IAU2000岁差
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1 时间坐标系统转换方法研究1.1 不同时间类型研究内容中涉及到7种不同时间类型,分别是协调世界时(UTC )、地球动力学时(TT )、国际原子时(TAI )、太阳系质心动力学时(TDB )、地心坐标时(TCG )、GPS 时(GPST )和北斗时(BDT )。
UTC 是协调世界时,协调世界时的秒长严格等于原子时的秒长,而协调世界时与世界时UT 间的时刻差规定需要保持在0.9s 以内,否则将采取闰秒的方式进行调整。
闰秒一般发生在6月30日及12月31日。
地球动力学时(TDT )是建立在国际原子时TAI 的基础上的,其秒长与国际原子时相等。
1991年,第21届IAU 大会决定将地球动力学时(TDT )改称为地球时(TT )。
地球时(TT )和国际原子时(TAI )之间的关系式可以表示为:32.184TT TAI s =+ (1-1)国际原子时间(TAI ),是地球上的时间基准,它由国际时间局从多个国家的原子钟分析得出,被定义为:32.184()TAI TT s UTC =-=+跳秒 (1-2)太阳系质心动力学时有时也被简称为质心动力学时。
这是一种用以解算坐标原点位于太阳系质心的运动方程(如行星运动方程)并编制其星表时所用的时间系统。
质心动力学时(TDB )和地球时的(TT )之间没有长期漂移只有周期项变化,即0.001658sin s TDB TT M -=0e 20.000014sin 2()s MV X X c +-+ (1-3)其中M 为地球绕日公转的平近点角;e V 为地球质心在太阳系质心坐标系中的公转速度矢量;0X 为地心在太阳系质心坐标系中的位置矢量;X 为地面钟在太阳系质心坐标系中的位置矢量;0X X -实际上就是地面钟在地心坐标系中的位置矢量;c 为真空中的光速。
地心坐标时(TCG )是原点位于地心的天球坐标系中所使用的第四维坐标—时间坐标,用于讨论绕地球运行的卫星等天体的运动规律、编制相应的星历。
文章编号:1673 6338(2011)01 0005 05岁差章动量的关系与坐标转换方法马高峰1,马国强1,张捍卫2,骆亚波1(1.信息工程大学测绘学院,河南郑州 450052; 2.河南理工大学测绘学院,河南焦作 454003)摘要:国际天文联合会(IA U )2006决议1推荐采用P03岁差模型代替I AU 2000A 岁差模型,该模型的岁差参数由用户选择。
针对这一决议,绘制了表示岁差章动参数之间关系的天极图和分点图,讨论了与目前决议相一致的坐标转换规律,并对岁差章动参数的各种选择方案及其特点进行了详细研究。
这不仅为新决议中P03岁差模型的推广应用提供了有力的支持,同时也进一步明确了各种岁差章动参数之间的关系及其在实用中应注意的问题。
关 键 词:P03岁差模型;岁差章动;天球中介极;天球中介原点;地心天球参考系中图分类号:P222 文献标识码:A DO I 编码:10.3969/j.issn.1673 6338.2011.01.002Relations Among Precession Nutation Quantities and Methods ofC oordinate TransformationMA Gao feng 1,M A Guo qiang 1,ZH AN G H an w ei 2,LUO Ya bo1(1.I ns titute of S ur v ey ing and M ap p ing ,I nf or mation Eng ineer ing Univ er sity ,Zhengz hou 450052,China ;2.School of Sur vey ing and L and I nf or mation Engineering ,H enan Poly technic Univers ity ,J iaoz uo 454003,China )Abstract:T he P 03pr ecessio n model was ado pted t o replace t he model of IA U 2000A by Int ernational A stro no m ical U nio n 2006r esolutio n 1,and the choice o f precession par ameters was left to the user.A iming at the r eso lutio n,t he char ts o f poles and cor respo nding equinox es w ere g iven to denote t he relatio ns among precessio n nu tatio n quant ities,the law s of coo rdinate tr ansfo rmatio ns using t hese chart s w ere induced and discussed,and v a rio us scenar ios and their char act eristic about the cho ice o f precession nutation quantit ies w ere studied in details.T he research can pr omote applicatio ns of new r esolutions especially fo r spr eading the P03pr ecessio n theory ,and r elatio ns o f var ious par ameters among differ ent r esolutions ar e clar ified as w ell.Key words:P03precession model;pr ecessio n nutation;celest ial inter mediate po le(CIP);celestial inter mediate or ig in(CIO);g eocentric celestial r efer ence system(GCRS)第24届IAU 大会决议B1.6建议,2003年开始使用IAU2000A 岁差章动模型。
