与使用dec/ra计算子月球位置的混淆

Question

我需要计算给定日期/时间的视方位角和仰角以及亚月经度。我得到的az/el角通常与其他来源(MoonCalc.org、Horizons等)一致。但是，对于次月经/次月经，还没有很好的比较来源。更重要的是，我怀疑我使用dec/ra值得到的经度/经度，因为ra在很长一段时间内几乎没有变化。

这是我所做的基本决定：

roc.date='2018/1/1 01:00:00'
moon=ephem.Moon(roc)
print('rocMoonTest: %s UTC-4, lat/lon = %0.4f [+N], %0.4f [+E]' %
    (roc.date, math.degrees(roc.lat), math.degrees(roc.lon)))
print('Moon dec/ra     = %s [+N], %s [+W]' % (moon.dec, moon.ra ))
print('Moon a_dec/a_ra = %s [+N], %s [+W]' % (moon.a_dec, moon.a_ra ))
print('Moon g_dec/g_ra = %s [+N], %s [+W]' % (moon.g_dec, moon.g_ra ))
print('Moon az/el      = %0.4f, %0.4f' %
    (math.degrees(moon.az), math.degrees(moon.alt)))

然后我每3个小时重复一次。以下是输出：

rocMoonTest: 2018/1/1 01:00:00 UTC-4, lat/lon = 43.0000 [+N], -78.0000 [+E]
Moon dec/ra     = 18:53:07.1 [+N], 5:43:03.33 [+W]
Moon a_dec/a_ra = 19:22:21.3 [+N], 5:39:38.43 [+W]
Moon g_dec/g_ra = 19:22:44.7 [+N], 5:40:41.41 [+W]
Moon az/el      = 105.3953, 43.0670

rocMoonTest: 2018/1/1 04:00:00 UTC-4, lat/lon = 43.0000 [+N], -78.0000 [+E]
Moon dec/ra     = 19:07:55.4 [+N], 5:49:00.24 [+W]
Moon a_dec/a_ra = 19:32:24.2 [+N], 5:47:42.22 [+W]
Moon g_dec/g_ra = 19:32:35.1 [+N], 5:48:45.29 [+W]
Moon az/el      = 169.5907, 65.8406

rocMoonTest: 2018/1/1 07:00:00 UTC-4, lat/lon = 43.0000 [+N], -78.0000 [+E]
Moon dec/ra     = 19:13:15.7 [+N], 5:54:49.89 [+W]
Moon a_dec/a_ra = 19:41:07.2 [+N], 5:55:47.50 [+W]
Moon g_dec/g_ra = 19:41:05.5 [+N], 5:56:50.65 [+W]
Moon az/el      = 246.5737, 49.4664

正如预期的那样，正如az/el角所证实的那样，在此期间，当地球自转并达到某处的峰值高度时，月球会从东向西摆动。然而，不同的dec/ra值都没有显著变化。在这6个小时的跨度中，我希望看到ra大约6个小时的变化。显然，当我使用这些ra值中的任何一个来计算经度时，我得到了错误的答案。看起来dev/ra的参照系并没有随着地球旋转。然而，文档表明我应该期待它的出现。

有人愿意解释一下我对各种赤经变量的理解错误在哪里吗?最直接的方法是计算子月球的纬度/经度吗？请注意，我宁愿避免使用将表观的az/el位置旋转到大地经度/经度的方法。

Answer 1

测量“赤道”不是针对地球的旋转表面，而是针对天空中固定的恒星--它是一种经度，但其原点是星图上两个最大的“天空赤道”--地球的赤道和“太阳系的赤道”--黄道(不是真正的太阳系赤道，因为它是地球轨道的平面，而不是所有行星轨道的加权平均)的交叉点。

由于它们的交叉点本身会随着时代的推移而移动，因此右提升的系统每年都会有很小的不同，而且在几个世纪和几千年之间也会有很大的不同。因此，必须始终相对于某个日期、某个精确时刻(如B1950或J2000 )指定右升和赤纬(天纬度)。

现在RA和dec有一个固定的坐标系，不动，ICRS，它像J2000一样定向，但定义使用类星体的位置(我们假设)在我们物种的生命周期内不会有明显的移动。

Answer 2

关于你问题的这部分

计算次月球纬度/经度最直接的方法是什么？

这是我计算月下点的代码。

greenwich = ephem.Observer()
greenwich.lat = "0"
greenwich.lon = "0"
greenwich.date = datetime.utcnow()

#add Moon Sub Solar Point
moon = ephem.Moon(greenwich)
moon.compute(greenwich.date)
moon_lon = math.degrees(moon.ra - greenwich.sidereal_time() )
# map longitude value from -180 to +180 
if moon_lon < -180.0 :
  moon_lon = 360.0 + moon_lon 
elif moon_lon > 180.0 :
  moon_lon = moon_lon - 360.0

moon_lat = math.degrees(moon.dec)
print "moon Lon:",moon_lon, "Lat:",moon_lat

希望这能有所帮助。我也使用相同的方法来计算次太阳点。对我来说很有用。

编辑:是...格林威治纬度被设置为零，因为它对此计算根本无关紧要。

Answer 3

您可以通过查看以下链接来强化您在此方法方向上的思考：

Computing sub-solar point

这给出了基本上相同的解决方案，但对于sub_solar_point，也来自Liam肯尼迪(他为格林威治提供了一个非零拉特)，以及Brandon Rhodes的回答，他用python包装了xephem库，为我们提供了pyephem，直到最近还在积极维护它。Brandon现在更专注于他的下一次迭代，一个名为skyfield的纯python库，它使用了最新可用的星历和更直观的API。

https://pypi.org/project/skyfield/

https://rhodesmill.org/skyfield/installation.html

虽然我现在不能贡献它，但我是否可以建议将pyephem和skyfield的结果进行比较，也许在matplotlib图中，IOW，skyfield的结果可能有多大的不同/改进？