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Dies ist mein erster Beitrag auf der Site Astronomy This Site. Bitte lassen Sie mich wissen, wie diese Frage auf den allgemein anerkannten Kriterien für eine gute Frage sowie auf mögliche Verbesserungen basiert.
In meinem AP-Comp sci-Kurs hatten wir ziemlich viel Freiheit, ein Projekt zu entwickeln. Ich erinnere mich, dass ich gehört habe, dass es möglich ist, die Position einer Person oder die Position eines Bildes basierend auf der Tageszeit und der Position der Sonne zu berechnen , d. h. Längs- und Breitenposition. Für das Bild habe ich gehört, dass die Sonnenposition durch einige Implementierungen von Schatten im Bild bestimmt wurde. Ich fand das cool und beschloss, es zu überprüfen. Ich fand einen Artikel eines prominenten UCLA-Physikers und eine gut recherchierte Wikipedia-Seite. Ich verstehe, was die Wikipedia-Seite in Bezug auf Werte für Berechnungen und was die Gleichungen berechnen, aber ich verstehe nicht, wie man sie implementiert, um die Längs- und Breitenlage zu finden, noch verstehe ich, warum sie rechteckige Äquatorkoordinaten hat, da dies nicht enthalten ist in der dreistufigen Erklärung im Wikipedia-Seitenintro oben.
Für den UCLA-Bericht verstehe ich nichts davon außer der Matrixmathematik und den Manipulationen, und ich bin bestenfalls skizzenhaft, aber ich verstehe nicht alle Koordinatensysteme, die er erwähnt, und wie ich sie implementieren kann, um mein Ziel zu erreichen.
Meine Frage läuft also darauf hinaus: Kann jemand die Gleichungen, ihren Zweck, ihre Implementierung und wie man eine Antwort in Längen- und Breitengrade für die Wikipedia-Seite oder den UCLA-Bericht umwandelt, klären?
ODER
Wenn Sie erklären können, wie Sie den Breiten- und Längengrad eines Bildes oder einer Person ermitteln. Wenn Sie erklären möchten, brauche ich Gleichungen oder eine Erklärung, die ich in Gleichungen umwandeln kann.
Bitte schlagen Sie Fragenüberarbeitungen vor und ob diese in einem anderen Stackexchange-Forum veröffentlicht werden sollen. Vielen Dank.
EDIT: Es stellte sich heraus, dass ich diese Frage früher beantwortet habe (in einem etwas anderen Format):
Aufhebung der Erdrotationsgeschwindigkeit, Altazimut-Montierung
Stellen Sie sich vor, Sie befinden sich bei 35 N, 106 W um 5 Uhr Ortszeit.
Der Himmelsnordpol befindet sich bei (0,90) im Himmelsrahmen und (0,35) in Ihrem Rahmen.
Der Punkt (5h,0) liegt (75,0) in der Himmelssphäre (1h = 15 Grad) und (180,55) in deinem Rahmen
Der Punkt (11h,0) liegt (165,0) in der Himmelssphäre und (90,0) (Einstellung im Osten) in Ihrem Rahmen.
Um in rechteckige Koordinaten umzuwandeln, benötigen wir die Matrix, die dies tut:
{0,0,1} -> {Cos[35 Grad], 0, Sin[35 Grad]} {Cos[75*Grad],Sin[75*Grad],0} -> {-Sin[35 Grad] , 0, Cos[35 Grad]} {Sin[-75*Grad],Cos[75*Grad],0} -> {0,1,0}oder etwas verallgemeinern (lst = lokale Sternzeit als Winkel, lat = Breite, beachten Sie, dass lon irrelevant ist, da wir lokale Sternzeit verwenden)
{0,0,1} -> {Cos[lat], 0, Sin[lat]} {Cos[lst],Sin[lst],0} -> {-Sin[lat], 0, Cos[lat] } {-Sin[lst],Cos[lst],0} -> {0,1,0}Lösen (Mathematica):
m0 = Table[a[i,j],{i,1,3},{j,1,3}] (* Einige vereinfachende Annahmen, bewusste Vermeidung von Eckfällen *) conds = {-Pi/2 < dec < Pi /2, -Pi/2 < lat < Pi/2, 0 < ra < 2*Pi, -Pi < lst < Pi} m = Vereinfachen[m0 /. Löse[{ m0.{0,0,1} == {Cos[lat], 0, Sin[lat]}, m0.{Cos[lst],Sin[lst],0} == {-Sin[lat ], 0, Cos[lat]}, m0.{-Sin[lst],Cos[lst],0} == {0,1,0} },Flatten[m0]],conds] m = m[[ 1]]Das gibt uns
