财经社区女性社区汽车社区军事社区文学社区社会社区娱乐社区游戏社区个人空间
上一主题:论“物质场理论”揭示“光及其运... 下一主题:洛伦兹为啥终生不接受“洛伦兹变...
太阳、月球与行星轨道的星历表
[楼主] 作者:无忧仙人  发表时间:2011/10/11 21:08
点击:3592次

 

说明:无忧仙人此处把有关行星间测距数据与测距方程的重要文献的关键章节翻译出来与大家分享。

 

CHAPTER 8: Orbital Ephemerides of the Sun, Moon, and Planets

第8章:太阳、月球与行星轨道的星历表

E. Myles Standish and James G. Williams

作者:E. Myles Standish 和 James G. Williams

8.1 Fundamental Ephemerides

第8.1节 基本星历表

The fundamental planetary and lunar ephemerides of The Astronomical Almanac, starting in the year 2003,

从2003年开始,( 供空间探索科学家与天文爱好者使用的)《天文星历学手册》中的基本行星与月球轨道星历数据便由加州理工大学的喷气推进实验室(JPL)推出的算法DE405/LE405给出,

are DE405/LE405 of Caltech's Jet Propulsion Laboratory (JPL). They replace JPL's DE200 which have been

它们取代了JPL的自1984年以来一直为天文星历学所使用的DE200。

used in the almanac since 1984. Previous to 1984, the fundamental ephemerides were based upon analytical

在1984年之前,基本星历数据乃是建立在解析理论之上,这些在第8.2节已有描述。

\theories"; these are described in Section 8.2. DE405/LE405 result from a least-squares adjustment of a

而DE405/LE405是把以前的星历数据跟现有的种种观测数据相结合做了最小二乘调整,

previously existing ephemeris to a variety of observational data (measurements), followed by a numerical

integration of the dynamical equations of motion which describe the gravitational physics of the solar system.

而后又把描述太阳系重力物理的动力学方程进行数值积分的结果。

These fundamental ephemerides are the bases for computing the planetary and lunar positions and other

related phenomena that are listed in the almanac.

这些基本星历表(数据)是计算列在《星历学手册》的行星与月球轨道位置以及其它有关现象的基础。

 

~无忧仙人

本帖地址:http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-255402.html[复制地址]
上一主题:论“物质场理论”揭示“光及其运... 下一主题:洛伦兹为啥终生不接受“洛伦兹变...
 [2楼]  作者:hudemi  发表时间: 2011/10/11 21:28 

辛苦了,谢谢!还请继续!
 [3楼]  作者:屋里学大师  发表时间: 2011/10/12 11:18 

是先把以前的星历数据跟现有的观测数据相结合做了最小二乘调整,再把描述太阳系重力物理的动力学方程进行

数值积分的吗?似乎是次序颠倒了,因为动力学方程得到后数值积分结果有误差,必须靠最小二乘进行统计分析,

应该是为了使理论值加修正值与观测值吻合,而不是使观测值去适应理论值。

※※※※※※
牛 东
[楼主]  [4楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/12 11:28 

太阳、月球与行星轨道的星历表(续1)

8.2 Previous Ephemerides used in the Astronomical Almanacs
第8.2节 天文星历学早期(1984以前;1984-2002;2003以后)所用的星历表(内容略)

8.3 Equations of Motion
第8.3节 运动方程(内容略)

8.4 The Numerical Integration of DE405/LE405
第8.4节DE405/LE405中的数值积分(内容略)

8.5 Observational Data Fit by the Planetary and Lunar Ephemerides
第8.5节 用以调整行星与月球星历表的观测数据(第8.5.1-8.5.6节略)

8.5.7 Ranging Data
第8.5.7节 测距数据
A range" measurement is the actual round-trip time of the electromagnetic signal from when it
一个测距数据实际上是一个电磁信号从它离开发射源
leaves the transmitter until the time it arrives at the receiver. The signal is returned from a
到它被接收时所用的双程时间。该信号或者从飞船上的反射器返回,
spacecraft transponder or from a planet, having bounced off a spot on the surface where the
或者从一个行星返回,而该行星表面的反射点处的法线方向
normal to the surface points toward the Earth. The timing is done at the antennae by atomic
应该正好指向地球。时间的记录是由天线处的原子钟完成的,时间单位为协调世界时间。
clocks in what may be considered UTC.
(待续)

思考题:从以上描述来看,行星间测距数据与行星间测距方程是只适用于地球与行星之间呢,还是既适用于地球与行星之间,又适用于地球与探测行星的飞船之间?

~无忧仙人
[楼主]  [5楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/12 11:42 

对【3楼】说:

回屋里学大师: 

决定新的星历表精度的核心要素有三个:1、动力学、运动学方程,2、数值积分方法,3、初始位置、初始速度以及其它常数如质量。

数学与现代科学已经能够把前二者确定到任意精度,但是星历表的初始值却难以确定,这是因为在现代雷达测距之前一直使用光学数据确定星历轨道,但是这些光学数据有较大的系统误差,所以现代测距数据的主要使命是以最小二乘法最大程度地修正这些系统误差,从而得出更加可靠的初始位置、初始速度以及一些物理常数数值,一旦这些比较准确,就可以把它们与精确的动力学、运动学方程以及精确的数值积分方法相结合,从而生出比较理想的星历表来。

~无忧仙人

 [6楼]  作者:屋里学大师  发表时间: 2011/10/12 11:56 

运动学方程可以通过精确观测数据进行拟合,而动力学方程的计算则因为摄动力的作用效果变得非常复杂,现代数学

无法根据动力学方程精确计算星历表。

※※※※※※
牛 东
[楼主]  [7楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/12 11:57 

