標(biāo)準(zhǔn)子午線補(bǔ)充說(shuō)明

“英漢天文學(xué)名詞數(shù)據(jù)庫(kù)”（以下簡(jiǎn)稱“天文名詞庫(kù)”）是由中國(guó)天文學(xué)會(huì)天文學(xué)名詞審定委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱“名詞委”）編纂和維護(hù)的天文學(xué)專業(yè)名詞數(shù)據(jù)庫(kù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)的所有權(quán)歸中國(guó)天文學(xué)會(huì)所有。2100433B

“標(biāo)準(zhǔn)子午線”是天文學(xué)專有名詞。來(lái)自中國(guó)天文學(xué)名詞審定委員會(huì)審定發(fā)布的天文學(xué)專有名詞中文譯名，詞條譯名和中英文解釋數(shù)據(jù)版權(quán)由天文學(xué)名詞委所有。

過(guò)地球表面某點(diǎn)的真子午線的切線方向。它是直線定向的標(biāo)準(zhǔn)方向之一。地球上各點(diǎn)的真子午線方向是不平行的(赤道上的點(diǎn)除外)，它是通過(guò)天文測(cè)量而確定的。真子午線方向相互不平行．它們?cè)谄溲娱L(zhǎng)線上與地軸延長(zhǎng)線相交。相鄰兩真子午線方向間的角稱為子午線收斂角，以γ表示，子午線收斂角γ的大小與兩點(diǎn)間的距離有關(guān)。

可通過(guò)觀測(cè)已知天體的坐標(biāo)位置來(lái)測(cè)定真子午線。當(dāng)采用這種方法時(shí)，必須和大地測(cè)量部門合作計(jì)劃磁測(cè)，大地測(cè)量部門會(huì)提供坐標(biāo)數(shù)據(jù)和運(yùn)算方法。本次將討論由觀測(cè)太陽(yáng)來(lái)測(cè)定真子午線。如果太陽(yáng)不太高，這個(gè)方法可以整天都得出良好的結(jié)果。太陽(yáng)接近地平面時(shí)，時(shí)間誤差和其它誤差對(duì)結(jié)果的影響最小。

可以很方便地在觀測(cè)時(shí)間里通過(guò)測(cè)量太陽(yáng)的位置，求得一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的真子午線。太陽(yáng)的方位角可由天極P、天頂Z和太陽(yáng)(見(jiàn)圖2)所確定的球面三角形計(jì)算出來(lái)。從這個(gè)球面三角形可找出下列關(guān)系：

用(2)除(1)，得到

用臺(tái)式計(jì)算機(jī)就可以很方便地按這個(gè)方程式計(jì)算方位角。如用對(duì)數(shù)計(jì)算，將下列各式代入方程（1）；

得到

用（2）除（6），得出

用（2）除（4）時(shí)，從下式得到輔助角M

A_z——觀測(cè)時(shí)的太陽(yáng)方位角。從正南子午線到通過(guò)天頂和太陽(yáng)的大圓的夾角為正。A_z是從0°到東180°和西180°；

t——時(shí)角。從正南子午線到過(guò)天極和太陽(yáng)大圓的平面的夾角為正。t是從0°到東180°和西180°(t在觀測(cè)時(shí)測(cè)定)；

Z——觀測(cè)時(shí)太陽(yáng)的天頂距；

δ——太陽(yáng)的視偏角。6由天文年歷中給出，其變化范圍在N_23°27'( 23°27')至S_23°27'(-23°27')之間；

φ——觀測(cè)地點(diǎn)的緯度(從大比例地圖上求出)。在北半球?yàn)檎习肭驗(yàn)樨?fù)。計(jì)算時(shí)角t時(shí)，下列各數(shù)是需要的；

λ——觀測(cè)地點(diǎn)的地理經(jīng)度(從大比例地圖上求出)。λ是從0°到東180°和西180°，

GHA——格林威治時(shí)角，用內(nèi)插法從航海日歷求出。觀測(cè)時(shí)間的時(shí)角，從正南子午線通過(guò)西、北和東回到正南子午線，算做從0°到360°；

