КВНО-2013 15-19 апреля 2013 г. ИПА РАН Астрономические эфемеридные издания и программные системы Н. И. Глебова, М. В. Лукашова, Г. А. Нецветаева, М. Л. - презентация

1 КВНО апреля 2013 г. ИПА РАН Астрономические эфемеридные издания и программные системы Н. И. Глебова, М. В. Лукашова, Г. А. Нецветаева, М. Л. Свешников, В. И. Скрипниченко

2 КВНО апреля 2013 г. ИПА РАН 2 Первые Российские (морские!) эфемериды Леонтий Филиппович Магницкий ( ) Таблица склонений Солнца в полдень на гг. Сравнение эфемерид Магницкого и СТ-1705 с DE-405 Магницкий Л. Ф. «Арифметика, сиречь наука числительная. С разных диалектов на словенский язык преведенная, и воедино собрана, и на две книги разделена» (1703)

3 КВНО апреля 2013 г. ИПА РАН 3 Морской месяцеслов ( , Адмиралтейский департамент) Шуберт Фёдор Иванович (Фридрих Теодор) ( ) C 1856 г. издавалось лишь руководство к использованию «Nautical almanac» «Морской месяцеслов на 1814 г.»МАЕ-2012 Солнце, долгота1"ежедневно, полдень пр. восх.1"ежедневно, полденьt, δ почасовые, 1 полудиаметр0.1"5 раз в месяц (1,7,13,19,25)0.1 ежедневно Уравнение времени0.1 С ежедневно, полдень1С1С Луна, склонение1'ежедневно, полдень+полночьt, δ почасовые, 1 пр.восх.1'ежедневно, полдень+полночьt, δ почасовые, 1 гор.параллакс1"ежедневно, полдень+полночь0.1 ежедневно полудиаметр1"ежедневно, полдень+полночь0.1 ежедневно фазы4 момента в месяцЕжедневно, возраст Данные для лунных расстояний По 9 звездам, Сближения с 76 звездами Нет Объяснение5 стр.24 стр. Объем98 стр.338 стр.

4 КВНО апреля 2013 г. ИПА РАН 4 Российские астрономические ежегодники Астрономический ежегодник (с 1921 г.) Предназначен для проведения астрономо- геодезических исследований. В нём публикуются эфемериды Солнца, Луны, планет и звёзд с высокой точностью в соответствии со стандартами, утверждёнными Международным астрономическим союзом. Морской астрономический альманах (с 2002 г.) Срок действия 2 года. Морской астрономический ежегодник (с 1930 г.) Предназначены для решения задач морской астронавигации. Содержат эфемериды Солнца, Луны, планет и 160 звёзд с точностью 0.'1. 7 октября 1919г. создан Вычислительный институт при Всероссийском астрономическом союзе (ВАС)

5 КВНО апреля 2013 г. ИПА РАН 5 Этапы реформирования Астрономического ежегодника Введено в издание Эфемериды планетЕРМ2004АЕ-2006 ПрецессияP03АЕ-2008 НутацияIAU2000АЕ-2006 Шкалы времениTDB, TT(TDT), UT1 Звёздные каталогиFK6/HIPPARCOS 329/450 звёзд АЕ-2004 Либрация ЛуныDE405/LE405АЕ-2004 Физ. эфемеридыIAU/IAG 2006АЕ-2008 Спутники планетЮпитер1-4, Сатурн1-8, Марс, Уран (интернет) АЕ-2007 Концепция системы коорд.«классическая»- равноденствие и параметры CIP+CIO АЕ-2007 Объяснение к АЕ60 страниц и «Расширенное объяснение к АЕ» (2004) АЕ-2006 Вычисление эфемеридBookA (Windows, ERA, ) АЕ-2009

