关于天球参考报

章动序列计算和地球定向参数测定需要一个中间的天球参考极作参照，1984年，采用IAU1980章动理论，选取天球历书极作为参考极，利用改善岁差章动模型和由天文测地新技术确定地球定向参数实现的天球历书极，其精度可达0．1mas，随着理论和观测精度的提高，在微角秒量级下，章动和极移模型中周日和半周日成分分应被考虑，地球定向参数的高频成分已被测定，因此天球历书极的原先定义不再适用，需要更改，叙述了不同天球参考极的概念，天球历书极的定义，评述了天球历书极目前实现及其缺陷，介绍了新的天球参考极－天球中间极的定义及其实现。     

章动计算的新问题

本文讨论了奥泊策项对测定纬度变化和极移以及对绝对测定赤纬的影响,并建议以消除日月极移影响的地球自转轴与天球的交点作为天极的定义。近似地,可以认为天极是自转轴的周日平均方向与天球的交点。     

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。     

非刚体地球的受迫章动奥波策项和倾斜模

讨论了非刚体地球受迫章动奥波策项与简正模表达式中倾斜模的关系。结果表明天球历书极章动中倾斜振项对应于角动量极的章动,在球历书极章动与角动量极的章动奥波策项之和。同时还给出了岁差速率与自转极的章动奥波策项间的数学关系。     

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。     

VLBI基线定向的奥波策项变换矩阵

本文推算了甚长基线干涉仪基线定向的奥波策项变换矩阵,指出:(1)由于奥波策项变换矩阵可以预告,使用天球历书极将使基线定向的坐标变换模型比使用伍拉德极更简单;(2)如果用甚长基线干涉仪来求周日极移,则必须使用伍拉德极。     

地球的较差转动及其天文动力学效应

文中首先探讨了地球存在较差转动的可能性,证明了即使对于地球这样小的行星,其内部仍然可能存在较差转动。然后对地球较差转动规律及可能引起的三种地球动力学效应进行了分析;这三种地球动力学效应是：地球自转速率的近十年变化,黄赤交角的非摄动长期变化以及液核和固核所引起的近周日自由摆动及其对章动的影响。对这三种地球动力学效应的研究将有助于另一角度了解地球内部的结构及其运动形态。     

弹性地球各种几何轴和物理轴的定义

基于经典的弹性地球自转动力学理论,建立了极移和章动的联合动力学方程。由此给出了弹性地球各种几何轴和物理轴(Tisserand轴、自转轴、瞬时形状轴、角动量轴、CEP和CIP轴)的极移、岁差章动的动力学方程,明确了各种轴的定义及其之间的理论关系。理论研究表明,联合动力学方程要比经典动力学方程综合性强易于理解,可同时求解极移和章动,特别是在文[1]理论中出现的倾斜模(TOM),在此只是作为了一个特解而存在。     

岁次辛卯话地球（续二）

章动与极移 地球的自转实质上是地球作为一个天体绕质心作“定点转动”,地球又与它的卫星月球一起绕太阳公转,绕地月的共同质心作旋转运动。因为地一月系统的质心在地球本体内,故使地球自转轴的方向既在空间变化,又在地球的本体内变化;空间变化表现为“章动”和“岁差”;本体变化表现为地极的迁移（如周年极移、钱德勒摆动等）。举例来说,     

周日、半日地球自转变化研究进展

主要介绍了周日、半日地球自转变化研究进展。首先介绍了周日、半日地球自转变化的研究发展历程以及主要激发因素,近几十年来,由于GPS、VLBI、SLR等观测技术和分析精度的提高,已能用几小时甚至1～2 h的观测数据求解地球自转参数(极移和自转速率变化),并从中检测到明显的周日、半日自转变化。与海潮模型所预测的结果进行比较,在主要的周日、半日潮波频率上,两者的振幅和相位符合得较好,特别是对UT1,符合度为90%左右,极移为60%左右。目前,仍有30%的极移周日、半日激发因素没有确定。然后对20世纪80年代以来关于极移和UT 1的周日、半日变化研究应用,以及不同的全球海潮改正模型作了较为全面的综述,现有的海潮改正模型存在10%～20%的误差,需要进一步的精化。最后对周日、半日地球自转变化的未来研究工作作了简单的展望。     

