проведя вычисления обстоятельств солнечных затмений для города Нгани,астроном Т. Оппольцер установил,что за весь 280-летний период времени с 2193 по 1914 г. до н. э. в этом городе было только одно солнечное затмение,во время которого Солнце находилось в созвездии Скорпиона:оно произошло 22 октября 2137 года до н. э.. началось через 19 минут после восхода Солнца и в 7 часов утра достигло наибольшей фазы (было покрыто 85% солнечного диска),при которой уже заметно ослабление солнечного света и Солнце выглядит серпообразным.Вычисление обстоятельств этого затмения помогло установить,что император Чунг-Канг вступил на престол в 2141 г. до н. э.,и тем самым установить эру древнекитайского календаря того периода времени.




Земля и Луна образуют двойную планету, описывающую вальсообразное вращение вокруг общего центра, который находится внутри Земли ближе к поверхности на расстоянии от центра около 0,7Rземли . Луна не может упасть на Землю из-за наличия центробежной силы.




    Луна вследствие вращения вокруг общего центра и действия силы притяжения вызывает приливы во всех оболочках Земли, особенно проявляющиеся в гидросфере. На высоту прилива наибольшее влияние оказывает фаза Луны ( новолуние и полнолуние, первая и последние четверти). Одновременно с лунными существуют и солнечные приливы, но приливообразующая сила Солнца меньше в 2,2 раза. Лунные приливы тормозят осевое вращение Земли, постепенно удлиняя земные сутки. Наиболее высокие приливы и низкие отливы наблюдаются в сизигии (фазы новолуния и полнолуния), наименьшие - в квадратуры (фазы первой и последней четверти Луны)




Объяснение возникновения затмения Солнца.


Во время солнечного затмения между нами и Солнцем проходит Луна и скрывает его от нас.Рассмотрим подробнее условия,при которых может наступить затмение Солнца.Наша планета Земля,вращаясь в течение суток вокруг своей оси одновременно движется вокруг Солнца и за год делает полный оборот.У Земли есть спутник— Луна.Луна движется вокруг Земли и полный оборот совершает за 29,5суток.Взаимное расположение этих трех небесных тел все время меняется.При своем движении вокруг Земли Луна в определенные периоды времени оказывается между Землей и Солнцем.Оказавшись между Землей и Солнцем,она, словно громадная заслонка,закрывает собой Солнце.

Оказавшись между Землей и Солнцем,она, словно громадная заслонка,закрывает собой Солнце.В это время та сторона Луны,которая обращена к Земле,оказывается темной,неосвещенной.Следовательно,солнечное затмение может произойти только во время новолуния.В полнолуние Луна проходит от Земли в стороне, противоположной Солнцу,и может попасть в тень,отбрасываемую земным шаром.Тогда мы будем наблюдать лунное затмение.Среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 149,5 млн.км,а среднее расстояние от Земли до Луны - 384тыс.км.Чем ближе предмет,тем большим он нам кажется.Луна по сравнению с Солнцем ближе к нам почти в 400раз, и в то же время ее диаметр меньше диаметра Солнца также приблизительно в 400раз.Поэтому видимые размеры Луны и Солнца почти одинаковы.Луна,таким образом,может закрыть от нас Солнце.Однако расстояния Солнца и Луны от Земли не остаются постоянными,а слегка изменяются.Происходит это потому,что путь Земли вокруг Солнца и путь Луны вокруг Земли — не окружности,а эллипсы.С изменением расстояний между этими телами изменяются и их видимые размеры.

1 Земля
2 орбита спутника
3 спутник Земли
4 линия земного экватора
5 ось вращения Земли
6 перигей
7 апогей
8 линия апсид

Если в момент солнечного затмения Луна находится в наименьшем удалении от Земли,то лунный диск будет несколько больше солнечного.Луна целиком закроет собой Солнце,и затмение будет полным.Если же во время затмения Луна находится в наибольшем удалении от Земли,то она будет иметь несколько меньшие видимые размеры и закрыть Солнце целиком не сможет.Останется незакрытым светлый ободок Солнца,который во время затмения будет виден как яркое тоненькое кольцо вокруг черного диска Луны.Такое затмение называют кольцеобразным.