张捍卫,许厚泽,张超.应用精密引潮力位展开建立刚体地球章动序列.地球物理学报,2005,48(3):567~573Zhang H W,Hsu H Z,Zhang C.Nu tation sequence of the rigid Earth determi ned by expansion of precise tidal generating potential.Chinese J .Geop h ys .(in Chinese),2005,48(3):567~573应用精密引潮力位展开建立刚体地球章动序列张捍卫1,2,许厚泽2,张 超31徐州师范大学国土信息与测绘工程系,徐州 2211162中国科学院测量与地球物理研究所,武汉 4300773郑州解放军信息工程大学测绘学院,郑州 450052摘 要 通过对Melchior P.潮汐与章动理论的改进,给出了高阶日月引潮力位引起的岁差章动力矩,建立了刚体地球极移和章动的联合动力学方程,由此对天球中间极(CIP)进行了严格的理论定义.在各阶潮汐力矩的作用下,得到CIP 轴岁差章动的表达式.通过推导发现,奇数阶引潮力位产生的岁差章动力矩使得黄经章动和交角章动出现了异向项(即:黄经章动出现了cos 项,交角章动出现了sin 项).最后利用郗钦文精密引潮力位展开,建立了737项刚体地球章动序列.新的章动序列是IERS2003采用的刚体地球章动序列REN2000(包含678个日月章动项)的一个补充.关键词 岁差章动力矩,引潮力位展开,刚体地球章动序列文章编号 0001-5733(2005)03-0567-07 中图分类号 P227 收稿日期 2004-02-23,2005-01-31收修定稿基金项目 国家自然科学基金(40374030,40234039)、地球空间环境与大地测量教育部重点实验室资助项目(020915)和中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZ CX3-SW -132)资助.作者简介 张捍卫,男,1967年生,教授,博士,主要从事动力大地测量学和天文地球动力学的研究.E_mail:zhanwei800@Nutation sequence of the rigid Earth determined by expansion of precisetidal generating potentialZHANG Han_Wei 1,2,Hsu Hou_Ze 2,Z HANG Chao 31De pa rt men t o f Te rritory In forma tion an d Ma ppin g En gin ee rin g ,Xu zhou No rmal U ni versit y ,Xu zhou 221116,China 2Institute o f Ge odesy an d Geo ph ysics ,Ch inese Aca demy o f Sc ienc es ,Wuh an 430077,Chin a3Institute o f Su rveying an d Ma pping ,PLA In forma tion Eng inee rin g U nive rsity ,Zh en gzhou 450052,ChinaAbstract With the improve ment to theory of Melchior P.concerning tide a nd nutation,we obtain the precession and nutation moment induced by high_order tidal generating potential,and an associated dyna mical equation of wobble and nutation for the rigid Earth.Then,we theoretically define CIP of Ea rth rigorously.Under the effec t of every order tidal moment,the e xpression of precession and nutation for the CIP axis is presented.Theore tical deduc tion shows that precession and nutation moment induced by odd number order .s tidal genera ting potential cause out_of_phase of longitude and obliquity nutation(na mely,there is cos term in longitude nutation,and sin term in obliquity nutation).Finally,using expansion of precise tidal gengrating potential,we establish a new rigid Earth nutation sequence which consists of 737terms in all.The new nutation sequence is a better complement to the nutation sequence RE N2000(it contains 678solar_lunar nutation terms)of the rigid Earth adopted by IE RS20031Keywords Precession and nutation moment,Expansion of tidal generating potential,Nutation serial of rigidEarth第48卷第3期2005年5月地 球 物 理 学 报C HINESE JOURNAL OF GEOPHYSICSVol.48,No.3May ,20051引言从1960年到1984年,I AU采用的是W oolard给出的刚体地球章动序列,精度为012@10-3角秒,天球参考极采用的是地球自转极.