달 사진을 찍으면 왜 달의 무늬가 삐뚤어져 보일까요?
전화기를 똑바로 세우면 달 표면 패턴이 기울어질 수 있습니다. 먼저 "당신 위"와 "천구의 북쪽"을 구별하세요.
휴대전화를 똑바로 들고 달 사진을 일찍 한 번 찍고 나중에 다시 찍습니다. 동일한 패턴의 방향이 변경된 것으로 보입니다. 땅은 항상 그림의 아래쪽에 있지만, 천구의 방향이 하늘을 통과할 때 항상 그림의 "위"와 일치하는 것은 아닙니다.
먼저 추측해 보세요
사진에는 달 무늬가 기울어져 있습니다. 그렇다면 달이 갑자기 빠르게 회전한다는 뜻인가요?
정답과 설명 보기
불확실한 — 지역 위쪽과 천구 북쪽의 상대적인 방향도 변경되어 카메라의 패턴이 회전하는 것처럼 보입니다.
그렇다면 경험과 과학을 연결하세요
이미지에 위쪽 방향을 지정하세요.
그림의 수직 화살표는 항상 천정을 가리킵니다. 도식 디스크의 파란색 표시는 천구의 북쪽을 나타내며 달의 실제 표면 특징은 아닙니다.
로컬 업(Local Up): 정점을 향해
그런 다음 북쪽 방향을 표시하십시오.
천체에서 천구의 북극까지의 방향은 천정의 방향과 일치하지 않는 경우가 많습니다. 그들의 각도는 q이다.
q: 천정방향과 북쪽방향이 이루는 각도
천체가 하늘을 가로질러 움직이게 하세요
시간 각도를 변경하고 "위"를 기준으로 마커가 회전하는 것을 확인하세요. 방정식은 atan2를 사용하여 아크탄젠트만 사용하여 원의 절반을 잃지 않도록 사분면을 처리합니다.
q = atan2(sin H, tan φ cos δ − sin δ cos H)
특별한 위치를 인식하다
천체가 정확히 천정에 있을 때 천정에 대한 접선 방향은 존재하지 않으며 q는 정의되지 않습니다. 이것은 여기서 명확하게 표시됩니다.
H = 0 및 δ = ψ → q 정의되지 않음
계산 과정 펼치기
y = cos φ sin H x = sin φ cos δ − cos φ sin δ cos H q = atan2(y,x)
이는 tan ψ를 직접 계산하지 않기 위해 구현에서 채택한 안정적인 쓰기 방법입니다. x와 y가 동시에 0인 경우 천정 방향은 고유한 각도를 제공할 수 없습니다.
한번 시도해 보세요
'오르는 길', '가장 높은 곳을 지나는 길', '서쪽으로 내려오는 길'을 순서대로 비교해 보세요. 작은 주황색 점은 동일한 패턴 위치를 표시하며 새로운 점이 아닙니다.
한번보세요 →
기호를 외울 필요가 없습니다
- q
- 시차 각도, 단위: 도; 그림에서 시계 방향으로 양수 값을 나타냅니다.
- φ / δ
- 관측자 위도/천구 적위
- H
- 현지 시간 각도, 서쪽에 양수
알고리즘, 정확성 및 적용 범위
방정식 (14.1)의 atan2 형식을 사용하여 그림은 방향 각도를 표시하며 실제 달 표면, 카메라 거울 또는 광학 시스템 회전을 시뮬레이션하지 않습니다. 적위는 천구의 극으로부터의 거리를 제한합니다. 천정과 천저의 저하는 null로 표시됩니다. 기하학적 각도는 여전히 수평선 아래에서 계산할 수 있지만 페이지에는 직접 관찰이 불가능하다는 메시지가 표시됩니다. 비교하려면 AA+ CAAParallactic::ParalllacticAngle을 누르세요. AA+ 시간 각도 입력은 시간입니다. 시나리오 보기는 동일한 결과를 고정된 패턴이나 지상 관찰 동작으로 대체할 뿐이며 과학적 모델과 수치 범위는 변경되지 않습니다.
내 이해 확인
실험 중에 휴대폰의 외부 프레임과 수평 표시선이 패턴을 따를까요?
습관 — 그들은 방향을 기준으로 천구 패턴을 회전하면서 로컬 "상향" 참조를 유지합니다.
왼쪽과 오른쪽 사진의 점 모양이 바뀌었나요?
아니요, 그냥 다른 방향으로요 — 동일한 고정 패턴이 서로 다른 기준 방향에 따라 배치됩니다.
여기서 시차각은 달의 거리 변화에 따른 것인가요?
아니요 — 이름은 비슷하지만 이번 강의에서 q는 거리 시차가 아니라 두 방향 사이의 각도입니다.
카메라의 "위쪽"은 사용자가 서 있는 땅을 따라가고 "북쪽"은 천구를 따라갑니다. 이 두 방향이 일치하지 않으면 패턴이 비뚤어져 보일 수 있습니다.
Jean Meeus · Astronomical Algorithms, 2nd ed. · 아니요. 14 장