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第一章　天体测量的动力学基础 1

§1.1 时空度规 2

§1.1.1　光的速度 4

§1.1.2　史瓦西坐标 5

§1.1.3　各向同性坐标 6

§1.2　测地线方程 6

§1.2.1　能量方程 8

§1.2.2　时间尺度 9

§1.3　牛顿近似 9

§1.4　开普勒运动 12

§1.4.1　真近点角和平近点角 13

§1.4.2　偏近点角；开普勒方程 14

§1.4.3　力学要素的微分改正 16

§1.5　近日点的相对论进动 18

§1.6　测地岁差 20

§1.7　坐标时与原时之间的转换 22

§1.7.1　太阳系中的时间转换 23

§1.8　开普勒第三定律 25

§1.8.1　平方反比引力 27

§1.9　天文学的一些单位和常数 27

§1.9.1　太阳的引力半径 30

§1.9.2　地-月轨道的力学要素 30

第二章　空间和时间的天体测量 32

§2.1　洛伦兹标架 32

§2.1.1 自然标架 33

§2.1.2　本征标架 34

§2.2 零测地线 35

§2.2.1　光线的偏转 39

§2.2.2　史瓦西坐标中的光线轨迹 40

§2.2.3　各向同性坐标中的光线轨迹 42

§2.3　光行时 43

§2.3.1 距离测量 45

§2.4　多普勒位移 47

§2.5　方向 49

§2.5.1 自然方向 50

§2.5.2　本征方向 51

§2.5.3　太阳系的质心 51

§2.5.4　经典的恒星光行差 52

§2.5.5　太阳系内的方向问题 54

§2.6　远距离辐射源 56

§2.6.1　远距离辐射源的光行时 57

§2.6.2　远距离辐射源的自然方向 58

§2.6.3　质心瞬时 59

§2.6.4 自行与视向速度 59

§2.7　微分时间延迟 62

第三章　地球 65

§3.1　刚体的角动量 65

§3.2　外部质量的引力作用 67

§3.2.1 外力偶 68

§3.3　运动方程 69

§3.3.1　轴对称性 70

§3.4　形状轴的运动 72

§3.5　地球的引力场 75

§3.5.1 高度 77

§3.5.2　地球引力势的调和表达式 77

§3.5.3　MacCullagh定理 78

§3.5.4　地球的物理单位和常数 79

§3.6　参考椭球体 80

§3.6.1　地球表面的重力 83

§3.7　大地坐标 84

§3.7.1　地理坐标；垂线偏差 86

§3.8　地心坐标矢量 87

§3.8.2　周日光行差和视方向 89

§3.8.1　观测者的地心速度 89

§3.9　站心方向 90

§3.9.1　地平视差 92

§3.9.2　站心坐标方向 93

第四章　坐标三元基 94

§4.1 天极 95

§4.2　黄极 97

§4.3　分点；天球坐标三元基 97

§4.3.1　赤经和赤纬 98

§4.3.2　黄经和黄纬 100

§4.4　模型地球的取向 101

§4.4.1 历书时角 103

§4.5　地方天文坐标三元基 103

§4.5.1　相对于地方三元基的方向 106

§4.6　空间椭圆轨道 107

§4.6.1　对轨道椭圆的较差改正 109

§4.7　月球的自转 110

§4.7.1 月面坐标 112

§4.7.2　站心天平动 112

§4.7.3　月球轴的位置角 113

第五章　岁差和章动 115

§5.1　月球的轨道 115

§5.1.1 月球视差 116

§5.2　沿开普勒轨道的摄动体 117

§5.3　天极的运动方程 121

§5.4　平极的岁差 122

§5.4.1 日月岁差 123

§5.4.2　平赤道三元基的分量 124

§5.4.3　岁差 126

§5.4.4　平黄经 128

§5.5　章动 128

§5.5.2　非刚体地球模型 131

§5.5.1　章动的坐标变换 131

§5.6　平恒星时和二分差 132

§5.6.1 贝塞尔年 134

§5.7　有关天体方向的进一步说明 134

§5.7.1　恒星的平位置 135

§5.7.2　视位置 136

§5.7.3　本征位置 137

§5.7.4　天体测量位置 139

第六章　时间尺度 140

§6.1　地球自转 141

§6.1.1　格林尼治恒星时 142

§6.1.2　世界时 143

§6.1.3　格林尼治平时 144

§6.1.4　世界时的可变性 145

§6.2 历书时 147

§6.1.5　极移 147

§6.2.1 历书时的数值定义 149

§6.3　SI秒和原子时尺度 150

§6.3.1　地球附近的原时 151

§6.3.2　地球钟的同步问题 154

§6.3.3　国际原子时（TAI） 155

§6.3.4　IAU（1976）时间尺度 156

§6.4 国际上的时间和纬度服务 156

§6.5　质心坐标时 157

§6.5.1　t-τ中的行星项 160

§6.5.2　t-τ中的月球项 162

§6.5.3　t-τ中的地面项 163

§6.5.4　坐标时尺度的定义 165

§6.6　地球长度单位和天文长度单位 166

第七章　大气对天体测量的影响 168

§7.1　大气中的光线轨迹 169

§7.1.1　球对称大气 170

§7.1.2　天顶距和天文折射 172

§7.1.3　本征方向 174

§7.1.4　真方向 174

