2012 - Горный

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
Утверждаю
Руководитель ООП по
направлению 120400
декан проф. А.Г. Протосеня
Зав. кафедрой ИГ
проф. Мустафин М.Г.
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Геодезическая астрономия с основами астрометрии »
Направление подготовки (специальность): 120401 Прикладная геодезия
Специализация: 120401 Инженерная геодезия
Квалификация (степень) выпускника: специалист
Форма обучения: очная
Составитель: доцент кафедры ИГ И. С. Пандул
Санкт-Петербург
2012
1. Цели и задачи дисциплины:
Геодезическая астрономия для специальности «Инженерная геодезия» является
профилирующей дисциплиной. В этом предмете изучаются способы астрономической
ориентации на Земле и в космическом пространстве, включая и способы определения
координат пунктов и азимутов направлений из наблюдений светил.
Геодезическая астрономия имеет важное значение в решении научных и
практических задач геодезии: астрономические определения координат и азимутов
направлений совместно с результатами геодезических и гравиметрических измерений
позволяют установить исходные геодезические даты и ориентировку единой
государственной сети. Без определения геодезических координат невозможно создание
карт, необходимых в народном хозяйстве страны. Геодезическая астрономия участвует в
решении многих проблем космонавтики, совместно с ней – в охране приоды на больших
территории земной поверхности.
Астрономические определения находят широкое применение при геодезическом
обеспечении инженерных работ, в частности, для ориентирования и контроля угловых
измерений вытянутых полигонометрических ходов, создаваемых при строительстве
трубопроводов, линий электропередач, каналов, железных и шоссейных дорог и других
линейных сооружений.
Цель дисциплины – научить студентов теории и практике астрономических
определений широты, долготы, азимута и времени с точностью, необходимой для
решения инженерно-геодезических задач. Полученные в аудитории знания студенты
закрепляют на летней учебной практике в объёме 36 часов.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Данная учебная дисциплина входит в раздел «С3.Б4 профессионального цикла». Ее
изучение необходимо для формирования у студента специальных профессиональных
знаний.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
Профессиональные (ПК):
- (ПК-1) иметь профессиональные представления о теории определения
астрономических координат. Знать основы фундаментальной астрометрии.
- (ПК-2) владеть основами использования компьютерной техники для обработки
астрономических измерений.
- (ПК-3) иметь опыт самостоятельного определения координат и азимутов после
прохождения учебной практики.
Общекультурные компетенции (ОК):
- (ОК-3) понимать перспективы применения астрономии в общем цикле
геодезической науки.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: - методы точных и приближенных астрономических определений широты,
долготы и азимута направления; теоретические основы геодезической астрономии, как
фундаментальной дисциплины в цикле геодезических наук.
Уметь: - самостоятельно использовать современную компьютерную технику для
обработки полевых астрономических наблюдений; самостоятельно производить
астрономические определения с точностью, необходимой и достаточной для выполнения
инженерных изысканий, а так же в целях обороны страны.
Владеть: - навыками самостоятельного определения географических координат и
азимутов направлений на местности.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы.
Вид учебной работы
Всего
Семестр
часов
Аудиторные занятия (всего)
68
5
34
34
Лабораторные работы (ЛР)
34
34
Самостоятельная работа (всего)
40
40
В том числе:
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
В том числе:
Курсовой проект
Расчетно-графические работы
34
Реферат
Другие виды самостоятельной работы
Вид промежуточной аттестации (зачет,
экзамен
экзамен)
Общая трудоемкость,
час
108
зач. ед.
108
4
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№
п/п
1.
2.
Наименование раздела
дисциплины
Раздел 1.
Введение
Раздел 2.
Сферические
координаты
Содержание раздела
Предмет астрономии, разделение на отдельные
дисциплины. Связь геодезической астрономии с другими
науками. Значение астрономии в решении основных задач
высшей геодезии, космической геодезии и картографии.
Понятие о геодезических, геоцентрических и
географических системах координат. Вспомогательная
небесная сфера, основные точки, дуги и круги на ней.
Связь между экваториальными системами координат.
Формула
звездного
времени.
Связь
между
географическими и небесными координатами. Основные
астрономические
теоремы.
Параллактический
треугольник и его элементы. Переход от одной системы
небесных координат к другой. Звездные каталоги,
3
Раздел 3.
Измерение времени
4
Раздел 4.
Учёт факторов,
изменяющих
положение светил
5
Раздел 5.
Астрономические
приборы
6
Раздел 6.
Определение широты.
эфемериды. Дифференциальные изменения зенитных
расстояний и азимутов светил. Видимое годичное
движение Солнца.
Звездное время. Время истинное и среднее,
поясное и декретное. Задачи на исчисление времени.
Критическая дата. Неравномерность вращения Земли.
Атомное время. Движение географических полюсов
Земли. Квазиравномерное время. Земное динамическое
время. Предварительное знакомство с Астрономическим
Ежегодником (АЕ). Интерполирование с часовыми
изменениями.
Прецессия и нутации. Суточная, годичная и
вековая аберрации. Собственное движение звезд.
Суточный и годичный параллакс светил. Параллакс
Солнца. Астрономическая рефракция. Элементарная
формула рефракции. Рефракция средняя и истинная.
Пулковские
таблицы
рефракции.
Основы
фундаментальной астрометрии. Определение прямых
восхождений и склонений светил. Вычисление видимых
координат звезд.
Задачи и цели раздела, основные типы
астрономических приборов, применяемых в астрономогеодезическом производстве и их особенности.
