Ephemeris EPM

Ephemeris EPM (Ephemeris of Planets and Moon) включва високо прецизни орбити на планетите на Слънчевата система, слънцето, луната, трите най-големи астероида (Ceres, Pallas, Vesta) и четири транснептунови обекта (Eris, Makemake, Хаумеа, Седна). В допълнение, EPM включва ефемеридите на физическата либрация на Луната и разликата между динамичното и земното време TT-TDB.

Ephemeris EPM обхваща повече от 400 години (1787-2214).

Последната версия на EPM е EPM2017. Заедно с него беше пусната „дълга“ версия на EPM2017H, подобна на EPM2017, но обхващаща интервал от време от повече от 13100 години (10107 пр. Н. Е. - 3036 г. сл. Н. Е.).

Подробно описание на различни версии на EPM ephemeris (на английски): EPM2017, EPM2015, EPM2011/m, EPM2008, EPM2004.

Динамичен модел

Моделът на EPM динамична ефемерида се основава на параметризираната пост-нютонова метрика на N тела за обща теория на относителността в барицентричната координатна система (BCRS) и TDB времевата скала.

Ефемеридите EPM са изградени в съответствие с резолюцията B2 XXVIII GA MAC, в която стойността на астрономическата единица е фиксирана в системата SI на стойност, равна на 149597870700 m, а гравитационната константа на Слънцето е отчетена сред параметрите, определени от наблюдения.

Динамичният модел на планетарната част на EPM включва:

  • Взаимни смущения на планетите, Слънцето и Луната;
  • смущения от 301 големи астероида и 30 най-големи TNO;
  • смущения от пръстена на останалите по-малки астероиди с очакваната маса;
  • смущения от пръстена на други, по-малки TNO с очакваната маса;
  • релативистки смущения;
  • смущения от динамичното компресиране на Слънцето.

Включването на 30 големи и много отдалечени TNO в съвместна интеграция причинява значителна промяна в позицията на барицентъра на Слънчевата система, така че барицентричните позиции на Слънцето и всички други тела също се променят, но относителните координати на телата (хелиоцентрични, геоцентрични) остават същите. По този начин само сравнение на относителните координати разкрива реалните разлики между EPM и ефемеридите от други производители (DE или INPOP). Освен това разликата между земното и динамичното време TT-TDB зависи от координатите и масите на всички тела, включени в съответните ефемериди. В резултат на това TT-TDB за EPM се различава от TT-TDB в DE430 с линеен срок от около 15 ns на век, главно поради 30-те най-големи TNO.

При подобряване на планетарната част на EPM ефемеридите се определят около 270 параметъра:

  • орбитални елементи на планети и 18 спътника на външни планети;
  • стойността на хелиоцентричната гравитационна константа;
  • съотношението на масите на Земята и Луната;
  • три ъгъла на ориентация на планетарните ефемериди спрямо системата ICRF2;
  • параметри на въртене на Марс и планетна топография;
  • маси от 31 астероида и средни плътности за три таксономични класа (C, S, M) на астероиди, маси на астероидния пръстен и TNO пръстена;
  • времена на закъснение в слънчевата корона (параметрите на модела на короната бяха определени за всяка слънчева връзка);
  • фазови ефекти за външни планети (за Плутон това е разликата между динамичния барицентър на Плутон-Харон от центъра на светлината на тази система).

EPM са ориентирани към системата ICRF2 с точност по-добра от 0,2 mas (3σ), като включват измененията на космическия кораб VLBI на фона на квазарите ICRF2 в цялостното решение.

Опитът показва, че включването на астероидните и TNO пръстени в динамичния модел леко увеличава оценката за хелиоцентричната гравитационна константа, така че стойността на тази стойност GMSun в EPM е малко по-висока, отколкото в DE.

EPM прилага модел на орбитално-ротационното движение на Луната, базиран на уравненията, използвани за изграждане на лунната част на ефемеридите JPL DE430 във връзка със съвременните астрономически, геодинамични и селенодинамични модели. Луната се разглежда като еластично тяло с въртяща се течна сърцевина.

В този модел са включени следните уравнения:

  • смущения в орбитата на Луната в гравитационното поле на Земята;
  • ротационен момент поради гравитационния потенциал на Луната;
  • смущения в орбитата на Луната поради лунни и слънчеви приливи и отливи на Земята;
  • изкривяване (изкривяване) на лунната фигура в резултат на нейното въртене и земната гравитация;
  • въртящ момент, произтичащ от взаимодействието на лунната кора и течното ядро.

Параметрите на лунната и планетарната част на EPM са координирани помежду си.

Изпълнение

ЕПМ ефемеридите се изчисляват, като се използва осмата версия на софтуерния пакет ERA. ERA включва свой собствен език за астрономически проблеми ELEPHANT. ERA-8 се основава на софтуерната платформа Racket и използва SQLite за обслужване на таблични данни. Повечето от цифровите алгоритми на ERA-8 са реализирани в C.

Достъп до EPM

На линия

Интерактивна услуга за изчисляване на ефемериди, разработена в LEA IPA RAS, осигурява достъп до различни ефемериди, включително EPM, с възможност за получаване на ефемеридни таблици в различни единици за промяна и координатни системи.

Извън линия

На FTP сървъра са налични файлове, съдържащи данни за ефемериди под формата на разширения в полиноми на Чебишев на равни интервали от време в барицентричната координатна система (барицентърът на Слънчевата система, с изключение на орбитата на Луната, която е дадена в геоцентричната координатна система). на IPA RAS в няколко формата. Новите потребители се насърчават да използват EPM ефемериди в семейството на SPICE формати. Следните софтуерни библиотеки могат да се използват за четене на SPICE файлове:

  • Библиотеката libephaccess и базираното на нея приложение на командния ред ephcalculator, разработени в IPA RAS., Създадени в IPA RAS. Библиотеката и приложението са реализирани на езика C и са достъпни в хранилището на кодове на IPA RAS. Предоставя библиотечна обвивка за програми на Python.
  • CALCEPH е софтуерна библиотека, създадена от Института по небесна механика и изчисления на ефемериди (IMCCE), която чете EPM и други ефемеридни файлове в няколко формата, включително SPICE. Библиотеката осигурява C интерфейс, както и интерфейс за програми Fortran 77 и 2003 и обвивка за езика Python.
  • Библиотеката SPICE, създадена от Отдела за навигация и помощ на НАСА за реактивно задвижване (NAIF JPL), е богата на възможности за различни астрономически задачи, включително достъп до ефемериди. Осигурени са библиотечни интерфейси за C, Fortran, MATLAB и IDL.

Подробно описание на различните начини за програмен достъп до EPM ефемеридите е в ръководството за потребителя (на английски).