Dünya merkezli atalet - Earth-centered inertial

ECI sistemini kullanarak Dünya hakkında bir konum göstermek için, Kartezyen koordinatları kullanılmış. x–y uçak ile çakışıyor ekvator düzlemi Dünya. xeksenine göre bir yönde kalıcı olarak sabitlenir Gök küresi Dünya gibi dönmeyen. zeksen 90 ° açı ekvator düzlemine doğru ve Kuzey Kutbu. Güneş ve Ay'ın uyguladığı kuvvetler nedeniyle, Dünya'nın ekvator düzlemi göksel küreye göre hareket eder. Dünya döner ECI koordinat sistemi yokken.

Dünya merkezli atalet (ECI) koordinat çerçevelerinin kökenleri kütle merkezi nın-nin Dünya yıldızlara göre dönmeyin.[1] ECI çerçeveleri denir atalet, aksine Dünya merkezli, Toprakla sabitlenmiş (ECEF ) Dünya yüzeyine göre sabit kalan çerçeveler dönüşü. Pozisyonları temsil etmek uygundur ve hızlar ECEF koordinatlarında veya enlem, boylam, ve rakım. Ancak nesneler içinde Uzay, hareket denklemleri tanımlayan yörünge hareketi ECI gibi dönmeyen bir çerçevede daha basittir. ECI çerçevesi aynı zamanda yönün belirlenmesi için de kullanışlıdır. gök cisimleri.

Bir ECI çerçevesinin gerçekte eylemsizlik derecesi, çevredeki tekdüzelik olmaması ile sınırlıdır. yerçekimi alanı. Örneğin, Ay'ın yerçekimi etkisi bir yüksek Dünya yörüngesi uydu, Dünya üzerindeki etkisinden önemli ölçüde farklıdır, bu nedenle bir ECI çerçevesindeki gözlemcilerin bunu hesaba katması gerekir. hızlanma hareket yasalarındaki farklılık. Gözlemlenen nesne ECI kaynağına ne kadar yakınsa, yerçekimi eşitsizliğinin etkisi o kadar az önemlidir.[2]

Koordinat sistemi tanımları

Bir ECI çerçevesinin yönünü Dünya'nın yörünge düzlemini ve Dünya'nın uzayda dönme ekseninin yönünü kullanarak tanımlamak uygundur.[3] Dünyanın yörünge düzlemine ekliptik ve Dünya'nın ekvator düzlemine denk gelmiyor. Dünya'nın ekvator düzlemi ile ekliptik arasındaki açı, ε, denir eğiklik ekliptik ve ε ≈ 23.4°.

Bir ekinoks Dünya yörüngesinde, dünyadan güneşe doğru bir vektör, ekliptiğin göksel ekvatorla kesiştiği noktayı işaret edecek şekilde olduğunda oluşur. İlkbaharın ilk gününde (Kuzey yarımküreye göre) meydana gelen ekinoks, ilkbahar gündönümü. Vernal ekinoks, ECI çerçeveleri için ana yön olarak kullanılabilir.[4] Güneş 21 Mart civarında ilkbahar ekinoksu yönünde yatıyor. temel düzlem ECI çerçeveleri için genellikle ya ekvator düzlemi ya da ekliptiktir.

Bir nesnenin uzaydaki konumu şu terimlerle tanımlanabilir: sağ yükseliş ve sapma ilkbahar ekinoksundan ölçülür ve Göksel ekvator. Sağ yükseliş ve sapma küresel koordinatlar benzer boylam ve enlem, sırasıyla. Uzaydaki nesnelerin konumları da kullanılarak temsil edilebilir Kartezyen koordinatları ECI çerçevesinde.

Güneş ve Ay'ın Dünya'nın ekvatoral çıkıntısı üzerindeki yerçekimi çekimi, Dünya'nın dönme ekseninin bir tepenin hareketine benzer şekilde uzayda hareket etmesine neden olur. Bu denir devinim. Nütasyon daha küçük genlikli daha kısa süreli (<18.6 yıl) yalpalamadır. Göksel kutup. Güneş, ay ve gezegenlerin Dünya'nın ekvatoral çıkıntısına uyguladığı torkun gücündeki daha kısa süreli dalgalanmalardan kaynaklanıyor. Bu hareketin kısa vadeli periyodik salınımlarının ortalaması alındığında, bunlar "gerçek" değerlerin aksine "ortalama" olarak kabul edilir. Böylece, ilkbahar ekinoksu, Dünya'nın ekvator düzlemi ve ekliptik düzlem tarihe göre değişir ve belirli bir çağ. Uzayda Dünya'nın sürekli değişen yönünü temsil eden modeller, Uluslararası Yer Döndürme ve Referans Sistemleri Hizmeti.

J2000

Yaygın olarak kullanılan bir ECI çerçevesi, Dünya'nın Ortalama Ekvatoru ve Ekinoks ile saat 12: 00'de tanımlanır. Karasal Zaman 1 Ocak 2000 tarihinde. Şu şekilde ifade edilebilir: J2000 veya EME2000. X ekseni ortalama ekinoks ile hizalanır. Z ekseni ile hizalı Dünyanın dönüş ekseni veya göksel Kuzey Kutbu. Y ekseni, göksel ekvator etrafında 90 ° Doğu döndürülür.[5]

M50

Bu çerçeve J2000'e benzer, ancak 1 Ocak 1950'de saat 12: 00'de ortalama ekvator ve ekinoks ile tanımlanır.

GCRF

Yermerkezli Göksel Referans Çerçevesi (GCRF), Dünya-merkezli karşılığıdır. Uluslararası Göksel Referans Çerçevesi.

MOD

Bir Ortalama Tarih (MOD) çerçevesi, belirli bir tarihte ortalama ekvator ve ekinoks kullanılarak tanımlanır.

TEME

ECI çerçevesi için kullanılan NORAD iki satırlı elemanlar bazen denir gerçek ekvator, ortalama ekinoks (TEME) geleneksel ortalama ekinoks kullanmasa da.

Dünya merkezli çerçeve örneği
Dünya merkezli atalet - Kutup görünümü
Toprak merkezli, Sabit toprak - Kutup görünümü
  Dünya ·   IRNSS-1B ·   IRNSS-1C ·   IRNSS-1E ·   IRNSS-1F ·   IRNSS-1G ·   IRNSS-1I

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Ashby Neil (2004). "Küresel Konumlandırma Sisteminde Sagnac etkisi". Guido Rizzi'de, Matteo Luca Ruggiero (ed.). Dönen çerçevelerde görelilik: dönen referans çerçevelerinde görelilik fiziği. Springer. s. 11. ISBN  1-4020-1805-3.
  2. ^ Tapley, Schutz ve Born (2004). İstatistiksel Yörünge Belirleme. Elsevier Akademik Basın. pp.61 –63.CS1 Maint: yazar parametresini kullanır (bağlantı)
  3. ^ David A. Vallado ve Wayne D. McClain, "Astrodinamiğin Temelleri ve Uygulamaları," 3. baskı. Microcosm Press, 2007, s. 153–162.
  4. ^ Roger B. Bate, Donald D. Mueller, Jerry E. White, "Astrodinamiğin Temelleri" Dover, 1971, New York, s. 53-57.
  5. ^ Tapley, Schutz ve Born, "Statistical Orbit Determination", Elsevier Academic Press, 2004, s. 29–32.