Вспышки на солнце



Казалось бы,солнечные затмения должны случаться ежемесячно,каждое новолуние.Однако этого не происходит.Если бы Земля и Луна двигались в oдной плоскости,то в каждое новолуние Луна действительно оказывалась бы точно на прямой линии,соединяющей Землю и Солнце,и происходило бы затмение.На самом деле Земля движется вокруг Солнца в одной плоскости,а Луна вокруг Земли— в другой.Эти плоскости не совпадают.Поэтому часто во время новолуний Луна приходит либо выше Солнца,либо ниже.Видимый путь Луны на небе не совпадает с тем путем,по которому движется Солнце.Эти пути пересекаются в двух противоположных точках,которые называются узлами лунной орбиты.Вблизи этих точек пути Солнца и Луны близко подходят друг к другу.И только в том случае,когда новолуние происходит вблизи узла,оно сопровождается затмением.

Всего навсего солнце и луна

Затмение будет полным или кольцеобразным,если в новолуние Солнце и Луна будут находиться почти в узле.Если же Солнце в момент новолуния окажется на некотором расстоянии от узла,то центры лунного н солнечного дисков не совпадут и Луна закроет Солнце лишь частично. Такое затмение называется частным.Луна перемещается среди звезд с запада на восток.Поэтому закрытие Солнца Луной начинается с его западного,т.е. правого,края.Степень закрытия называется фазой затмения.Ежегодно бывает не менее 2-х солнечных затмений.Максимальное количество солнечных затмений в год для Земли - 5.Трудно представить себе,что солнечные затмения происходят так часто:ведь каждому из нас наблюдать затмения приходится чрезвычайно редко.Объясняется это тем,что во время солнечного затмения тень от Луны падает не на всю Землю.Упавшая тень имеет форму почти круглого пятна,поперечник которого может достигать самое 6ольшое 270км.Это пятно покроет лишь ничтожно малую долю земной поверхности

В данный момент только на этой части Земли и будет видно полное солнечное затмение.Луна движется по своей орбите со скоростью около 1 км/сек.Следовательно,ее тень с большой скоростью движется по земной поверхности и не может надолго закрыть какое-то одно место на земном шаре.Поэтому полное солнечное затмение никогда не может продолжаться более 8минут.Таким образом,лунная тень,двигаясь по Земле,описывает узкую,но длинную полосу,на которой последовательно наблюдается полное солнечное затмение.Протяженность полосы полного солнечного затмения достигает нескольких тысяч километров.И все же площадь,покрываемая тенью,оказывается незначительной по сравнению со всей поверхностью Земли.Кроме того,в полосе полного затмения часто оказываются океаны,пустыни и малонаселенные районы Земли.Вокруг пятна лунной тени располагается область полутени,здесь затмение будет частным.Поперечник области полутени составляет около 6—7тыс.км.
Для наблюдателя,который будет находиться вблизи края этой области,лишь незначительная доля солнечного диска покроется Луной.Такое затмение может вообще пройти незамеченным.Можно ли точно предсказать наступление затмения?Ученые еще в древности установили что через 6585дней и 8часов,что составляет 18лет 11дней 8часов,затмения повторяются.Происходит это потому,что именно через такой промежуток времени расположение в пространстве Луны,Земли и Солнца повторяется.Этот промежуток был назван саросом,что значит повтореиие.В течение одного сароса в среднем бывает 43 солнечных затмения,из них 15частных,15 кольцеобразных и 13полных.Прибавляя к датам затмений,наблюдавшихся в течение одного сароса,18лет 11дней и 8часов,мы сможем предсказать наступление затмений в будующем.Однако в саросе содержится не целое число дней,а 6585дней и 8часов.За эти 8часов Земля повернется на треть оборота и будет обращена к Солнцу уже другой частью своей поверхности.Поэтому следующее затмение будет наблюдаться в другим районе Земли.В одном и том же месте Земли полное солнечное затмение наблюдается один раз в 250-300лет.Как видите,предсказать день затмения очень легко.Предсказание же точного времени его наступления и условий его видимости - трудная задача;чтобы решить ее,астрономы в течение нескольких столетий изучали движение Земли и Луны.В настоящее время затмения предсказывают очень точно.Ошибка в предсказании момента наступления затмения не превосходит 2—4секунд. 

