Meg lehet-e határozni a megfigyelő helyzetét a Földön az éjszakai égbolt fényképe és a lövés időpontja alapján?

LaTilz

2019-08-26 17:36:21 UTC

view on stackexchange narkive permalink

Tudomásom szerint ez a kérdés egyrészt az égi navigációval, másrészt a csillagok irányából való attitűd (vagy orientáció) meghatározásával hozható összefüggésbe. Ennek a két módszernek a kombinációja azonban nem oldja meg a problémát, ezért kíváncsi vagyok, hogy van-e más megközelítés.

Az égi navigációban a csillagok magassága (a horizontig vetített magasság) adott az idő felhasználható a megfigyelő helyzetének meghatározására. Ennek a módszernek az a korlátja, hogy a horizontnak láthatónak kell lennie, ami nem feltétlenül áll fenn az éjszakai égbolt fotóin.

Az éjszakai égbolt képe információkat is szolgáltathat a hozzáállásról (orientációról) a kamera inerciális keretre csavart. Néhány csillag mért iránya (a képen elfoglalt helyüktől) és ismert irányuk inerciális keretben adják meg a hozzáállás becslését. Ezt a módszert például a műholdas fedélzeti csillagkövetőknek nevezik.

Ennek a 2 megközelítésnek a kombinációja nem oldja meg a problémát, mert a láthatárra vonatkozó információk még mindig hiányoznak. Az orientáció valóban a tehetetlenségi keret, nem a helyi keret vonatkozásában található meg, így a horizont még mindig ismeretlen.

Ez egy * nagyon jó kérdés! * Tisztázásképpen a "lövés időpontja" kifejezésre tippelek: [UTC] -re (https://en.wikipedia.org/wiki/Coordinated_Universal_Time) és egy pozíció pontosságára. mondjuk néhány kilométer rendben lenne, és tiszta láthatár, például egy óceán vagy néhány síkság ismert?

Gondolom: ha megengedi a kamera forgatását (amit meg is tesz), akkor a válasz nemleges, kivéve, hogy ellenőrizheti, hogy a világ mely pontjain voltak akkor a csillagok, és talán kissé megcsalhat, ha megnézi ha egyes csillagok annyira elhalványultak, hogy egyértelmű, a kép a láthatár közelében van. Indoklás: a kamera elforgatásával úgy gondolom, hogy a Föld bármely pontjához hasonló képet kaphat, mivel korlátozza a csillagok relatív helyzete, amely mindenki számára rögzített.

Igen - valamiféle referenciára van szükség a "másik tengelyben", mivel egy keskeny FOV képet 1 órakor zenitre lehet mutatni, majd elforgatva és megdöntve ugyanazt a képet kapjuk hajnali 4 órakor. A "trükk" itt az, hogy a bolygók és a hold végtelenül mozogni fognak a 3 óra alatt, így nagy - kellő szögpontossággal és pontossággal - lekérdezhette a kép idejét, de a helyet nem.

@CarlWitthoft Ha megengedett, hogy a Hold legyen a képen, akkor a földrajzi szélességünktől függően nem lesz más látható helyzete a csillagokhoz képest?

@KeithMcClary jól hangzik - nem ért a precizitáshoz.

@uhoh igen, ez az :) :) A horizont azonban nem mindig látható egy képen, ezért szükséges valamilyen módon megbecsülni a kamera tájolását a helyi vízszintes síkhoz képest.

Mit lehet tudni egyes csillagok képéből?

Legalább felismerhető csillagra van szükség

Ha az expozíció túl nagy alacsony vagy a fényszennyezés túl magas ahhoz, hogy egyértelműen meg lehessen határozni három vagy több csillag csillagképét, egyszerűen nem fog tudni sokat megmondani a fotóból.

Asterizmus önmagában is csak azt mondja meg, hogy hol nem készült a kép .

Ha egy képen látható csillag deklinációja 60 $ ^ o $ , kizárhat minden forgatási helyet a $ - 30 ^ o $ szélességtől délre. Egy olyan csillag, mint a Polaris, valóban csak az északi féltekén, míg a Szíriusz a Svalbardtól délre látható.

A csillag és a horizont elegendő a szélesség meghatározásához

Ha a képen a föld széle elég közel van a tényleges horizonthoz (és nem egy hegyvonulathoz), és a fényképen egy felismerhető csillaggal van együtt, akkor kiszámíthatja a szélességet. Ez minden nagyításra igaz, mivel a csillagok közötti szögtávolság (ismert mennyiség) segítségével mérheti a horizonthoz való szöget. Nem gondolok olyan különleges helyekre, ahol nem tudná meghatározni a szélességet a csillagok és a horizont alapján.

Még nem végeztem el a matematikát arról, hogy pontosan hogyan lehetne meghatározni a szélességet, de itt van néhány szempont: Két hibaforrás létezik, a csillagok helyzete és a a láthatár helyzete. A csillagkép több pixelre is szétterülhet, és ha a képet normál kamerán, nem pedig távcsövön keresztül készítenék, akkor egy vad tippelésnél tíz ívperces hiba lépne fel. A horizont a $ 0 ^ o $ alatt lehet, a föld feletti távolságtól függően, de a effektus kicsi. Kilátással az Everest-hegyre, a láthatár huszadik fokkal lejjebb jelenik meg, mint kellene. Úgy gondolom, hogy a láthatár pontos helyzete a légköri fénytörés révén is elhomályosítható. 10 ívperces hiba esetén ez tíz ívperces szélességnek felel meg, ami körülbelül 18 kilométer.

A hosszúsági fokokhoz globális, nem pedig helyi időre van szükség

Ha csak helyi idő van, akkor a fényképet bárhol elkészíthette az adott szélesség mentén. Ha van valamilyen formája a globális időnek (UTC, GMT, bármi, nem számít, melyik, amíg tudja, mi ez), akkor kitalálhatja a hosszúsági fokot onnan.