天球和地球历书原点

国际天球参考系的使用、观测精度的提高和方法的改善要求采用与地球轨道运动无关的运动赤道上的起算点，Guinot提出的非旋转原点可作为这样一种选择。非旋转原点依赖于天球参考极。IAU决定从2003年起采用天球中间极作为天球参考极。非旋转原点在天球参考系的使用，可给出在天球中间极赤道上的天球历书原点，非旋转原点在地球参考系的使用，可给出在天球中间极赤道上的地球历书原点。回顾了非旋转原点的概念、以历书原点为参考的天球参考系和地球参考系的坐标变换，经出了在微角秒精度下天球参考极的坐标和历书原点的位置，讨论了采用历书原点对测定UT1的影响，指出当岁差章动模型、天极补偿、分点改正得到改善时，基于历书原点的UT1定义不需要更改，从而保证了UT1的连续。     

极移的解及其参考系

通过对偶然误差、系统误差和残差关系的分析,证明了ILS五站非极地方系统变化的存在;论证由此而导致CIO的不可确定性;指出参考系原点的这种不确定是产生极移和地方漂移不确定解的根源;因此问题的关键是明确或选择合适的参考系原点。     

岁差模型研究的新进展——P03模型

简述了岁差P03模型提出的背景情况;指出IAU1976岁差模型的缺陷, IAU 2000A岁差和章动模型中虽有改进但仍不完善;对IAU2006岁差模型(即Capitaine提出的P03模型)作了介绍,并将其与其他岁差模型L77、B03和F03进行了比较;述及GCRS至ITRS的2种表达方法,基于春分点的岁差和章动旋转角方法和运动参考架CIO的X、Y、s的方法;给出了CIP和CIO位置确定的各种方法以及其精度;最后叙述了20世纪IAU采用的岁差一章动模型和IAU天文常数工作组的有关情况,给出了在惯性参考架中"非旋转原点"的运动.     

国际地球参考框架(ITRF)的原点和无整体旋转

目前国际地球参考框架(ITRF)建立和维持中,参考架原点和其定向随时间演变的约束上,并没有遵循协议地球参考系(CTRS)的定义。ITRF的定义和实现不一致的这种特征,将对毫米级地球参考框架的构建产生重要的影响。分析和讨论了最新的国际地球参考框架(ITRF2005)的原点和定向随时间演变的问题,并提出了目前可能解决的办法。     

关于1949—1976年的地极运动

利用国内外四十一个台站的纬度观测资料,分别就地极的长期和周期分量进行研究。建立了以1968.0年平北极为原点的地极坐标系统,用极原点三字的汉语拼音缩写JYD(1968.0)表示。并给出了1949.0—1976.9年的地极坐标。     

世界时的概念还需要吗

地球自转速度的不均匀性的存在使传统的世界时的概念变得复杂、模糊和不精确。引进赤道上的无旋转原点代替历书春分点并不能使上述问题得到解决。世界时曾在三个方面起过作用：（1）提供一个均匀的时间尺度；（2）是描述地球参考系和天球参考系之间关系的参数之一；（4）为协调时UTC跳秒提供依据。这里的第一项作用早已被国际原子时尺度所取代。第二项作用可以由恒星时更直接更简单地实现。第三项作用可通过恒星时与“坐标恒星时”之差的测定来实现。因此，作者认为，世界时这一传统概念已无继续存在的必要，长期以来由于世界时的概念所引进的各种矛盾只有在抛弃世界时的概念后才能和彻底解决。     

ILS系统的极原点及其测站的长期漂移

本比较了1962.0－1979.0期间ILS和BIH的地极座标，求出了ILS的极点及其纬度观测站对于BIH系统在此期间的长期漂移，结果表明ILS 极原点对于BIH系统存在约0″.0013/年向西经约83.°4的长期漂移，但ILS极原点的长期漂移主要是极性的。     