Гравитационное влияние Солнца и Луны сказывается на всех оболочках Земли — воздушной, водной и земной, несмотря на огромные расстояния, отделяющие их от Земли. Отметим, что само понятие гравитации как физического фактора стало известно лишь к середине XVII в., когда этот термин был введен великим физиком Исааком Ньютоном. Затем, после многочисленных работ ученых разных стран, выполненных в XIX и XX вв., стали ясными физические основы гравитационного влияния на Землю Луны и Солнца.

Приливные явления возникают за счет совместного гравитационного действия Луны и Солнца на Землю. Наибольшее влияние оказывает Луна, которая несмотря на свои несоизмеримо малые размеры по сравнению с Солнцем, находится на более близком к Земле расстоянии (356 000 км), чем Солнце (150-106 км).

Морские и океанические приливы и отливы, повторяющиеся 2 раза в сутки, легко заметны наблюдателю по периодическому повышению и понижению уровня воды в прибрежных районах. Взаимное расположение Земли, Луны и Солнца в космическом пространстве все время изменяется и поэтому величина приливов также изменяется. Ее определяют с помощью приборов, измеряющих высоту поверхности воды во время приливов.

Приливы достигают максимума в новолуние и полнолуние (сизигийные приливы, от латинского слова «сизигий» — соединение), когда Луна и Солнце оказываются на одной прямой линии с Землей. Минимальные приливы, называемые квадратурными (от латинского слова «квадратура» — четверть), наблюдаются в фазе первой и последней четверти Луны, когда разница астродолгот Луны и Солнца составляет 90°, т. е. они располагаются под прямым углом друг к другу.

19.06.2011

на фото показаны дни равноденствия и солнцестояния,а так же движение солнца по небосводу.

хотя прога солнечной системы  показывает что расположение меркурия ,венеры и земли сответствует рисунку на данный день,но вот на орбите марса никого нет,а на орбите юпитера  целых два объекта

расположение планет на момент создания рисунка,очень похоже,но только про марс забыли,а юпитер и сатурн оказались на одной орбите,это ещё раз доказывает,что кто то не хочет чтоб люди поняли о чём речь,точнее сказать тот кто хочет выдать это за солнечную систему ,просто сбивает с толку,моё мнение.


Думаю это не просто сходство, лично для себя  определил как очевидное доказательство.

Навигация и определения собственного местоположения

Строго говоря, единой системы еще не существует, но ее прообраз – две основных системы (GPS и ГЛОНАСС) и несколько вспомогательных (EGNOS, WAAS, MSAS, CWAAS, GAGAN, SNAS и LAAS – расшифровка и описание в таблице) – уже помогают путешественникам, морякам, летчикам и военным «найти свой путь в тумане».

Как все начиналось

Зная р-код, приемник определяет задержку

Идея глобальной спутниковой группировки, по сигналам которой можно было бы определять свое местоположение и скорость, пришла ученым из Applied Physics Laboratory (APL) при университете имени Джонса Хопкинса (Мэриленд) в 1957 году, вскоре после того, как СССР запустил первый искусственный спутник Земли. Проект назывался TNSS (спутниковая навигационная система «Транзит») и был сдан в эксплуатацию в 1964 году. Сначала «Транзит» использовали только военные моряки, но в 1967 году к нему допустили и гражданских пользователей. Система прожила до 1996 года, и на протяжении трех десятилетий 99,86% времени служила без сбоев. На «Транзите» были отработаны основные элементы современных спутниковых навигационных систем: созданы сверхточные источники времени, расположенные на спутниках, и предложено вещание на двух частотах для преодоления эффекта рассеивания сигнала в атмосфере Земли. Ответом СССР послужила аналогичная, в целом, система «Цикада». Обе системы обладали общими недостатками – сеанс определения длился от 5 до 15 минут, спутников было мало, из-за чего приходилось ждать сеанса от получаса до двух часов, да и точность определения – 70–100 м – оставляла желать лучшего.

У каждого спутника свой р-код

Разработка GPS (глобальной спутниковой навигационной системы) началась в APL в 1973 году. Первый спутник будущей системы был запущен в 1978-м, а вся система вошла в строй в 1994 году. Когда началась разработка ГЛОНАСС – это тайна, покрытая мраком, но первый спутник (Космос-1414) был запущен в 1982 году, а систему объявили работоспособной в 1996-м. Системы GPS и ГЛОНАСС довольно похожи, и принципы их работы мы будем обсуждать на примере GPS, так как она гораздо более открыта.