$ left( egin{array}{ccc} -cos ( ext{lst}) sin ( ext{lat}) & -sin ( ext{lat}) sin ( ext{lst} ) & cos ( ext{lat}) -sin ( ext{lst}) & cos ( ext{lst}) & 0 cos ( ext{lat}) cos ( text{lst}) & cos ( ext{lat}) sin ( ext{lst}) & sin ( ext{lat}) end{array} ight) $
Die Umkehrung dieser Matrix:
$ left( egin{array}{ccc} -cos ( ext{lst}) sin ( ext{lat}) & -sin ( ext{lst}) & cos ( ext{lat }) cos ( ext{lst}) -sin ( ext{lat}) sin ( ext{lst}) & cos ( ext{lst}) & cos ( ext{lat }) sin ( ext{lst}) cos ( ext{lat}) & 0 & sin ( ext{lat}) end{array} ight) $
wandelt rechteckigen Azimut und Elevation zurück in Rektaszension und Deklination und Rektaszension. Dies wäre ein interessanter alternativer Ansatz für dieses Problem, aber ich werde ihn nicht verwenden.
OK, wenn wir Rektaszension und Deklination in rechtwinklige Koordinaten konvertieren, mit der ersten Matrix oben multiplizieren und das Ergebnis wieder in Kugelkoordinaten umwandeln, haben wir Azimut und Elevation. Lass uns das tun…
Die Kugelkoordinaten für (ra,dec) lauten:
{Cos[dez] Cos[ra], Cos[dez] Sin[ra], Sin[dez]}Multiplizieren mit der Matrix erhalten wir
$ {sin ( ext{dec}) cos ( ext{lat})-cos ( ext{dec}) sin ( ext{lat}) cos ( ext{lst}- text{ra}),-cos ( ext{dec}) sin ( ext{lst}- ext{ra}),cos ( ext{dec}) cos ( ext{lat}) cos ( ext{lst}- ext{ra})+sin ( ext{dec}) sin ( ext{lat})} $
(Beachten Sie, dass lst-ra manchmal als "Stundenwinkel" bezeichnet wird, was das Obige vereinfachen würde)
Zurück in Kugelkoordinaten konvertieren und vereinfachen:
{x,y,z} = Simplify[m.{Cos[dec] Cos[ra], Cos[dec] Sin[ra], Sin[dec]},conds] (* HINWEIS: die Verwendung von Arkustangens hier führt Mehrdeutigkeit ein, und die endgültige Antwort muss dies kompensieren *) az = Simplify[ArcTan[y/x],conds] el = Simplify[ArcSin[z],conds]nachgebend:
$ ext{azimut}=- an^{-1}left(frac{cos ( ext{dec}) sin ( ext{lst}- ext{ra})}{sin ( ext{dec}) cos ( ext{lat})-cos ( ext{dec}) sin ( ext{lat}) cos ( ext{lst}- ext{ra})} echts) $
$ ext{elevation}=sin^{-1}(cos ( ext{dec}) cos ( ext{lat}) cos ( ext{lst}- ext{ra})+ sin ( ext{dec}) sin ( ext{lat})) $
Vorausgesetzt, ich habe keine Fehler gemacht, wären die nächsten Schritte:
Umrechnung von Ortszeit in Ortszeit Sternzeit
Invertieren dieser Gleichungen, um Breiten- und Längengrad aus Azimut, Höhe und Zeit zu erhalten.
Ich kann diese Antwort bearbeiten oder nicht, um diese Schritte hinzuzufügen, aber dies bietet hoffentlich einen Anfang.
Pic2Map-Fotostandort-Betrachter
Pic2Map ist ein Online-EXIF-Datenbetrachter mit GPS-Unterstützung, mit dem Sie Ihre Fotos auf Google Maps finden und anzeigen können™. Unser System verwendet EXIF-Daten, die in fast allen Fotos vorhanden sind, die mit Digitalkameras, Smartphones und Tablets aufgenommen wurden. Auch ohne GPS-Daten dient Pic2Map immer noch als einfacher und eleganter Online-"EXIF"-Datenbetrachter, der für Exchangeable Image File steht, ein Format, das ein Standard zum Speichern von Austauschinformationen in Bilddateien digitaler Fotografie mit JPEG-Komprimierung ist. Je nach Marke und Modell der Kamera enthalten die EXIF-Daten Informationen wie Verschlusszeit, Belichtungskorrektur, Blendenzahl, ISO-Empfindlichkeit, Blitznutzung, Datum und Uhrzeit der Aufnahme, Weißabgleich, verwendete Zusatzobjektive und Auflösung. Nachfolgend finden Sie eine detailliertere Auflistung aller Daten, die Pic2Map bereitstellt.
