Система координат эклиптики - Ecliptic coordinate system

В эклиптическая система координат это система небесных координат обычно используется для представления очевидные позиции и орбиты из Солнечная система объекты. Потому что большинство планеты (Кроме Меркурий ) и много небольшие тела Солнечной системы иметь орбиты лишь с небольшим наклонности к эклиптика, используя его как фундаментальная плоскость удобно. Система источник может быть центром либо солнце или же земной шар, его основное направление - в сторону весенний (Марш) равноденствие, и у него есть правостороннее соглашение. Это может быть реализовано в сферический или же прямоугольные координаты.^[1]

В центре Земли эклиптические координаты как видно снаружи небесная сфера. Долгота эклиптики (красная) измеряется по эклиптика из весеннего равноденствие. Широта эклиптики (желтая) измеряется перпендикуляр к эклиптике. Здесь показан полный глобус, хотя высокая широта координаты видны редко, за исключением некоторых кометы и астероиды.

Основное направление

Видимое движение солнце вдоль эклиптики (красный), как видно на внутренней стороне небесная сфера. Эклиптические координаты отображаются красным цветом. В небесный экватор (синий) и экваториальные координаты (синий), будучи наклоненным к эклиптике, кажется, колеблется по мере продвижения Солнца.

В небесный экватор и эклиптика медленно двигаются из-за возмущающие силы на земной шар, Следовательно ориентация основного направления, их пересечение на Северное полушарие весенний равноденствие, не совсем исправлено. Медленное движение оси Земли, прецессия, вызывает медленный, непрерывный поворот системы координат на запад вокруг полюсов эклиптика, совершая один круг примерно за 26000 лет. На это наложено меньшее движение эклиптика, и небольшое колебание оси Земли, нутация.^[2]^[3]

Для ссылки на систему координат, которую можно рассматривать как фиксированную в пространстве, эти движения требуют указания равноденствие определенной даты, известной как эпоха, при указании позиции в эклиптических координатах. Три наиболее часто используемых:

Среднее равноденствие стандартной эпохи: (обычно J2000.0 эпоха, но может включать B1950.0, B1900.0 и т. д.) - это фиксированное стандартное направление, позволяющее напрямую сравнивать позиции, установленные в разные даты.
Среднее равноденствие даты: это пересечение эклиптика «даты» (то есть эклиптики в ее положении на «дату») с иметь в виду экватор (то есть экватор вращается на прецессия в его положение на «дату», но без небольших периодических колебаний нутация ). Обычно используется в планетарных орбита расчет.
Истинное равноденствие даты: это пересечение эклиптика «свидания» с истинный экватор (то есть средний экватор плюс нутация ). Это фактическое пересечение двух плоскостей в любой конкретный момент с учетом всех движений.

Таким образом, положение в эклиптической системе координат обычно указывается истинное равноденствие и эклиптика даты, среднее равноденствие и эклиптика J2000.0, или похожие. Обратите внимание, что здесь нет «средней эклиптики», так как эклиптика не подвержена небольшим периодическим колебаниям.^[4]

Сферические координаты

Краткое описание обозначений эклиптических координат^[5]
	Сферический			Прямоугольный
	Долгота	Широта	Расстояние	Прямоугольный
Геоцентрический	$λ$	$β$	$Δ$
Гелиоцентрический	$л$	$б$	$р$	$Икс$ , $у$ , $z$ ^{[примечание 1]}
^ Редкое использование; $Икс$ , $у$ , $z$ обычно зарезервированы для экваториальные координаты.

