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[[Datei:Gnomon_und_geografische_Breite.jpg|miniatur|rechts|Astronomische Breite = Polhöhe = Winkelabstand des [[Zenit (Richtungsangabe)|Zenits]] von Äquator (Sonne hier im Himmelsäquator gezeichnet)]]
Die '''Astronomische Breite''' – oft auch '''Polhöhe''' genannt – ist der [[Höhenwinkel]] des nördlichen (bzw. südlichen) [[Himmelspol]]s am Standpunkt des Beobachters; die '''Äquatorhöhe''' ist gleich 90° minus Polhöhe.

Sie bezieht sich nicht direkt auf die Erdkugel bzw. das [[Erdellipsoid]], sondern auf die wahre (physikalische) [[Lotrichtung]], und entspricht der [[Deklination (Astronomie)|Deklination]] des [[Zenit (Richtungsangabe)|Zenits]]. Von der ''geografischen'' Breite unterscheidet sie sich durch die sogenannte [[Lotabweichung]].

== Astronomische Koordinaten und Lotabweichung ==
Die ''Astronomische'' Breite darf nicht mit der ''[[Geografische Breite|Geografischen Breite]]'' gleichgesetzt werden, obwohl das seit den Expeditionen des 15. Jahrhunderts oft geschieht. Die beiden [[Breitengrad|Breiten]] unterscheiden sich um die [[Lotabweichung]] – d. h. um jenen kleinen Winkel ''ξ'', um den die ''wahre'' Lotrichtung von der ''theoretischen'' Normalen auf das Erdellipsoid abweicht. In Formeln wird dieser Unterschied meist durch das Formelzeichen ''φ′'' (bzw. ''B′'') hervorgehoben, gegenüber ''φ'' (bzw. ''B'') für die geografische Breite. Als Folge der Lotabweichung gilt also für die astronomische Breite und ihr Pendant, die [[astronomische Länge]]:
:''φ' = φ + ξ''
:''λ' = λ + η'' / cos''φ''
Die beiden Komponenten der Lotabweichung ''(ξ, η)'' werden durch die [[Massenverteilung|Massenunregelmäßigkeiten]] / [[Schwereanomalie]]n des Erdkörpers bedingt . In einem Punkt auf [[Meeresniveau]] ist ''ξ'' die Winkeldifferenz zwischen dem wahren Horizont ([[Geoid]]) und dem ellipsoidischen Horizont.

[[Datei:Lotabweichung.Ellipsoid4.Geoid.PNG|miniatur|rechts|Lotabweichung: Differenz zwischen wahrer Lotrichtung und einem theoretischen [[Referenzellipsoid|Erdellipsoid]]. Sie bewirkt eine scheinbare Ortsverschiebung und beeinflusst alle terrestrischen Richtungsmessungen]]

Die astronomische Breite ist also einerseits ein ''physikalisches'' Faktum des [[Erdschwerefeld]]es, kann aber andrerseits ''geometrisch'' – als [[Winkel]] zwischen Lotrichtung und [[Himmelsäquator]] – aufgefasst werden (siehe nebenstehendes Bild). Demgegenüber ist die „geografische“ Breite eine physikalische Fiktion – also ein Winkel, der nur auf einem idealisierten Erdellipsoid definiert ist und von dessen Formparametern abhängt.

Um dieser Mehrdeutigkeit des Begriffs „Breite“ Rechnung zu tragen, spricht man in der [[Geodäsie]] besser von [[Ellipsoidische Koordinaten|„ellipsoidischer“ (geodätischer)]] Breite als von „geografischer“ Breite. Wegen der [[Erdabplattung]] (Abweichung der idealen [[Erdfigur]] von der Kugelform) gibt es in den Geowissenschaften sogar noch einen dritten Breitenbegriff, die „[[geozentrische Breite]]“.