从1984年到2003年,IAU采用的是基于Kinoshita[1]的刚体地球章动理论和Wahr J M[2]的章动转换函数模型构建的章动序列(IAU1980章动序列),并改用天球历书极(CEP)作为天球参考极.Wahr J M[2]的研究在理论方法上有了很大改进,基于Andoyer正则共轭变量、Lie变换理论以及新的天文常数系统和月历表,采用瞬时黄道面作为基本参考面重新构建了刚体地球章动序列,其精度为011@10-3角秒.此外,Vondrak[3~5]计算了行星对章动的直接和间接影响,并作为I AU1980章动理论的一部分.现代VLBI观测的数据处理表明,章动理论值与观测值之间存在一定的差异,这就有必要重新修订IAU1980章动理论.现有刚体地球章动理论有两种:一是以Kinoshita H et al.[6]和Souchay J et al.[7]为代表的分析力学方法,二是以Zhu S Y et al.[8]为代表的潮波法.目前分析力学方法包含了行星的直接和间接效应,考虑了更多的摄动因素从而使得理论更为完美,但根据Melchior P[9]给出的田谐潮波与章动之间的理论关系,以及引潮力位的展开,用潮波法可以计算出包含更多项数的章动序列. Zhu et al.[8]采用的是Cartwright的潮汐展开,未考虑大行星和各种耦合的影响,此种潮汐展开并不十分准确.从2003年起,国际上开始采用IAU2000A(B)岁差章动理论.I AU2000章动理论是基于Souchay J et al.[7]的刚体地球章动理论和MHB2000章动转换函数[10]构建的章动序列,天球参考极开始采用天球中间极(CIP).I AU2000A章动序列共包含了678个日月章动项和687个行星章动项,每一个章动项中都含有/同项0和/异项0两部分,并以012@10-3角秒的精度提供CIP在质心天球参考系(GCRS)中的指向.由于Melchior P[9]的理论只是近似的形式,忽略了高阶项效应,没有考虑地球引力位3阶和4阶带谐项引起的异向项等.本文通过对Melchior P[9]和Guo[11,12]理论的改进,给出了高阶岁差章动力矩的表达式.目前引潮力位的展开已有了突破性进展,其精度基本达到毫微伽量级.郗钦文[13]利用计算机对引潮力位进行了公式演绎展开,在考虑了太阳长期加速引起有关的改正、时间的相对论效应改正、天体位置的章动改正和行星摄动改正,以及幅角周期项改正等各种摄动改正后,给出的引潮力位展开共含潮波3070项.国际上多位学者对不同引潮位展开的精度进行了分析比较,认为目前以/郗钦文引潮力位展开0精度为最高[14].由此,本文根据新的潮汐与章动的理论关系以及郗钦文的精密引潮力位展开来建立了刚体地球章动序列.2日月引潮力矩基于引潮力位的Doodson展开,并通过Melchior P[9]理论的改进,可得高阶日月引潮力引起的岁差章动力矩的表达式为[15,16]L(2,1)=2DEJ2#2,1EjA21j exp(-i H j),#2,1=1,(1)L(3,1)=i4DE J3#3,1EjA31j exp(-i H j),#3,1=16315,(2)L(4,1)=-8DEJ4#4,1EjA41j exp(-i H j),#4,1=(3+393)390+2393224,(3)L(5,1)=-i8DEJ5#5,1EjA51j exp(-i H j),#5,1=16621+2312535-162221+231755,(4)这里J n为地球引力位的带谐项系数,D为Doodson 常数,E为地球质量;A nm j为引潮力位展开式中的系数,H j为6个潮波幅角的线性组合,是时间的函数. 3刚体地球极移和章动的联合动力学方程通过对Guo J Y[11,12]理论的扩展,得到刚体地球极移和章动的联合动力学方程如下[16]pÂ+i(8-R E)p#+8R Ep+i8 V&+8R E V=iLA,(5)R E=C-AA8,(6)这里p,V分别是天球参考极相对地球参考系的运动(极移)和空间惯性参考系的运动(经过欧拉运动568地球物理学报(Chinese J.Geophys.)48卷学方程的转换就是岁差章动),8为地球的平均自转速率,A和C是地球相对赤道轴和极轴的转动惯量;L是(1)~(4)式之和以外,还包括大气、海洋和核幔耦合等产生的力矩.式中带点的为时间导数.天球参考极的岁差章动V可通过黄经章动$W 和交角章动$E来表示,它们之间的关系为[12]ÛE+iÛW sin E0=-8 V exp(i8t),(7)这里E0是初始历元的值.到此(5)和(7)式分别就是刚体地球自转的动力学和运动学方程的最终形式.具体求解时,应首先定义章动参考系,由章动参考系的定义可写出p和V之间的关系,从而利用(5)式可解出 V,再代入(7)式可得天球参考极的岁差和章动.4刚体地球CIP轴的运动地球的形状轴、自转轴、角动量轴、CEP轴和CI P轴的定义及其动力学方程的描述见文献[16].按照周期(T)区间的划分,一般把外力矩分为T[ 015日、015<T<115日、T\115日三部分,即:L=L(T[015)+L(015<T<115)+L(T\115).(8)根据(5)式定义的CIP轴动力学方程为V#CI P-i R E V CI P=L(0.5<T< 1.5)A8,(9)pÂCI P+i(8-R E)p#CI P+8R Ep CIP+i8 V#CIP0+8R E V CIP0=iL(T[015)+L(T\115)A.