Астрономические системы координат

Система определения положения небесных объектов
Ориентация астрономических координат
Звезда  галактический ,  эклиптика и  экваториальные координаты, проецируемые на небесную сферу . Эклиптические и экваториальные координаты разделяют  Мартовское равноденствие как основное направление , и галактические координаты относятся к  галактический центр. Начало координат («центр сферы») неоднозначно; см. небесную сферу для получения дополнительной информации.

В астрономии системы координат используются для указания положений небесных объектов ( спутников , планет , звезд , галактик и т. д.) относительно заданной системы отсчета на основе физических точек отсчета, доступных наблюдателю (например, истинный горизонт и север для наблюдателя на поверхности Земли). [ 1] Системы координат в астрономии могут указывать относительное положение объекта в трехмерном пространстве или отображать его только по его направлению на небесной сфере , если расстояние до объекта неизвестно или тривиально.

Сферические координаты , спроецированные на небесную сферу, аналогичны географической системе координат , используемой на поверхности Земли . Они отличаются выбором фундаментальной плоскости , которая делит небесную сферу на два равных полушария вдоль большого круга . Прямоугольные координаты , в соответствующих единицах , имеют ту же фундаментальную ( x, y ) плоскость и основное ( x -ось) направление , например, ось вращения . Каждая система координат названа в честь выбора фундаментальной плоскости.

Системы координат

В следующей таблице перечислены общие системы координат, используемые астрономическим сообществом. Фундаментальная плоскость делит небесную сферу на два равных полушария и определяет базовую линию для широтных координат, аналогично экватору в географической системе координат . Полюса расположены на ±90° от фундаментальной плоскости. Первичное направление является начальной точкой долготных координат. Началом является точка нулевого расстояния, «центр небесной сферы», хотя определение небесной сферы неоднозначно относительно определения ее центральной точки.

Система координат [2]Центральная точка
(начало координат)
Фундаментальная плоскость
(0° широты)
ПолякиКоординатыОсновное направление
(0° долготы)
ШиротаДолгота
Горизонтальный (также называемый alt - az или el - az )НаблюдательГоризонтЗенит , надирВысота ( а ) или возвышениеАзимут ( А )Северная или южная точка горизонта
ЭкваториальныйЦентр Земли (  геоцентрический) или Солнца  (гелиоцентрический)Небесный экваторНебесные полюсаСклонение ( δ )Прямое восхождение ( α )
или часовой угол ( h )
мартовское равноденствие
ЭклиптикаЭклиптикаЭклиптические полюсаЭклиптическая широта ( β )Эклиптическая долгота ( λ )
ГалактическийЦентр СолнцаГалактическая плоскостьГалактические полюсаГалактическая широта ( б )Галактическая долгота ( l )Галактический Центр
СверхгалактическийСверхгалактическая плоскостьСверхгалактические полюсаСверхгалактическая широта ( SGB )Сверхгалактическая долгота ( SGL )Пересечение сверхгалактической плоскости и галактической плоскости

Горизонтальная система

Горизонтальная , или высотно-азимутальная , система основана на положении наблюдателя на Земле, который вращается вокруг своей оси один раз за звездные сутки (23 часа, 56 минут и 4,091 секунды) по отношению к звездному фону. Позиционирование небесного объекта горизонтальной системой меняется со временем, но является полезной системой координат для обнаружения и отслеживания объектов для наблюдателей на Земле. Она основана на положении звезд относительно идеального горизонта наблюдателя.

Экваториальная система

Экваториальная система координат центрирована в центре Земли, но фиксирована относительно небесных полюсов и мартовского равноденствия . Координаты основаны на расположении звезд относительно экватора Земли, если бы он был спроецирован на бесконечное расстояние. Экваториальная система описывает небо, как оно видно из Солнечной системы , и современные карты звездного неба почти исключительно используют экваториальные координаты.