Wenn das Aufnahmegerät über einen eingebauten GPS-Empfänger verfügt und Geotagging aktiviert wurde, ist es auch möglich, die Koordinaten des Aufnahmeorts zu extrahieren. Diese Daten umfassen unter anderem die Breiten-, Längen-, Höhen- und Richtungsinformationen. Pic2Map Photo Mapper analysiert all diese Informationen, um den Standort auf der Karte zu bestimmen und die Koordinaten nach Möglichkeit zu einer detaillierten Adresse zu geokodieren.
Finden Sie die GPS-Koordinaten
GPS-Koordinaten werden als “Metadaten” gespeichert, die in die Fotodateien selbst eingebettet sind. Sie müssen lediglich die Eigenschaften der Datei anzeigen und danach suchen. Es ist ein bisschen wie die potenziell belastenden Informationen, die zusammen mit Microsoft Office-Dokumenten oder PDF-Dateien gespeichert werden können.
In Windows müssen Sie lediglich mit der rechten Maustaste auf eine Bilddatei klicken, “Eigenschaften” auswählen und dann im Eigenschaftenfenster auf die Registerkarte “Details” klicken. Suchen Sie unter GPS nach den Koordinaten für Breite und Länge.
Klicken Sie in macOS mit der rechten Maustaste auf die Bilddatei (oder klicken Sie bei gedrückter Strg-Taste darauf) und wählen Sie “Get Info”. Die Koordinaten für Breiten- und Längengrad werden im Abschnitt “Weitere Informationen” angezeigt.
Sicher, Sie können diese Informationen möglicherweise mit einer “EXIF-Viewer”-Anwendung anzeigen, aber die meisten Betriebssysteme haben diese Funktion integriert.
GPS-Koordinaten sind nicht in jedes einzelne Foto eingebettet. Möglicherweise hat die Person, die das Foto aufgenommen hat, diese Funktion auf ihrem Telefon deaktiviert oder die EXIF-Details nachträglich manuell entfernt. Viele Online-Dienste zum Teilen von Bildern—aber nicht alle— entfernen automatisch die Geolokalisierungsdetails aus Datenschutzgründen. Wenn Sie diese Details nicht sehen, wurden sie aus der Bilddatei entfernt (oder nie in sie aufgenommen).
Wie finde ich GPS-Informationen in Fotos?
Die Antwort auf „Wie finde ich heraus, wo ein Foto aufgenommen wurde?“ kann durch Zugriff auf die Standortinformationen aus dem Foto mit den daran angehängten Metadaten abgerufen werden. Führen Sie die folgenden Schritte aus, um die mit dem Bild verknüpften Informationen anzuzeigen.
1. Zuerst müssen Sie die herunterladen Bild auf Ihrem Fenster System, um den genauen Standort des Bildes zu verfolgen, von dem aus es aufgenommen wurde
2. Klicken Sie nun mit der rechten Maustaste auf das Bild und dann auf das Eigenschaften Option zum Extrahieren von Metadaten aus Bildern
3. Klicken Sie auf das Einzelheiten Tab und scrollen Sie nach unten zum GPS-Abschnitt
In dem GPS-Abschnitt, werden Sie in der Lage sein, die zu sehen 4. GPS-Koordinaten d.h. Breite und Längengrad.
Durch den Zugriff auf die Geolokalisierungsdaten aus dem Bild kann der Benutzer genau sehen, wo ein Foto aufgenommen wurde. Es hilft auch, das Datum und die Uhrzeit des Fotos zu finden.
Standort aus Foto über Google Maps erkennen
Nachdem ein Benutzer GPS-Informationen zu dem Bild erhalten hat, kann er mithilfe von Google Maps den Ort finden, an dem das Bild aufgenommen wurde. Die in Google Maps integrierte Fotostandort-Suchfunktion ermöglicht die Suche nach einem bestimmten Standort durch Eingabe seiner GPS-Koordinaten. Im Folgenden finden Sie die Schritte, um herauszufinden, wo ein Foto aufgenommen wurde.
