Bestimmung von geographischer Länge und Breite 

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Bestimmung der geographischen Breite

Die geographische Breite kann durch Messung der Polhöhe bestimmt werden: Die Höhe des Himmelsnordpols (Punkt auf den die verlängerte Erdachse am Himmel zeigt), über dem Horizont ist die geographische Breite des Beobachtungsortes.

 

Die Position des Himmelsnordpols wird annähernd durch den Polarstern Polaris angezeigt. (die Abweichung beträgt ca. 0,5°). Man findet ihn mit Hilfe der Wagensterne des großen Bären:

 

Bestimmung der geographischen Länge

Messung der Zeitdifferenz zwischen Kulmination eines Sterns in Greenwich zu der am unbekannten Ort. (Die obere Kulmination ist der Höchststand des Sternes über dem Horizont. Sie findet statt, wenn der Stern durch den Meridian geht).

 

Die Erde dreht sich in etwa 24 h einmal um ihre Achse. Kulminiert ein Stern in Greenwich (0° Länge) um 18 Uhr, so wird er an einem Ort, der 90° westliche Länge hat um 24 Uhr Greenwich-Zeit, also 6 Stunden später kulminieren. Liegt der Ort 90° östlicher Länge, so war die Sternkulmination (des selben Sterns) schon um 12 Uhr Greenwich-Zeit, also 6 Stunden früher. Pro Grad westlicher Länge verschiebt sich der Kulminationszeitpunkt eines Sterns im Vergleich zur Kulmination in Greenwich also um etwa 4 Minuten.

 

 

Stern kulminiert am Ort A -  Stern kulminiert am Ort B westlich von A

Hat man eine Tabelle, um welche Zeit ein bestimmter Stern an diesem Tag in Greenwich kulminiert (z.B. 21.42 Uhr Greenwich-Zeit), und kulminiert dieser Stern an unserem Ort an diesem Tag um 22.04 Uhr Greenwich-Zeit, also 22 Minuten zu spät, so befinden wir uns wegen 22:4=5,5 bei 5,5° westlicher Länge. Für die Längenbestimmung brauchen wir im Prinzip also nur eine Tabelle mit den astronomischen Daten (die "nautischen Jahrbücher") und eine Uhr, die die Ortszeit von Greenwich anzeigt.

Wer es genauer wissen möchte, muß beachten, daß die Umlaufzeit der Erde nicht 24 h sondern etwa 23 h 56 min beträgt. Das bedeutet, daß sich die Kulmination eines Sterns von Tag zu Tag (am gleichen Ort !) um 4 Minuten verfrüht. Darum genügt es, den Kulminationszeitpunkt eines Sternes (oder z.B. des Frühlingspunktes) an einem Tag des Jahres zu kennen. Die Übertragung auf andere Sterne erfolgt, indem man ihre Koordinaten (insbesondere der Winkelabstand zum Frühlingspunkt, also die Rektaszension) berücksichtigt, die Übertragung auf andere Tage durch Berücksichtigung der 4 Minuten pro Tag.

Winkelmeßinstrumente

Jakobstab
Quadrant
Sextant (Isaak Newton 1699) 
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