Экваториальная система является обычной системой координат для большинства профессиональных и многих любителей астрономии, имеющих экваториальную монтировку, которая отслеживает движение неба в течение ночи. Небесные объекты обнаруживаются путем регулировки шкал телескопа или другого инструмента таким образом, чтобы они соответствовали экваториальным координатам выбранного для наблюдения объекта .

Популярными вариантами полюса и экватора являются старая система B1950 и современная система J2000 , но также можно использовать полюс и экватор "даты", то есть соответствующий рассматриваемой дате, например, когда производится измерение положения планеты или космического корабля. Существуют также подразделения на координаты "среднего значения даты", которые усредняют или игнорируют нутацию , и "истинного значения даты", которые включают нутацию.

Эклиптическая система

Фундаментальная плоскость — это плоскость орбиты Земли, называемая плоскостью эклиптики. Существует два основных варианта эклиптической системы координат: геоцентрические эклиптические координаты с центром на Земле и гелиоцентрические эклиптические координаты с центром в центре масс Солнечной системы.

Геоцентрическая эклиптическая система была основной системой координат для древней астрономии и до сих пор полезна для вычисления видимых движений Солнца, Луны и планет. [ 3] Например, она использовалась для определения двенадцати астрологических знаков зодиака .

Гелиоцентрическая эклиптическая система описывает орбитальное движение планет вокруг Солнца и центрируется на барицентре Солнечной системы (т.е. очень близко к центру Солнца). Система в основном используется для вычисления положений планет и других тел Солнечной системы, а также для определения их орбитальных элементов .

Галактическая система

Галактическая система координат использует приблизительную плоскость Галактики Млечный Путь в качестве своей фундаментальной плоскости. Солнечная система по-прежнему является центром системы координат, а нулевая точка определяется как направление к Галактическому центру . Галактическая широта напоминает высоту над галактической плоскостью, а галактическая долгота определяет направление относительно центра галактики.

Сверхгалактическая система

Сверхгалактическая система координат соответствует фундаментальной плоскости, которая содержит большее, чем среднее количество местных галактик на небе, наблюдаемом с Земли.

Преобразование координат

Приведены преобразования между различными системами координат. [4] Перед использованием этих уравнений ознакомьтесь с примечаниями.

Обозначение

Часовой угол ↔ прямое восхождение

час = θ Л α или час = θ Г + λ о α α = θ Л час или α = θ Г + λ о час {\displaystyle {\begin{aligned}h&=\theta _{\text{L}}-\alpha &&{\mbox{or}}&h&=\theta _{\text{G}}+\lambda _{\text{o}}-\alpha \\\alpha &=\theta _{\text{L}}-h&&{\mbox{or}}&\alpha &=\theta _{\text{G}}+\lambda _{\text{o}}-h\end{aligned}}}

Экваториальный ↔ эклиптический

Классические уравнения, полученные из сферической тригонометрии , для продольной координаты представлены справа от скобок; деление первого уравнения на второе дает удобное уравнение касательной, показанное слева. [5] Эквивалент матрицы вращения приведен под каждым случаем. [6] Это деление неоднозначно, поскольку tan имеет период 180° ( π ), тогда как cos и sin имеют периоды 360° (2π ) .