Две окружности на плоскости могут пересечься где угодно,

но три – только в одной точке.

Как это работает

Мы специально опросили коллег и знакомых и пришли к выводу: хотя многие из них думают, что понимают принципы работы GPS, цельной картины нет практически ни у кого. Итак, на высоте примерно 20 200 км над уровнем моря летают 24 основных спутника, которые разбиты на шесть орбитальных плоскостей, а чуть в стороне от них – 3 дополнительных спутника. Плоскости обозначаются буквами от A до F, а спутники в каждой из плоскостей нумеруются от 1 до 4. Все спутники (называются они Navstar) сделаны в лабораториях компании Rockwell. Каждый весит чуть больше 850 кг и совершает полный оборот вокруг земного шара примерно за 11 часов 58 минут. Размер спутника с полностью раскрытыми солнечными батареями – чуть больше 5 м. Наземному наблюдателю одновременно видно от 4 до 12 спутников (поэтому и приемники бывают от «4-канальных» до «12-канальных»). Каждый спутник передает на двух частотах – L1 (1575.42 МГц) и L2 (1227.60 МГц) цифровой сигнал, который представляет собой псевдослучайную последовательность (p-код), причем каждый спутник имеет свое «зерно» для генератора псевдослучайных чисел. Кстати, приемник идентифицирует спутник, отправивший сигнал, исходя как раз из содержимого принятой последовательности.

Но хватит фактов. Рассмотрим, как это все применяется в жизни, то есть что происходит внутри GPS-приемника.

Вначале любопытный факт – все слышали, что «систему вещания CDMA придумали американские военные». Но мало кто отдает себе отчет, что ее придумали специально для использования в проекте Navstar-GPS. В CDMA все передатчики вещают на одной и той же частоте, но их сигналы не мешают друг другу (мы подробно расскажем про CDMA в одном из следующих номеров). Таким образом, у гражданского приемника GPS всего один радиомодуль (у военного – два, так как он должен принимать и сигнал на второй частоте). Из этого следует, кстати, что количество «каналов» приемника (их бывает от 4 до 12) зависит исключительно от мощности использованного процессора.

Три сферы пересекаются только в двух точках пространства
Cначала приемник регистрирует передачу со спутника и фиксирует в памяти от 4 до 12

 последовательностей (в зависимости от числа своих «каналов»). Это просто нули и единицы, что с ними делать? Приемник «смотрит» на свои часы. Важно понимать, что часы у приемника неточны по определению, и впоследствии потребуется корректировка времени. Затем приемник вычисляет p-код для всех 24 спутников (назовем эти последовательности эталонными), исходя из своих представлений о текущем времени. Затем каждую принятую последовательность он как бы «двигает» по временной шкале относительно эталонных последовательностей до тех пор, пока они не сойдутся. Когда это происходит, GPS-приемник немедленно получает сразу два факта: во-первых, он определил спутник, пославший сигнал, а во-вторых, понял, сколько времени заняло путешествие сигнала от спутника, исходя из представлении о времени приемника. То есть теперь приемник знает, какие спутники он увидел и какова задержка для каждого из них. Например (все цифры, выдуманы): A4 (0,066023452 с), C3 (0,065993221 с), C4 (0,065990011 с), F2 (0,066002985 с)

Для определения своего местоположения нам нужно знать не только расстояние до каждого из спутников, но и их точное положение. Но откуда известно, где именно в момент передачи сигнала находился данный спутник? Ответ на этот вопрос очень прост. Астрономия – точная наука, и все орбиты спутников GPS прекрасно известны. Приемник всегда «знает», в какой именно точке находится любой из спутников – эти данные хранятся в его памяти. Но дело, конечно, не только в астрономии. Американские военные ведут за спутниками постоянное наблюдение, и, если орбита изменилась, пускай даже на самую малость, со станции управления приходит команда внести временную поправку в излучаемый сигнал, чтобы компенсировать зафиксированные отклонения.

