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木星旁边四个小点,为什么过一会儿就排得不一样?

输入同一个时刻,先算卫星真实的位置,再看它投在行星旁边的哪里。

行星与太阳系小天体

望远镜里的木星两旁常有几个亮点。它们并不是贴在一条线上,而是在三维轨道上运动;投到你的视线里,才形成眼前不断改变的排列。

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先猜一下

卫星在照片里看着贴近行星圆盘,就一定在行星前面吗?

查看答案与解释

不一定,也可能在后面 — 二维投影不提供完整深度,要结合Z方向判断。

再把体验和科学连起来

先把行星中心当作零点

横向X向西为正,纵向Y沿行星北极方向;Z为深度,负值更靠近地球。不是天球赤经赤纬。

单位:行星赤道半径

先算光到地球走了多久

我们看到的是较早发出的光。先迭代行星距离和光行时,再在相应时刻计算卫星相位。

发光时刻 = TD − 行星光行时

卫星相互影响,轨道不是固定圆环

轨道理论包含周期扰动、偏心和倾斜,随后用坐标旋转转到地球视线方向,并校正差分光行时与透视。

周期项 → 三维坐标 → 视投影

前后与照明决定是否被遮挡

从地球方向看中心进出圆盘,区分凌与掩;从太阳方向再看一遍,区分食与影凌。这里不求精确接触时刻。

地球视角与太阳视角分开判断

先选择低精度或E5路线,再计算发光时刻、各卫星轨道与视投影。坐标单位是木星赤道半径;地球投影判断凌/掩,太阳投影判断食/影,不能共用一套判据。

试一试

先看全部卫星,再把视场缩到圆盘附近。空心点表示模型判定中心被遮挡或位于影中,仍保留位置便于学习;现实中不一定看得到。

动手看一遍 →

符号不用背

X / Y
西向 / 行星北向投影,以行星赤道半径为单位
Z
深度;负值比行星中心更靠近观察者
光行时
行星到观察点的传播时间
凌 / 掩 / 食 / 影凌
地球方向或太阳方向中心投影的不同状态

算法、精度与适用范围

第44章两条路线完整实现:低精度使用43章低精度地球/木星几何及卫星最大周期修正;高精度E5使用本章151项经度、35项纬度及44项半径周期系数,先以B1950角变量求扰动,再加岁差并经木星轨道/赤道旋转到观测时刻日期黄道与地球视线。数值系数事实与原书及AA+逐组核对,求和与旋转以通用向量管线组织,不使用固定预计算卫星表。行星/地球位置来自第32章截断VSOP87,不是完整VSOP87。高精度含差分光行时、透视和地球/太阳双视角中心分类,低精度不提供事件分类。未做接触时间求根、有限卫星大小、互食互掩、站心修正或完整现代卫星数值理论。

我的理解检查

图上同一个横坐标,能直接判断卫星在行星前还是后吗?

不能,还需深度Z — 前后位置决定可能是凌还是掩,单看X/Y不够。

图中X、Y的单位是什么?

行星赤道半径 — 它们是相对于行星圆盘中心的投影坐标。

这里的中心状态就等于精确接触时刻预报吗?

不等于 — 本课只分类卫星中心与行星投影的关系,不求有限卫星圆盘接触、互食互掩等全部事件。

先算三维位置和光行时,再从地球与太阳两个方向投影;亮点的排列才有物理含义。

Jean Meeus · Astronomical Algorithms, 2nd ed. · 第 44 章

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