Welche Probleme müssen berücksichtigt werden, wenn versucht wird, die Planetenposition mithilfe von jpl-Ephemeriden zu ermitteln?

7

Ich versuche derzeit, die Position von Sonne und Mond aus jpl ephemeris DE200 zu bestimmen, das sich auf den dynamischen Äquator und das Äquinoktium von 2000 bezieht und die tdb-Zeit verwendet. Ich verwende das j2000-System ECI. Die Dinge, die mich beunruhigen, sind die folgenden:

1.Ist die Mondposition in Bezug auf die Erde oder in Bezug auf das Schwerpunktzentrum angegeben? Auch wenn wir die Sonnenposition unter Verwendung der Erd-Mond-Schwerpunktposition und der Mondkoordinate finden, wird die Sonnenposition in Bezug auf die Erde sein?

2.Wenn ich UTC-Zeit verwende, wie genau erhalte ich den TDB oder TAi, da dieser oszilliert? (Danach möchte ich den JD für TDB erhalten.)

3.Wenn ich das J2000 ECI-Koordinatensystem verwende, muss ich den Effekt von Nutation und Präzession berücksichtigen? Und wie geht das?

solar-system positional-astronomy time ephemeris ephemerides Alexandru Lapusneanu
quelle
1
DE200 ist ziemlich alt. Möglicherweise möchten Sie stattdessen DE431 verwenden. Die "beste" Möglichkeit, diese Dateien zu verwenden, ist wohl SPICE: naif.jpl.nasa.gov/naif
barrycarter
1
Wenn ich mich richtig erinnere, enthält Jean Meeus 'Buch Astronomical Algorithms Kapitel dazu mit Beschreibungen, wie dies je nach Ihren Anforderungen mit unterschiedlicher Genauigkeit durchgeführt werden kann.
Mick

Antworten:

2

Sie erwähnen nicht, womit Sie darauf zugreifen möchten, aber ich würde AstroPy dringend empfehlen, um mit der Ephemeride und den Koordinaten und Zeitsystemen umzugehen. Für Ihre Fragen:

  1. Der Mond und die Erde sind beide relativ zum Erd-Mond-Schwerpunkt (Schwerpunkt) angegeben. Separat können Sie die Vektoren vom Barycenter des Sonnensystems zum Barycenter Erde-Mond erhalten. Wenn Sie also SSB-> Mond möchten, müssen Sie zwei Aufrufe an die Ephemeride ausführen und eine Vektoraddition durchführen.

  2. Es hängt davon ab, wie genau Sie Dinge wollen und wie schnell sich das, was Sie wollen, bewegt. Sie können wahrscheinlich die terrestrische Zeit (Terrestrial Time, TT) für die Ephemeride verwenden und möchten für etwas anderes als den Mond schrecklich abwesend sein. Der Offset TT-UTC (derzeit 67,184 Sekunden) besteht aus zwei Teilen; Ein variabler Teil von UTC bis TAI, derzeit 37 Sekunden, der (meistens) aus der Anzahl der Schaltsekunden und einem festen Teil (32,184 Sekunden) von TAI bis TT besteht. TDB variiert um TT um etwa 2 Millisekunden und ist etwas periodisch (dominiert von der Elliptizität der Erdumlaufbahn sowie Jupiter und Saturn), erfordert jedoch eine 791-Term-Erweiterung (siehe z. B. http://star-www.rl.ac.uk/docs) /sun67.htx/sun67ss154.html#Q1-158-946 )

  3. Ja, wenn Sie irgendetwas von der Erde aus tun möchten, wie beispielsweise die Vorhersage von Positionen von etwas am Himmel, müssen Sie die Rahmenvorspannung, Präzession und Nutation zusammen mit der Erdrotation / Sternzeit berücksichtigen, um den Himmelsreferenzrahmen auszurichten ( ICRS / J2000) mit dem der Erde (ITRS).

Ich empfehle das USNO-Rundschreiben 179 ( http://aa.usno.navy.mil/publications/docs/Circular_179.php ), das viele Details dazu im neuen IAU-Rahmen enthält. Meeus 'Buch ist sehr gut (ich habe es auch), basiert aber auf dem alten IAU1984-Äquator und dem Äquinoktium der Datumsmethoden.

Astrosnapper
quelle
Ich versuche es mit matlab zu implementieren. Die Idee ist, dass ich versuche, einen Orbit Propagator zu bauen, um die Position von 2 Satelliten im ECI-Frame zu bestimmen, wobei als Anfangswerte die Positions- und Geschwindigkeitsvektoren der Satelliten verwendet werden. Der Propagator berücksichtigt SRP, Drag, J2 und den dritten Körper (Sonne, Mond). Ich verstehe also, was Sie sagen, ist, dass ich, wenn ich Präzession und Nutation berücksichtigen möchte, zuerst den transformieren muss Position und Geschwindigkeit der Satelliten in der ECEF und danach unter Berücksichtigung von Präzession, Nutation und danach zurück zur ECI.
Alexandru Lapusneanu
1
Du bist mutig ... ;-) Ich denke, du brauchst eine Art Präzessions- und Nutationscode, um von einem Frame zum anderen zu gelangen. Nach dem, was ich von Satellitencode wie dem von Bill Gray gesehen habe , sind alle Berechnungen Mittelwertäquator und Äquinoktium des Datums. Sie müssen also auf die eine oder andere Weise die Präzessions- / Nutationsmatrix oder deren Transponierung durchlaufen, um den Satellitenpositionsvektor zu vergleichen / hinzuzufügen Sonnen- / Mondvektoren, die J2000 sein werden, bedeuten Äquator / Äquinoktium (ICRS). (Oder konvertieren Sie die Sonne / Mond-Position in Mittelwertäquator von Datum und ECI mit einer Änderung oder Herkunft)
Astrosnapper