全球水分布和气压变化对固体地球质心位置的影响

根据IERS决议,国际地球参考系的原点是地球固体部分、海洋和大气的共同质量中心因此,地球上流体部分质量分布变化会改变固体地球质心相对于国际地球参考系原点的位置变化．空间技术如SLR和GPS的观测结果表明,固体地球质心可能有幅度达10毫米的位置变化,所以给出固体地球质心位置变化以及地球物理原因已成为重要问题.本文采用了全球4000多个地面气象台站从1949到1982年的月平均降水、温度和气压值,对水和大气的分布变化引起的固体地球质心位置变化进行了计算,得出水储量分布变化对固体地球质心运动比气压分布变化有更大的贡献,固体地球质心位置变化的最大值可达4毫米．     

限制性三体问题中摄动运动方程的坐标系选择

针对限制性三体问题,分别选取以中心天体和摄动体质心为坐标原点的惯性系,及以中心天体为坐标原点的非惯性系,讨论了不同坐标系下天体运动轨道描述的异同。利用运动天体轨道能量E的大小,可以确定受摄运动方程采用椭圆轨道根数还是采用双曲线轨道根数进行描述。为此,推导出一个关于轨道半长径和偏心率满足的临界关系判别式。结果表明,在摄动天体质量较大的情况下,非惯性系中存在大量轨道,这些轨道在原惯性坐标系中是稳定的椭圆轨道,转换到非惯性系中后却无法用椭圆轨道根数进行描述。只能引入双曲线轨道根数来描述轨道,由此将产生非惯性系下摄动运动方程轨道根数类型选择问题。最后,指出选择雅可比坐标系可以避免上述问题,并推导出适用于任意运动区域的具有统一形式的摄动函数展开式。     

最新规范的参考系及有关问题

在简要阐明参考系、参考架及其历史重大进程的基础上,对几种重要的、最新规范的参考系/参考架(质心天球参考系和地心天球参考系、国际天球参考系、国际地球参考系、太阳系动力学参考系等)的定义、实现和特点作了评述和分析,并对最新规范中与参考系、参考架有关的某些新概念的定义和新模式的应用(自2003年开始贯彻),如:天球中介极(CIP)、天球历书原点(CEO)、地球历书原点(TEO)、地球自转角的新定义、岁差-章动新模式的应用,作了阐述和讨论。     

自旋致密双星后牛顿哈密顿系统轨道动力学数值研究

由中子星或黑洞构成的旋转致密双星后牛顿哈密顿系统属于相对论二体问题,该系统不但含有丰富的共振和混沌等动力学现象,而且成为探测引力波的理想天然波源.引力体的轨道动力学性质会在引力波中得到反映.因此,实际天体的混沌性既可能是对引力波探测的挑战,又可望是获得观测效应的机遇.本学位论文正是在这样的国际学术氛围下数值研究旋转致密双星后牛顿保守哈密顿动力学问题.基于最小二乘法原理我们构造了单和双标度因子等几种流形改正方法,分别对旋转致密双星后牛     

1.2m地平式望远镜视场旋转角的理论计算

利用光线追迹法和矩阵光学的方法分析了1.2m天文望远镜折轴平面反射镜系统在望远镜的方位轴、高度轴转动时所引起的像方视场的旋转,分别用两种方法给出了一致的目标图像旋转与望远镜高度角、方位角之间变化的函数关系式,并将地平式装置引起的物方视场旋转在球面坐标系下的旋转量转换到平面直角坐标系中,最终得到整个望远镜系统的视场旋转量,为实时改正这些旋转量提供了理论依据.     

2000年以来国际天文学联合会(IAU)关于基本天文学的决议及其应用

1991年以来,在国际天文学联合会(IAU)全体大会上,通过了一系列关于天文参考系、时间尺度和地球自转模型的决议,其目的是为了适应不断提高的天文观测精度。其中最重要的3次,分别是在1997年的京都,2000年的曼彻斯特和2006年的布拉格通过的IAU 1997,IAU 2000和IAU 2006决议,主要的变化包括:从与历元有关的动力学参考系到与历元无关的运动学参考系,从参考系的恒星实现到河外射电源实现,从春分点到无旋转原点,以及岁差-章动模型的改进。由于这些决议在参考系转换等方面引入了很多新概念和新方法,对教学、研究和应用都产生了不小的影响,对它们进行解读,澄清概念,规范使用是有必要的。首先介绍IAU关于时间尺度和天文参考系的重要决议,并重点介绍IAU 2000和2006的每一条决议:然后详细介绍其应用:包括时间系统,国际天球参考系和岁差-章动模型,并和对应的旧系统进行比较;最后对这些决议的使用提出建议。     