1. Zuallererst müssen Sie die Breite und Längengrad Koordinaten aus Geotag-Informationen des Fotos
2. Jetzt öffnen Google Maps im System und geben Sie die GPS-Informationen aus dem Bild in die Suchleiste von Google Maps
3. Drücken Sie anschließend Eingeben Schlüssel auf Ihrem Computer und klicken Sie auf das Suche Symbol
4. Nach einigen Sekunden wird Google Maps zeige auf den genauen Standort, entsprechend den von Ihnen eingegebenen GPS-Koordinaten
5. Google Maps Akzeptieren Sie Koordinaten in einem der unten angegebenen Formate:
- Grad, Minuten und Sekunden (DMS): 41°28’14.2?N 2°10’24.5?E
- Grad und Dezimalminuten (DMM): 41 24,7036, 2 40,6612
- Dezimalgrade (DD): 41.40228, 2.17592
Hinweis: Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie die Koordinaten korrekt eingegeben haben, indem Sie die richtigen Symbole für Minuten, Grad und Sekunden verwenden.
Forensische Extraktion und Kartierung der Geolokalisierung aus Bildern
Normalerweise sind manuelle Methoden immer zeitaufwendig und ziemlich enttäuschend. Infolgedessen empfinden viele Benutzer diese Methoden als problematisch, um den Standort auf dem Foto sofort zu erkennen. Manchmal muss man für forensische Ermittlungen den genauen Standort eines Bildes ermitteln.
In solchen Situationen kann Google Maps nicht den perfekten Standort eines Fotos angeben. Daher müssen sich die Benutzer auf eine automatisierte Lösung verlassen, die MailXaminer E-Mail-Analyse-Tool. Mit diesem Dienstprogramm kann man ganz einfach Daten aus einer Bilddatei extrahieren.
Die unten aufgeführten Schritte helfen herauszufinden, wo ein Foto mit taken aufgenommen wurde MailXaminer:
1. Herunterladen und installieren MailXaminer Software auf Ihrem System und starten Sie es
2. Jetzt müssen Sie auf die switch Registerkarte „Medien“ das alle verfügbaren Medienelement-Anhänge im Postfach anzeigt
3. Danach zeigt das Dienstprogramm die vollständige Liste aller im Dateiformat gespeicherten Mediendaten an
4. Als nächstes müssen Sie Wählen die gewünschte Datei, um die genaue Geotag-Position des Bildes anzuzeigen
5. Klicken Sie auf das Optionen drücken und auswählen Geo-Standort
6. Das Tool zeigt das GPS des Bildes zusammen mit Details an. Du kannst ganz einfach Hineinzoomen und Rauszoomen um die Details nahtlos anzuzeigen
7. Wenn keine mit dem Bild verknüpften GPS-Daten gefunden werden, zeigt die Software den GPS-Standort an
8. Der Benutzer kann auch Bilddateien exportieren in KML Format. Dies hilft dem Benutzer, den Standort aus dem Foto zu identifizieren und in einer anderen Anwendung anzuzeigen, z Google Earth.
Kennen Sie KML-Datei?
KML ist eine Keyhole Markup Language File mit der Dateierweiterung .kml. Um geografische Anmerkungen und Visualisierungen auszudrücken, indem Standorte, Videolinks, Bildüberlagerungen und Modellierungsinformationen wie 3D-Bilder, Punkte, Linien usw. gespeichert werden.
KML-Dateien haben eine Tag-basierte Struktur mit verschachtelten Elementen basierend auf XML-Stranded. Dies ist das Dateiformat, das von der Bildortungssoftware unterstützt wird, um herauszufinden, wo das Foto aufgenommen wurde.
Endlich die genaue Position eines Bildes gefunden!
Im obigen Blog haben wir diskutiert „Wie finde ich heraus, wo ein Foto aufgenommen wurde?“ mit den am besten geeigneten Lösungen. Die meisten Benutzer müssen zu Analysezwecken winzige Details wie Erstellungsdatum, Standort usw. finden, die den Bildern zugeordnet sind.
Das Problem tritt auf, wenn ein Benutzer den genauen Ort, an dem das Foto aufgenommen wurde, nicht finden kann. Somit kann der Benutzer das Problem lösen, indem er den manuellen Weg implementiert, um die mit dem Foto verknüpften Informationen zu finden, und dann Google Maps verwenden, um den Standort anhand eines Fotos zu identifizieren.
