天文地球动力学中的相对论效应

天文地球动力学利用空间与地面观测手段，监测和研究地球整体与各圈层的物质运动以及它们间的相互作用，这都离不开广义相对论及的时间与空间。随着空间对地观测精度的，为了充分利用高精度观测提供的信息，在天文地球动力学的研究中必须考虑相对论效应。所涉及的相对论效应包括：（1）相对论参考系的建立，（2）在恰当的参考系中对观测者和被观测对象的相对论运动方程（平动和自转）的描述，（3）观测者和被观测对象间的电磁信号传播，（4）依赖于坐标选择的结果与具有物理意义的可观测量的转换，（5）某些基本概念在定义在广义相对论框架下的重新确认。本文对天文地球动力学中的这些相对论效应作了简要的评述。     

地球形状间接摄动

本比较分析了用两种不同方法求得的地球形状间接摄动公式；通过建立地球质量多极矩与地球引力场系数的关系。证明了当只考虑地球质量四极矩是[1]与[2]公式的等价性；因而尽管[1]方法给出的公式更完整，但在目前观测精度下这两套公式可以等价使用。     

天文地球动力学中的相对论效应

天文地球动力学利用空间与地面观测手段 ,监测和研究地球整体与各圈层的物质运动以及它们间的相互作用 ,这都离不开广义相对论涉及的时间与空间。随着空间对地观测精度的提高 ,为了充分利用高精度观测提供的信息 ,在天文地球动力学的研究中必须考虑相对论效应。所涉及的相对论效应包括 :( 1 )相对论参考系的建立 ,( 2 )在恰当的参考系中对观测者和被观测对象的相对论运动方程 (平动和自转 )的描述 ,( 3 )观测者和被观测对象间的电磁信号传播 ,( 4 )依赖于坐标选择的结果与具有物理意义的可观测量间的转换 ,( 5)某些基本概念与定义在广义相对论框架下的重新确认。本文对天文地球动力学中的这些相对论效应作了简要的评述。     

广义相对论框架中的IAU时间尺度和参考系

简要地回顾和介绍了IAU时间尺度和参考系的历史和进展，其主要内容：（1）牛顿时空观和相对论时空观，（2）IAU各种时间尺度的历史演变和相互关系；（3）IAU的天文参考系，有关的最新决议,相对论框架下度规及其规范问题，四维时空中的空间1PN坐标变换，也介绍了一些有关工作，阐明了与IAU最新决议稍有不同的观点，指出目前IAU有关决议可能仍存在的某种程度上的不完善。     

GPS卫星应用于天球参考系连接之初探

本论述了利用GPS卫星的射电与光学定位实现参考系连接的基本方法,并对参考系连接的精度作了分析，探讨了中国VLBI网利用GPS卫星进行参考系连接的可能性。章认为以VLBI、CCD技术为观测手段，利用GPS卫星可使射电参考系与恒星参考系在0.″01甚至更高的精度上得到连接。     

相对论天文参考系的回顾与展望

国际天文联合会(IAU)在1991年和2000年分别通过了关于相对论天文参考系的重要决议。特别是2000年的决议,以两个互相等价的相对论N体多参考系理论:Brumberg-Kopeikin体系和Damour-Soffel-Xu体系为基础,构造了严格且自洽的一阶后牛顿(1PN)的局部参考系和全局参考系,并给出了相应的坐标变换规则。IAU2000决议发表后的10多年里,已经开始应用在一些高精度的天体测量数据处理模型中,但是其工程化应用还没有得到广泛实现,特别是目前为止我国没有将其应用到具体的天文观测或者空间探测计划中。因此有必要对IAU的相对论天文参考系理论做一个系统的解读。首先介绍了IAU在1991年给出的一个简单的相对论参考系决议;随后在第3章和第4章详细讨论了Brumberg-Kopeikin理论和Damour-Soffel-Xu体系;接着,详细给出了IAU2000年大会关于相对论参考系的决议内容;最后,讨论了IAU2000决议的工程化应用、近10多年来的理论发展以及对未来的展望。     