国内天文地球动力学中的潮汐研究

简要说明了天文地球动力学范畴内所研究的潮汐现象，包括由日月引潮力引起的固体潮、海洋潮、大气潮和由于地球自转轴的极移引起的极潮，以及这些潮汐对地球自转和地球自转的测量产生的效应。重点阐述中国天文学界在这一领域里的研究成果。这些研究涉及潮汐影响地球自转的机制，也就是各种潮汐效应与极移、自转速率变化和章动的关系，包括构建这类关系的理论模型，分析潮汐对它们的影响，利用中国古代丰富的天象记录计算地球自转的长期减慢，计算弹性或滞弹地球的洛夫数，依据某一地球模型计算潮汐效应或章动序列等等。研究也涉及在测量地球自转参数的不同技术中各种潮汐效应对测量结果产生的影响及其改正，并涉及与潮汐有关的观测方法的优化和数据处理过程的改进。最后介绍了中国学者所发现的脉冲星的周期和周期变率测量中的潮汐效应，尽管它们的量级甚微，但不容忽视。     

环火卫星运动的坐标系附加摄动及相应坐标系的选择

与处理地球卫星相关问题类似,在研究和处理环火卫星(尤其是低轨卫星)的轨道问题时,宜采用火心历元平赤道坐标系,即火心天球坐标系,其xy坐标面和x轴方向就是相应的平赤道面和平春分点方向.与地球的岁差章动现象类似,在该坐标系中,火星赤道面在空间的摆动同样会引起坐标系附加摄动.采用类似对地球岁差章动的处理方法,在一定精度前提下,基于IAU2000火星定向模型,处理了火星赤道面摆动中的岁差效应,并在此基础上,研究岁差对环火卫星轨道的影响,给出了相应的火星非球形引力位的变化及其导致的卫星轨道的坐标系附加摄动解,其表达形式简单,引用方便.与高精度数值解的比对表明,该分析解能够满足通常的精度要求.因此,在处理环火卫星(即使是低轨卫星)轨道及其相关问题时,可以采用统一坐标系:火心天球坐标系.而不必像当初处理地球卫星那样,为了避免计算坐标系附加摄动而引进一种混合型赤道坐标系,即采用瞬时真赤道面和历元平春分点方向作为其xy坐标面和x轴方向.在统一坐标系的选择下,实际工作中就不会存在坐标系转换的麻烦.     

天体的视运动

一、天体的周日视运动 在晴朗的夜晚,仰望天空,眼前像有一个半球形的夜幕天穹,上面点缀着无数星星,感觉自己仿佛是处在这个天穹的中心,这就是人们对“天球”的印象。天文学家为了研究天体的位置和天体的运动引入天球的概念,定义天球是以地心为中心,以无穷远为半径的假想球,所有天体都分布在天球上,地球自转轴的延伸叫天轴,天轴与天球的交点叫天极。由于地球自西向东转,人们不觉地球运动,却看到所有天体都围绕着天轴自     

地平坐标系

上一次,我们谈到了所有的天体看起来都好像镶嵌在一个巨大的天球上,而由于地球的自转,每天整个天球连同上面的恒星绕天极旋转一周,称周日视运动;在我们看来,恒星之间的相对的位置随时间没有变化,而人们把天球上的恒星划分到一个个星座当中。然而,星座只是对天体方位的一个粗略的描述,如果希望更加精确地、定量地描述天体在天球上的位     

