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天文历书系统

2016-12-30 6:53:37 来源: Gnsser 发布人: gnsser

天文历书系统包括了天球参考系、时间系统、常数系统和地球参考系与天球参考系之间变换模型等。

天球参考系

为了描述天体在空间的位置和运动,需要在空间定义这样一个坐标系——其原点在太阳系质心,其坐标轴相对于遥远的天体背景的整体没有旋转,符合这种条件的叫惯性参考系。然而,这仅仅是概念上的定义,无法真正建立,实际应用中仅能采用准惯性参考系。为了使准惯性坐标系具体化,需确定一组参数和一套理论,国际上用协议的方法选择一个参考系,用协议的方法建立一组选择参数,国际地球自转服务组织(IERS)用这样的方法建立的参考系称为国际天球参考系(ICRS)。

2 天文时间系统

由于时间是天体运动的自变量,是野外天文测量的直接观测量,在天文测量中具有极其重要的意义,为了更加全面地理解大地天文测量中涉及到的各种时间系统的概念、特点和计量方法及用途等,我们将其归纳为表7.1

3 天文常数系统

天文常数系统是根据引力定律和常数间一定的理论关系,经过协调了的天文常数采用值构成的一个系统。它表征天体的大小、距离、运动速度、质量、物理特征和化学组成等诸多天文参数。天文常数对天体位置的测定与计算具有重要的意义。它所取值的不同使之产生了不同的天文常数系统。

国际上第一个统一采用的天文常数系统是纽康天文常数系统, 1896年在巴黎召开的国际基本恒星会议上,首次确定在各国天文年历中共同采用美国天文学家纽康所确定的岁差、章动、光行差常数和太阳视差等,自1896年至1968年被全世界用了70多年

20世纪60年代,人造卫星的成功发射精确地测定了地球的某些动力学参数,金星的雷达探测给出了天文单位的精确长度,伍拉德的地球自转理论给出了更精确的章动表达式,大行星的观测精度有了很大的提高,轨道理论更加完善,因此,1964IAU12次全会通过新天文常数系统的修正方案,并决定从1968年开始正式采用。该系统将常数分成定义常数(定义值,没有误差)、基础常数(由天文观测或实验直接测定的最精确值)、导出常数(根据理论关系有定义常数和基础常数计算出来)、辅助常数、行星质量系统五个部分。

1976年召开的IAU16届大会决议,规定从1984年起各国天文年历采用IAU1976天文常数系统,决定在天文历书计算中采用儒略世纪做时间单位,天文长度作长度单位;不再使用历书时秒作为时间单位长度定义标准,取消历书时的定义常数;天文历算的标准参考历元由B1900.0改为J2000.0;将天文单位光行时由导出常数改为基础常数,天文单位由导出常数改为基础常数,把引力常数G作为新的基础常数;取消了关于月球的某些常数,增加了常数的位数。

20世纪80年代起,由于测量技术的发展和测量精度的迅速提高,天文常数的改进和更新的速度也明显加快。国际地球自转服务(IERS)在空间技术观测资料分析中发现,1976IAU天文常数系统中有些常数仍存在可检测出的误差,经资料分析处理相继给出了一些新的数值,例如IERS1992IERS1996IERS2000等天文常数系列。更新的、精度更高的常数值不断被公布,常数的范围也不断扩大。这些值的采用无疑可以提高地球自转测定数据解算的内部精度,这些值是当前最佳的测定结果,但是最佳不一定是最应当采用的,我国考虑到系统内部自洽问题,目前采用的IAU天文常数定义常数、基础常数、导出常数见表所示,DE405/LE405历表采用的太阳/行星质量比常数见表7.3。如果需要了解最新的天文常数情况和数据,可从IAUIERS的网站上查询。

IAU天文常数

项目

常数名称

符号

数值

定义常数

高斯引力常数

k

0.01720209895=3548.1876069651²

光速

c

299792458ms-1

基础常数

一个天文单位的光行时间

tA

499.0047838061s

地球赤道半径

ae

6378136.6m

地球动力学形状因子

J2

0.0010826359

地心引力常数

GM

3.986004418×1014m3s-2

引力常数

G

6.673×10-11m3kg-1s-2

月亮与地球质量比

m

0.0123000383

黄经总岁差(历元2000.0

p

5028.796195²/儒略世纪

黄赤交角(历元2000.0

e0

84381.406²

导出常数

一个天文单位的长度

A

1.49597870691×1011m

太阳视差

pQ

8.794144²

光行差常数(历元2000.0

kQ

20.49552²

地球扁率

f

0.00335281=1/298.257

日心引力常数

GS

1.32712442076×1020m3s-2

太阳质量

S=GS/G

1.9888×1030kg

 



  4 星历系统

星历系统包括日、月、行星历表系统和恒星星表系统两个部分。


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