Долгота эклиптики: Долгота эклиптики или же небесная долгота (символы: гелиоцентрический $л$ , геоцентрический $λ$ ) измеряет угловое расстояние объекта вдоль эклиптика с основного направления. Нравиться прямое восхождение в экваториальная система координат, главное направление (0 ° эклиптической долготы) указывает от Земли к Солнцу в весенний период. равноденствие Северного полушария. Поскольку это правосторонняя система, эклиптическая долгота измеряется положительно на восток в фундаментальной плоскости (эклиптике) от 0 ° до 360 °. Потому что осевая прецессия, эклиптическая долгота большинства «неподвижных звезд» (относящихся к дате равноденствия) увеличивается примерно на 50,3 угловые секунды в год, или 83,8 угловые минуты в столетие - скорость общей прецессии.^[6]^[7] Однако для звезд около полюсов эклиптики скорость изменения долготы эклиптики определяется небольшим движением эклиптики (то есть плоскости земной орбиты), поэтому скорость изменения может быть любой, от минус бесконечности до плюс бесконечность в зависимости от точного положения звезды.
Эклиптическая широта: Эклиптическая широта или же небесная широта (символы: гелиоцентрический $б$ , геоцентрический $β$ ), измеряет угловое расстояние объекта от эклиптика на север (положительный) или на юг (отрицательный) полюс эклиптики. Например, северный полюс эклиптики имеет небесную широту + 90 °. На широту эклиптики «неподвижных звезд» прецессия не влияет.
Расстояние: Расстояние также необходимо для полного сферического положения (символы: гелиоцентрический $р$ , геоцентрический $Δ$ ). Для разных объектов используются разные единицы расстояния. В рамках Солнечная система, астрономические единицы используются, а для объектов вблизи земной шар, Радиусы Земли или же километров используются.

Историческое использование

С древних времен до XVIII века долгота эклиптики обычно измерялась двенадцатью. знаки зодиака, каждая с 30 ° долготы, практика, которая продолжается в современных астрология. Знаки примерно соответствовали созвездия пересекается эклиптикой. Долготы указывались в знаках, градусах, минутах и секундах. Например, долгота ♌ 19° 55′ 58″ находится на 19,933 ° восточнее начала знака Лео. Поскольку Лев начинается в 120 ° от весеннего равноденствие, долгота в современном виде 139° 55′ 58″.^[8]

В Китае долгота эклиптики измеряется с помощью 24Солнечные термины, каждая из которых имеет долготу 15 ° и используются Китайские лунно-солнечные календари чтобы оставаться синхронизированными с сезонами, что имеет решающее значение для аграрных обществ.

Прямоугольные координаты

Гелиоцентрический эклиптические координаты. В источник это солнце центр, плоскость отсчета это эклиптика плоскость и основное направление (

Икс

-axis) - весенний равноденствие. А правило правой руки указывает

у

- ось 90 ° на запад в основной плоскости. В

z

- ось указывает на север полюс эклиптики. Система отсчета относительно неподвижна и совпадает с точкой весеннего равноденствия.

А прямоугольный вариант эклиптических координат часто используется в орбитальный расчеты и моделирование. В нем есть источник в центре солнце (или на барицентр из Солнечная система ), это фундаментальная плоскость на эклиптика самолет, и $Икс$ - ось в сторону весеннего равноденствие. Координаты имеют правостороннее соглашение, то есть если вытянуть большой палец правой руки вверх, он имитирует $z$ оси, их вытянутый указательный палец $Икс$ -оси, а изгиб других пальцев обычно указывает в направлении $у$ -ось.^[9]

Эти прямоугольные координаты связаны с соответствующими сферическими координатами соотношением

{ Displaystyle { begin {align} x & = r cos b cos l y & = r cos b sin l z & = r sin b end {align}}}

Преобразование между небесными системами координат

Преобразование декартовых векторов

Преобразование эклиптических координат в экваториальные координаты

{ displaystyle { begin {bmatrix} x _ { text {экваториальный}} y _ { text {экваториальный}} z _ { text {экваториальный}} end {bmatrix}} = { begin { bmatrix} 1 & 0 & 0 0 & cos varepsilon & - sin varepsilon 0 & sin varepsilon & cos varepsilon end {bmatrix}} ! cdot ! { begin {bmatrix} x_ { text {ecliptic}} y _ { text {ecliptic}} z _ { text {ecliptic}} end {bmatrix}}}

^[10]

Преобразование экваториальных координат в эклиптические

{ displaystyle { begin {bmatrix} x _ { text {ecliptic}} y _ { text {ecliptic}} z _ { text {ecliptic}} end {bmatrix}} = { begin { bmatrix} 1 & 0 & 0 0 & cos varepsilon & sin varepsilon 0 & - sin varepsilon & cos varepsilon end {bmatrix}} ! cdot ! { begin {bmatrix} x_ { text {экваториальный}} y _ { text {экваториальный}} z _ { text {экваториальный}} end {bmatrix}}}

куда $ε$ это наклон эклиптики.