После этого происходит так называемая спутниковая триангуляция. Для этого на плоскости нужны две точки, а в пространстве – три. Радиосигнал распространяется во все стороны, так что представим вокруг каждого из трех спутников сферу, радиус которой определяется временем, прошедшим с момента передачи сигнала. Две сферы пересекаются в пространстве, образуя кольцо, а три сферы пересекаются только в двух точках, причем лишь одна из них может находиться на разумном расстоянии от поверхности Земли. На рисунке показан пример спутниковой триангуляции. Затем в ход идет школьная физика: скорость света умножаем на время, затраченное сигналом на преодоление расстояния от спутника до приемника. Но для точного замера времени необходимо, чтобы часы приемника и передатчика были жестко синхронизированы. Ведь даже если часы приемника спешат (или отстают) всего на 0,001 с, погрешность будет в районе 300 км! Как этого добиться? Когда проектировали GPS, никто и не мечтал о карманных атомных часах (их, кстати, сделали только в конце 2004 года), а традиционные атомные часы стоят от 50 до 100 тысяч долларов и никак не подходят для ношения с собой. Как быть?

 И только теперь в игру вступает четвертый спутник (зачем бы еще система обеспечивала видимость по крайней мере четырех спутников в любой момент времени, в любой точке земного шара?!). Но для простоты на время забудем, что мы имеем дело с трехмерным миром, и посмотрим, как дело обстояло бы на плоскости. Допустим, у нас есть две окружности, которые пересекаются в точке (вторая точка нас не интересует, так как она явно «неправильная»). Если мы верно замерили время, то проблем нет. Но что, если мы ошиблись? Тогда окружности пересекутся совсем в другой точке! Чтобы справиться с этой проблемой, введем третью окружность. Что это дает, если мы все равно не знаем, какова погрешность? Дело в том, что, поскольку часы на всех спутниках синхронизированы между собой (еще бы, они атомные!), мы уверены, что ошибка для всех трех окружностей будет одинаковой. Поэтому все три окружности могут пересечься только в одной точке.

Теперь вернемся в трехмерный мир и применим полученные знания. Четвертый спутник служит для коррекции определения времени, что и позволяет очень точно определить расстояние до каждого из Navstar’ов. Кстати, именно поэтому у любого GPS-приемника по крайней мере 4 «канала». Одно следствие: любой исправный GPS-приемник может служить идеальным источником точного времени.

Но в жизни не бывает, чтобы все было просто и замечательно. Между спутником и приемником лежит 250 км воздуха – атмосфера нашей планеты. Из них самые неприятные для радиосигнала – 200 км ионосферы и 50 км тропосферы: в первой полно заряженных частиц, во второй – водяных испарений. Поэтому наши прежние рассуждения, верные для вакуума, требуют корректировки.

Существует два метода коррекции – моделирование, когда мы просто прикидываем, как сегодня должен бы проходить сигнал, и гораздо более сложный процесс, при котором сравнивается прохождение двух сигналов на разных частотах. Проблема с двухчастотным методом заключается в том, что вторая частота доступна только военным. Некоторым компаниям-изготовителям приемников удалось обойти это ограничение, но каким именно образом, держится в строжайшем секрете. Однако решение «для всех» существует, и называется оно D-GPS, или дифференциальный GPS.

Внешняя поправка

Кто сказал, что система должна быть замкнутой? Большинство GPS-приемников умеют принимать сигнал D-GPS. Идея здесь очень простая. Возьмем, например, местную радиостанцию. Ее географические координаты известны абсолютно достоверно. Если на ней разместить GPS-приемник, он сможет в реальном времени сравнивать вычисленные данные со своими настоящими координатами и вычислять погрешность в данной точке. Если эту погрешность передавать в эфир (делается это на поднесущей какой-нибудь из частот FM-диапазона), приемник, снабженный D-GPS-модулем, сможет учитывать ошибку и определять свои координаты гораздо точнее. Но наземными поправками дело не ограничивается – все-таки бОльшая часть земного шара необитаема (там и суши-то нет). Поэтому для того, чтобы точные координаты могли получать и летчики, и моряки, разные страны повесили на геостационарных орбитах спутники, которые делают ту же работу, что и наземные точки D-GPS. Идея очень простая – несколько центров слежения на земле (в американской системе WAAS таких центров 24) вычисляют каждый свою погрешность и «поднимают» эти данные на геостационарный спутник, который транслирует сигнал вниз. Умный приемник, определив свои координаты, возьмет погрешность ближайшего к нему центра корректировки и будет учитывать ее. Здесь целый букет систем. Каков предел точности для D-GPS? Строго говоря, его нет. Никто не мешает совместить спутниковые системы с новомодными Wi-Fi сетями и определять свое местонахождение с точностью до микрометров, даже внутри помещений. Представляете картину – конструктор спроектировал дорогу, а полностью автоматический комплекс ее построил! Или хирурга, который, закончив операцию, на экране указал, где что зашить, и спокойно отправился пить кофе.