相相对论性天文参考系研究进展

国际天文联合会(IAU)在2000年的决议上以两个互相等价的相对论N体多参考系理论——Brumberg-Kopeikin体系和Damour-Soffel-Xu体系为基础,构造了严格且自洽的一阶后牛顿(1PN)的局部参考系和全局参考系,并给出了相应的坐标变换规则。回顾了IAU2000决议关于参考系理论的核心内容,并指出该参考系理论的主要优点和理论不足。结合决议发表前后国际上对相对论参考系理论的一系列扩展研究,详细总结了在二阶后牛顿推广、参数后牛顿化以及太阳系非孤立引力系统等方面对参考系理论的研究进展,并讨论了未来的理论研究发展以及对实际天体测量的影响。     

相对论参考系中的时延问题

处理光传播时延观测模型时，一般有两种作法，即在BRS或GRS中处理，但这两种结果，进行参考系间的时延转换时并不严格相等。本对这一问题作了仔细分析，指出总理 的根源在于他们使用的时延转换公式并不精确，应以修正，中推导出这些改正项，并用新的时延转换公式严格证明了在PN1精度下与时延有关的观测模型在两类参考系中的等价性。     

含有反常质子的反常中子星II.非均匀星体模型

文[4]用均匀星体模型研究了含有反常质子的反常中子星,本文是文[4]的继续.本文计算了含有反常质子的反常中子星的非均匀星体模型,结果列于表2以及示于图1—4.     

对月日潮汐摩擦耗散的估计

月日潮汐摩擦和地球惯量矩变化是日长长期变化的主要原因．在本文中，利用最新的地球物理和古生物钟数据，对过去15亿年以来的月日潮汐摩擦、地球惯量矩变化和日长长期变化等作了数值对比研究．由此得到二个重要结论：一是仅利用地球的自转形变不能解释J2的变化，这说明地球的重力分异现象至今仍存在着；其二是在几亿年前的潮汐摩擦比现在大得多，若取潮汐耗散与距离的立方成反比时，理论结果与由古生物钟得到的回归年日数和朔望月日数数据较为符合。     

类星体吸收线红移系统的证认方法——Ⅱ.对OQ172的应用及讨论

1.按文[1]所述的原理和步骤证认了高红移类星体 OQ 172(PKS 1442 101)光谱中的吸收线红移系统。所得的四个系统分别具有红移值2.07010,2.56312,0.17546和0.17910。 2.用 Monte Carlo法对文[1]的随机证认概率模型作了验证,结果令人满意。 3.讨论了文[1]所述证认方法的优点以及有待进一步研究的问题。强调指出选择效应对通常所用方法的影响,文[1]的方法则避免了这类选择效应。     

类地行星聚合过程的计算机模拟

本文在文[1]、[2]的基础上建立了原太阳星云模型,并对“由小星子聚合连结成类地行星”的理论假设进行了模拟计算。 计算结果表明:在碰撞聚合过程中,小星子逐渐聚集并形成几个在近于共面的圆轨道上运动的大行星;如果初轨根数和其他参数选择得恰当,就可以得到与实际类地行星系统大致相符的结果。     

新状态方程下中子星的性质

利用扩展的Skyrme作用可从Hartree-Fock多体理论中给出一种新的状态方程。本文在这个状态方程的基础上研究了静态中子星的性质。对于SKM和SG2这两个较好的Skyrme相互作用模型计算得到中子星的最大质量分别为Mmax=1.7M。，Max=1.67M。，此外，本文还研究了中子星的其它性质，如引力红移、惯量矩等，计算结果与观测以及Glitch模型符合。最后还发现在这种状态方程下，中子星冷却仅能通过冷却速度相对较慢的修正的Urca过程来实现。为便于比较，文中还计算了AV14＋TBF和Paris TBF这两种三体相互作用模型下的中子星的性质。     