Хронометры
средние
и
звездные.
Сравнение
хронометров. Классификация астропунктов. Общие
принципы
определения
времени,
географических
координат и азимутов направлений.
Определение широты места по измеренным
зенитным расстояниям светил. Теоретические основы
способа, выгоднейшие условия наблюдений. Порядок
производства
наблюдений. Редукция
измеренных
зенитных расстояний на меридиан. Вывод формулы
редукции на меридиан. Определение широты по
измеренным
зенитным
расстояниям
Полярной.
Составление рабочей эфемериды Полярной. Порядок
наблюдений и схема вычислений. Приближенное
определение широты по Полярной с вычислениями по
таблицам АЕ. Приближенное определение широты по
Солнцу. Особенности определение широты по зенитным
расстояниям Солнца. Схема журнала наблюдений и его
обработка. Последовательность вычислений, оценка
точности. Определение широты по способу Певцова.
Теоретические основы способа. Выгоднейшие условия
для наблюдений. Рабочие эфемериды пар звезд. Порядок
наблюдений. Поправка за уровень. Сравление способов
Талькотта и Певцова. Определение цены деления уровня
по способу Комстока. Теоретические основы способа,
порядок выполнения исследования. Схемы для
вычислений, оценка точности.
7
Раздел 7.
Определение долготы
8
Раздел 8.
Определение азимута
направления
Определение разности долгот. Передача поправки
хронометра на другие моменты. Понятие о личном
уравнении наблюдателя. Определение времени с
помощью измерения зенитных расстояний светил.
Выгоднейшие условия для наблюдений. Подготовка к
наблюдениям и порядок их выполнения. Обработка
результатов наблюдений и формулы для вычислений,
оценка точности. Определение поправки хронометра по
Солнцу. Выгоднейшие условия для наблюдений.
Обработка результатов и оценка точности. Определение
времени по способу Цингера. Теоретические основы
способа. Выбор выгоднейших условий для наблюдений.
Рабочие эфемериды пар Цингера. Методика выполнения
наблюдений. Обработка наблюдений, оценка тосности.
Современный способ определения долгот с применением
радио. Программы наблюдений. Поправки за скорость
распространения электромагнитных волн, за эталонное
время, за ход хронометра и за короткопериодическую
нутацию. Лично-приборная разность. Вывод долготы и
оценка точности ее определения.
Обзор способов определения астрономических
азимутов. Теоретические основы определения азимута
направления на земной предмет. Выгоднейшие условия
для наблюдений и требования к точности определения
широты места. Ориентирование теодолита в меридиане
относительно точки юга. Формулы для вычисления
азимутов светил (Полярной и Солнца). Определение
астрономического азимута направления на земной
предмет по часовому углу Полярной. Методика
наблюдений, формулы и схемы для вычислений, оценка
точности. Определение поправка и хода хронометра по
приему радиосигналов времени. Определение азимута
направления из наблюдений ярких звезд. Определение
азимута направления на земной предмет по часовому углу
Солнца. Выгоднейшие условия для наблюдений. Порядок
наблюдений, особенности фиксирования мометнов
прохождения Солнца. Формулы и схемы для вычислений,
оценка точности.
Приведение широт, долгот и азимутов к центрам
геодезических пунктов и к среднему полюсу. Схема для
вычислений.
Связь
между
астрономическим
и
геодезическим азимутами и дирокционным углом.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№№
п.п.
Наименование обеспечивающих
№№ разделов данной дисциплины, необходимых для
(последующих) дисциплин
изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1
2
1
Высшая геодезия
+
2
Космическая геодезия
+
3
Картография
+
3
4
5
+
6
7
8
+
+
+
+
+
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№
Наименование раздела дисциплины
п/п
Лекц. Практ. Лаб.
зан.
зан.
Семин
СРС
Всего
час.
2
6
14
1.
Введение
2
-
2.
Сферические координаты
4
4
3
Измерение времени
10
-
4
2
6
5
Учет
факторов,
изменяющих
положение светил
Астрономические приборы
2
-
6
Определение широты
8
8
8
24
7
Определение долготы
4
4
6
14
8
Определение азимута направления
2
12
10
24
10
10
18
2
6. Лабораторный практикум
№
п/п
№ раздела
дисциплины
Наименование лабораторных работ
1
2
Решение параллактических треугольников
2
4
3
6
Вычисление видимых координат звезд и видимых
координат близполюсных звезд
Определение широты по Полярной
10
4
7
Определение азимута по Полярной
6
5
8
Определение азимута по Солнцу
8
7. Практические занятия (семинары)
Не предусмотрены
8. Тематика курсовых проектов
Трудоемкость
(час.)
4
6
Не предусмотрены
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
Пандул И.С. Геодезическая астрономия применительно к решению инженерно-геодезических
задач. - СПб, Политехника, 2010.
б) дополнительная литература
Уралов С.С. Курс геодезической астрономии. – М: Недра, 1979.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Для проведения лабораторных работ по геодезической астрономии специальных аудиторий не
требуется.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Для проведения лабораторных работ методические рекомендации не требуются.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению 130400 – Горное дело.
Разработчик:
СПГГУ
(место работы)
Эксперты:
____________________
_________________________
(место работы)
____________________
(место работы)
доцент
(занимаемая должность)
___________ доцент
И.С. Пандул
(инициалы, фамилия)
Ю.Н. Корнилов____
(занимаемая должность)
(инициалы, фамилия)
___________________
(занимаемая должность)
_________________________
(инициалы, фамилия)