загар ( λ ) = грех ( α ) потому что ( ε ) + загар ( δ ) грех ( ε ) потому что ( α ) ; { потому что ( β ) грех ( λ ) = потому что ( δ ) грех ( α ) потому что ( ε ) + грех ( δ ) грех ( ε ) ; потому что ( β ) потому что ( λ ) = потому что ( δ ) потому что ( α ) . грех ( β ) = грех ( δ ) потому что ( ε ) потому что ( δ ) грех ( ε ) грех ( α ) [ потому что ( β ) потому что ( λ ) потому что ( β ) грех ( λ ) грех ( β ) ] = [ 1 0 0 0 потому что ( ε ) грех ( ε ) 0 грех ( ε ) потому что ( ε ) ] [ потому что ( δ ) потому что ( α ) потому что ( δ ) грех ( α ) грех ( δ ) ] загар ( α ) = грех ( λ ) потому что ( ε ) загар ( β ) грех ( ε ) потому что ( λ ) ; { потому что ( δ ) грех ( α ) = потому что ( β ) грех ( λ ) потому что ( ε ) грех ( β ) грех ( ε ) ; потому что ( δ ) потому что ( α ) = потому что ( β ) потому что ( λ ) . грех ( δ ) = грех ( β ) потому что ( ε ) + потому что ( β ) грех ( ε ) грех ( λ ) . [ потому что ( δ ) потому что ( α ) потому что ( δ ) грех ( α ) грех ( δ ) ] = [ 1 0 0 0 потому что ( ε ) грех ( ε ) 0 грех ( ε ) потому что ( ε ) ] [ потому что ( β ) потому что ( λ ) потому что ( β ) грех ( λ ) грех ( β ) ] . {\displaystyle {\begin{aligned}\tan \left(\lambda \right)&={\sin \left(\alpha \right)\cos \left(\varepsilon \right)+\tan \left(\delta \right)\sin \left(\varepsilon \right) \over \cos \left(\alpha \right)};\qquad {\begin{cases}\cos \left(\beta \right)\sin \left(\lambda \right)=\cos \left(\delta \right)\sin \left(\alpha \right)\cos \left(\varepsilon \right)+\sin \left(\delta \right)\sin \left(\varepsilon \right);\\\cos \left(\beta \right)\cos \left(\lambda \right)=\cos \left(\delta \right)\cos \left(\alpha \right).\end{cases}}\\\sin \left(\beta \right)&=\sin \left(\delta \right)\cos \left(\varepsilon \right)-\cos \left(\delta \right)\sin \left(\varepsilon \right)\sin \left(\alpha \right)\\[3pt]{\begin{bmatrix}\cos \left(\beta \right)\cos \left(\lambda \right)\\\cos \left(\beta \right)\sin \left(\lambda \right)\\\sin \left(\beta \right)\end{bmatrix}}&={\begin{bmatrix}1&0&0\\0&\cos \left(\varepsilon \right)&\sin \left(\varepsilon \right)\\0&-\sin \left(\varepsilon \right)&\cos \left(\varepsilon \right)\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}\cos \left(\delta \right)\cos \left(\alpha \right)\\\cos \left(\delta \right)\sin \left(\alpha \right)\\\sin \left(\delta \right)\end{bmatrix}}\\[6pt]\tan \left(\alpha \right)&={\sin \left(\lambda \right)\cos \left(\varepsilon \right)-\tan \left(\beta \right)\sin \left(\varepsilon \right) \over \cos \left(\lambda \right)};\qquad {\begin{cases}\cos \left(\delta \right)\sin \left(\alpha \right)=\cos \left(\beta \right)\sin \left(\lambda \right)\cos \left(\varepsilon \right)-\sin \left(\beta \right)\sin \left(\varepsilon \right);\\\cos \left(\delta \right)\cos \left(\alpha \right)=\cos \left(\beta \right)\cos \left(\lambda \right).\end{cases}}\\[3pt]\sin \left(\delta \right)&=\sin \left(\beta \right)\cos \left(\varepsilon \right)+\cos \left(\beta \right)\sin \left(\varepsilon \right)\sin \left(\lambda \right).\\[6pt]{\begin{bmatrix}\cos \left(\delta \right)\cos \left(\alpha \right)\\\cos \left(\delta \right)\sin \left(\alpha \right)\\\sin \left(\delta \right)\end{bmatrix}}&={\begin{bmatrix}1&0&0\\0&\cos \left(\varepsilon \right)&-\sin \left(\varepsilon \right)\\0&\sin \left(\varepsilon \right)&\cos \left(\varepsilon \right)\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}\cos \left(\beta \right)\cos \left(\lambda \right)\\\cos \left(\beta \right)\sin \left(\lambda \right)\\\sin \left(\beta \right)\end{bmatrix}}.\end{aligned}}}