6 КВНО апреля 2013 г. ИПА РАН 6 Сравнительные характеристики национальных ежегодников Ежегодник страна Объем АE , Россия 684 с. AsA , 1981, UK,USA 608 с. CT , France 50 с. JE , Japan 490 с. ТеорииEPM2004DE405/LE405INPOP06DE405/LE405 Солнцетабл. 0.01" табл. 0.1" Луна: λ,β α, δ табл. 0.01" 12h табл. 1" табл. 0.1" – табл. 0.01" 12h табл. 0.01" 1h табл. 0.01" Планетытабл. 0.01" табл. 0.01''табл. 0.1" Физ. эфем.++–– Спутникиинтернет++– Восх./Зах., сумерки 30 –70 ° – -55 – +66 ° + CD – 0– 50 ° + Затмения++–+ Покрытия(+) –+ Звезды: Ср./Вид. 779 зв. 0.01" / – 1'' – / –1536 / 2 зв Поправки за переход к CIRS +++–

7 КВНО апреля 2013 г. ИПА РАН 7 Сравнение МАЕ и МАА-2 с зарубежными изданиями Параметры пособия Россия МАЕ-2012 USA+UK NA-2011 Germany NJ-2013 Россия MAA Ежедневные таблицы (Солнце, Луна, планеты, звезды) t, δчерез 1 h (планеты 5 h ) Сумерки; азимуты, восходы/заходы, Солнца и Луны φ = 60ºS–74ºNφ = 60ºS–72ºN азимутов нет φ = 50ºS–70ºN азимутов нет φ = 60ºS–74ºN Луна–спец. табл. Звёзды67 звёзд57 звёзд25 звёзд77 звёзд Вспомогательные таблицы Ежемесячные звёзды 160 звёзд173 звёзд80 звёзд160 звёзд Полярная (А, φ)таблицыА – таблица φ – полином таблицыА – таблица φ – формула Интерп. таблицы++++ Таблицы высот и азимутов ТВА-57 (модиф.) SRTТВА-57 (модиф.) Видимость планетТаблицаДиаграммаинформ. Затменияинформ.картаинформ.

8 КВНО апреля 2013 г. ИПА РАН 8 Электронные версии эфемерид АЕ Электронные версии Программная средаВыполняемые задачи RATAN-600 (1982) БЭСМ DOS, Fortran вычисление эфемерид для наблюдений на радиотелескопе ДопАЕ (1995) IBM DOS, Fortran вычисление эфемерид повышенной точности на базе отечественной численной теории больших планет АЕ95 ПС-АЕ (1995) IBM DOS, Fortran программа вычисления эфемерид в виде таблиц АЕ (DE200/LE200, DE405/LE405) BookA+Издатель (2007) IBM Win32 (Borland Delphi 6.0) System uses ERA (Pascal, Slon) Вычисление эфемерид АЕ (ЕРМ2004) +ТЕХ PersAY (2007) IBM Win32 (Borland Delphi 6.0) System uses ERA (Pascal, Slon, Delta) Вычисление гео- и топоцентрических эфемерид светил АЕ с возможностью выбора системы времени, системы координат (DE405/LE405, ЕРМ2004)

9 КВНО апреля 2013 г. ИПА РАН 9 Вычислительная база PersAY - система ERA (Ephemeris Research in Astronomy) AEWinERA Иск.спутники и космические аппараты S L R Пульсары Главные планеты и спутники EPM2004+P03+IAU2000 +FK6/HIPPARCOS+CIRS GLONASS, GPS, DORIS L L R V L B I Малые планеты, кометы ERA

10 КВНО апреля 2013 г. ИПА РАН 10 Системные функции и задачи системы PersAY

11 КВНО апреля 2013 г. ИПА РАН 11 Панель параметров и диалог «Интервал эфемерид»

