IAU 2000和后IAU 2000岁差-章动模型中岁差量的二历元表达式

IAU第24届大会决议从2003年起采用IAU2000岁差－章动模型．IERS规范(2003)给出了上述岁差－章动模型中7个常用岁差量的单历元表达式；2003年，Capitaine等对上述模型进行了改进，改进后的新模型称为后IAU2000(post IAU2000)岁差一章动模型．在此基础上，分别得到了上述两种岁差一章动模型中相关岁差量的二历元表达式．应用到坐标变换中，该两种表达式与原模型的精度相当，在1800到2200年的时间范围内，分别达到～1毫角秒和～1微角秒．由于除展开阶数外所给出的岁差量表达式与IAU1976岁差模型具有相同的形式，因此为实际应用提供了便利．结果已用于中国天文年历的编算．     

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。     

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。     

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。     

天文常数研究的进展——IAU 2009天文常数系统

回顾了1900年以来LAU采用天文常数系统的简况,以及一些天文常数之间的数学关系,并描述了以前每次改变天文常数系统的主要因为.介绍了1991年以来IAU在天文常数方面的工作:包括IAU天文常数工作组和天文常数最佳估计值的情况.叙述了IAU 2009年天文常数系统替代IAU 1976天文常数系统的因为:随着人类对太阳系的探测,获得新的天文常数测定值;1991年以来在相对论框架下BCRS和GCRS的使用;P03岁差模型和MHB2000章动模型的采用.比较了IAU2009和1976天文常数系统的差异.最后介绍中国在天文常数方面工作的情况和今后工作的建议.     

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。     

火星的岁差和章动

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。     

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。     

主章动常数和对它的天文实测

本文列举了最近以来,光学天文、VLBI和LLR等技术对主章动常数的测量结果,结果表明对国际天文学联合会(IAU)在1982年通过的1980 IAU章动理论应予以修正。文中强调了现代天文实测工作应该在地球模型和章动理论的研究中起到更大的作用;还讨论了在实际进行主章动常数测量工作时应该注意的一些问题。     

3种板块绝对运动模型的建立及其比较

建立了3种板块的绝对运动模型。即假定太平洋海岭相对固定于下地幔而得到的PRF-ITRF2000的板块绝对运动模型；根据热点资料推得的HS2-ITRF2000板块绝对运动模型和由ITRF2000得到的NNR-ITRF2000无整体旋转的板块绝对运动模型。比较了这3种板块绝对运动模型的利弊，综合起来看PRF-ITRF2000可能是一个比较合适的基于空间数据的绝对参考架。     

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。     

3种板块绝对运动模型的建立及其比较

建立了 3种板块的绝对运动模型。即假定太平洋海岭相对固定于下地幔而得到的PRF -ITRF2 0 0 0的板块绝对运动模型 ;根据热点资料推得的HS2 -ITRF2 0 0 0板块绝对运动模型和由ITRF2 0 0 0得到的NNR -ITRF2 0 0 0无整体旋转的板块绝对运动模型。比较了这 3种板块绝对运动模型的利弊。综合起来看PRF -ITRF2 0 0 0可能是一个比较合适的基于空间数据的绝对参考架     

轨道积分中参考架运动的惯性力计算

在Ｊ２０００．０平赤道参考架,真赤道参考架,Ｊ２０００．０平春分点和真赤道的轨道参考架中积分卫星运动微分方程时,考虑了参考架运动产生的惯性力,在运动方程的右函数中加上参考架运动的惯性力后做数值积分计算。     

月球物理天平动对环月轨道器运动的影响

月球物理天平动是月球赤道在空间真实的摆动，会导致月球引力场在空间坐标系中的变化，从而引起环月轨道器(以下称为月球卫星)的轨道变化，这与地球的岁差章动现象对地球卫星轨道的影响类似．采用类似对地球岁差章动的处理方法，讨论月球物理天平动对月球卫星轨道的影响，给出相应的引力位的变化及卫星轨道的摄动解，清楚地表明了月球卫星轨道的变化规律，并和数值解进行了比对，从定性和定量方面作一讨论．     

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。     

分析昆明GPS站相对欧亚板块的运动

利用国际联测和综合处理 ,得到昆明GPS站地壳形变速率每年以( -4 .3± 0 .5)mm下沉趋势 ,水平分别以 3 7.5mm ,方位 1 47°± 1 .°5运动。利用最新国际地球自转服务 (IERS)发布的国际地球参考架ITRF2 0 0 0速度场 ,建立最新反映全球板块模型 ,基于最新的ITRF2 0 0 0地球参考架和欧亚板块的欧拉矢量 ,估计得到昆明站的地壳垂直形变速率为每年 -0 .0 1mm呈下降趋势 ,水平形变速率为每年 ( 8.1± 0 .2 0 )mm ,方位 1 3 7°± 1 .°5;并进一步分别基于几百万年地质地磁模型NNR -NUVEL1A和ITRF96、ITRF97模型的欧亚板块的欧拉矢量 ,得到较一致的结果 ,说明全球板块运动稳定性与模型的可靠性。本文基于不同板块模型分析了昆明GPS站相对于欧亚板块运动     

低纬子午环配备CCD探测器(Ⅴ)——用地面观测建立高精度天球参考架

本文叙述了建立准惯性天球参考架应满足的条件,列举了几种地面观测能否满足这些条件的情况。介绍了利用配备CCD探测器的低纬子午环直接测定恒星绝对自行和岁差常数改正的方法,分析了用这种仪器的观测资料建立一个高精度天球参考架的可能性,并将它与空间技术作了比较。     

银河系光行差及其对天文参考架的影响

银河系光行差,或称为长期光行差漂移,是由于太阳系质心绕着银河系中心做轨道运动的加速度引起的视自行效应,量级大约为5μas·yr~(-1).在21世纪之前,由于观测精度尚未达到如此高的程度,人们很少讨论银河系光行差效应.随着甚长基线干涉(Very Long Baseline Interferometer,VLBI)在基本天文学中的广泛应用和欧洲空间局(European Space Agency,ESA)的第2代微角秒天体测量卫星Gaia的问世,该效应显得逐渐重要.由于河外源的分布不均匀,银河系光行差效应会使得河外源天球参考架缓慢旋转,进而需要修正地球岁差参数,其中岁差速率的改正值大约为1μas·yr~(-1).对于微角秒精度的VLBI和Gaia参考架,银河系光行差将会引起框架扭曲,在两者的连接过程中,也是必须考虑的系统效应.     

IERS1996规范在参考系方面的改进

对ＩＥＲＳ１９９６规范中有关参考系方面作了简单而系统的介绍，重点叙述了与ＩＥＲＳ１９９２标准相比ＩＥＲＳ１９９６规范在参考系方面的主要改进：天球参考架中的基本源从５７颗增加到２３６颗；动力学参考架采用ＪＰＬ ＤＥ４０３／ＬＥ４０３历表代替ＤＥ２００／ＬＥ２００历表；采用ＮＵＶＥＬ ＮＮＲ－１Ａ板块运动模型代替ＮＵＶＥＬ ＮＮＲ－１模型；变更了９个基本常数值；给出了天极坐标的观测和理论间差的经验模型     

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,