天体力学与天体测量基础课件.ppt

李广宇l复习复习l基于春分点的岁差章动变换基于春分点的岁差章动变换l习题课习题课l天体力学基础引言天体力学基础引言l圆轨道运动圆轨道运动讲课内容讲课内容2012 中国 科大1天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇真真/平赤道系、天球中间系和平赤道系、天球中间系和地球中间系地球中间系基本平面：中间赤道面基本方向： 春分点 真/平赤道系 CIO CIRS TIO TIRS 时角坐标系（左手系）J2000.0 时，CIRS，平赤道系与GCRS 基本相合.2012 中国 科大2天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇TIRS-CIRS 变换变换CIRSTIRSERA练习：试写出 TIRS-真赤道系变换; 测站时角系-TIRS变换.2012 中国 科大3天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇中间极：章动和极移中间极：章动和极移T 地极（形状极）H 自转极（角动量极） 受迫极移(可预报)自由极移(不可预报)N CIP，区分章动与 极移. 加入章动极移：CIP关于ITRS的位移章动：CIP关于GCRS的位移2012 中国 科大4天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇中间极：章动和极移中间极：章动和极移 适当选取中间极 N N,区分章动和极移，只是一个方便理论分析和数据处理的问题。

岁差章动模型预报章动（含岁差）和受迫极移，中间极 N N 关于 GCRS 的位移由选定的岁差章动模型确定2012 中国 科大5天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇CIO变换（变换（CIRS-GCRS）GCRSCIRS2012 中国 科大6天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇ITRS-TIRS 变换变换极移矩阵极移矩阵 极移向量ITRSTIRSTIO 定位角2012 中国 科大7天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇 ITRS-GCRS 变换变换基于基于CIO 2012 中国 科大8天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇 ITRS-GCRS变换变换基于春分点2012 中国 科大9天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇基于春分点的岁差章动矩阵基于春分点的岁差章动矩阵历元偏置矩阵岁差矩阵章动矩阵2012 中国 科大10天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇历元偏置矩阵历元偏置矩阵历元平赤道系历元平赤道系-GCRS变换参数春分点偏置历元平天极坐标极向量变换2012 中国 科大11天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇岁差矩阵岁差矩阵平赤道系平赤道系-历元平赤道系历元平赤道系四旋转表达式(借助历元黄道)岁差量黄经岁差（黄赤交角）平黄赤交角赤经岁差历元黄赤交角思考题：平赤道和中间赤道有何异同？2012 中国 科大12天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇章动矩阵章动矩阵真赤道系真赤道系-平赤道系平赤道系章动量黄经章动 倾角章动 思考题：真赤道就是中间赤道吗？2012 中国 科大13天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇天体力学基础天体力学基础引言引言l亚里士多德和托勒密体系。

l先验论阻碍科学进步一千八百年 l培根提出现代科学方法实践论l哥白尼重提日心说l第谷精确而可靠的观测l伽利略用望远镜观测天空l开普勒的创新性思维取得重大突破 2012 中国 科大14天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇开普勒关于行星运动的三条定律开普勒关于行星运动的三条定律 l行星围绕太阳沿椭圆轨道运动，太阳位行星围绕太阳沿椭圆轨道运动，太阳位于椭圆的一个焦点上于椭圆的一个焦点上. .l行星围绕太阳运动时，其向径在相等时行星围绕太阳运动时，其向径在相等时间内扫过相等的面积间内扫过相等的面积. .l轨道周期的平方与椭圆半长轴的立方成轨道周期的平方与椭圆半长轴的立方成正比正比. .2012 中国 科大15天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇牛顿站在巨人肩上书写辉煌一章牛顿站在巨人肩上书写辉煌一章运动定律运动定律 l物体保持静止或匀速直线运动状态，除非它物体保持静止或匀速直线运动状态，除非它受到外力推动而改变此种状态受到外力推动而改变此种状态. .l物体运动的改变正比于所受外力的大小，并物体运动的改变正比于所受外力的大小，并且与外力同方向且与外力同方向. .l作用和反作用大小相等，方向相反作用和反作用大小相等，方向相反. .2012 中国 科大16天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇万有引力定律万有引力定律l作用于质量为 和 的两个物体间的引力与其质量的乘积正比，距离的平方成反比. 以向量形式表示为： 式中G为引力常数引力常数，是引力场强度的量度.2012 中国 科大17天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇拉格朗日和拉普拉斯拉格朗日和拉普拉斯 l拉格朗日限制性三体问题，预言脱罗央小行星的存在常数变易法和行星运动方程l拉普拉斯多体问题的摄动理论和方法 太阳系稳定性 2012 中国 科大18天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇海王星的发现海王星的发现 l亚当斯和勒威耶根据摄动理论计算并预报l恩克和伽勒发现海王星l重复的一章冥王星的发现洛韦尔和皮克林的理论研究汤博发现冥王星 2012 中国 科大19天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇庞加莱的贡献庞加莱的贡献 l不可积动力系统 l证明了拉普拉斯关于太阳系稳定性的结论是错误的 l给出了 “确定性混沌”的第一个实例l 三体问题由一组完全确定的方程描述，在一定条件下三体的行为却是“混沌的”，或者说不可预报的. 2012 中国 科大20天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇当代天体力学的发展当代天体力学的发展l人造卫星和航天工程兴起，空间探测需求成为天体力学发展的主要动力. l适应高速数字计算机高精度要求的新方法不断出现. l数值方法应用于稳定性问题及相关的混沌运动. 不断推出知识前沿的新问题.l当代天体力学仍然是充满生机的沃土，辛勤耕耘必将收获硕果. 2012 中国 科大21天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 李广宇预习预习第2章，第3章2012 中国 科大22天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础天体力学与天体测量基础 。