In den meisten Fällen können die Benutzer den genauen Standort nicht über die manuelle Methode ermitteln, daher wird empfohlen, sich für einen automatisierten Weg zu entscheiden. Kann man gebrauchen MailXaminer Software, um den Standort des Fotos mit nur wenigen Klicks zu finden.
Dünen, die in einem Krater auf dem Mars gefangen sind, bilden dieses interessante Muster
Symmetrie in der Natur ist angenehm anzusehen, und noch mehr, wenn diese Symmetrie neu ist. Auf der Erde gibt es davon reichlich zu sehen, denn biologische Prozesse haben eine Vorliebe für Muster. Aber es ist schwieriger und manchmal auffälliger, es außerhalb der Welt zu finden. Deshalb ist ein Bild von einigen Marsdünen von HiRISE so spektakulär.
Das Bild wurde tatsächlich im Jahr 2010 in einem Krater in Noachis Terra auf der Südhalbkugel des Roten Planeten aufgenommen, etwa 38 Grad mal -42,5 Grad Breite / Länge. Der Mars Reconnaissance Orbiter HiRISE befand sich bei der Aufnahme des Bildes, das eine Fläche von etwa 25 Quadratkilometern umfasst, etwa 252 km über der Planetenoberfläche.
Selbst bei dieser relativ großen Größe löst das Bild immer noch Objekte auf, die weniger als einen Meter groß sind. Aber das auffälligste Merkmal der Bilder ist die Ähnlichkeit zwischen den Dünen, die eigentlich die dünnen dunklen Linien sind. Der Bereich dazwischen, das etwas hellere rötliche Material, ist mit Felsbrocken bedeckt, die im Bild als Punkte erscheinen.
Mars und Erde sind nicht die einzigen Welten im Sonnensystem mit diesen faszinierenden Dünenarten. Tatsächlich besitzt Titan das größte lineare Dünenfeld des Sonnensystems. Vielleicht bekommen wir einen Blick auf diese in hoher Auflösung, wenn Dragonfly 2034 den größten Saturnmond besucht.
Verkleinerte Ansicht der Dünen, die ihre Größe im Vergleich zum Rest der Oberfläche zeigen. Bildnachweis: NASA / JPL / University of Arizona 5 Antworten 5
Ich denke, Sie sollten den Wert wie folgt ermitteln:
Sind Sie sicher, dass auf dieser 118 kein Minuszeichen fehlt? 34.257, -118.5373 ist schön in Los Angeles, Kalifornien.
Sie können den Standort zwar per @Allen aus dem Asset abrufen, es ist jedoch auch gültig, ihn aus den GPS-Metadaten abzurufen, wie Sie es ursprünglich versucht haben. Ich bin mir nicht 100% sicher, ob die Koordinate der Asset-Bibliothek mit der Koordinate in den GPS-Metadaten übereinstimmt, es hängt davon ab, wie Apple diese Koordinate speichert. Wenn Sie beispielsweise einen Zeitstempel verwenden, unterscheidet sich der Zeitstempel der Asset-Bibliothek vom EXIF-Erstellungsdatum (zugegeben ein anderes Thema).
In jedem Fall ist der Grund für die falsche Koordinierung b / c. Sie müssen auch die Richtungsinformationen wie folgt abrufen:
Ich glaube, dass der Grund dafür, dass es kein negatives Vorzeichen gibt, an den Metadaten liegt: exif:GPSLongitudeRef: W was (glaube ich) bedeutet, dass vor dem Längengrad ein negatives Vorzeichen stehen sollte, da er sich auf die westliche Hemisphäre bezieht. Ich glaube, dass dies auch für den Breitengrad gilt, aber mit exif:GPSLatitudeRef: N für die nördliche und südliche Hemisphäre. Hoffe das hat geholfen. Habe gerade festgestellt, dass dies genau das ist, was @XJones gesagt hat. Metadaten mit ImageMagick.
Suchen Sie nach Sehenswürdigkeiten oder anderen Hinweisen
Wenn Sie mit den oben genannten Methoden nicht näher an den Ort der Aufnahme gelangen, ist es möglicherweise an der Zeit, Ihren ernsthaften Detektivhut aufzusetzen. Schauen Sie sich das Bild genau an, um Dinge zu finden, die es an eine bestimmte Zeit und einen bestimmten Ort binden. Durch das Betrachten von Kleidung, Objekten, Mode und anderen relevanten Details des Bildes.
