David Hernndez Lpez.

ASTRONOMA DE POSICIN I.

DEPARTAMENTO DE INGENIERA CARTOGRFICA, GEODESIA Y FOTOGRAMETRA.

ESCUELA TCNICA SUPERIOR DE INGENIERA GEODSICA, CARTOGRFICA Y TOPOGRFICA.

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NDICE. TEMA 1. CONCEPTOS Y DEFINICIONES. 1.1. OBJETO Y RAMAS DE LA ASTRONOMA. 1.2. JUSTIFICACIN DE LA NECESIDAD DEL ESTUDIO DE LA ASTRONOMA EN TOPOGRAFA: RELACIN GEODESIA-ASTRONOMA. 1.3.COORDENADAS GEOGRFICAS, GEODSICAS Y ASTRONMICAS. 1.4.POSICIONES APARENTES DE LOS ASTROS. CONSTELACIONES. 1.5.MOVIMIENTOS VISIBLES DE LAS ESTRELLAS, DEL SOL, DE LA LUNA Y DE OTROS ASTROS. 1.6. LA ESFERA CELESTE. TEMA 2. SISTEMAS DE COORDENADAS CELESTES. 2.1. INTRODUCCIN. 2.2.SISTEMAS DE COORDENADAS HORIZONTALES Y ECUATORIALES HORARIAS. 2.2.1. SISTEMA DE COORDENADAS HORIZONTALES. 2.2.2. SISTEMA DE COORDENADAS ECUATORIALES HORARIAS. 2.2.3. DEPENDENCIA ENTRE LA ALTURA DEL POLO CELESTE Y LA LATITUD DEL LUGAR DE OBSERVACIN ASTRONMICA. 2.2.4.VENTAJAS E INCONVENIENTES ENTRE AMBOS SISTEMAS DE COORDENADAS. 2.2.5. TRANSFORMACIN ENTRE LOS DOS SISTEMAS DE COORDENADAS. 2.3.SISTEMAS DE COORDENADAS ECUATORIALES ABSOLUTAS. 2.3.1.DEFINICIN DEL SISTEMA DE COORDENADAS ECUATORIALES ABSOLUTAS. 2.3.2.TRANSFORMACIN ENTRE EL SISTEMA DE COORDENADAS ECUATORIALES HORARIAS Y EL SISTEMA DE COORDENADAS ECUATORIALES ABSOLUTAS. RELACIN ENTRE Y H. 2.4. SISTEMAS DE COORDENADAS ECLPTICAS. 2.4.1. DEFINICIN DEL SISTEMA DE COORDENADAS ECLPTICAS. 2.4.2.TRANSFORMACIN ENTRE EL SISTEMA DE COORDENADAS ECUATORIAL ABSOLUTO Y EL SISTEMA DE COORDENADAS ECLPTICAS. 2.5.RESUMEN DE LOS SISTEMAS DE COORDENADAS CELESTES. 2.6. TRINGULO DE POSICIN O PARALCTICO. TEMA 3. MOVIMIENTO DIURNO.