(10) V CIP0是由(9)式解出的自由运动部分,在此合并到极移的方程中.可见CIP轴不但存在自由极移,而且还存在周期小于半日(高频项)和周期大于115日的受迫极移.由于除了固体潮引起的外力矩有严格的解析表达式外,其他摄动因素引起的外力矩目前研究的并不十分清楚,所以CIP轴的自由极移、周期小于半日和周期大于115日的受迫极移只是通过空间大地测量技术来测定.CIP轴的章动只包含周期大于2日(从地球上看周期大于015日且小于115日)的受迫运动.把(1)~(4)式代入到(9)式后求解,再代入到(7)式,得到2阶、3阶和4阶引潮力对地球CIP轴岁差章动的影响分别为$E CIP+i$W CIP sin E0=-i2DEJ2A#2,1A2108+R E t-2DEJ2A#2,1Ej X0A21j(X j+R E)n jexp[i(n j t-B j)],(11)$E CIP+i$W CIP sin E0=4DEJ3A#3,1A3108+R E t-i4DEJ3A#3,1Ej X0A31j(X j+R E)n jexp[i(n j t-B j)],(12)$E CIP+i$W CIP sin E0=i8DEJ4A#4,1A4108+R E t+8DEJ4A#4,1Ej X0A41j(X j+R E)n j exp[i(n j t-B j)].(13)在(11)~(13)式中,第一项是岁差项,第二项为章动项.其中n j=8-X j称为章动频率,且n0=X0 -8=0,B0=0;n-j=-n j,B-j=-B j,X j为潮波频率.值得注意的是,在考虑3阶潮汐力矩的影响后,黄经章动和交角章动出现了异向项(即:黄经章动出现了cos项,交角章动出现了sin项).由于文献[13]的潮汐展开只考虑到4阶,因此5阶岁差章动力矩对地球自转的影响没有列出.5刚体地球章动有关常数的确定文献[13]在对引潮力位进行展开时,所采用的地球赤道半径、月地质量比、地心引力常数、月亮视差正弦常数和Doodson常数分别为a=6378140m, L=M P E=010*******,G E=31986005@1020cm3#s-2,sin P=ac=010*******=34221451d,D(a)= 34GE MEac31a=263351838cm2#s-2.c为月球到地球的平均距离.在计算过程中还要用到地球动力学椭率,为了便于比较我们使用了文献[8]采用的地球动力学椭率,即e=C-AA=010********.(14)地球引力位模型可采用EGM96模型,注意引力位模型给出的带谐引力位常数是规格化的,在应用中必须进行如下转换:5693期张捍卫等:应用精密引潮力位展开建立刚体地球章动序列J n=(2n+1)J n,(15)其中地球引力位常数J2=0.48416510@10-3,J3=-0.95720109@10-6,J4=-0.53952118@10-6.(16)由于2阶带谐引力位系数与地球惯量张量元的关系为J2=C-AEa2,(17)根据(14)式,可得地球赤道轴的转动惯量为A=Ea2J2e-1(18)另外潮汐幅角变量和章动幅角变量的表达式可分别表示为H j(t)=X j t+B j=m(S)+j1(j)s+j2(j)h+j3(j)P+j4(j)N c+j5(j)P S,(19) N j(t)=n j t-B j=i1(l)+i2(l c)+i3(F)+i4(D)+i5(8),(20)其中,S是平太阴时,s是月亮平黄经,h是太阳平黄经,P是月亮近地点平黄经,N c是月亮升交点平黄经,P S是太阳近地点平黄经.l是月亮平近点角,l c 是太阳的平近点角,F=s-N c,幅角系数之间的变换规律是[8]i1i2i3-1 i4 i5-1=0010000001-1-1-10-101001-1-1-11-1j1j2j3j4j5,j1-1 j2j3 j4 j5=-10-1-100-10101000000-10101000i1i2i3i4i5.(21)6刚体地球章动序列的展开根据以上论述和最新的引潮力位展开[13],就可以建立刚体地球章动序列.郗钦文在考虑各种摄动改正后,给出的引潮力位展开共含潮波3070项,其中田谐潮波(m=1)共有1135项(2阶田谐潮波为809项,3阶潮波为287项,4阶潮波为39项).其计算公式为(11)~(13)式.为了计算章动振幅的速率,必须研究章动序列建立的潮波法[9]与分析力学方法[6]的理论关系.考虑到章动频率和潮波频率的特性后,可以把(11)式转化为$E CIP=-Em E Nj=18n j(P j-P(-j))@cos[i(n j t-B j)],(22)$W CIP=-Em E N j=18n j(P j+P(-j))sin E0@sin[i(n j t-B j)],(23)其中Em=2DE J2A#2,182,P j=A21j8(X j+R E)(j=-N,-N+1,,,-1,1,2,,,N-1,N),(24)而(12)和(13)公式可进行同样的转化.文献[6]中的A i j(从历表可得)和(24)式的P j存在着如下关系[8]:当i5=0时,有P j=P-j=-A0j sin(2E)P2,A0j=-(P j+P-j)P sin(2E);(25)当i5=1时,有P j=-A1j(cos2E-cos E),P(-j)=-A1j(cos2E+cos E),A1j=-(P j+P(-j))P2cos(2E);(26)当i5=2时,有P j=(-A2j P2)sin E(1-cos E),P(-j)=(A2j P2)sin E(1+cos E),A2j=2(P j+P(-j))P sin(2E).(27)这样可根据(25)~(27)式来计算黄经章动和交角章动振幅的速率.系数A i j和P j都是黄赤交角的函数,所以章动速率主要由黄赤交角的变化所引起.由于章动频率的变化对章动振幅的影响只限于1816年项,且很微小.