Экваториальный ↔ горизонтальный

Азимут ( A ) измеряется от точки юга, поворачивая на запад. [7] Зенитное расстояние, угловое расстояние по большому кругу от зенита до небесного объекта, является просто дополнительным углом высоты: 90° − a . [8]

загар ( А ) = грех ( час ) потому что ( час ) грех ( ϕ о ) загар ( δ ) потому что ( ϕ о ) ; { потому что ( а ) грех ( А ) = потому что ( δ ) грех ( час ) ; потому что ( а ) потому что ( А ) = потому что ( δ ) потому что ( час ) грех ( ϕ о ) грех ( δ ) потому что ( ϕ о ) грех ( а ) = грех ( ϕ о ) грех ( δ ) + потому что ( ϕ о ) потому что ( δ ) потому что ( час ) ; {\displaystyle {\begin{aligned}\tan \left(A\right)&={\sin \left(h\right) \over \cos \left(h\right)\sin \left(\phi _{\text{o}}\right)-\tan \left(\delta \right)\cos \left(\phi _{\text{o}}\right)};\qquad {\begin{cases}\cos \left(a\right)\sin \left(A\right)=\cos \left(\delta \right)\sin \left(h\right);\\\cos \left(a\right)\cos \left(A\right)=\cos \left(\delta \right)\cos \left(h\right)\sin \left(\phi _{\text{o}}\right)-\sin \left(\delta \right)\cos \left(\phi _{\text{o}}\right)\end{cases}}\\[3pt]\sin \left(a\right)&=\sin \left(\phi _{\text{o}}\right)\sin \left(\delta \right)+\cos \left(\phi _{\text{o}}\right)\cos \left(\delta \right)\cos \left(h\right);\end{aligned}}}

При решении уравнения tan( A ) для A , чтобы избежать неоднозначности арктангенса , рекомендуется использовать двухаргументный арктангенс , обозначаемый arctan( x , y ) . Двухаргументный арктангенс вычисляет арктангенс у/х , и учитывает квадрант, в котором он вычисляется. Таким образом, в соответствии с соглашением об азимуте, измеряемом с юга и открывающемся положительно на запад,

A = arctan ( x , y ) {\displaystyle A=-\arctan(x,y)} ,

где

x = sin ( ϕ o ) cos ( δ ) cos ( h ) + cos ( ϕ o ) sin ( δ ) y = cos ( δ ) sin ( h ) {\displaystyle {\begin{aligned}x&=-\sin \left(\phi _{\text{o}}\right)\cos \left(\delta \right)\cos \left(h\right)+\cos \left(\phi _{\text{o}}\right)\sin \left(\delta \right)\\y&=\cos \left(\delta \right)\sin \left(h\right)\end{aligned}}} .

Если приведенная выше формула дает отрицательное значение для A , его можно сделать положительным, просто прибавив 360°.