Schlagen Sie diese einzelnen Elemente bei Google nach, um zu erfahren, woher sie stammen oder um andere Informationen zu erhalten, die helfen könnten, den Ursprung eines Fotos zu ermitteln. Sie können diese Methode auch verwenden, um zusätzliche Schlüsselwörter für die vorherige Methode abzurufen. Zumindest kann diese grundlegende Ermittlung den Standort auf ein bestimmtes Land, eine Region oder eine Stadt eingrenzen. Markennamen können beispielsweise sehr spezifisch für bestimmte Orte sein.
Entfernungen, die westlich des Nullmeridians liegen, sind mit einem – vor der Zahl gekennzeichnet (negative Zahlen) und Entfernungen, die östlich des Nullmeridians liegen, sind positive Zahlen (-180 Längengrad westlich und 180 Längengrad). Osten).
Der Abstand zwischen den Längengraden verengt sich, je weiter vom Äquator entfernt. Wenn Sie sich auf die Pole zubewegen, wird der Abstand zwischen den einzelnen Längengraden kleiner, bis sie am Nord- und Südpol zusammenlaufen.
Der Abstand zwischen den Längengraden am Äquator ist der gleiche wie der Breitengrad, ungefähr 69 Meilen. Bei 45 Grad Nord oder Süd beträgt die Entfernung zwischen etwa 49 Meilen (79 km).
Der Abstand zwischen den Längengraden erreicht an den Polen Null, da die Meridianlinien an diesem Punkt zusammenlaufen.
Breiten- und Längengrad-Finder
GPS-Koordinatenfinder Adresse in lat und lang umwandeln. Geben Sie das Adressfeld ein und klicken Sie auf die Schaltfläche GPS-Koordinaten abrufen, um nachzuschlagen Breiten-und Längengrad von der Adresse. Das Ergebnis sehen Sie in den Kartenkoordinaten und in den Feldern Breitengrad Längengrad.
Unser GPS-Koordinaten-Tool verwendet die in Ihrem Browser integrierte Geolokalisierung, die Ihren aktuellen Standort im Latlong-Format anzeigt. Um die GPS-Koordinaten Ihres aktuellen Standorts zu finden, müssen Sie uns die Erlaubnis erteilen, auf Ihre Geolokalisierungsinformationen zuzugreifen. Sie sollten beim Öffnen unserer Website eine Nachricht sehen, in der Sie um Ihre Erlaubnis gebeten werden. Wählen Sie einfach Ja und Sie können unsere Tools verwenden. Wir speichern oder teilen Ihre Standortdaten nicht mit anderen.
Sie können auch in den Kartenkoordinaten nach Ihrer Adresse sowie nach Breiten- und Längengrad suchen. Unsere GPS-Koordinaten-App ist kostenlos im Play Store erhältlich. Die App verfügt über alle Funktionalitäten unseres Webtools plus einige weitere Features. Am Ende dieser Seite erfahren Sie mehr über die App und die Funktionen.
Längengrad gefunden: die Geschichte von Harrisons Uhren
John Harrison war von Beruf Zimmermann und Autodidakt im Uhrmacherhandwerk. Mitte der 1720er Jahre entwarf er eine Reihe bemerkenswerter Präzisions-Standuhren. Diese Uhren erreichten eine Genauigkeit von einer Sekunde in einem Monat, weit besser als alle anderen Uhren der Zeit.
Um das Problem des Längengrads zu lösen, wollte Harrison eine tragbare Uhr entwickeln, die die Zeit auf drei Sekunden am Tag genau hielt. Dies würde es weitaus genauer machen als selbst die besten Uhren der Zeit.
John Harrison kam in London an und suchte sowohl nach Unterstützung als auch nach den Belohnungen, die der Longitude Act von 1714 versprach.
Was war das Längengradgesetz?
Der Longitude Act war ein Gesetz des Parlaments, das Geld als Gegenleistung für die Lösung des Problems, den genauen Längengrad eines Schiffes auf See zu finden, anbot.
Harrison begann seine Zeit in London bei Edmond Halley, dem zweiten Astronomen Royal und einem Kommissar für Längengrad. In Greenwich wurde er herzlich empfangen, aber Halley fühlte sich unfähig, seine Arbeit zu beurteilen. Stattdessen schickte er ihn zum Uhrmacher George Graham.