12 КВНО апреля 2013 г. ИПА РАН 12 Сравнение эфемерид МАЕ и АЕ с PersAY ЭфемеридыМАЕАЕPersAY Точность эфемерид1c, 0.'11c, 0.'10. с 01, 0."010. с 01, 0."1 Шкала времениUT1TTUT1, UTC, TT,… т. Овнаt гр (S гр ) – 1 ч S гр – сут.+ Солнцеt гр, δ – 1 ч, Δ ¯, Δ – ср.3-х сут., T к, η, R – сут. α, δ, Δ, T к, η, R – сут., Δ – ср.час + Планетыt гр, δ – 1 ч, Δ ¯, Δ – ср.3-х сут., T к, α, p 0 – ср.3-х сут. α, δ, T к, p 0 – сут.+ Лунаt гр, δ, Δ ¯, Δ – 1 ч, T к н, T к в, R, p 0 – сут. α, δ, T к н, T к в, R, p 0 – 0.5 сут.+ Звёзды τ*, δ – ср.3-х сут.+мес.α, δ – 10 сут.+сут.t, α, δ на T Восход /заход Солнца T гр +сумерки – ср.3-х сут., A – сут. (60°S

13 КВНО апреля 2013 г. ИПА РАН 13 Интерактивная система Штурман (Shturman, 2009 г.) Определение места по трём звёздам: Ввод данных задачи Список задач системы

14 КВНО апреля 2013 г. ИПА РАН 14 Протокол решения задачи определения места по трём звёздам

15 КВНО апреля 2013 г. ИПА РАН 15 Сравнение методов навигации в современном судовождении Система (точность) ДостоинстваНедостатки Спутниковые системы: GPS, ГЛОНАСС (до 3 м) высокая точность; глобальность; малое время готовности зависимость от наблюдаемой конфигурации спутников; слабый сигнал и сильная помехоуязвимость; возможность отключения Инерциальные системы (1.5-5 км) автономность; высокий темп выдачи координат; возможность дублирования; устойчивость к подавлению радиосредствами длительная начальная калибровка; накопление ошибок в течение рейса; зависимость от гравитационных аномалий; проблема курса у полюсов Классическая навигация (0.5-2 км) полная автономность; независимость от источников питания и др. технических средств; высокая помехоустойчивость; применимость в любой точке; определение поправки курса низкие точность и темп выдачи координат; метеозависимость; зависимость от опыта штурмана и поставки эфемерид; ошибки при «ручных» вычислениях

16 КВНО апреля 2013 г. ИПА РАН 16 Основные требования к функциональному наполнению системы Навигатор 1. система не должна представлять собой электронную копию (образ) страниц МАЕ; 2. срок действия эфемерид должен быть как минимум 5 лет; 3. точность эфемерид может быть задана по выбору в 0.1 или 0.01; 4. система должна обеспечивать решение следующих основных задач: планирование и определение условий наблюдений; уравнивание и редукция измеренных высот и азимутов светил; определение положения судна с оценкой точности решения; определение поправки курсоуказателя; 5. представление решения должно сопровождаться протоколом; 6. система должна иметь графические средства для подготовки и обработки наблюдений; 7. система должна содержать справочный блок («школу») и контекстную помощь; 8. (возможно) наличие вспомогательных таблиц МАЕ (МАА-2); 9. (возможно) создание архива астронавигационных определений в течение рейса.

17 КВНО апреля 2013 г. ИПА РАН 17 Планируемая структура системы Навигатор

18 КВНО апреля 2013 г. ИПА РАН 18 Заключение 1. Создание электронных версий эфемерид не означает завершения издания бумажных носителей эфемеридной морской астронавигационной информации. Цель электронных астронавигационных эфемерид: обеспечить облегчённый доступ к эфемеридам, в том числе и для ввода эфемерид в автоматизированные вычислительные средства. Уменьшить вероятность ошибок, свойственных «ручным» вычислениям. Повысить точность эфемерид для использования их в автоматизированных системах астронавигации. 2. Бумажные версии необходимы в качестве резервного средства вычисления на случай аварийных ситуаций и как стандарт эфемеридных вычислений. В ближайшее время усилия лаборатории будут направлены на разработку автономных электронных астронавигационных систем с расширенным кругом решаемых задач и с повышенной точностью, а также на создание печатных эфемеридных изданий в соответствии с рекомендациями МАС.

19 КВНО апреля 2013 г. ИПА РАН 19 Спасибо за внимание