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3.1. INTRODUCCIN. POSICIONES CORRESPONDIENTES. 3.2. SALIDA Y PUESTA DE LOS ASTROS: ORTO Y OCASO. 3.3. CULMINACIN DE UN ASTRO. 3.4. MXIMAS DISGRESIONES. 3.5. PRIMER VERTICAL. 3.6. VARIACIN DE LAS COORDENADAS DE LOS ASTROS DURANTE EL MOVIMIENTO DIURNO. 3.7. VARIACIN DE LAS COORDENADAS DEL SOL. 3.7.1. VARIACIN DE LAS COORDENADAS ECUATORIALES DEL SOL. 3.7.2. MOVIMIENTO DIURNO DEL SOL EN LAS DISTINTAS LATITUDES. 3.7.2.1. Observador situado en el polo norte de la Tierra. 3.7.2.2. Observador situado en el crculo polar rtico ( = 90-). 3.7.2.3. Observador situado en el Trpico de Cncer ( = ). 3.7.2.4. Observador situado entre los trpicos y los crculos polares. 3.7.2.5. Observador situado en el ecuador de la Tierra. 3.7.2.6. Observador situado entre los trpicos. TEMA4. SISTEMAS DE REFERENCIA TEMPORALES. 4.1. INTRODUCCIN. 4.2.UNA APROXIMACIN A LOS PRINCIPIOS DE LA MEDICIN DEL TIEMPO. 4.3. ORBITACIN DE LA TIERRA EN TORNO AL SOL. 4.4. DISTINTOS TIPOS DE DAS Y HORAS. 4.4.1. DA SIDEREO. DA SIDEREO UNIFORME. 4.4.2. DA SOLAR VERDADERO. DA SOLAR FICTICIO. DA SOLAR MEDIO. ECUACIN DEL TIEMPO. 4.4.2.1. Distintos tipos de das solares. 4.4.2.2. Ecuacin del tiempo. 4.4.2.2.1. Definicin de la ecuacin del tiempo. 4.4.2.2.2. Determinacin de la ecuacin de centro. 4.4.2.2.3. Determinacin de la reduccin al ecuador. 4.4.2.2.4. Grficas de la ecuacin del tiempo. 4.4.3. HORA CIVIL, LEGAL Y OFICIAL. 4.4.4. LNEA DE LA FECHA. 4.5.RELACIN ENTRE EL TIEMPO SOLAR MEDIO Y EL TIEMPO SIDREO. DISTINTOS TIPOS DE AOS. 4.5.1.TIPOS DE AOS UTILIZADOS EN ASTRONOMA DE POSICIN. 4.5.2.RELACIN ENTRE EL TIEMPO MEDIO Y EL SIDREO. 4.6. EL CALENDARIO. 4.7. DAS JULIANOS. 4.8. TRANSFORMACIN DE ESCALAS DE TIEMPO.

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4.8.1. TRANSFORMACIN EN UNA MISMA CLASE DE TIEMPO ENTRE DOS LUGARES. 4.8.2. PASO DE HORA MEDIA A CIVIL EN UN LUGAR. 4.8.3. PASO DE HORA LEGAL / OFICIAL A CIVIL EN UN LUGAR. 4.8.4. PASO DE HORA CIVIL A SIDREA EN UN LUGAR Y EN UN INSTANTE. 4.8.5. PASO DE HORA CIVIL A VERDADERA EN UN LUGAR Y EN UN INSTANTE. 4.9. DETERMINACIN DE CIERTOS INTERVALOS DE TIEMPO DE INTERS EN ASTRONOMA. 4.9.1. DURACIN DEL DA Y DE LA NOCHE, TIEMPO DE INSOLACIN. 4.9.2. CREPSCULO. NOCHES BLANCAS. 4.9.3. DURACIN DE LAS ESTACIONES. APNDICE I. SISTEMAS DE REFERENCIA ASTRONMICOS. I.1. INTRODUCCIN. SISTEMAS DE REFERENCIA ABSOLUTOS Y RELATIVOS. I.2. SISTEMAS DE REFERENCIA INERCIALES. APNDICE II. EL CONCEPTO Y LA MEDIDA DEL TIEMPO. II.1. INTRODUCCIN. II.2. DEFINICIN DE UNA MTRICA DEL TIEMPO. APNDICE III. ESTADO ACTUAL DE LA MEDIDA DEL TIEMPO. III.1. INTRODUCCIN. III.2. ESCALAS DE TIEMPO ROTACIONAL. III.2.1. INTRODUCCIN. III.2.2. TIEMPO SIDREO VERDADERO Y MEDIO. PRECISIN Y NUTACIN. ECUACIN DE LOS EQUINOCCIOS. III.2.3. TIEMPO SOLAR VERDADERO. III.2.4. TIEMPO SOLAR MEDIO. III.2.5. TIEMPO UNIVERSAL. III.3. ESCALA DE TIEMPO DE EFEMRIDES. III.4. ESCALA DE TIEMPO ATMICO. III.5. TIEMPO UNIVERSAL COORDINADO. III.6. REVISIN DEL CONCEPTO DE AO TRPICO. III.7. REVISIN DE LA RELACIN ENTRE EL TIEMPO MEDIO Y EL TIEMPO SIDREO. III.8. ACTUALIZACIONES A ESCALAS DE TIEMPO.

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III.9.NUEVA DEFINICIN DEL TIEMPO ATMICO INTERNACIONAL. III.10. ESCALAS DE TIEMPO DINMICO. III.11. ACCESIBILIDAD ACTUAL DEL TIEMPO.