John Harrisons erster Versuch – H1
In den nächsten Jahren arbeitete Harrison in Barrow upon Humber an einem Marine-Zeitmesser, der heute als H1 bekannt ist. Er wurde höchstwahrscheinlich von seinem Bruder James unterstützt.
Nachdem Harrison die Uhr am Fluss Humber getestet hatte, brachte sie sie 1735 stolz nach London. Sie wurde in Grahams Werkstatt installiert, um der Londoner wissenschaftlichen Gemeinschaft gezeigt zu werden.
Endlich, so schien es, war hier ein Zeitmesser, mit dem man den Längengrad auf See bestimmen konnte. Aufgrund der zwei miteinander verbundenen schwingenden Unruhen der Uhr ist sie von der Bewegung eines Schiffes unberührt - sie ist im Wesentlichen eine tragbare Version von Harrisons Präzisionsholzuhren.
Es schien, dass es erfolgreich sein würde, den Längengrad zu messen. Ein Gerichtsverfahren war angesagt.
John Harrisons H1 Marine-Zeitmesser
Ein Versuch auf See
Im Mai 1736 wurden Harrison und H1 an Bord des HM-Schiffes gebracht Zenturio, die im Begriff war, nach Lissabon zu segeln. Ziel war es, H1 live auf die Probe zu stellen.
Die Reise nach Lissabon begann für Harrison und seine Uhr schlecht. Als sie Lissabon erreichten, lief die Maschine jedoch viel zuverlässiger. Es wurde auf die übertragen Orford für die Rückkehr, und diese Reise führte zu viel besseren Ergebnissen.
Als sie sich England näherten, verkündete Harrison, dass eine Landzunge, die die Offiziere für den Start hielten, in Wirklichkeit die Eidechse sei. Er hatte recht. Das bedeutete, dass sie 60 Meilen vom Kurs entfernt und in Gefahr waren. Es bedeutete auch, dass der H1 korrekt funktionierte.
Die Ergebnisse des Prozesses
Zurück in London deuteten die Ergebnisse des Lissabon-Prozesses darauf hin, dass Harrison möglicherweise Anspruch auf eine Belohnung nach dem Longitude Act hat. Die Admiralität forderte ein formelles Treffen der Kommissare von Longitude.
Dementsprechend versammelten sich acht von ihnen am 30. Juni 1737, um über Harrisons „kurioses Instrument“ zu diskutieren. Die Kommissare vereinbarten eine Zahlung von 500 £. £250 sollten im Voraus bezahlt werden, damit Harrison eine verbesserte Uhr bauen konnte. Er versprach, dies innerhalb von zwei Jahren zu tun.
Weitere Experimente – H2 und H3
Harrison zog kurz nach dem Lissabon-Prozess nach London und stellte innerhalb der versprochenen zwei Jahre seine zweite Seeuhr fertig. H2 kam jedoch nie vor Gericht, weil Harrison einen grundlegenden Fehler entdeckt hatte.
Harrison begann 1740 mit der Arbeit an seinem dritten Versuch, H3, und arbeitete 19 Jahre lang daran. Während sie innerhalb von fünf Jahren lief und getestet wurde, stellte sich heraus, dass die Uhr Schwierigkeiten hatte, die Zeit mit der gewünschten Genauigkeit zu halten. Harrison war gezwungen, viele Änderungen und Anpassungen vorzunehmen.
Harrison Seeuhr – H4
Um 1751–52 beauftragte Harrison John Jefferys mit der Herstellung einer Uhr mit einer radikal neuen Unruh. Es funktionierte gut, also hat Harrison es in seinen vierten Längengrad-Zeitmesser H4 integriert.
Niemand in den 1750er Jahren hielt die Taschenuhr für einen ernsthaften Präzisionszeitmesser. Während H4 zunächst wie eine große Taschenuhr aussah, war das Instrument tatsächlich ganz anders.
Das Geheimnis ist in seinem schnellen Ticken zu hören. H4 tickt fünfmal pro Sekunde, da seine große Unruh schneller und mit größeren Schwingungen schlägt als eine typische Uhr.
1761 erteilten die Commissioners Harrisons Sohn William die Erlaubnis, sich auf eine Reise nach Jamaika vorzubereiten, um den H4-Zeitmesser zu testen. Der Prozess schien gut zu laufen. Auf dem Weg nach draußen nutzte William es, um eine frühere Landung auf Madeira vorherzusagen, als die Besatzung erwartet hatte. Dies beeindruckte den Kapitän so sehr, dass er darum bat, ihren nächsten Zeitnehmer zu kaufen.