歷書(shū)中天——用歷書(shū)時(shí)表示的太陽(yáng)在歷書(shū)子午圈上的中天。在這里，它們分別與格林威治子午圈、格林威治平時(shí)(或世界時(shí))等同。對(duì)觀測(cè)時(shí)刻的歷書(shū)中天，由太陽(yáng)歷內(nèi)插得到。在歷書(shū)中天時(shí)，GHA為0。

用上述所列規(guī)定，在兩個(gè)半球內(nèi)，cot A_z和tan A_z在南邊兩個(gè)象限內(nèi)的方位角為正，在北邊兩個(gè)象限里的方位角為負(fù)。因?yàn)?，在上午或下午進(jìn)行觀測(cè)是已知的，從計(jì)算得出的方位角就能換算為真方位角(或真正位置)；它是由北通過(guò)東、南、西而到北算做從0°至360°。從上述公式算出的方位角，對(duì)觀測(cè)時(shí)過(guò)太陽(yáng)中心線有效。因?yàn)橹荒軐?duì)太陽(yáng)邊緣進(jìn)行觀測(cè)，經(jīng)緯儀的水平度盤(pán)上的讀數(shù)就必須換算為太陽(yáng)中心線，即將太陽(yáng)的半徑換算到水平面，再將它從計(jì)算中加上，或者減去：太陽(yáng)半徑× cosec Z（或 太陽(yáng)半徑/sin Z）。要計(jì)算天頂角Z，從球面三角形得出

真子午線實(shí)際操作

要得到正確結(jié)果，經(jīng)緯儀所處的位置必須每次正好相同，正如測(cè)磁偏角的磁經(jīng)緯儀的位置每次要完全相同那樣。在一個(gè)過(guò)去測(cè)量留下的標(biāo)記上進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，將三腳架架設(shè)在標(biāo)記上，三個(gè)腳盡量伸開(kāi)，并使架頭接近水平。在標(biāo)記上校正經(jīng)緯儀的中心點(diǎn)，可以采用快速校正裝置，使經(jīng)緯儀在三腳架頭上移動(dòng)幾厘米，或者變動(dòng)三腳架腳的位置，直至鉛錘恰好在標(biāo)記上。觀測(cè)員用腳將三腳架的腳緊緊踩入地里，旋緊三腳架頭上的螺絲，使腳和架頭牢固地聯(lián)起來(lái)。初學(xué)者常常忘記這樣做。如果是在平地進(jìn)行測(cè)量，而且以后要變動(dòng)三腳架，就要在鉛錘正指的地面打入一個(gè)木樁。校正中心要求的準(zhǔn)確度與觀測(cè)目標(biāo)位置的距離成反比。如果目標(biāo)相距1公里，儀器橫向移動(dòng)30厘米，將導(dǎo)致標(biāo)記中心位置有1弧分的誤差。最后，小心地校準(zhǔn)經(jīng)緯儀的水平。

真子午線誤差的減小

為了消除瞄準(zhǔn)誤差和由于望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)軸傾斜產(chǎn)生的誤差，必須在望遠(yuǎn)鏡的兩個(gè)可能位置進(jìn)行觀測(cè)。這可由觀測(cè)者從望遠(yuǎn)鏡中看到的經(jīng)緯儀的垂直度盤(pán)的位置分辨出來(lái)。因此，就有兩個(gè)望遠(yuǎn)鏡位置：垂直度瘟左(VCL)和垂直度盤(pán)右(VCR)。

