В результате освоения дисциплины «Астрометрия» студент должен
Знать:
- системы координат и времени, используемые для описания положений и движений светил, ПК-1, ПК-2, ПК-5, ПК-7;
- факторы, изменяющие положения светил и способы их учета, ПК-1, ПК-2, ПК-5, ПК-7;
- теорию способов определения астрономических координат и азимутов, ПК-1, ПК-2;
- устройство инструментов и приборов астрометрии и геодезической астрономии, ПК-1, ПК-8, ПК-20;
- принципы определения координат и собственных движений звезд методами наземной и космической астрометрии, ПК-1, ПК-24, ПК-26;
- основы теории фундаментальной системы небесных координат, ПК-26;
- порядок учета движения полюсов Земли, ПК-2, ПК-26.
Уметь:
- выполнять преобразования систем координаты и времени, ПК-2;
- пользоваться Астрономическим ежегодником и каталогами положений звезд, ПК-2;
- вычислять видимые координаты светил, ПК-2, ПК-7;
- работать с высокоточными геодезическими и астрономическими приборами и инструментами, ПК-1, ПК-8, ПК-20;
- выполнять приближенные определения астрономических широт, долгот и азимутов различными методами геодезической астрономии, ПК-1, ПК-7, ПК-20;
- выполнять математическую обработку результатов астрономических наблюдений, ПК-2, ПК-7, ПК-20;
- использовать полученные методами астрометрии и геодезической астрономии результаты для решения научных и производственных задач, ПК-24, ПК-26.
Владеть:
- методами создания, развития и реконструкции опорных геодезических сетей, ПК-2;
- навыками применения современной вычислительной техники и информационных технологий для обработки результатов астрономических наблюдений, ПК-7;
- методами интерпретации данных, получаемых из астрономических измерений, для изучения физических полей Земли и планет, ПК-24, ПК-26.
4. Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 176 часов.
4.1 Структура преподавания дисциплины
| № п/п | Раздел дисциплины | Семестр | Неделя семестра | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам) | ||
| лекции | практические занятия | самостоятельная работа | |||||
| Сферическая астрономия | |||||||
| 1.1 | Введение | 1-2 | собеседование: 1-2 | ||||
| 1.2 | Системы координат в астрономии | 3-4 | собеседование: 3-4 | ||||
| 1.3 | Суточное движение светил | 5-6 | собеседование: 5-6 | ||||
| 1.4 | Измерение времени | 7-10 | собеседование: 7-10 | ||||
| 1.5 | Факторы, изменяющие видимые положение светил | 11-14 | собеседование: 11-14 | ||||
| Аттестация | зачет: 4-й семестр | ||||||
| 1.6 | Факторы, смещающие систему координат относительно звезд | 1-2 | собеседование: 1-2 | ||||
| 1.7 | Редукционные вычисления. Движение земных полюсов | 3-4 | собеседование: 3-4 | ||||
| Геодезическая астрономия и астрометрия | |||||||
| 2.1 | Введение | собеседование: 5 | |||||
| 2.2 | Теоретические основы методов геодезической астрономии | 6-8 | собеседование: 6-8 | ||||
| 2.3 | Астрономические инструменты и приборы | 9-10 | собеседование: 9-10 | ||||
| 2.4 | Точные способы астрономических определений | 11-14 | собеседование: 11-14 | ||||
| 2.5 | Приближенные способы астрономических определений | 15-16 | собеседование: 15-16 | ||||
| 2.6 | Основы астрометрии | 17-18 | собеседование: 17-18 | ||||
| Аттестация | экзамен: 5-й семестр |
4.2 Содержание дисциплины и требования к уровню его освоения
Условные обозначения:
1. Качество усвоения знаний (А):
| А1 - | знания, предусматривающие деятельность по воспроизведению; |
| А2 - | знания, предполагающие применение в ситуациях, аналогичных обучающим; |
| А3 - | знания, использующиеся в задачах, требующих установления новых связей между понятиями; |
| А4 - | знания, предполагающие способность достраивать систему связей новыми. |
2. Уровень усвоения умений (Б):
| Б1 - | ученический – умение пользоваться системой понятий при алгоритмической деятельности с внешне заданным алгоритмическим описанием (подсказкой); |
| Б2 - | (типовой – алгоритмический – уровень) – умение пользоваться системой понятий в ситуации, аналогичной обучающей; |
| Б3 - | (продуктивный эвристического типа) – умение применять систему знаний в ситуациях, требующих перестройки связей между уже сформированными понятиями; |
| Б4 - | (продуктивный творческого типа) – умение достраивать сформированные системы понятий новыми, самостоятельно сформированными. |
3. Степень научности (В):