对【5楼】说:

一旦初始位置与初始速度已知,实际上运动学方程不需单独写出,因为在数值积分的过程中位置、速度、加速度都可以获得。

~无忧仙人

[楼主]  [8楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/12 12:12 

对【6楼】说:

稍后我把更多的细节贴出来让屋里学大师看看。

~无忧仙人

 [9楼]  作者:屋里学大师  发表时间: 2011/10/12 12:22 

速度与位置互为反函数,而且多颗行星相互之间互为前提,数值积分可以使它们之间同时确定到任意精度?理论上

当然可以,实际操作运算难度非常大。

※※※※※※
牛 东
[楼主]  [10楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/12 12:25 

对【7楼】说:

但地球与月球因为距离较近要考虑形状、转动、潮汐的影响,情况复杂一些。

~无忧仙人

[楼主]  [11楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/12 12:29 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [12楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/12 12:31 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [13楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/12 12:52 

读帖时,帖子不存在
 [14楼]  作者:屋里学大师  发表时间: 2011/10/12 13:05 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [15楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/12 13:09 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [16楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/12 13:11 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [17楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/12 14:04 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [18楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/12 14:42 

读帖时,帖子不存在
 [19楼]  作者:屋里学大师  发表时间: 2011/10/12 17:12 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [20楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/13 06:51 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [21楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/13 08:27 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [22楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/13 08:42 

读帖时,帖子不存在
 [23楼]  作者:屋里学大师  发表时间: 2011/10/13 09:55 

读帖时,帖子不存在
 [24楼]  作者:屋里学大师  发表时间: 2011/10/13 10:21 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [25楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/14 08:10 

对【24楼】说:

屋里学大师:

"现在的问题是,现代测距手段没有计算光信号在不同引力场过渡前后的光速突变效应,这个效应在专业观测过程迟早

是会被发现的,从而最后敲响相对论彻底毁灭的丧钟!"

无忧仙人:

那你估算一下在这个突变效应的前提下与不考虑这个效应时比较产生的最大误差是多少?以距离为标准。

~无忧仙人

 [26楼]  作者:屋里学大师  发表时间: 2011/10/14 12:46 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [27楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/16 09:54 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [28楼]  作者:无忧仙人  发表时间: 2011/10/16 12:05 

太阳、月球与行星轨道的星历表(续4)
8.5.11 Lunar Laser Range Data
第8.5.11小节 发往月球的激光探测数据
The Lunar Laser Range (LLR) data consist of time-of-light measurements of the laser pulses from
月球激光数据包括从地处哈利卡拉的麦克唐纳德天文观测站
McDonald Observatory, Haleakala, or L'Observatoire de la Cte d'Azur (OCA) to any one of four
(西班牙语代号OCA)发出而到达月球上四个反射镜之一的激光脉冲的往返飞行时间,
retroreflectors on the Moon and back again. The retroreflectors are at the Apollo 11, 14, and 15 landing
这些反射镜所处的位置分别是阿波罗11、14、15号飞船
sites and on the Lunokhod 2 vehicle. In the solutions for DE405, there were 11218 range points,
降落的地点与前苏联1973年1月所留下的2号月球车上。在DE405的数值解中用到了11218个测距点,它们
distributed from 1969 to 1996.
在时间上分布于1969年到1996年之间。

The LLR data are deposited in the National Space Science Data Center and the International Laser
这些月球测距数据保存在国家空间科学数据中心以及国际激光测距服务中心里。
Ranging Service. During the least-squares fit the ranges have been weighted according to the
在做最小二乘拟合时,测距数据的权重已经根据伴随每个测距点的系统误差做了
instrumental errors that accompany each point. The simple post-fit rms residual in one-way range was
调整。拟合后的单程测距数据的简单(方根均平方)残留误差
about 30 cm in 1970 and improved to about 3 cm throughout the 1990's.
在1970年是30厘米,并在1990年代精度提高到了3cm。

~无忧仙人
 [29楼]  作者:屋里学大师  发表时间: 2011/10/16 14:06 

读帖时,帖子不存在
 [30楼]  作者:屋里学大师  发表时间: 2011/10/16 20:39 

是这样:假设地面向金星发射一束激光,在SIC系中地球和金星分别以V1和U1朝同一方向前行,它们各自能带动光束

以C速运行L1和L2,那么它们将带动光速提前到达时间为(L1*V1/C+L2*U1/C)/C;与此同时,当这个光束返回时被金星

地球将以U2和V2反向带动(同样是指在SIC中)而延时(L2*U2/C+L1*V2/C)/C被地面接收。

这样以来,往返光速测距与标准测距所得误差结果是 L1*(V2-V1)/C+L2*(U2-U1)/C,由此可见这误差来源于金星和

地球速度的前后变化,其中金星的速度变化可以忽略不计,几百秒钟之内的地球速度变化又能有多大?

因此,从单程光速上计算,行星激光测距将有几十公里的误差,但是根据反程光速计算平均误差就的微乎其微了。

而对于月球测距来说,由月球运动速度变化引起的误差也许远小于微米级!

※※※※※※
牛 东

精彩推荐>>

  简捷回复 [点此进入编辑器回帖页]  文明上网 理性发言
 推荐到西陆名言:
签  名:
作  者:
密  码:
游客来访 
注册用户 提 交
西陆网(www.xilu.com )版权所有 点击拥有西陆免费论坛  联系西陆小精灵

0.25792789459229