Внутренняя поправка

Но даже без всяких дополнительных источников сигнала можно добиться точности 3–4 мм! Вряд ли об этом задумывались создатели GPS, ведь в те времена никто не предвидел, что в кармане у вас может оказаться компьютер, способный выполнять сотни миллионов операций в секунду, но современные технологии позволяют сделать то, о чем раньше нельзя было и мечтать. Дело в том, что концепция GPS основана на анализе модулированного сигнала, p-кода, частотой 1 MHz. Как мы уже выяснили, приемник воссоздает р-код, «выравнивая» его с принятым, и получает время задержки и расстояние до спутника. Но ведь кроме модулированного сигнала есть еще и несущая частота, которая в случае GPS в полторы тысячи раз выше! Но если p-код специально создан для того, чтобы его было легко сравнивать с образцом, то несущая частота для этого не предназначена. Но если вначале засинхронизироваться примерно, при помощи p-кода, потом уже не так сложно при помощи огромных вычислительных ресурсов современных процессоров вычислить и поправку, исходя из несущей частоты. Это и даст вожделенные 3–4 мм. Звучит невероятно, но в самое ближайшее время такие приемники ожидаются на рынке.

http://www.popmech.ru/article/765-putevodnyie-zvezdyi/

Общие принципы определения координат с помощью GPS

Основой идеи определения координат GPS-приемника является вычисление расстояния от него до нескольких спутников, расположение которых считается известным (эти данные содержатся в принятом со спутника альманахе). В геодезии метод вычисления положения объекта по измерению его удаленности от точек с заданными координатами называется трилатерацией.

Если известно расстояние А до одного спутника, то координаты приемника определить нельзя (он может находится в любой точке сферы радиусом А, описанной вокруг спутника). Пусть известна удаленность В приемника от второго спутника. В этом случае определение координат также не представляется возможным - объект находится где-то на окружности (она показана синим цветом на рис.2), которая является пересечением двух сфер. Расстояние С до третьего спутника сокращает неопределенность в координатах до двух точек (обозначены двумя жирными синими точками на рис.2). Этого уже достаточно для однозначного определения координат - дело в том, что из двух возможных точек расположения приемника лишь одна находится на поверхности Земли (или в непосредственной близи от нее), а вторая, ложная, оказывается либо глубоко внутри Земли, либо очень высоко над ее поверхностью. Таким образом, теоретически для трехмерной навигации достаточно знать расстояния от приемника до трех спутников.

Однако в жизни все не так просто. Приведенные выше рассуждения были сделаны для случая, когда расстояния от точки наблюдения до спутников известны с абсолютной точностью. Разумеется, как бы ни изощрялись инженеры, некоторая погрешность всегда имеет место (хотя бы по указанной в предыдущем разделе неточной синхронизации часов приемника и спутника, зависимости скорости света от состояния атмосферы и т.п.). Поэтому для определения трехмерных координат приемника привлекаются не три, а минимум четыре спутника.

рис В

Получив сигнал от четырех (или больше) спутников, приемник ищет точку пересечения соответствующих сфер. Если такой точки нет, процессор приемника начинает методом последовательных приближений корректировать свои часы до тех пор, пока не добьется пересечения всех сфер в одной точке.

Следует отметить, что точность определения координат связана не только с прецизионным расчетом расстояния от приемника до спутников, но и с величиной погрешности задания местоположения самих спутников. Для контроля орбит и координат спутников существуют четыре наземных станции слежения, системы связи и центр управления, подконтрольные Министерству Обороны США. Станции слежения постоянно ведут наблюдения за всеми спутниками системы и передают данные об их орбитах в центр управления, где вычисляются уточнённые элементы траекторий и поправки спутниковых часов. Указанные параметры вносятся в альманах и передаются на спутники, а те, в свою очередь, отсылают эту информацию всем работающим приемникам.