| В1 - | (феноменологическая) – описательное изложение фактов и явлений; каталогизация объектов, констатация их свойств и качеств (известен определенный ряд однородных факторов), это использование преимущественно естественного языка и житейских понятий; |
| В2 - | (аналитико-синтетическая) – объяснение природы и свойств объектов и закономерностей явлений, часто качественное или полуколичественное (известны сущность первого порядка и свойства объектов и явлений, механизмов, управляющих функционированием анализируемых фактов и процессов); |
| В3 - | (прогностическая) – объяснение явлений данной области с созданием их количественной теории, моделирование основных процессов, аналитическим представлением законов и свойств (известны закономерности функционирования объектов конкретного вида); |
| В4 - | (аксиоматическая) – объяснение явлений с использованием высокой степени общности описания (большой объем материала и широкое использование научного языка, глубина проникновения в сущность явлений – известны общие законы функционирования объектов любой природы). |
1. Сферическая астрономия
Раздел 1.1. Введение
Требуемая степень усвоения содержания раздела: А1Б2В1
Предмет и задачи сферической астрономии. Сферическая астрономия как один из разделов астрономической науки. Связь сферической астрономии с другими науками. Современное состояние и перспективы развития сферической астрономии
Раздел 1.2. Системы координат в астрономии
Требуемая степень усвоения содержания раздела: А2Б2В3
Основные круги и точки небесной сферы. Сферические системы координат, используемые для определения положения небесных объектов. Применение прямоугольных систем координат в астрономии. Преобразования систем координат. Земные системы координат. Связь между небесной и земной системами координат
Раздел 1.3. Суточное движение светил
Требуемая степень усвоения содержания раздела: А2Б2В3
Вычисления положения светила на заданный момент времени для пункта с известной широтой. Определение координат и времени при прохождении светила через особые точки (круги) небесной сферы. Особенности суточного движения светил под разными широтами
Раздел 1.4. Измерение времени
Требуемая степень усвоения содержания раздела: А2Б2В3
Системы измерения времени, задаваемые суточным вращением Земли вокруг своей оси. Эфемеридное время. Динамические системы времени. Атомное время. Измерение длительных промежутков времени. Летоисчисление и календарь. Связь между различными системами измерения времени. Использование «Астрономического ежегодника» для решения задач сферической и геодезической астрономии
Раздел 1.5. Факторы, изменяющие видимые положение светил
Требуемая степень усвоения содержания раздела: А2Б2В3
Суточный и годичный параллакс. Суточная, годичная и вековая аберрация света. Астрономическая рефракция. Собственное движение звезд. Порядок учёта факторов, изменяющих положение светил
Раздел 1.6. Факторы, смещающие систему координат относительно звезд
Требуемая степень усвоения содержания раздела: А2Б2В3
Прецессия. Нутация. Их механическая сущность. Совместный учет прецессии и нутации
Раздел 1.7. Редукционные вычисления. Движение земных полюсов
Требуемая степень усвоения содержания раздела: А2Б2В3
Средние, истинные и видимые координаты светил. Порядок учета изменений координат при обработке астрономических наблюдений. Звездные каталоги. Каталог Астрономического ежегодника. Каталог КГЗ-2 (или аналогичный). Вычисление видимых координат на момент наблюдений. Учет движения земных полюсов
2. Геодезическая астрономия и астрометрия
Раздел 2.1. Введение
Требуемая степень усвоения содержания раздела: А1Б2В1
Предмет и задачи геодезической астрономии. Связь геодезической астрономии с другими науками. Роль и место астрономических определений в Государственной геодезической сети, астрономо-гравиметрическом нивелировании, специализированных инженерно-геодезических и топографо-геодезических работах. Применение высокоточных азимутов при решении научных и специальных задач. Современные задачи и перспективы развития геодезической астрономии
Раздел 2.2. Теоретические основы методов геодезической астрономии
Требуемая степень усвоения содержания раздела: А2Б2В3
Общие принципы определения времени, координат и азимута из наблюдений светил. Общая теория зенитальных методов астрономических определений. Понятие об азимутальных методах. Анализ выгоднейших условий определения координат и азимутов.