[ cos ( a ) cos ( A ) cos ( a ) sin ( A ) sin ( a ) ] = [ sin ( ϕ o ) 0 cos ( ϕ o ) 0 1 0 cos ( ϕ o ) 0 sin ( ϕ o ) ] [ cos ( δ ) cos ( h ) cos ( δ ) sin ( h ) sin ( δ ) ] = [ sin ( ϕ o ) 0 cos ( ϕ o ) 0 1 0 cos ( ϕ o ) 0 sin ( ϕ o ) ] [ cos ( θ L ) sin ( θ L ) 0 sin ( θ L ) cos ( θ L ) 0 0 0 1 ] [ cos ( δ ) cos ( α ) cos ( δ ) sin ( α ) sin ( δ ) ] ; tan ( h ) = sin ( A ) cos ( A ) sin ( ϕ o ) + tan ( a ) cos ( ϕ o ) ; { cos ( δ ) sin ( h ) = cos ( a ) sin ( A ) ; cos ( δ ) cos ( h ) = sin ( a ) cos ( ϕ o ) + cos ( a ) cos ( A ) sin ( ϕ o ) sin ( δ ) = sin ( ϕ o ) sin ( a ) cos ( ϕ o ) cos ( a ) cos ( A ) ; {\displaystyle {\begin{aligned}{\begin{bmatrix}\cos \left(a\right)\cos \left(A\right)\\\cos \left(a\right)\sin \left(A\right)\\\sin \left(a\right)\end{bmatrix}}&={\begin{bmatrix}\sin \left(\phi _{\text{o}}\right)&0&-\cos \left(\phi _{\text{o}}\right)\\0&1&0\\\cos \left(\phi _{\text{o}}\right)&0&\sin \left(\phi _{\text{o}}\right)\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}\cos \left(\delta \right)\cos \left(h\right)\\\cos \left(\delta \right)\sin \left(h\right)\\\sin \left(\delta \right)\end{bmatrix}}\\&={\begin{bmatrix}\sin \left(\phi _{\text{o}}\right)&0&-\cos \left(\phi _{\text{o}}\right)\\0&1&0\\\cos \left(\phi _{\text{o}}\right)&0&\sin \left(\phi _{\text{o}}\right)\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}\cos \left(\theta _{L}\right)&\sin \left(\theta _{L}\right)&0\\\sin \left(\theta _{L}\right)&-\cos \left(\theta _{L}\right)&0\\0&0&1\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}\cos \left(\delta \right)\cos \left(\alpha \right)\\\cos \left(\delta \right)\sin \left(\alpha \right)\\\sin \left(\delta \right)\end{bmatrix}};\\[6pt]\tan \left(h\right)&={\sin \left(A\right) \over \cos \left(A\right)\sin \left(\phi _{\text{o}}\right)+\tan \left(a\right)\cos \left(\phi _{\text{o}}\right)};\qquad {\begin{cases}\cos \left(\delta \right)\sin \left(h\right)=\cos \left(a\right)\sin \left(A\right);\\\cos \left(\delta \right)\cos \left(h\right)=\sin \left(a\right)\cos \left(\phi _{\text{o}}\right)+\cos \left(a\right)\cos \left(A\right)\sin \left(\phi _{\text{o}}\right)\end{cases}}\\[3pt]\sin \left(\delta \right)&=\sin \left(\phi _{\text{o}}\right)\sin \left(a\right)-\cos \left(\phi _{\text{o}}\right)\cos \left(a\right)\cos \left(A\right);\end{aligned}}} [а]

Опять же, при решении уравнения tan( h ) для h рекомендуется использовать двухаргументный арктангенс, который учитывает квадрант. Таким образом, снова в соответствии с соглашением об азимуте, измеряемом с юга и открывающемся положительно на запад,