这样可以推出章动振幅随时间的变化公式:当i5=0时,有d$E CIP(j)d td$W CIP(j)d t570地球物理学报(Chinese J.Geophys.)48卷当i5=1时,有d $E CI P (j )d t =$E CI P (j )-(tan E 0)ÛE -1n j Ûn j , (29a)d $W CI P (j )d t=$W CIP (j )-2ÛE tan(2E 0)-ÛE tan(E 0)-1n j Ûn j;(29b)当i5=2时,有d $E CI P (j )d t =$E CI P (j )ÛE tan H -1n j Ûn j ,(30a)d $W CI P (j )d t =$W CIP (j )2ÛEtan(2E 0)-ÛE tan(E 0)-1n j Ûn j ,(30b)其中ÛE =d E /d t ,Ûn j =d n j P d t 分别为黄赤交角和章动频率随时间的变化.对于所要计算的章动序列来说,要包括所有振幅大于1@10-6角秒的项,必须考虑地球自转和月球轨道运动之间耦合的2阶效应,文献[8]考虑的2阶效应精确到了0101@10-3角秒,其公式为DW 2=1.22sin28-0.09sin(2F -2D +8)+0.12sin(2F -2D +38)-0.02sin38+0.02sin(2F +38)-0.01sin(2F +8),(31)D E 2=-0.24cos28+0.07cos(2F -2D +8)-0.02cos(2F -2D +38).(32)根据以上结论,可以建立一个基于引潮力位展开的刚体地球章动序列,它一共包括了737个椭圆章动项,其中振幅大于011@10-6角秒的椭圆章动项569项(其中2阶圆章动项808项,岁差项1项,合并后的椭圆章动项523项,所有椭圆章动项的振幅超过了011@10-6角秒;3阶圆章动项287项,合并后的椭圆章动项188项,振幅超过011@10-6角秒的项数为43个;4阶圆章动项38项,岁差项1项,合并后的椭圆章动项26项,振幅超过011@10-6角秒的项数为3个).表1~表3分别给出了部分2阶、3阶和4阶田谐引潮力位引起的椭圆章动项振幅大于011@10-6角秒的刚体地球章动序列.表1 部分2阶田谐引潮力位引起的章动序列Table 1 Nutational series induced by the degree 2tesseral tide generating potential序号幅角周期P 日si n($W )$W P 10-6角秒cos($E )$E (10-6角秒P 世纪)10-22-2238488001750031697619-5316010010200001-679813833-1728442410-174391592282681091717300002-339911919207616142017-900971447114-11010323218413-268100100100105-1-12-1232301128213319010-53130106-20202161517421-3351201018615-0117-20201130514753460412416-243317-0128-20200109511724-99817-012014010920-201-943122537811011-311101010-30212-552162582219010-9110101121-20-150711574-421101*********-2-1202-471195013910010-151501013100-11438133511812010-71201014100-1041117847-307120100130101501002409123386810010-271101016-1011-388126706412011-2515010170100138519983-149312-11580918011180100036512596125512141214-135********-12-22365122492127215211-924215418200-1001-34616358-97313-11052417010210-12-2134616045-50417-01525717010s s s s s s s 29200-212121322739815014-214130103020-2020518924452313014-81701031-20021-19918401-50118-01527910010321-12-3219315549811010-312010330200118716714-71801031101034218216298157416012-3140105713期张捍卫等:应用精密引潮力位展开建立刚体地球章动序列572地球物理学报(Chinese J.Geophys.)48卷续表1序号幅角周期P日si n($W)$W P10-6角秒cos($E)$E(10-6角秒P世纪) 35002-2218216211-127754611-1251655336914-28916 360-2001-17718520-1417010518010 37002-211771843812611131218-670717-017 38002-2017313101-204714-012118010 3900-221-169100176915011-3818010 s s s s s s s4503000121175323013010-011010 46012-2212117494-4994512-4192161913-1114 47012-211191607435110013-19015010 48012-2011715394-6812010012010 49202-429617799-811010312010 s s s s s s s121100022717797-190140108210010 122100012716667610611611-319313-013 1231000027155466778411617-97212010 1241-22-222715544-112010015010 