极移研究的历史和最新结果

自转使地球产生形变,形变反过来又引起一些复杂的自转现象。它们有:希勃切斯在二千一百年前发现的岁差,布雷德利在二百三十年前发现的章动,以及二百一十年前就被预言但当时尚先观测的极移。本文讨论极移,必须把它与岁差和章动严格区别开来。地球是一个扁球体,包含极轴的每一个截面是一个椭圆;在赤道部分隆起,内部各等密度层都是一些扁球。太阳和月亮通常位于地球的赤道面之外,它们的引力使旋转着的地球产生一个陀螺     

极移的地震激发研究

本文采用Harvard目录中1977－1994年间的地震有关参数，及Dahlen计算的地震引起地球惯量矩的变化有关公式，得到由地震引起的极移要比观测值小2个量级．单个地震引起的极漂移呈现随机特性，但它的累积效应却表现出长期的变化，地震引起激发极的运动方向趋向于130—150°E，它与观测极漂移的方向相反．本文这一分析结果将随着观测技术的不断改进及观测精度的提高而得到证实．当考虑地球液核效应时，地震也可能对地球液核自由章动产生影响．我们的分析表明，大地震的这一影响与VLBI检测出的结果相比较，它在观测精度以下．     

新参考系的引入对天体测量学的影响

由于观测、参考架、模型、时间尺度精度的不断提高和完善，国际天球参考系(ICRS)被引入使用，IAU2000年大会决定从2003年起采用新的天球中介极(CIP)、新的天球中介原点(CIO)、新的岁差一章动模型和新的UTI定义等，并定义了新的中介的运动参考架，由此给天体测量学带来很大的影响，天体测量学的内容和实践发生了许多重要的变化。据此，对天体测量学的术语、概念和定义的变化作了描述，并讨论了变化的原因和对天体测量学的影响。新的一套天体测量理论和方法正在变更之中，我们应及时跟上这个领域的发展步伐。     

地球动力学扁率及其与岁差章动的关系

由岁差常数求得的日月岁差是天文学的重要参数之一,它和地球动力学扁率相联系。地球动力学扁率在章动理论的计算中也是一个重要的物理量。介绍了由不同的观测方法和模型给出的地球动力扁率值,并讨论了它也岁差的关系和对章动计算的影响。在刚体地球章动振幅的计算中,地球动力学扁率值起着尺度因子的作用,要改善刚体地球章动振幅的计算,需要修改目前的黄经总岁差值。非刚体地球章动的转换函数中所采用的简正模和常数都直接或间接地依赖地球动力学扁率值。在IAU1980章动理论中,计算刚体地球章动振幅所使用的地球动力学扁率值计算转换函数中简正模频率和常数所使用的地球动力学扁率值并不一致。随着观测和计算精度的提高,地球动力学扁率值的不一致将影响章动振幅的计算。在建立刚体地球章地动理论中,如何解释地球动力学扁率值的差异,如何选取地球动力学扁率值,还有待进一步的研究。     

天文知识讲座(4)——天球坐标与行星的视运动

一、天球坐标系 天体在天球上的视位置,可以用天体在天球的球面坐标来表示,天文常用的球面坐标系有地平坐标系、赤道坐标系和黄道坐标系。 1.地平坐标系 地平坐杯系有两个参量:地平高度和方位角。观测者的头顶方向与天球相交点叫天顶点(Z)。从观测者脚底方向与天球的交点叫天底(Z′)。与天顶和天底连线     

地球自转极移近120天准周期变化的小波分析及其大气激发机制

本文利用小波变换这一新的频谱分析方法研究了地球自转极移近１２０天准周期变化的时频特征，证实了在极移序列中存在显著的近１２０天准周期振荡，得到了极移准周期变化的周期与振幅随时间变化的规律．以地球自转动力学为基础，在时域内分析了大气变化对自转极移季节内变化的激发．表明大气激发在本文所研究的频段内是极移短周期变化的主要激发源。并发现在极移近１２０天准周期振荡平静时期，发生ＥＬＮｉｎｏ事件，同时日长变化近１２０天准周期变化增强．