Раздел 2.3. Астрономические инструменты и приборы
Требуемая степень усвоения содержания раздела: А2Б2В3
Астрономические теодолиты. Другие переносные астрономические инструменты. Приборы для измерения времени. Государственная служба времени и частоты. Прием сигналов точного времени. Методы регистрации моментов наблюдений звезд. Автоматизация астрономических наблюдений. Основные источники ошибок при астрономических определениях
Раздел 2.4. Точные способы астрономических определений
Требуемая степень усвоения содержания раздела: А2Б2В3
Способы Цингера, Певцова и Талькотта. Определение астрономического азимута по Полярной. Определение геодезического азимута из наблюдений звезд в меридиане. Определение составляющих уклонения отвесной линии
Раздел 2.5. Приближенные способы астрономических определений
Требуемая степень усвоения содержания раздела: А2Б2В3
Способ Сомнера-Акимова. Определения широты и азимута по Полярной. Определение координат и азимутов по высоте и по часовому углу Солнца. Определение дирекционного угла направления на земной предмет из наблюдений светил
Раздел 2.6. Основы астрометрии
Требуемая степень усвоения содержания раздела: А2Б2В3
Предмет, задачи и разделы астрометрии. Абсолютные и относительные определения координат звезд. Определение собственных движений. Фундаментальная система небесных координат. Принципы современной орбитальной астрометрии.
4.3 Соотношение разделов дисциплины и формируемых в них компетенций
| Темы, разделы дисциплины | Количество часов | Компетенции | Σ общее количество компетенций | |||||||||||||
| ОК-1 | ОК-6 | ОК-7 | ОК-8 | ОК-9 | ОК-14 | ПК-1 | ПК-2 | ПК-5 | ПК-7 | ПК-8 | ПК-20 | ПК-24 | ПК-26 | |||
| Раздел 1.1 | + | + | + | + | + | + | + | |||||||||
| Раздел 1.2 | + | + | + | + | + | + | + | + | + | |||||||
| Раздел 1.3 | + | + | + | + | + | |||||||||||
| Раздел 1.4 | + | + | + | + | + | + | + | + | ||||||||
| Раздел 1.5 | + | + | + | + | + | + | + | + | ||||||||
| Раздел 1.6 | + | + | + | + | + | + | + | + | ||||||||
| Раздел 1.7 | + | + | + | + | + | + | + | + | ||||||||
| Раздел 2.1 | + | + | + | + | + | + | + | |||||||||
| Раздел 2.2 | + | + | + | + | + | + | ||||||||||
| Раздел 2.3 | + | + | + | + | + | + | ||||||||||
| Раздел 2.4 | + | + | + | + | + | + | + | + | + | |||||||
| Раздел 2.5 | + | + | + | + | + | + | + | |||||||||
| Раздел 2.6 | + | + | + | + | + | + | + | + | ||||||||
| Итого |