s s s s s s s209000221418297-45110101913010 210000211417974-61417-01631613010 211000201417653604111016-16118010 2120-22021417652-912010317010 213000-21-1417333-46015-01525516010 s s s s s s s248002021316608-23010416-22169152919-4719 249002011316334-3784310-38121940511119 250002001316061246614012-7117010 s s s s s s s34710202911329-2958614-2191261212-616 34810201911207-509310-511256518012 s s s s s s s52100262316182-016010012010 52220242315557-213010019010 52340222314953-110010014010表2部分3阶田谐引潮力位引起的章动序列Table2Nutational series induced by degree3tesseral tide generating potential 序号幅角周期P日c os($W)$W(10-6角秒)s in($E)$E(10-6角秒P世纪)10-11-11769760115000-107619-01842814-0112-101036549715195-9120103170103-101026159109384314010-14150104-10101323114841-22315-01341150105-10100219013447014010-13110106-1010-1165616085-110010010010711-10-14111806801201001001081-11-21411176270110100100109001-1136512423-014010011010 10-1110132811664-012010010010 11101-2219912322014010-011010 12101-2119315598-215010014010 13101-2018812014011010-012010 s s s s s s s38-10323710802-011010010010 39-10322710729-011010010010 4010303618449-017010013010 4110302618380-013010011010 4200323516329-011010010010表34阶田谐引潮力位引起的章动序列Table3Nutational series induced by degree4tesseral tide generating potential序号幅角周期P日c os($W)$W(10-6角秒)s in($E)$E(10-6角秒P世纪)10000-1679813833010010710010 200002-339911919014010-012010 3002021316608-0120100110107小结本文给出了高阶岁差章动力矩的表达式,建立了刚体地球极移和章动的联合动力学方程,理论上给出了CIP轴的严格定义和岁差章动的表达式.计算的刚体地球章动序列与文献[8]的序列相比较,发现相差最大的项是1816a的黄经章动项,相差约2@ 10-3角秒,这主要是所采用的潮汐展开不同所致.通过计算发现在2阶引潮力位引起的章动序列中出现了384880017500日的周期项,在3阶引潮力位引起的章动序列中出现了769760115000日和6549715195日的周期项.这3个长周期项在以往的章动序列中没有出现过,实际上在通过分析力学方法建立刚体地球章动序列时它们已经归并到了岁差项中.本文计算的刚体地球章动序列有737项,要比IE RS2003[17]采用的刚体地球章动序列RE N2000的678项多,理论上可以作为REN2000的参照或补充.但是振幅大于011@10-6角秒的椭圆章动项也只有569项,反而要比REN2000的项数少.这表明随着分析力学理论方法的完善和历表精度的提高,利用潮波法建立刚体地球章动序列的意义已经不明显了.参考文献(References)[1]Kinoshita H.Theory of the rotation of the rigid Earth.CelestialMechanics,1977,15:277~326[2]Wahr J M.The forced nutations of an elliptical rotati ng elastic andoceanless Earth.Geo physical Journal Royal Astronomic al Society,1981,64:705~727[3]Vondrak J.On the di rect i nfluence of the planets on the precessionand nutation of the earth axis of rotation.Bulle tin o f Astronomic alInstitute in Cze choslovak,1982,33(1):26~32[4]Vondrak J.On the di rect i nfluence of the planets on the precessionand nutati onÑEffects of planetary perturbations in Lunar orbit.Bulletin o f Astronomic al Institute in Cze choslovak,1983,34:184~190[5]Vondrak J.On the di rect i nfluence of the planets