§7.2　光程 175

§7.2.1　信号的速度 175

§7.2.2　轨线弯曲 176

§7.3　低层大气 177

§7.3.1　虚温和混合比 178

§7.3.2　流体静力学平衡下的大气模型 179

§7.3.3　平衡大气的微分方程 180

§7.3.4　多方模型 181

§7.3.5　水蒸气 182

§7.3.6　大气模型 183

§7.3.7　球对称重力场 186

§7.4　大气的折射率 187

§7.4.1　空气光学折射本领的数值表达式 189

§7.4.2　射电波段的折射本领 190

§7.5 大气质量 191

§7.5.1　大气质量积分 191

§7.5.2　中等天顶距的大气质量 194

§7.5.3　大气透射和大气消光 197

§7.5.4　大气消光和大气质量的数值 198

§7.6　天文折射 199

§7.6.1　中等天顶距的折射 200

§7.6.2　近似等效高度和真天顶距 204

§7.6.3　大气色散 205

§7.6.4　有效波长 207

§7.6.5　大气折射的计算 207

§7.6.6　普尔柯沃折射表 209

§7.7　大气延迟 210

§7.7.1 几何程 212

§7.7.2　微分延迟 213

§7.8 电离层 215

§7.8.1　多频率观测 216

§7.8.2　通过电离层模型的轨线 218

第八章　切平面上的天体测量学 221

§8.1　球心投影 221

§8.1.1　像方 223

§8.1.2　正切坐标三元基的微小旋转 224

§8.3　相对于正切坐标三元基的微小位移 225

§8.2　标准坐标 226

§8.2.1　标准坐标的计算 227

§8.3　底片模型 228

§8.3.1　线性底片模型 229

§8.3.2　底片倾斜 230

§8.3.3　径向畸变 231

§8.3.4　施密特望远镜投影 232

§8.3.5　星像缺陷 233

§8.4 用球心投影法归算底片 234

§8.5　广义最小二乘算法 238

§8.5.1　法方程的解 241

§8.5.2　恒星常数和底片常数的协方差矩阵 243

§8.6　从标准坐标推算坐标方向 244

§8.6.1　太阳系天体的坐标方向 245

§8.7　较差天体测量 246

§8.7.1　恒星常数模型 247

§8.7.2　视差位移 249

§8.7.3　相对视差和相对自行的中心重叠解 250

§8.7.4　经典的视差归算方法 253

§8.7.5　恒星常数的约束条件 254

§8.7.6　由一对底片求自行 255

第九章　球面天体测量学 257

§9.1　方向测量 258

§9.2　子午观测 259

§9.2.1　子午环 260

§9.2.2　子午环的取向 261

§9.2.3　子午环观测的归算 263

§9.2.4　准直仪观测 267

§9.2.5　天底点的观测 269

§9.2.6　焦距和视场旋转 269

§9.2.7　归算到天球三元基 271

§9.2.8　基本子午天体测量和相对子午天体测量 274

§9.3　天顶观测 276

§9.3.1 地方垂线的潮汐偏差 278

§9.3.2　纬度变化观测 279

§9.3.3　照相天顶筒 281

§9.3.4　棱镜等高仪 287

§9.3.5　改进型等高仪 296

§9.4　太阳、月球和行星的观测 298

§9.4.1　天体的半径 299

§9.4.2　土星环 301

§9.4.3　缺照 301

§9.4.4　月球的边缘和半径 303

§9.4.5　边缘观测的归算 306

§9.4.6　月掩星 307

§9.5　射电干涉测量 308

§9.5.1 相位延迟 309

§9.5.2　相位不定性；群延迟 311

§9.5.3　条纹变率 312

§9.6　脉冲星 313

§9.7　黄道 315

§9.7.1　行星观测 317

§9.7.2　太阳的子午观测 319

§9.7.3　月球观测 320

§9.7.4　由射电天体测量推算地球轨道 322

§9.8　恒星参考标架的长期转动 323

第十章　恒星运动学与惯性标架 328

§10.1　运动学单位 328

§10.1.1　距离模数 330

§10.2　银道坐标三元基 330

§10.2.1　银道坐标中的速度分量 332

§10.2.2　银经和银纬 332

§10.2.3　银道坐标中的自行 333

§10.3　银河系中的系统性运动 334

§10.3.1　银河系的较差自转和膨胀 336

§10.3.2　由21厘米中性氢线观测所得的银河系自转 342

§10.4　太阳和恒星的本动 345

§10.4.1　速度椭球 346

§10.4.2　太阳运动 348

§10.4.3　平均长期视差和归算到绝对自行 350

§10.4.4　平均视差 352

§10.5　恒星运动学资料的分析 354

§10.5.1　本地静止标准 358

§10.6　运动学参数的最大似然估计 361

§10.7　移动星团 366

§10.7.1　根据自行方向确定的会聚点 368

§10.7.2　运动学视差的一般解 371

§10.7.3　自行的梯度 372

§10.8　河外参考标架 375

§10.8.1　照相观测计划 375

§10.8.2　射电源和参考标架的转动 377

后记 379

附录A　矢量和张量的符号体系 381

附录B　测地线方程的推导 398

附录C　洛仑兹变换 402

参考文献 405