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．     

章动常数改正的测定

本文提出在由以河外星系为定标的恒星自行与恒星星表自行相比较求解岁差常数改正的方法中,同时考虑章动常数误差的影响,进而在求解岁差常数采用值的改正值的同时确定章动常数采用值的改正值。     

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。     

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.     

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。     

关于章动序列计算中的地球动力学扁率的取值

刚体地球章动序列和非刚体地球章动的转换函数都和地球动力学扁率有关。ＩＡＵ１９８０章动理论中采用了一个不一致的地球动力学扁率值,从而影响了章动振幅的计算。本文介绍了章动序列计算中地球动力学扁率的取值。由地球模型１０６６Ａ或ＰＲＥＭ得到的地球动力学扁率值比由岁差观测得到的约小１％,并且不可靠。当考虑体静力学平衡被破坏时新的地球物理模型,可得到与岁差常数相一致的地球动力学扁率值。地球动力学扁率值Ｈ＝０．     

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。     

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,     

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．     

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     

基于VLBI资料的ERP高频变化求解方法的研究

在天测与测地VLBI资料分析软件CALC／SOLVE中，对地球自转参数(ERP)高频变化的解算采用了附加约束的连续分段线性拟合方法，即要求在两个历元节点之间ERP变化率小于某事先约定值，并要求ERP在历元节点上连续．实测资料分析表明，当资料点密度较低时，引入约束条件和要求连续均有助于提高解的稳定性，但也人为降低了解的客观性，使各历元节点ERP解算结果之间相关．为此，基于CALC／SOLVE的用户偏导功能，实现了ERP高频变化的直接求解模块，不附加约束，也不要求连续．实测资料分析表明对ERP高频变化的直接求解模式更为可取．对于长时段VLBI资料的ERP高频变化求解，需要考虑岁差和章动模型偏差(天极偏移)的影响，编写相应的求解模块，并成功实现了1979至2003年长时段ERP高频变化求解．比较表明，在考虑了岁差章动模型偏差的影响时能够显著提高解的精度．为此，在基于VLBI资料解算ERP高频变化时，建议采用直接求解模式，并考虑岁差章动模型偏差的影响．     

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。     

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。     

水（金）星凌日的程序化预报方法

本文介绍了预报水(金)星凌日的计算方法和凌日图的绘制方法,建立了一套完整的预报程序。作为该程序的一个简单应用,我们结合DE200历表及美国海军天文台提供的岁差章动程序,给出了1999年水星凌日的预报结果。     

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.     

几何因素对脉冲星自转参数的影响

脉冲星自转参数是脉冲星最重要的参数之一,能反映脉冲星本身的物理性质.根据计时观测所得的自转参数除了包含脉冲星本身固有的部分,还受到几何因素的影响,例如地球自转参数、岁差章动模型、行星历表误差、脉冲星相对于太阳系质心(solar system barycenter,SSB)的速度和加速度.通过分析脉冲星计时观测模型,从而推导出这些因素与脉冲星自转参数的关系,进一步估计了这些因素对自转参数影响的量级大小.在现有的观测精度下,地球自转参数和岁差章动模型的误差对计时观测的影响可忽略,可以认为脉冲星自转参数不受其影响.行星历表误差对自转参数的影响远小于自转参数本身,同样可以忽略.脉冲星相对于太阳系质心的视向速度影响到脉冲星周期,该影响比脉冲星本身周期约小4个量级.值得注意的是,脉冲星横向速度和脉冲星相对于太阳系质心的视向加速度对周期变率的影响不可忽略,特别是对于周期变率较小的毫秒脉冲星来说,这两个因素的影响可能是脉冲星视周期变率中的主要成分.     

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。     

IAU 1976天文常数系统中的基础常数

对ＩＡＵ１９７６天文常数系统中的基础常数的测定方法进行了评述,指出十个基础常数已发生了许多变化,光速已成为常数,地球赤道半径可用于大地水准面的重力势代替,黄经总岁差需进行修改,章动常数已不能称为基础常数,其它常数也都有了新的测定结果,ＩＡＵ１９７６天文常数系统已跟上不天文学的发展,并存在很大的缺陷,必须进行修订和改进,天文常数的测定方法和理论研究都在迅速发展之中,我们应当关心这个领域的研究。     

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。     

利用射电源位置残差解算章动系数的改正

章动序列的不准确引起春分点和黄赤交角的变化，直接影响到射电源的赤经、赤纬。利用IRIS网五天一组的VLBI观测资料，我们解算了定组观测的13颗射电源的赤经、赤纬，从射电源的位置残差解算出黄经章动和交角章动的改正，并估算了章动周年项（365.3天）和半年项（182.6天）的系数改正及自由核章动的振幅。