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TEMA 1. CONCEPTOS Y DEFINICIONES. 1.1. OBJETO Y RAMAS DE LA ASTRONOMA. Astronoma es la ciencia que trata del origen, evolucin, composicin, distancia y movimiento de todos los cuerpos celestes y de la materia dispersa en el Universo. La astronoma estudia el Sol y las estrellas, los planetas y sus satlites, los cometas y cuerpos metericos, las nebulosas, los sistemas estelares y la materia que ocupa el espacio interestelar e interplanetario, cualquiera que sea el estado en que se encuentre esta materia. La palabra astronoma procede de dos vocablos griegos: astron, estrella o astro, y nomos, ley. La astronoma es junto a la aritmtica la ciencia ms antigua. Como ciencia, la astronoma necesita del mtodo cientfico basado en la observacin, anlisis de los datos y postulacin de modelos tericos que, cumpliendo las leyes de la fsica, permita interpretar los anlisis. Al estudiar los cuerpos celestes la astronoma se plantea tres tareas fundamentales, que requieren una solucin consecuente:

1. El estudio de las posiciones y movimientos aparentes, y despus reales, de los cuerpos celestes en el espacio, la determinacin de sus dimensiones y forma.

2. El estudio de la estructura fsica de los cuerpos celestes, es decir, la investigacin de la composicin qumica y condiciones fsicas (densidad, temperatura, etc.) en la superficie y en el interior de los cuerpos celestes.

3. La resolucin de los problemas del origen y desarrollo, es decir, el posible destino ulterior de algunos cuerpos celestes y de sus sistemas.

Las cuestiones de la primera tarea se resuelven mediante largas observaciones,

iniciadas ya en tiempos remotsimos, y tambin basndose en las leyes de la mecnica clsica, que se conocen desde hace unos 300 aos.

Respecto a la estructura fsica de los cuerpos celestes se sabe mucho menos. La

resolucin de algunas cuestiones relativas a esto se hizo posible hace poco ms de un siglo y la de los problemas fundamentales solamente en los ltimos aos.

La tercera tarea es ms complicada que las dos anteriores. Para la resolucin de

sus cuestiones el material de observacin acumulado es por ahora muy insuficiente.

En la siguiente ilustracin se puede observar una clasificacin actual de las ramas de la ciencia astronmica.

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CONCEPTO Y DEFINICIONES.

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Una primera divisin de la astronoma se puede plantear en ramas clsicas y modernas de la astronoma. Por ramas clsicas de la astronoma se entiende aquellas investigaciones y sectores que se basan en los clculos de posicin de los astros y en la aplicacin de la teora de gravitacin. El trmino clsico no debe inducir a pensar que estas ramas han perdido ya su importancia, pues hoy da siguen siendo una base imprescindible para muchas investigaciones astronmicas. La astrometra, astronoma de posicin o astronoma esfrica estudia la posicin de los cuerpos celestes, la determinacin de posiciones geogrficas y la rotacin de la Tierra apoyndose en los mtodos tericos y prcticos de la medicin de ngulos en el cielo, para lo que se realizan observaciones de la posicin de los astros. La pretensin de obtener observaciones de la mayor precisin posible minimizando los errores de medida remite al estudio de los instrumentos, que nos lleva a su vez a la ptica y a la fsica. La mecnica celeste estudia el movimiento de los astros bajo la accin de la gravitacin, elabora mtodos de determinacin de sus trayectorias (determinacin de efemrides astronmicas), estudia la influencia recproca de los cuerpos celestes sobre su movimiento, examina el estado de movimiento de los sistemas de cuerpos celestes y artificiales. Para cubrir sus objetivos se apoya en medidas, en astrometra. Por ramas modernas de la astronoma se entiende a aquellas relacionadas con la astrofsica. La astrofsica estudia el origen (cosmogonia), la estructura, composicin fsica, las propiedades fsicas y la evolucin, tanto de astros individuales como de los sistemas de stos, incluyendo todo el Universo en su conjunto (cosmologa). De este modo, el objeto de la astrofsica es extraordinariamente diverso y amplio. Al mismo tiempo, en sus investigaciones la astrofsica recurre constantemente a las deducciones y mtodos de la astrometra y de la mecnica celeste, por lo tanto, las tres partes esenciales de la astronoma estn estrechamente interrelacionadas. La astrofsica comprende un gran nmero de subdivisiones prcticas en las que se estudian y utilizan distintos mtodos de observaciones y anlisis de radiacin electromagntica csmica, y tambin una serie de subdivisiones tericas, basadas en la aplicacin de los mtodos de la fsica, qumica y matemtica a los resultados de las observaciones. El trmino cosmologa viene de las pa