Экваториальные координаты. Определить положение точки на Земле помогают географические координаты – широта φ и долгота λ. Определить положение звезд на небесной сфере помогают экваториальные координаты – склонение δ и прямое восхождение α.

Положение любой точки на земном шаре описывается широтой и долготой. Положение любой точки на небесной сфере описывается склонением и прямым восхождением. Небесные координаты. Для экваториальных координат основными плоскостями служат плоскость небесного экватора и плоскость склонений. Отсчет прямого восхождения ведется от точки весеннего равноденствия в сторону, противоположную суточному вращению небесной сферы. Прямое восхождение обычно отсчитывают в часах, минутах и секундах времени, но иногда и в градусах. 





Склонение выражается в градусах, минутах и секундах. Небесный экватор делит небесную сферу на северное и южное полушария. Склонения звезд северного полушария могут быть от 0 до 90°, а южного полушария – от 0 до –90°. Высота полюса мира над горизонтом определяется географической широтой места наблюдения: hP = φ.

Думаю в рисунках на полях речь идёт о постоянной взаимосвязи между Солнцем и планетами солнечной системы,возможно что наши учёные исследуя излучение солнца и отражение этого излучения планетами,создали спутниковую систему.

Хочу показать ,что удалось найти мне в месте с другими людьми.
Россия ,Краснодарский край.

Скорее всего это военный объект вот ссылка на карту http://maps.google.com/maps?ll=44.772402,39.550808&z=13&hl=ru&t=h

Мой знакомый составил схему объекта



а вот и пиктограмма с поля

объект и пиктограмма идентичны,но это не говорит о том ,что это одно и тоже,это говорит о принципе взаимосвязи всего в мире.

2011год,схема расположение антенн и рисунок на поле идентичны. 

Голиаф (радиостанция)

Германия. В 1941 году германским военно-морским министерством в Альтмарке, находящемся к северу от города Кальбе на реке Мильде (левом притоке Эльбы), начато строительство мощного сверхдлинноволнового радиопередатчика. Это передатчик с рабочим диапазоном 15-60 кГц, т.е. на частотах, близких к звуковым.

Он должен был входить в сеть из нескольких сверхдлинноволновых передатчиков для управления немецкими подводными лодками во второй мировой войне и, кроме того, для установления устойчивой и надежной связи между Германией и Японией, союзными государствами во 2-й мировой войне, вместо коротковолновой связи, часто нарушаемой северным сиянием и прочими ионосферными явлениями.

Антенное поле СДВ-радиостанции Goliath

План города Кальбе/Мильде и СДВ-радиостанции Goliath

После захвата Польши, Франции и Голландии германский военно-морской флот имел несколько маломощных СДВ-радиостанций. Основные радиостанции находились в Париже (две), Бордо, Коотвике, Базе-ланде (около Нанта). Резервные радиостанции - две в Бернерове , две в Науене и одна в Лионе.

Для работы на Балтийское море немцы использовали СДВ-радиостанцию в Баранове, около Варшавы. Еще одна германская СДВ-радиостанция находилась в Нидерландской Ост-Индии (современная Индонезия), на острове Ява. Эта СДВ-радиостанция работала на фиксированной частоте 19,23 кГц.

Новый передатчик у Кальбе/Мильде был предназначен преимущественно для работы в режиме радиотелеграфии путем передачи информации азбукой Морзе. На частотах выше 30 кГц можно было передавать факсимильные сообщения с помощью специального пишущего устройства, а выше 45 кГц с использованием модуляции можно было - хоть и с ограниченным качеством - передавать телефонные сообщения.

Рабочие чертежи для строительства были готовы в ноябре 1940 года Строительные работы начались весной 1941 года и велись фирмами «Лоренц», «Шнайдер» и другими. Главный конструктор нового радиопередатчика - инженер Фритц Гутцман. Доктор Гутцман постоянно находился на стройплощадке и решал все возникающие проблемы.

В строительстве широко применялся подневольный труд советских и французских военнопленных. Благо, концлагерь был недалеко, в соседнем городе Гарделенген.