on the precessionand nutationÒEffects of planetary perturbations of the Earth.sorbi t.Bulletin o f Astronomic al Institute in Czec hoslo vak,1983,34(5):311~316[6]Kinoshita H,Souchay J.The theory of the nutation for the ri gid Earthmodel at the second order.Journal o f Cele stial Mec hanics,1990,48(3):187~265[7]Souchay J,Loysel B,Kinos hita H,et al.Corrections anddevelopments i n rigid Earth nutati on theory:III Final tables REN_2000including c rossed_nutation and spi n_orbit coupli ng effec ts.Astron.Ast rophys.Supp.Ser.,1999,135:111~131[8]Zhu S Y,Groten E.Various aspects of numerical determination ofnutatiom constantsÑ.Improvement of ri gid_Earth nutati on.Astronomic al Journal,1989,98(3):1104~1111[9]M elchi or P.The Tides of the Planet Earth.Oxford:Pergamon Press,1978[10]M athe ws P M,Herri ng T A,Buffett B A.Modeling of nutation_precession:New nutation series for nonri gid Earth,and i nsights i ntothe Earth.s Interior.J.Geo phys.Re s.,2002,107,B4,1011029P2001JB000390[11]郭俊义.同时顾及章动和极移的地球自转方程.武汉测绘科技大学学报,2000,25(5):393~395Guo J Y.The Earth rotati on equation consi dering nutation andwobble.Journal o f W uhan Technical Unive rsity o f Surveying andMapping(i n Chinese),2000,25(5):393~395[12]郭俊义.地球物理学基础.北京:测绘出版社,2001Guo J Y.The Foundation of Geophysics(in Chinese).Beiji ng:Si noMaps Pres s,2001[13]Xi Q W.The preci sion of the development of the tidal generati ngpotenti al and some explanatory notes.Bulletin rmations Mare esTerrestre s,1989,105:7396~7404[14]Roosbeek F.RA TG P95:a harmonic development of the tide_generating potential us ing an analytical method.Geo physical Journalo f Internat ional,1996,126:197~204[15]张捍卫,柴洪州,刘长建等.顾及高阶日月引潮力位的岁差章动力矩的推导.解放军信息工程大学学报,2002,3(1):1~4Zhang H W,ChaiH Z,Liu C J,et al.The deduction of the momentof precession and nutati on consi dering hi gh order tidal generati ngpotenti al.Journal o f In formation Enginee ring Unive rsit y o f PLA(inChines e),2002,3(1):1~4[16]张捍卫.动力大地测量学中的地球形变和地球自转研究[博士论文].武汉:中国科学院测量与地球物理研究所,2004Zhang H W.The researc h on Earth deformation and Earth rotation indynamical geodes y[Ph.D.thes is](in Chi nese).Wuhan:Institute ofGeodes y and Geophysics,Chinese Academy of Sciences,2004 [17]M cCarthy D D.IERS Conventions(2003),IERS Technical Note32(S),Observatoire de Paris,20031http:P P no.navy.mil P conv2000.html5733期张捍卫等:应用精密引潮力位展开建立刚体地球章动序列。
火星的岁差和章动
夏一飞;张承志
【期刊名称】《天文学进展》
【年(卷),期】2002(020)004
【摘要】火星是类地行星,火星动力学的研究不仅具有科学意义,而且还具有实际应用价值.火星的空间探测获得了许多有关火星极运动的重要资料,它与理论值的比较是检验火星内部结构的重要手段,也是为改进火星岁差章动理论提供依据的有效途径.介绍了当前国际上有关火星的岁差和章动研究的进展,分别对刚体火星的章动序列、火星内部结构参数化模型的建立和火星自转的简正模作了描述,并进行了简单的讨论.
