 |
Астронет: В. Е. Жаров/ГАИШ Сферическая астрономия http://variable-stars.ru/db/msg/1190817/node19.html |
3.8. Определение систем координат в современной астрометрии
Если для определения координат и скоростей тел используется классическая механика, то система отсчета должна быть инерциальной. При предположении, что пространство является евклидовым (или абсолютным по терминологии Ньютона), инерциальной система может быть, если она неподвижна или движется прямолинейно с постоянной скоростью относительно абсолютного пространства. Время в ньютоновой механике также является абсолютным в том смысле, что течение времени не зависит от положения часов в пространстве. Это означает, что при переносе начала координат из одной точки пространства в другую (или переходу в другую инерциальную систему) законы физики остаются неизменными. Говорят, что они ковариантны по отношению к этому преобразованию координат. Расстояние между двумя событиями, происшедшими в одно и то же время, одинаково в разных инерциальных системах, т.е. является инвариантной величиной.
Ни оси, ни основные плоскости инерциальной системы на небесной сфере не нарисованы. Поэтому в астрономии для определения системы координат используются небесные тела. Определить основные плоскости и оси системы отсчета можно двумя способами: кинематическим и динамическим. Если существуют выбранные тела, координаты которых известны и постоянны, то с этими телами можно связать инерциальную или, как говорят астрометристы, фундаментальную систему координат. Это -- кинематическое определение. В действительности координаты небесных тел точно не известны из-за ошибок наблюдений и, кроме этого, могут меняться по ряду причин. В этом случае наилучшим приближением к инерциальной системе будет система, определяемая объектами, координаты которых известны с наилучшей точностью и искажены лишь случайными ошибками. Мы можем говорить, что подобная система в среднем не имеет вращения, и можем назвать ее квазиинерциальной. В настоящее время наилучшей системой является система, задаваемая координатами внегалактических радиоисточников. Наилучшей оптической реализацией квазиинерциальной системы является каталог звезд HIPPARCOS.
Систему координат можно определить динамическим образом, если в
качестве тел выбрать тела солнечной системы, координаты которых
определяются на основе уравнений движения, не содержащих
кориолисовых членов. В простейшем случае -- кеплеровском
движении тела по эллиптической орбите относительно центрального
тела -- система координат может быть определена плоскостью
орбиты, которая в этом случае сохраняет свое положение в
пространстве, как будет показано в §3.10.2; ось 
может
быть определена как перпендикуляр к плоскости орбиты, а ось 
,
например, совпадать с большой полуосью эллипса. В рамках
ньютоновой механики ось сохраняет свое положение в плоскости
орбиты. Задавая ось 
с помощью уравнения (2.22), можно
определить инерциальную систему координат. Так как период
обращения тела является постоянным, то в динамической системе
отсчета может быть определена динамическая шкала времени, которая
получила название эфемеридной.
В действительности ни положение плоскости орбиты в пространстве, ни положение большой полуоси в плоскости орбиты не остаются постоянными из-за возмущений со стороны других тел солнечной системы, эффектов общей теории относительности. Поэтому динамическая система отсчета задается эфемеридами -- таблицами положений Солнца, Луны и больших планет. В настоящее время широко используются эфемериды DE200/LE200, DE403/LE403 и DE405/LE405, вычисленные Лабораторией реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory, JPL). Эфемериды DE405/LE405 рекомендованы Международной службой вращения Земли (International Earth Rotation Service, IERS) для использования в качестве стандартных, и ожидается, что они в скором времени заменят эфемериды DE200/ LE200, которые сейчас являются основой при составлении ежегодников.
Для того, чтобы определить положение динамической эклиптики в кинематической системе, необходимы специальные исследования (изучение движения Луны, наблюдения космических зондов относительно квазаров, т.е. одновременно и в кинематической, и в динамической системах, и т.д.). В качестве наиболее перспективного метода привязки динамической точки весеннего равноденствия к кинематической системе является наблюдение пульсаров на РСДБ относительно квазаров и одновременно с этим хронометрирование пульсаров или тайминг (см. раздел 5.6).
<< 3.7. Восход и заход | Оглавление | 3.9. Эпоха каталога, эпоха >>