Военнопленные прокладывали траншеи для подземных кабелей. По воспоминаниям свидетелей, жителей Кальбе/Мильде, пленники были очень голодны, подбирали с земли все съедобное, ели даже траву. Первые советские военнопленные начали прибывать на строительство «Голиафа» в сентябре 1941 года. Их привозили по железной дороге непосредственно с советско - германского фронта в вагонах для скота. При открытии дверей вагонов первого эшелона советских военнопленных обнаружилось, что из примерно 300 пленников 8 человек уже умерли, а остальные были неработоспособны. Умерших пленников хоронили снаружи кладбища Альтмерслебена без всякой регистрации.

Недолгое время, до прибытия советских военнопленных, на строительстве «Голиафа» применяли труд французских и польских военнопленных из концлагеря Альтенграбов. Французские военнопленные были заняты, как правило, непосредственно в строительных фирмах и считались там квалифицированным рабочими, которые самостоятельно могли исполнять сложные виды работ. Они питались в столовых вместе с основным кадровым составом немецких строительных фирм.

В целом, по разным оценкам, на строительстве «Голиафа» работало 950 - 1000 человек, из них от 400 до 500 военнопленных. Во время строительства произошло 3 аварии со смертельным исходом. При бетонировании основного технического здания погиб французский военнопленный. При транспортировке решетчатых мачт упряжкой лошадей погиб немецкий рабочий. Во время строительства антенного павильона монтажник оступился и упал с большой высоты.

Из фотоархива Хеннинга Крюгера №05505-22. Советские военнопленные на строительстве радиостанции Goliath. На переднем плане - охранники военнопленных.

Из фотоархива Хеннинга Крюгера №05510-84. Советские военнопленные использовались на земляных работах, при прокладке траншей для кабелей.

Строительство «Голиафа» велось, в зависимости от погоды и сезона, непрерывно, днем и ночью. Субботы и воскресенья были рабочими днями. План строительства «Голиафа» имел высшую степень срочности. Все работы выполнялись одновременно и в большой спешке.

Из-за высокого уровня грунтовых вод возникли большие трудности, тем более что все части технического здания радиостанции имели подвалы. При выемке грунта под подвалы использовался экскаватор весом 50 тонн. Он стоял на деревянной подушке в котловане, среди грунта-плывуна. При движении ковша плывун давал просадку, экскаватор падал.

Дороги на стройплощадке отсыпались из доменного шлака. Дорожная сеть в этом районе вообще была хорошо развита. Туристские велосипедные дороги, дорожки для верховой езды.

Территория и бараки лагеря для военнопленных охранялись. Для всех строителей и инженерного состава предполагалась пропускная система. Вся территория радиостанции, примерно 240 га, была окантована рвом шириной около 2 метров, заполненным водой. Перед рвом забор из колючей проволоки высотой примерно 2 метра.

Охрана «Голиафа» состояла из ландштурмовиков - солдат, уволенных с военной службы по возрасту и болезни. С 1944 года для охраны дополнительно привлекались солдаты из близлежащих гарнизонов, главным образом, из Зальцведеля.

СССР. Апрель 1941 года. Начато строительство автогужевой (шоссейной) дороги Горький - Арзамас - Кулебаки протяженностью 262 километра. Предполагалось за 10 дней, с 20 мая по 1 июня, полностью отсыпать земляное полотно той же длины. Объем предстоящих работ- до 1,5 млн. кубометров земли. В отсыпке полотна должны принять участие около 50 тысяч колхозников.

В дальнейшем, в течение лета 1941 года, предполагалось участие в строительстве дороги 7 тысяч колхозников. Рабочих, колхозников, интеллигенцию, пионеров и школьников призывали активно участвовать в изыскании камня для новой шоссейной дороги, собирать его на улицах и дворах.

Так в пойме реки Кудьма, между селами Ближнее Борисово и Вязовка, появилась шоссейная дорога с булыжным покрытием.

После начала Великой Отечественной войны, летом 1941 года, для увеличения посевных площадей были развернуты мелиоративные работы в пойме реки Кудьма. Эта работа продолжалась и летом 1942 года. Сотни ближне-борисовских, вязовских, митинских ребят и девушек вместе с молодёжью Богородского района корчевали и убирали лес, прорывали осушительные канавы, расчищали болота, строили плотины. Было раскорчевано 1125 гектаров, осушено 2000 га болот, очищено от леса 1308 га. Лозунг «Все для фронта, все для победы» стал главнейшим для всей страны.

Ссылка на карту http://maps.google.com/maps?ll=56.17064,43.936248&z=15&hl=ru&t=h

Диаграмма