h = arctan ( x , y ) {\displaystyle h=\arctan(x,y)} ,

где

x = sin ( ϕ o ) cos ( a ) cos ( A ) + cos ( ϕ o ) sin ( a ) y = cos ( a ) sin ( A ) [ cos ( δ ) cos ( h ) cos ( δ ) sin ( h ) sin ( δ ) ] = [ sin ( ϕ o ) 0 cos ( ϕ o ) 0 1 0 cos ( ϕ o ) 0 sin ( ϕ o ) ] [ cos ( a ) cos ( A ) cos ( a ) sin ( A ) sin ( a ) ] [ cos ( δ ) cos ( α ) cos ( δ ) sin ( α ) sin ( δ ) ] = [ cos ( θ L ) sin ( θ L ) 0 sin ( θ L ) cos ( θ L ) 0 0 0 1 ] [ sin ( ϕ o ) 0 cos ( ϕ o ) 0 1 0 cos ( ϕ o ) 0 sin ( ϕ o ) ] [ cos ( a ) cos ( A ) cos ( a ) sin ( A ) sin ( a ) ] . {\displaystyle {\begin{aligned}x&=\sin \left(\phi _{\text{o}}\right)\cos \left(a\right)\cos \left(A\right)+\cos \left(\phi _{\text{o}}\right)\sin \left(a\right)\\y&=\cos \left(a\right)\sin \left(A\right)\\[3pt]{\begin{bmatrix}\cos \left(\delta \right)\cos \left(h\right)\\\cos \left(\delta \right)\sin \left(h\right)\\\sin \left(\delta \right)\end{bmatrix}}&={\begin{bmatrix}\sin \left(\phi _{\text{o}}\right)&0&\cos \left(\phi _{\text{o}}\right)\\0&1&0\\-\cos \left(\phi _{\text{o}}\right)&0&\sin \left(\phi _{\text{o}}\right)\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}\cos \left(a\right)\cos \left(A\right)\\\cos \left(a\right)\sin \left(A\right)\\\sin \left(a\right)\end{bmatrix}}\\{\begin{bmatrix}\cos \left(\delta \right)\cos \left(\alpha \right)\\\cos \left(\delta \right)\sin \left(\alpha \right)\\\sin \left(\delta \right)\end{bmatrix}}&={\begin{bmatrix}\cos \left(\theta _{L}\right)&\sin \left(\theta _{L}\right)&0\\\sin \left(\theta _{L}\right)&-\cos \left(\theta _{L}\right)&0\\0&0&1\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}\sin \left(\phi _{\text{o}}\right)&0&\cos \left(\phi _{\text{o}}\right)\\0&1&0\\-\cos \left(\phi _{\text{o}}\right)&0&\sin \left(\phi _{\text{o}}\right)\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}\cos \left(a\right)\cos \left(A\right)\\\cos \left(a\right)\sin \left(A\right)\\\sin \left(a\right)\end{bmatrix}}.\end{aligned}}}

Экваториальный ↔ галактический

Эти уравнения [14] предназначены для преобразования экваториальных координат в галактические координаты.

cos ( l NCP l ) cos ( b ) = sin ( δ ) cos ( δ G ) cos ( δ ) sin ( δ G ) cos ( α α G ) sin ( l NCP l ) cos ( b ) = cos ( δ ) sin ( α α G ) sin ( b ) = sin ( δ ) sin ( δ G ) + cos ( δ ) cos ( δ G ) cos ( α α G ) {\displaystyle {\begin{aligned}\cos \left(l_{\text{NCP}}-l\right)\cos(b)&=\sin \left(\delta \right)\cos \left(\delta _{\text{G}}\right)-\cos \left(\delta \right)\sin \left(\delta _{\text{G}}\right)\cos \left(\alpha -\alpha _{\text{G}}\right)\\\sin \left(l_{\text{NCP}}-l\right)\cos(b)&=\cos(\delta )\sin \left(\alpha -\alpha _{\text{G}}\right)\\\sin \left(b\right)&=\sin \left(\delta \right)\sin \left(\delta _{\text{G}}\right)+\cos \left(\delta \right)\cos \left(\delta _{\text{G}}\right)\cos \left(\alpha -\alpha _{\text{G}}\right)\end{aligned}}} run_going

α G , δ G {\displaystyle \alpha _{\text{G}},\delta _{\text{G}}} являются экваториальными координатами Северного галактического полюса, а является галактической долготой Северного небесного полюса. Относительно J2000.0 значения этих величин следующие: l NCP {\displaystyle l_{\text{NCP}}}

α G = 192.85948 δ G = 27.12825 l NCP = 122.93192 {\displaystyle \alpha _{G}=192.85948^{\circ }\qquad \delta _{G}=27.12825^{\circ }\qquad l_{\text{NCP}}=122.93192^{\circ }}

Если экваториальные координаты относятся к другому равноденствию , то перед применением этих формул их необходимо прецессировать на место в J2000.0.