Die Harrisons und das Board of Longitude fallen aus
Zurück in England begannen jedoch Schwierigkeiten. Die Kommissare entschieden , dass der Test nicht ausreichend war . Dies war der Punkt, an dem sich die Beziehungen zwischen den Harrisons und den Kommissaren verschlechterten. Harrisons Freunde und Unterstützer starteten eine Propagandakampagne mit Zeitungsartikeln, Flugblättern und Broschüren.
Die Theorien auf die Probe stellen
In der Zwischenzeit hatten sich jedoch andere Methoden durchgesetzt. John Harrison hatte 20 Jahre als einziger ernsthafter Anwärter genossen, aber in den 1760er Jahren hatten sich zwei rivalisierende Pläne herausgebildet, die seinen Anspruch in Frage stellen könnten. Dies waren die Verwendung von Mondentfernungen und Jupiters Satelliten. Beide würden bald neben H4 auf die Probe gestellt.
Das Ziel des neuen Prozesses sollte Barbados sein, wobei Nevil Maskelyne zum verantwortlichen Astronomen ernannt wurde.
Auf Barbados angekommen, sollten sie den Längengrad der Insel durch Beobachtungen der Jupiter-Satelliten bestimmen. Damit könnten sie die beiden astronomischen Methoden sowie die Leistung von H4 beurteilen.
Maskelyne verließ England am Prinzessin Louisa im September 1763, Ankunft in Bridgetown Anfang November. Harrison segelte mit H4 im März 1764 und kam im Mai an.
Die Harrison-Uhren gewinnen
Es gab viel zu besprechen, als der Ausschuss im Februar 1765 zusammentrat, um das Ergebnis des Prozesses zu besprechen.
Es wurde bestätigt, dass der Zeitmesser von John Harrison die Zeit innerhalb der strengsten Grenzen des Gesetzes von 1714 gehalten hatte. Die Empfehlung des Boards war, dass das Parlament Harrison 10.000 £ zuerkennen sollte, wenn er die Prinzipien von H4 demonstrierte. Die verbleibenden 10.000 £ (abzüglich bereits geleisteter Zahlungen) sollten vergeben werden, sobald gezeigt wurde, dass andere Hersteller ähnliche Zeitmesser herstellen können. Sie mussten sicherstellen, dass Harrison nicht einmalig war, bevor sie auszahlten.
Die Harrisons waren der Meinung, dass die volle Belohnung gemäß den Bestimmungen des Gesetzes von 1714 bereits fällig war, und die Kommissare hatten die Regeln zu Unrecht geändert. Die Empfehlungen wurden in einem neuen Längengradgesetz vom 10. Mai 1765 in Kraft gesetzt.
Die Tests am Royal Observatory werden fortgesetzt
Die Erprobung von H4 endete nicht mit der Barbados-Studie.
Am 5. Mai 1766 erhielt der Astronom Royal Nevil Maskelyne Harrisons Zeitmesser vom Board of Longitude, damit er am Royal Observatory Greenwich weiter getestet werden konnte.
In seinem persönlichen Tagebuch schreibt Maskelyne: „Montag, 5. Mai 1766: Ich habe es aus den Händen von Philip Stephens, dem Sekretär der Admiralität, erhalten, eingesperrt in einer mit drei Siegeln verschlossenen Kiste“. Maskelyne reiste „ohne Verzögerung“ an, um mit den Tests am Royal Observatory zu beginnen.
Die Tests dauerten 10 Monate, aber H4 schnitt nicht gut ab. Maskelyne veröffentlichte die Ergebnisse, Harrison forderte sie heraus und der Streit entbrannte wieder.
Harrison belohnt (aber nicht vom Board of Longitude)
Die Beziehungen zwischen dem Vorstand und den Harrisons verbesserten sich nicht. Die Kommissare wollten die Informationen teilen und veröffentlichen. Harrison wollte seine Methoden schützen.
Harrison erhielt schließlich eine großzügige Entschädigung, aber nicht alles, was ihm zusteht. Das Parlament entschied, dass Harrison für seine Verdienste um die Nation belohnt werden sollte, zweifellos mit der Ermutigung des Königs.
Harrison ist in der Geschichte als Lösung des Problems des Längengrades in Erinnerung geblieben.
