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天体测量学

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  天文学中最先发展起来的一个分支,主要任务是研究和测定天体的位置和运动,建立基本参考坐标系和确定地面点的坐标。它包括球面天文学方位天文学实用天文学天文地球动力学
  确定天体的位置及其变化,首先要研究天体投影在天球上的坐标的表示方式、坐标之间的关系和各种坐标修正,这是球面天文学的内容。天体的位置和运动的测定属于方位天文学的内容,是天体测量学的基础。天体测量依观测所用的技术方法和发展顺序,可以分为基本的、照相的、射电的和空间的四种。把已经精确测定位置的天体作为天球上各个区域的标记,选定坐标轴的指向,就可以在天球上确定一个基本参考坐标系,用它来研究天体(包括地球和人造天体)在空间的位置和运动。这种参考坐标系,通常用基本星表(见星表)或综合星表来体现。以天体作为参考坐标,来测定地面点在地球上的坐标,是实用天文学的课题,用于大地测量、地面定位和导航。地球自转的微小变化,都会使天球上和地球上的坐标系的关系复杂化。为了提供所需的修正值,建立了时间服务极移服务地球自转与地壳运动的研究,又发展成为天文地球动力学,它是天体测量学与地学各有关分支之间的边缘学科。天体测量学的这些任务是相互联系,相互促进的。按学科内容划分,列表如下:

  天体测量学的起源可以追溯到人类文化的萌芽时代。远古时候,为了指示方向、确定时间和季节,先后创造出日晷圭表。对茫茫星空的观测,导致划分星座和编制星表,进而研究太阳、月球和各大行星在天球上的运动。当时的天体测量学既奠定了历法的基础,又确认了地球的自转和公转在天球上的反映,从而逐渐形成古代的宇宙观。因此,早期天文学的主要内容就是天体测量学。
  根据浩瀚的天体测量资料,经过精心研究得出的开普勒行星运动三大定律(见开普勒定律),为天体力学的建立创造了重要条件。天体力学与天体测量学一向是密切配合的,依靠观测太阳、月球、大行星和小行星的大量资料和天体力学的研究方法,总结出太阳系天体(特别是地球和月球)的运动理论。它不但为太阳系演化的研究提供素材,而且是测定天文时间与导航工作的重要依据。在航天时代,天体测量技术的提高与天体力学方法的改进,更是相辅相成,互相推动。例如,研究人造卫星和宇宙飞行器的轨道,研究地球和月球运动的细节,都需要天体力学与天体测量学的配合。
  对恒星的位置、自行视差观测所得到的恒星的空间分布和运动状态的资料,是研究天体物理学,特别是研究恒星天文所需的基本资料。对银河系结构星团星协动力学演化、双星系统和特殊恒星的研究及宇宙学的研究,都需要依据大量的天体测量资料,这就对天体测量学提出更高的要求。
  目前的天体测量的手段,已从可见光观测发展到射电波段,以及红外、紫外、X射线和γ射线等波段的观测;在观测方式上,已由测角扩展到测距;观测所在地已由固定天文台发展为流动站、全球性组网观测以及空间观测;观测精度正在走向0奬001级(测角)和厘米级(测距);观测的天体也向星数更多、星等更暗的光学恒星、星系射电源红外源等扩展。可以预期,现代的天体测量学不但能以厘米级的精度完成实用天文学的任务,建立更理想的基本参考坐标系,进一步推动天文地球动力学的研究,而且还能提供十分丰富的基础资料,为天体物理学、天体演化学和宇宙学的新理论开辟道路。

 

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