Эти уравнения преобразуются в экваториальные координаты, относящиеся к B2000.0 .

sin ( α α G ) cos ( δ ) = cos ( b ) sin ( l NCP l ) cos ( α α G ) cos ( δ ) = sin ( b ) cos ( δ G ) cos ( b ) sin ( δ G ) cos ( l NCP l ) sin ( δ ) = sin ( b ) sin ( δ G ) + cos ( b ) cos ( δ G ) cos ( l NCP l ) {\displaystyle {\begin{aligned}\sin \left(\alpha -\alpha _{\text{G}}\right)\cos \left(\delta \right)&=\cos \left(b\right)\sin \left(l_{\text{NCP}}-l\right)\\\cos \left(\alpha -\alpha _{\text{G}}\right)\cos \left(\delta \right)&=\sin \left(b\right)\cos \left(\delta _{\text{G}}\right)-\cos \left(b\right)\sin \left(\delta _{\text{G}}\right)\cos \left(l_{\text{NCP}}-l\right)\\\sin \left(\delta \right)&=\sin \left(b\right)\sin \left(\delta _{\text{G}}\right)+\cos \left(b\right)\cos \left(\delta _{\text{G}}\right)\cos \left(l_{\text{NCP}}-l\right)\end{aligned}}} >пропускной_канал>11.3

Заметки о конверсии

  • Углы в градусах ( ° ), минутах ( ′ ) и секундах ( ″ ) шестидесятеричной меры должны быть преобразованы в десятичные перед выполнением вычислений. Преобразуются ли они в десятичные градусы или радианы, зависит от конкретной вычислительной машины или программы. С отрицательными углами следует обращаться осторожно; –10° 20′ 30″ должны быть преобразованы как −10° −20′ −30″ .
  • Углы в часах ( ч ), минутах ( м ) и секундах ( с ) измерения времени должны быть преобразованы в десятичные градусы или радианы перед выполнением вычислений. 1 ч  = 15°; 1 м  = 15′; 1 с  = 15″
  • Углы больше 360° (2π ) или меньше 0° может потребоваться уменьшить до диапазона 0°−360° (0–2π ) в зависимости от конкретной вычислительной машины или программы.
  • Косинус широты (склонение, эклиптическая и галактическая широта, а также высота) по определению никогда не бывает отрицательным, поскольку широта изменяется в пределах от −90° до +90°.
  • Обратные тригонометрические функции арксинус, арккосинус и арктангенс являются квадрантно -неоднозначными, и результаты должны быть тщательно оценены. Использование второй функции арктангенса (обозначаемой в вычислениях как atn2( y , x ) или atan2( y , x ) , которая вычисляет арктангенс у/х использование знака обоих аргументов для определения правого квадранта) рекомендуется при расчете долготы/прямого восхождения/азимута. Уравнение, которое находит синус , за которым следует функция арксинуса , рекомендуется при расчете широты/склонения/высоты.
  • Азимут ( A ) здесь относится к южной точке горизонта , общепринятому астрономическому исчислению. Объект на меридиане к югу от наблюдателя имеет A = h = 0° при таком использовании. Однако в AltAz Astropy, в соглашении о файлах FITS Большого бинокулярного телескопа , в XEphem , в библиотеке IAU Standards of Fundamental Astronomy и разделе B Astronomical Almanac , например, азимут — это к востоку от севера. В навигации и некоторых других дисциплинах азимут вычисляется от севера.
  • Уравнения для высоты ( а ) не учитывают атмосферную рефракцию .
  • Уравнения для горизонтальных координат не учитывают суточный параллакс , то есть небольшое смещение положения небесного объекта, вызванное положением наблюдателя на поверхности Земли . Этот эффект существенен для Луны , менее существенен для планет , незначителен для звезд или более удаленных объектов.
  • Долгота наблюдателя ( λ o ) здесь измеряется в положительном направлении на запад от нулевого меридиана ; это противоречит действующим стандартам МАС .

Смотрите также

Примечания

  1. ^ В зависимости от используемого соглашения об азимуте знаки cos A и sin A появляются во всех четырех различных комбинациях. Карттунен и др., [9] , Тафф [10] и Рот [11] определяют A по часовой стрелке с юга. Лэнг [12] определяет его с севера на восток, Смарт [13] с севера на запад. Миус (1991), [4] стр. 89: sin δ = sin φ sin a − cos φ cos a cos A ; Пояснительное приложение (1961), [5] стр. 26: sin δ = sin a sin φ + cos a cos A cos φ .