Смотрите также

Система небесных координат
Эклиптика
Полюс эклиптики, где широта эклиптики составляет ± 90 °
Равноденствие
- Равноденствие (небесные координаты)
- Мартовское равноденствие

Примечания и ссылки

^ Управление морского альманаха, Военно-морская обсерватория США; H.M. Управление морского альманаха, Королевская Гринвичская обсерватория (1961). Пояснительное приложение к астрономическим эфемеридам и американским эфемеридам и морскому альманаху. H.M. Канцелярские товары, Лондон (перепечатка 1974 г.). стр.24 –27.
^ Пояснительное приложение (1961), стр.20, 28
^ Военно-морская обсерватория США, Управление морского альманаха (1992). П. Кеннет Зайдельманн (ред.). Пояснительное приложение к астрономическому альманаху. Университетские научные книги, Милл-Вэлли, Калифорния (переиздание 2005 г.). С. 11–13. ISBN 1-891389-45-9.
^ Миус, Жан (1991). Астрономические алгоритмы. Willmann-Bell, Inc., Ричмонд, Вирджиния. п. 137. ISBN 0-943396-35-2.
^ Пояснительное приложение (1961), сек. 1G
^ Н. Капитан; P.T. Уоллес; Дж. Чапронт (2003). "Выражения для величин прецессии IAU 2000" (PDF). Астрономия и астрофизика. 412 (2): 581. Bibcode:2003A & A ... 412..567C. Дои:10.1051/0004-6361:20031539.
^ J.H. Lieske и другие. (1977), "Выражения для величин прецессии на основе системы астрономических констант IAU (1976) ". Астрономия и астрофизика 58, стр. 1-16
^ Ледбеттер, Чарльз (1742). Полная система астрономии. Дж. Уилкокс, Лондон. п.94.; многочисленные примеры этого обозначения встречаются по всей книге.
^ Пояснительное приложение (1961), стр.20, 27
^ Пояснительное приложение (1992), стр. 555-558.

внешняя ссылка

Эклиптика: годовой путь Солнца на небесной сфере Департамент физики Даремского университета
Конвертер экваториальных координат в эклиптические
ИЗМЕРЕНИЕ НЕБО Краткое руководство по небесной сфере Джеймс Б. Калер, Иллинойский университет

[6] Редкое использование; $Икс$ , $у$ , $z$ обычно зарезервированы для экваториальные координаты.

[1] Управление морского альманаха, Военно-морская обсерватория США; H.M. Управление морского альманаха, Королевская Гринвичская обсерватория (1961). Пояснительное приложение к астрономическим эфемеридам и американским эфемеридам и морскому альманаху. H.M. Канцелярские товары, Лондон (перепечатка 1974 г.). стр.24 –27.

[2] Пояснительное приложение (1961), стр.20, 28

[3] Военно-морская обсерватория США, Управление морского альманаха (1992). П. Кеннет Зайдельманн (ред.). Пояснительное приложение к астрономическому альманаху. Университетские научные книги, Милл-Вэлли, Калифорния (переиздание 2005 г.). С. 11–13. ISBN 1-891389-45-9.

[4] Миус, Жан (1991). Астрономические алгоритмы. Willmann-Bell, Inc., Ричмонд, Вирджиния. п. 137. ISBN 0-943396-35-2.

[5] Пояснительное приложение (1961), сек. 1G

[7] Н. Капитан; P.T. Уоллес; Дж. Чапронт (2003). "Выражения для величин прецессии IAU 2000" (PDF). Астрономия и астрофизика. 412 (2): 581. Bibcode:2003A & A ... 412..567C. Дои:10.1051/0004-6361:20031539.

[8] J.H. Lieske и другие. (1977), "Выражения для величин прецессии на основе системы астрономических констант IAU (1976) ". Астрономия и астрофизика 58, стр. 1-16

[9] Ледбеттер, Чарльз (1742). Полная система астрономии. Дж. Уилкокс, Лондон. п.94.; многочисленные примеры этого обозначения встречаются по всей книге.

[10] Пояснительное приложение (1961), стр.20, 27

[11] Пояснительное приложение (1992), стр. 555-558.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[примечание 1]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

Системы небесных координат
По горизонтали Экваториальный Эклиптика Галактический Супергалактический
Преобразование координат Система координат