新参考系的引入对天体测量学的影响.pdfVIP

第22卷 第3期 天 文 学 进 展 Vo1．22． NO．3 2004年9月 PROGRESS IN ASTRONOMY Sep．，2004 文章编号：i000—8349(2004)03—0200—09 新参考系的引入对天体测量学的影响 夏一飞 ，金文敬2 (1．南京大学 天文系，南京210093； 2．中国科学院 上海天文台，上海200030) 摘要：由于观测、参考架、模型、时间尺度精度的不断提高和完善，国际天球参考系(ICRS)被 引入使用， IAU 2000年大会决定从2003年起采用新的天球中介极(CIP)、新的天球中介原点 (CIO)、新的岁差一章动模型和新的UT1定义等，并定义了新的中介的运动参考架，由此给天体 测量学带来很大的影响，天体测量学的内容和实践发生了许多重要的变化。据此，对天体测量学的 术语、概念和定义的变化作了描述，并讨论了变化的原因和对天体测量学的影响。新的一套天体测 量理论和方法正在变更之中，我们应及时跟上这个领域的发展步伐。 关 键 词：天体测量学；天球参考系；综述；非旋转原点；岁差一章动模型 中图分类号：P 129 文献标识码：A 1 引 言 参考系的建立包括两方面的内容，一是从理论上确定参考系的定义和模式，二是建立符 合这一定义的参考架。因此参考系包括参考系建立和维持的一组模型和常数、一套理论和数 据处理方法、一个参考架 其中参考架是参考系具体化的形式 由于新参考系的引入、天文测 地观测精度的提高、岁差 章动模型的改进、时间尺度的完善，使经典天体测量学的内容和 实践发生了许多重大的变化。甚长基线干涉测量(VLBI)对河外射电源的观测达到亚毫角秒级 的精度；依巴谷卫星对亮于9．0 mag全部恒星和部分亮于12．0 mag恒星的光学观测得到了约 毫角秒级精度的近12万颗恒星的基本天体测量参数；全球定位系统(GPS)在连续观测基础 上可获得亚毫角秒级的地球自转参数，从而确定亚周日周期的章动和极移效应。这些精度量 级使得参考系的定义、归算和分析方法都必须建立在相对论框架的理论基础上。 IAU决议从1998年起采用河外射电源方向实现的国际天球参考系(ICRS)作为协议的天 球参考系_112】。由于河外射电源非常遥远，其视运动大小远小于位置精度，因此新的参考架 一 国际天球参考架(ICRF)可认为是以太阳系质心为原点的空固参考架，它替代了FK5参 考架和动力学参考架。ICRF在J2000．0时与FK5基本上是一致的，两者的差异在参考架误 收稿日期：2003—10—30；修回日期：2004—01—05 基金项目：国家自然科学基金“十五”重点资助项目 3期 夏一飞等：新参考系的引入对天体测量学的影响 201 差范围内。ICRF的赤经起标点(departure point)非常接近J2000．0动力学分点。ICRF既不依 赖地球自转，也不依赖黄道，它仅仅受观测影响。ICRF在光学波段是由依巴谷星表实现的[引。 虽然现在把已建立的ICRF作为空固参考架，但地球运动仍有许多可变之处，因此为地 球定向继续需要运动的瞬时参考架，它基于真正的瞬时地球赤道。为此IAU决议从2003年 起采用新的运动的瞬时参考架[ ，它与动力学参考架无关，由新的岁差一章动模型、天球中 介极(CIP)和天球中介原点(CIO)所确定，其中CIO不依赖于理论，其长期预报的精度为毫 角秒。由于中介原点与非旋转原点(NRO)相联系，因而引入了按地球自转角(ERA)计量的 UT1新定义，ERA和UT1间仅有线性关系。 新参考系的使用使天体测量学的某些术语、概念和定义发生了变化，对天体测量学产生 了很大的影响。‘ 2 变 化 用J2000．0参考架实现的FK5系统被用ICRF实现的ICRS系统替代；而基于IAU 1980 章动理论、天球历书极(CEP)和真春分点的运动的瞬时参考架也被新的参考架替代。所有由 此产生的变化涉及到分离物理效应，并引入了一套更严格的公式，从而使参考架的精度得到 进一步完善。主要变化有： (1)天球中介