Ссылки

  1. ^ Канас, Ник (2021). «Карты звезд и солнечной системы: история небесной картографии». Научные заметки AAS . 5 (4). Американское астрономическое общество : 69. Bibcode : 2021RNAAS...5...69K. doi : 10.3847/2515-5172/abf35c . S2CID  233522547.
  2. ^ Маевски, Стив. «Системы координат». Кафедра астрономии UVa. Архивировано из оригинала 12 марта 2016 года . Получено 19 марта 2011 года .
  3. ^ Аабо, Асгер . 2001 Эпизоды из ранней истории астрономии. Нью-Йорк: Springer-Verlag., стр. 17–19.
  4. ^ аб Меус, Жан (1991). Астрономические алгоритмы . Willmann-Bell, Inc., Ричмонд, Вирджиния. ISBN 0-943396-35-2., гл. 12
  5. ^ ab Военно-морская обсерватория США, Управление морского альманаха; Управление морского альманаха Ее Величества (1961). Пояснительное дополнение к Астрономическим эфемеридам и Американскому эфемеридному и морскому альманаху . Канцелярия Ее Величества, Лондон., сек. 2А
  6. ^ Военно-морская обсерватория США, Морской альманах (1992). П. Кеннет Зайдельман (ред.). Пояснительное приложение к Астрономическому альманаху . University Science Books, Mill Valley, CA. ISBN 0-935702-68-7., раздел 11.43
  7. ^ Монтенбрюк, Оливер; Пфлегер, Томас (2000). Астрономия на персональном компьютере . Шпрингер-Верлаг Берлин Гейдельберг. ISBN 978-3-540-67221-0., стр. 35-37
  8. ^ Военно-морская обсерватория США, Морской альманах; Гидрографическое управление Великобритании, HM Nautical Almanac Office (2008). Астрономический альманах за 2010 год . Типография правительства США. стр. M18. ISBN 978-0160820083.
  9. ^ Карттунен, Х.; Крегер, П.; Оджа, Х.; Путанен, М.; Доннер, HJ (2006). Фундаментальная астрономия (5-е изд.). Спрингер. Бибкод : 2003fuas.book.....K. ISBN 978-3-540-34143-7.
  10. ^ Тафф, LG (1981). Вычислительная сферическая астрономия . Wiley. Bibcode :1981csa..book.....T. ISBN 0-471-06257-X.
  11. Рот, Джорджия (23 октября 1989 г.). Handbuch für Sternenfreunde . Спрингер. ISBN 3-540-19436-3.
  12. ^ Лэнг, Кеннет Р. (1978). Астрофизические формулы . Springer. Bibcode :1978afcp.book.....L. ISBN 3-540-09064-9.
  13. ^ Смарт, Уильям Маршалл (1949). Учебник по сферической астрономии . Cambridge University Press . Bibcode :1965tbsa.book.....S.
  14. ^ Полески, Радослав (2013). «Трансформация экваториального собственного движения в галактическую систему». arXiv : 1306.2945 [astro-ph.IM].
  • NOVAS — программное обеспечение векторной астрометрии Военно-морской обсерватории США , интегрированный пакет подпрограмм и функций для вычисления различных часто используемых величин в позиционной астрономии.
  • SuperNOVAS — поддерживаемая версия NOVAS C 3.1 с исправлениями ошибок, улучшениями, новыми функциями и онлайн-документацией.
  • SOFA, Стандарты фундаментальной астрономии МАС , доступный и авторитетный набор алгоритмов и процедур, реализующих стандартные модели, используемые в фундаментальной астрономии.
  • Первоначально эта статья была основана на Astroinfo Джейсона Харриса , который сопровождается KStars , KDE Desktop Planetarium для Linux / KDE .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Astronomical_coordinate_systems&oldid=1241320400"