上海VLBI，SLR和GPS站站坐标的精密测定和精度估计

本文对作为全球地球参考系基准站的上海VLBI，SLR和GPS站的站坐标进行了仔细的分析研究，并重新精密测定了SLR，GPS站的站坐标，给出了较可靠的精度估计，澄清了IERS的综合解所给出的上海SLR站站坐标存在的问题。     

太阳系天体地面VLBI观测的相对论时延模型

以太阳系质心参考系为基础，根据太阳系的质心参考系和非旋转地球质心参考系的坐标转换关系，推导了太阳系天体地面VLBI观测的相对论时间延迟模型，给出了一个通用的解析表达式．根据这一公式可以得到平劲松博士所采用的公式，以及当地心与源的距离无限大时，可得河外射电源VLBI观测的Zhu—Groten模型、Shapiro模型和IERS(92，96)推荐模型．所推导的公式严格解析且无误差，在实际应用中建议采用这一公式．同时详细地讨论了所推导公式的实用范围和各种舍掉项的量级估计，并详细给出了时间延迟理论模型的计算步骤．     

中国天文学会学术会议(序号90):天体测量、天体力学和大地测量中的相对论问题(1989年8月1—6日,嵊泗)

中国天文学会天文地球动力学专业委员会,上海市天文学会和江苏省天文学会于1989年8月1—6日在浙江嵊泗联合举办了“天体测量,天体力学和大地测量中的相对论问题”(Relativity in Astrometry,Celestial Mechanics and Geodesy)研讨会。来自天体测量,天体力学,大地测量和天体物理领域的专家35人参加了会议。会议就相对论时空观,相对论参考系和相对论天体力学三个专题作了系统综述和讨论,并结合科研工作进展就VLBI,激光测距在测地工作中应用所需考虑的相     

对两种GPS解算方案的残差统计检验评估

文[1]和[2]中提出根据拟合后剩余残差的统计检验来全面评估解算,其想法是除了一般采用的ＲＭＳ和协方差外还试图以更多的统计量来反映解算更细致的差别.将其应用于Ｌａｇｅｏｓ激光资料的处理,文[3]鉴别了具有相同ＲＭＳ水平而差异较大的不同解算.但是除了理论上的依据外,文[3]事实上未能表明其中残差分布较合理的解确实优于其余的情况.本文的目的之一是试图改进这一不足之处.采用由美国喷气推进实验室(ＪＰＬ)发展的ＧＰＳ数据处理软件ＧＩＰＳＹ,本文比较仅固定精密星历(ＦｉｘｅｄＰｒｅｃｉｓｅＯｒｂｉｔｓ,简称为ＦＰＯ)和同时固定精…     

太阳系某些天体的纬度和倾角变化范围

本文在文[1]的基础上,利用其中关于一般三体问题的运动区域的结论,具体讨论了太阳系中太阳、木星、土星以及太阳、海王星、冥王星所组成的两组三体问题,并计算了木星、土星、海王星和冥王星的轨道面倾角和纬度的变化范围,结果与文[1]的结论相符。     

地震位移场对极移的激发

本文讨论了地震位移场对极移的激发问题.与已有的文献中采用的液核静力方程不同,我们采用文[1]中提出改进的液核静力方程.这样核幔间的连续性条件都可以得到满足.本文所用的地震参数取自文[2]. 在微分方程求解过程中,把整个球体分成两部分:内部是球心附近的一个小球,外部为一球壳.在内部我们应用幂级数渐近解,外部采用Runge-Kutta数值解.这样可以避免数值解过程中球心处的奇异性问题.计算结果表明,虽然用同样的地震参数,由于液核方程的不同,我们的结果比文[2]的结果大三倍左右.这说明,不同的液核方程的影响是比较大的.     

运动气体的冻结型和电阻型无力场

本文是文[1]的继续,除了核实文[1]中的结论外,新的结果有: (1)若电场E的势场-φ按满足规范,则a为常数的必要充分条件是:式中A、B和V分别为磁矢势、磁场和气体速度。 (2)得到控制a变化的基本方程,电阻是a从非常数演化到常数的因素。