【总页数】10页(P350-359)
【作者】夏一飞;张承志
【作者单位】南京大学天文系,南京,210093;南京大学天文系,南京,210093
【正文语种】中文
【中图分类】P126.5;P185.3
【相关文献】
1.IAU1976、1980及2000A岁差章动模型的比较 [J], 王明明;罗建军;马卫华
2.岁差章动模型更新等因素对坐标转换的影响 [J], 雷伟伟;张捍卫;李凯
3.岁差章动量的关系与坐标转换方法 [J], 马高峰;马国强;张捍卫;骆亚波
4.刚体地球CIP轴的极移和岁差章动 [J], 张捍卫;许厚泽;王爱生
5.IAU 2000和后IAU 2000岁差-章动模型中岁差量的二历元表达式 [J], 任树林;陶金河;傅燕宁
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地球定向参数的组合周成涛;周隽【摘要】地球定向参数(EOP)是空间科学和地球科学的重要数据.EOP产品由国际地球自转及参考系统服务组织IERS提供,分为预报解、快速解和长期解.IERS EOP 05 C04是最新的IERS EOP产品,与ITRF2005一致.本文详细介绍了IERS 05 C04的组合流程,并采用频谱分析对其进行质量评价,结果表明IERS 05 C04的极移相对于IERS C04在X方向的7d周期项,Y方向的14 d周期项有明显的改进.【期刊名称】《城市勘测》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】4页(P109-112)【关键词】极移;ITRF;IERS 05 C04【作者】周成涛;周隽【作者单位】重庆市勘测院,重庆400020【正文语种】中文【中图分类】P228地球定向参数(Earth Orientation Parameter,EOP)用于描述地球在惯性空间中的不规则变化,利用EOP参数可以实现天球参考框架到地球参考框架的转换。
国际上通常使用的EOP参数由国际地球自转与参考系统服务组织(International Earth Rotation and Reference Systems Service,IERS)提供,通过对各种空间大地技术的观测进行组合得到,包括:甚长基线干涉测量(Very Long BaselineInterferometry,VLBI)、激光测卫(Satellite Laser Ranging,SLR)和全球定位系统(GPS)。
IERS提供的EOP参数包括:天极补偿用(dpsi,deps)表示,用于对岁差/章动模型进行补偿;(UT1-UTC)用于描述地球自转的不规则性;极移用(xp,yp)表示,用于描述地球自转轴相对于地球本体的旋转。
EOP是空间技术发展的关键基础,各种航天器和探测器的轨道必须已知高精度的EOP。
而我国在EOP方面的研究还非常匮乏,为了满足日益发展的空间技术的要求应当借鉴国外相关经验[1,2]。
古人二十八星宿观测方法确定展开全文最初是古人为比较太阳、太阴、金、木、水、火、土的运动而选择的二十八个星官,作为观测时的标记。
“宿”的意思和黄道十二宫的“宫”类似,是星座表之意,表示日月五星所在的位置。
到了唐代,二十八宿成为二十八个天区的主体,这些天区仍以二十八宿的名称为名称,和三垣的情况不同,作为天区,二十八宿主要是为了区划星官的归属。
观测方法古代观测二十八宿出没的方法常见的有四种:第一是在黄昏日落后的夜幕初降之时,观测东方地平线上升起的星宿,称为“昏见”;第二是此时观测南中天上的星宿,称为“昏中”;第三是在黎明前夜幕将落之时,观测东方地平线上升起的星宿,称为“晨见”或“朝觌”;第四是在此时观测南中天上的星宿,称为“旦中”。
在长期观察后发现,二十八宿出没的周期和地面上的寒暑和四时变化的周期一致,于是,通过观测二十八宿的出没可以确定四时变化和季节。
古时人民为了方便于观测日、月和五大行星〔金、木、水、火、土)的运转,便将黄、赤道附近的星座选出二十八个做为标志,合称二十八星座、或二十八星宿。
角、亢、氐、房、心、尾、箕,这七个星宿组成一个龙的形象,故称东方青龙七宿;斗、牛、女、虚、危、室、壁,这七个星宿形成一组龟蛇互缠形象故称北方玄武七宿;奎、娄、胃、昴、毕、觜、参,这七星宿形成一个虎的形象,故称西方白虎七宿;井、鬼、柳、星、张、翼、轸,这七个星宿又形成一个鸟的形象,故称南方朱雀七宿。
由以上七宿组成的四个动物的形象,合称为四象、四维、四兽。
古代人民用这四象和二十八星宿中每象每宿的出没和到达中天的时刻来判定季节。
古人面向南方看方向节气,所以才有左东方青龙、右西方白虎、后北方玄武、前南方朱雀的说法。
二十八宿的形成与演变赵永恒、李勇(中国科学院国家天文台 100012)一、引言二十八宿是中国传统天文学的重要组成部分,它们分别为:东方七宿:角、亢、氐、房、心、尾、箕;南方七宿:井、鬼、柳、星、张、翼、轸;西方七宿:奎、娄、胃、昂、毕、觜、参;北方七宿:斗、牛、女、虚、危、室、壁。