真子午線測(cè)量過(guò)程

選定幾個(gè)方位標(biāo)志，使其與觀測(cè)點(diǎn)的聯(lián)線能很好地在測(cè)點(diǎn)相交。這對(duì)于以后不在過(guò)去留下的標(biāo)記上測(cè)量或找不到過(guò)去的標(biāo)記時(shí)，尋找新的測(cè)點(diǎn)是很重要的。如果是用QHM觀測(cè)磁偏角的話，至少要有一個(gè)方位標(biāo)志很明顯，使得用旅行式磁經(jīng)緯儀上較差的望遠(yuǎn)鏡或QHM的望遠(yuǎn)鏡能清晰地看見(jiàn)它。在望遠(yuǎn)鏡的兩個(gè)位置上將各個(gè)方位標(biāo)志觀看一遍。用類似某種槍炮瞄準(zhǔn)儀的補(bǔ)助裝置將望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)?？梢越柚b置的前部投影到它的后部的陰影來(lái)調(diào)整望遠(yuǎn)鏡。調(diào)望遠(yuǎn)鏡，使太陽(yáng)約在視野中心，而垂直絲略在太陽(yáng)前沿的前邊，記下太陽(yáng)前沿與垂直絲接觸的時(shí)間，讀出水平度盤(pán)刻度，并記錄觀測(cè)結(jié)果。不要?jiǎng)咏?jīng)緯儀，等待太陽(yáng)后沿的切割。當(dāng)太陽(yáng)很快上升時(shí)，可能要用垂直度盤(pán)的切向螺絲來(lái)調(diào)整望遠(yuǎn)鏡。將照準(zhǔn)儀方位轉(zhuǎn)動(dòng)180°，倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，像前面那樣觀測(cè)太陽(yáng)的通過(guò)。最后，在望遠(yuǎn)鏡的兩個(gè)位置再對(duì)各方位標(biāo)志做一遍觀察。下列野外記錄的例子說(shuō)明這個(gè)操作過(guò)程。用98條中所用的計(jì)時(shí)器和停表，記下切割時(shí)間。將太陽(yáng)的前沿和后沿像在望遠(yuǎn)鏡所見(jiàn)到的那樣記下來(lái)。不要試圖反算望遠(yuǎn)鏡或棱鏡目鏡中的影像(在這里，經(jīng)緯儀有一個(gè)倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，它和一個(gè)用棱鏡做的目鏡合并使用。因此，太陽(yáng)在方位上的視運(yùn)動(dòng)就和實(shí)際運(yùn)動(dòng)同一方向)。從計(jì)時(shí)器讀數(shù)中減去停表讀數(shù)，在得出度盤(pán)讀數(shù)后記下結(jié)果。計(jì)算太陽(yáng)前沿和后沿的時(shí)差。兩組觀測(cè)結(jié)果的時(shí)差應(yīng)該幾乎相等。如果方位標(biāo)志的度數(shù)在太陽(yáng)觀測(cè)前后近乎—‘致，只差十分之幾弧分，那末觀測(cè)就是成功的。

真子午線適用地區(qū)，天氣

這個(gè)簡(jiǎn)易方法在中緯度和高緯度地區(qū)天氣晴朗時(shí)是有效的。在低緯度地區(qū)，太陽(yáng)的前沿和后沿切割要好幾分鐘。在陰天，也許不可能觀測(cè)到太陽(yáng)后沿的切割。一般采用下列觀測(cè)方法：在望遠(yuǎn)鏡的兩個(gè)位置對(duì)各方位標(biāo)志觀察一遍后，對(duì)太陽(yáng)的每個(gè)邊沿對(duì)準(zhǔn)兩次。將望遠(yuǎn)鏡倒轉(zhuǎn)，再對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行四次觀測(cè)，然后對(duì)各方位標(biāo)志觀察一遍，觀測(cè)即告完畢。 2100433B

通過(guò)地面上一點(diǎn)指向地球南北極的方向線叫做該點(diǎn)的真子午線方向。其角度有兩種表示方法：一種是自北端開(kāi)始按順時(shí)針?lè)较蛴?°到360°。地面上任一直線與真子午線所夾的水平角叫做真方位角(如圖1左圖)；另一種是在子午線的南、北兩端各有一個(gè)0°，向左右各注90°。北東為象限I，南東為象限Ⅱ，南西為象限III，北西為象限IV。在地面上任一直線與真子午線所夾的角叫做象限角。角度的讀法，如北東40°，南西64°(如圖1右圖)。

真子午線須用天文觀測(cè)才能測(cè)出。一般工程常利用國(guó)家已測(cè)設(shè)的三角點(diǎn)成果推測(cè)出本工程各直線段的真子午線。