Серебристые облака и их наблюдение - [29]
Каждый из таких отрывков занимает 30÷40 секунд времени. Между отдельными фразами можно делать паузы. Озвученный таким образом фильм можно с успехом показывать на занятиях кружка, на собрании отделения ВАГО, на слете юных любителей астрономии, на вечерах отдыха и других культурных мероприятиях. Он может быть использован также как сопровождение лекций, читаемых в планетарии или в красных уголках предприятий, в школах и иных местах,
$ 14. Развертка полей серебристых облаков на земную поверхность и определение их движений
Получить хорошие фотографии или кинокадры серебристых облаков — это только полдела. Дальше нужно их обработать, чтобы получить те или иные научные результаты, в зависимости от поставленной задачи. Об этом уже говорилось в § 10.
Здесь мы опишем простую методику перехода от фотографии, представляющей собой изображение серебристых облаков в проекции на небесную сферу, к схеме пространственного расположения этих образований в проекции на земную поверхность. Такая операция называется развертыванием, а ее результат — разверткой.
Для успешного решения этой задачи необходимо знать следующие величины:
1) Фокусное расстояние фотокамеры; как правило, оно слегка отличается от указанного на оправе объектива; однако в первом приближении можно использовать номинальное значение F.
2) Положение центра снимка и его горизонтальные координаты.
3) Положение линии горизонта на снимке.
4) Географические координаты наблюдательного пункта.
Рассмотрим простой способ определения координат центра снимка. Для его обозначения на снимке проводим простым карандашом по эмульсии негатива близ его центра отрезки диагоналей, пересечение которых и обозначит центр снимка. Для удобства делаем в этом месте легкий накол иголкой.
Для определения координат этого центра, азимута A>0 и высоты h>0, необходимо иметь на снимке несколько точек с известными координатами A, h. Это могут быть городские сооружения (вершина шпиля башни, заводской трубы и т. д.) или специально установленные столбы с лампочками наверху, о которых уже говорилось. Не рекомендуется выбирать в качестве ориентиров верхушки деревьев или тонкие приемные телеантенны, так как они могут раскачиваться ветром. Координаты выбранных ориентиров определяются с помощью теодолита.
В качестве опорных точек можно использовать и звезды, для которых по известному моменту съемки и экваториальным координатам вычисляются горизонтальные координаты А, h. Как это делать, рассказано в Постоянной части «Астрономического календаря» и в учебниках общей астрономии для вузов. В значения высоты звезд вводятся поправки за рефракцию.
Если аппарат имеет наклон оптической оси к плоскости горизонта на угол α (α ~= 10°), то целесообразно ввести вспомогательную систему сферических координат, наклоненную на угол α к горизонтальной системе (рис. 40).
Рис. 40. Вспомогательная система сферических координат ζ, η.
Роль «азимута» будет играть угол ζ роль «высоты» — угол η. На снимке мы с помощью прямоугольной прозрачной палетки или измерительного прибора измеряем прямоугольные координаты деталей х, y отсчитываемые от найденного нами центра снимка. Если координаты приходится отсчитывать от другого начала (обозначим их х', у'), то нужные нам координаты х, у мы найдем по формулам
x = х' + х>c, у = у' — у>c, (23)
где x>c, у>с — координаты центра снимка в той же системе.
Далее по значениям х, y находим сферические координаты ζ, η по формулам
tg ζ = x/F, (24)
tg η = (y/F)∙(cos ζ), (25)
При этом мы полагаем, что координаты центра снимка ζ>0— 0, η>0 = 0, и учитываем знаки каждой координаты, считая их положительными вверх и вправо от центра. Найдя для каждого ориентира значения ζ, η, вычисляем разности А — А>0 по формуле
sin (А — А>0) = (cos η∙sin ζ)/cos h, (26)
Значения A, h нам известны из прямых измерений теодолитом (а для звезд из вычислений). Точки, для которых А — А>0 > 10° и h — h>0 > 10°, отбрасываем, для остальных по А — А>0 и известным А находим A>0 и из полученных значений (которые должны слабо отличаться друг от друга) находим среднее. Это и будет азимут центра снимка. Его высота h>0 находится по формуле
h>0 = (h — η)/cos (A — A>0), (27)
Значения h>0, полученные по разным ориентирам, тоже усредняем. Отдельные значения h>0 должны отличаться друг от друга не более чем на 2–3'. Если получатся более сильные расхождения, значит, допущены ошибки в измерениях или вычислениях, и их надо проверить.
До сих пор мы предполагали, что изображение линии горизонта на снимке параллельно нижней стороне кадра. Однако если мы применяем три аппарата для панорамной съемки, как показано на рис. 37, для двух крайних аппаратов это условие выполнено не будет. Поэтому приведем формулы, с помощью которых можно построить изображение линии горизонта в этом случае.
Уравнение этой линии в прямоугольных координатах имеет вид[7])
Поскольку Нам известно h>0 и для каждого ориентира его высота h, мы можем решить квадратное уравнение (28) относительно у (х берем из измерении) для каждого ориентира.
Откладывая затем отрезки, равные у, вниз от точки ориентира, получим ряд точек горизонта, которые должны лечь на дугу малой кривизны, близкую к прямой линии.
