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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