旋转黑子的太阳周时间延迟研究

统计结果显示23周旋转黑子的纬度随时间的变化呈蝴蝶图分布.对23周旋转黑子蝴蝶图和黑子蝴蝶图两翼的4条拟合曲线间的均方差随相位变化进行研究的结果表明:黑子蝴蝶图南北半球之间、旋转黑子蝴蝶图南北半球之间以及在同一半球旋转黑子蝴蝶图和黑子蝴蝶图之间存在着系统的时间延迟.这说明:23周南北半球太阳黑子活动不是同时发生的,南半球和北半球之间存在着系统的时间延迟或提前(相位差),且是南半球滞后于北半球;23周旋转黑子蝴蝶图和黑子蝴蝶图之间存在着相位差,且是旋转黑子蝴蝶图滞后于黑子蝴蝶图,观测滞后值略小于发电机模型预言的理论值.     

黑子暗条旋转速度的轴向分布

本文给出了六个不同黑子暗条的旋转角速度、整体平移速度和它们的半径沿暗条轴的分布。结果表明:较短的活动型暗条旋转方向沿轴不变,角速度大小单调变化,并能改变暗条的缠绕状态,成为产生日珥等离子体宏观不稳定性的一种可能机制。而较长的宁静型暗条可能存在着缠绕结构,其运动较为复杂,旋转方向沿轴向发生变化。这两类暗条的整体视向速度和旋转角速度之间似乎存在着正的相关性。最后对旋转动能也作了估计。     

黑子暗条旋转速度的轴向分布

本文给出了六个不同黑子暗条的旋转角速度、整体平移速度和它们的半径这三者沿暗条轴的分布。结果表明:较短的活动型暗条旋转方向沿轴不变,角速度大小单调变化并能改变暗条的缠绕状态,成为产生日珥等离子体宏观不稳定性的一种可能机制。而较长的宁静型暗条可能存在着缠绕结构,其运动较为复杂,旋转方向沿轴向发生变化。但这两类暗条的整体视向速度和旋转角速度之间似乎存在着正的相关性。最后对旋转动能也作了估计。     

影响星系旋转曲线的几个因素

本文讨论了可能影响星系旋转曲线的若干因素,特别是星系整体运动和星系内局部运动对旋转曲线的影响。     

基于ITRF96和ITRF97的全球板块运动模型

利用国际地球自转服务(IERS)发布的国际地球参考架ITRF96和ITRF97的水平运动,分别建立了完全基于现代空间大地测量实测结果的新的现今全球板块运动模型．研究表明,ITRF96和ITRF97与协议地球参考架(CTRF)的无整体旋转(NNRNo-Net-Rota-tion)的定义不符,都存在一个整体旋转．ITRF96参考架的旋转角速度约为0．11°／m．yr,旋转极位于N-4．13°,E89．3°;ITRF97的旋转角速度约为0．10°／m．yr,旋转极位于N-27．2°,E74．7°．这种不一致性对ITRF96和ITRF97的高精度应用和长期维持、地球自转参数的长期变化都将产生一定的影响。     

依巴谷参考架惯性特征

通过分析和比较依巴谷自行系统与FK2．0自行系统之间的关系，研究了依巴谷系统的惯性问题，指出该系统可能然存在较大的非惯性剩余旋转。     

怎样才能察知宇宙在旋转

地球、月亮、行星、太阳、恒星无不在旋转,庞大的星系也在旋转。但是,我们的宇宙在旋转吗?如果是,怎样才能察觉到呢?大多数物理学家认为考虑宇宙是否在旋转毫无意(?)。1983年,奥地利物理学泰斗恩斯特·马赫(ErnstMach)曾提问:“宇宙相对于什么在旋转?”接下来,爱因