== Zusammenfassung ==
;Astronomische Breite φ, B': der Winkel zwischen der tatsächlichen Lotrichtung und der Äquatorebene ([[Himmelsäquator]]). Die Differenz zur [[ellipsoidische Breite|ellipsoidischen]] Breite ist die Nord-Süd-Komponente (''ξ'') der [[Lotabweichung]].
;Ellipsoidische Breite φ, β, B: Wird als Erdmodell ein [[Rotationsellipsoid]] verwendet, so entspricht sie dem Winkel zwischen der [[Äquatorebene]] und der [[Orthogonalität|Ellipsoidnormalen]]. Sie wird auch ''[[geodätische Breite]]'' genannt und in der [[Landesvermessung]] und [[Kartografie]] verwendet. Bei [[Ortsbestimmung]]en mit [[Global Positioning System|GPS]] erhält man ebenfalls [[ellipsoidische Koordinaten]] (Breite und Länge).
;Geozentrische Breite ψ: die Richtung zum [[Erdmittelpunkt]]. Lotrichtung und Ellipsoidnormale verlaufen – außer am [[Äquator]] und an den [[Pol (Geographie)|Polen]] – nicht durch den Erdmittelpunkt. Die geozentrische Breite unterscheidet sich von der ''geodätischen bzw. ellipsoidischen'' Breite um bis zu 0,2°.

== Messmethoden und Instrumente ==
Die Messung der astronomischen Breite (zusammen mit der Länge früher fälschlich als ''Astronomische [[Ortsbestimmung]]'' bezeichnet) kann mit mehreren Verfahren der [[Astrogeodäsie]] oder der [[Astrometrie]] erfolgen. Bei bekannten [[Sternörter|Koordinaten]] der beobachteten Sterne sind die genauesten Methoden (je nach Aufwand 0,3″ bis 0,05″ pro Abend):
* Breitenbestimmung durch Messung von [[Zenitdistanz]]en
** beim [[Sterndurchgang]] im [[Meridian (Astronomie)|Meridian]] des Beobachters: Methoden von [[Sterneck-Methode|Sterneck]] und von [[Horrebow-Talcott-Methode|Horrebow-Talcott]]
** im [[Erster Vertikal|Ersten Vertikal]] (erfordert auch genaue [[Zeitmessung]], was als Zweitprodukt die astronomische ''Länge'' oder die [[Sternzeit]] liefert)
* Breitenbestimmung aus [[Horizontalrichtung]]en
** in der [[Größte Digression|größten Digression]] (maximaler Nordabstand) des Sterns: [[Embacher-Methode]]
** im Vertikal eines terrestrischen [[Fernziel|Zieles]]: Methode von [[Wilhelm Döllen|Döllen]] und von [[Theodor Niethammer|Niethammer]]
** (diese 3 Methoden sind günstig, wenn auch astronomische [[Azimut]]e bzw. die genaue Orientierung des Instruments zu bestimmen sind. Ansonsten sind die o. und u. a. Methoden zu bevorzugen)
* Simultane Breiten- und Längenbestimmung: [[Methode gleicher Höhen]] mit Astrolabien.
* Fotografische Aufnahmen des [[Zenit (Richtungsangabe)|Zenits]] in zwei entgegengesetzten Richtungen:
** mit einem [[Astrograf]]en und angeklemmtem [[Horrebow-Niveau]]
** mit einer [[Zenitkamera]] (fotografisch oder mittels eines [[CCD-Sensor]]s).

Die letztgenannten 3 Methoden sind heute (mit modernen Instrumenten) am raschesten durchführbar. Sind ''beide'' Komponenten der [[Lotrichtung]] (neben B auch L) gewünscht, ist die Methode gleicher Höhen mit einem [[Ni2-Astrolab]] am ökonomischsten, und am genauesten mit einem [[Danjon-Astrolab]].

Geeignete Messinstrumente der Winkelmethoden sind das [[Universalinstrument]] (oder ein genauer Theodolit mit [[Zenitprisma]]), ein Transit- oder [[Passageninstrument]]. Die höchste Präzision ist mit dem [[Zenitteleskop]] erreichbar – visuell etwa 0,1″, [[Fotografisches Zenitteleskop|fotografisch]] oder [[fotoelektrisch]] auch noch genauer.

== Siehe auch ==
* [[Polbewegung]]

[[Kategorie:Astrometrie]]
[[Kategorie:Mathematische Geographie]]
[[Kategorie:Sphärische Astronomie]]

Astronomische Breite - Versionsgeschichte

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