Rambler's Top100Astronet    
  po tekstam   po forumu  vnutri temy 		 

args[0]=message
args[1]=DB::DB::Message=HASH(0x2864430)
Re[6]: Metodika obrabotki dannyh astronomicheskih nablyudenii 2
4.03.2009 17:32 | S. Yu. Yudin

Nakonec-to bolee-menee razobralsya s popravkami, kotorye nado uchityvat' pri obrabotke dannyh nablyudenii, dovel do rabotosposobnogo sostoyaniya svoyu programmu Solsys6 (vernee ee malen'kii kusochek, otvetstvennyi za obrabotku dannyh nablyudenii, kotoryi dazhe vydelil v otdel'nuyu programmu i nazval Solsys6Mini), i dazhe nachal obrabotku dannyh, no voprosov ne stanovit'sya men'she. Po etomu, ya seichas sdelayu malen'kii otchet o prodelannoi rabote i po hodu zadam voprosy, kotorye u menya ostalis' i kotorye poyavilis' dopolnitel'no. Chto kasaetsya nablyudatel'nyh dannyh razlichnyh observatorii, vylozhennyh na saite Parizhskogo byuro dolgot http://www.bdl.fr/host/podb/podb2/ int_merc_tr.html v podrazdele Original Date, to, kak ya vyyasnil metodom prob i oshibok, tam uzhe uchtena refrakciya, parallaks i vremya nablyudeniya privedeno k vsemirnomu vremeni (vernee k efemeridnomu vremeni). T.e., poluchaetsya, chto tam uchteny te popravki, kotorye vytekayut iz mesta raspolozheniya observatorii i pogodnyh uslovii, kotorye byli v moment nablyudeniya. Takim obrazom, poluchaetsya, chto nado uchityvat' te zhe popravki, chto uchityval i Sergei Hartikov, pri obrabotke etih dannyh v svoei programme COORD405, kotoruyu on vylozhil v moei teme //Smeshenie perigeliya Merkuriya i drugih planet// http://www.astronomy.ru/fo rum/index.php/topic,31389.0.html .


No, napominayu, chto zdes' ne vse tak odnoznachno, t.k. dannye meridiannyh nablyudenii (vremya prohozhdeniya cherez meridian i zenitnoe rasstoyanie v gorizontal'noi topocentricheskoi sisteme) mozhno s takim zhe uspehom transformirovat' i v topocentricheskie ekvatorial'nye koordinaty i na saite Pulkovskoi observatorii dannye meridiannyh nablyudenii privodyatsya kak v geocentricheskoi tak i v topocentricheskoi sistemah koordinat i na saite JPL ukazyvaetsya, chto dannye mogut byt' vylozheny v topocentricheskoi sisteme koordinat. A v programme Sergeya Hartikova COORD405 ne vse v poryadke so statistikoi i, kogda ya nemnogo peredelal etot blok, ona perestala vydavat' ideal'nuyu statistiku s edinichnymi brakovannymi dannymi i razbros stal kuda bolee shirokii, dazhe pri znachitel'nom uvelichenie intervala dlya granicy horoshih dannyh. A, esli uchest', chto v etih failah ne po vsem nablyudeniyam privedeny i pryamoe voshozhdenie i sklonenie, to, s uchetom i etih dannyh, kak brakovannyh, v nekotoryh failah procent braka dohodit do 50%. Po etomu, t.k. dazhe v sovremennyh dannyh nablyudenii ne vse ideal'no, ya by poprosil astronomov naiti mne vse taki kakoi-to dokument, v kotorom by chetko bylo napisano, kakie popravki uchteny v dannyh s saita Parizhskogo byuro dolgot.


Estestvenno, eshe bol'she voprosov voznikaet pri obrabotke dannyh Ptolemeya ili Al' Battani i drugih astronomov, kotorye sostavlyali svoi tablicy pri otsutstvie kakih-to oficial'nyh standartov. Vot, naprimer, voz'mem Ptolemeya. On v to vremya otlichno znal, chto dlya mest nablyudeniya s raznoi dolgotoi nado brat' raznoe vremya dlya vychisleniya polozhenii planet. On dazhe vvel svoi nulevoi meridian, kotoryi prohodil gde-to na Kanarskih ostrovah (u Geparha nulevoi meridian byl na ostrove Rodos) i, naprimer, dolgota Rima u nego byla ravna 36,7 gradusa, a Aleksandrii 60,5. On takzhe otlichno znal, chto Zemlya ne tol'ko imeet formu shara, no i priblizitel'nye ee razmery (Al' Beruni (973-1050) znal eti razmery tochnee i u nego radius Zemli byl 6403 km.) i po etomu mog uchest' v svoih tablicah i parallaks. Ved' smog zhe on opredelit', chto severnyi polyarnyi krug, gde nablyudayutsya polyarnyi den' i polyarnaya noch', nahoditsya za 70 parallel'yu. Bolee togo, on uzhe v to vremya pisal o refrakcii (posle publikacii Al'magesta) i, navernoe, mog by kak-to popytat'sya uchest' i refrakciyu v svoih tablicah. Izvestno tak zhe, chto s refrakciei rabotal pozzhe i Al' Haiam, no vrode by pervym, kto stal ee uchityvat' pri astronomicheskih nablyudeniyah byl Vol'ter (1430-1504), a potom uzhe poyavilis' izvestnye tablicy refrakcii Keplera. Odnako, kogda obrabatyvaesh' dannye togo ili inogo astronoma drevnosti nikogda nel'zya byt' uverennym v tom, kakie popravki on uchityval pri sostavlenie svoih tablic. Po etomu u menya budet pros'ba ko vsem forumchanam esli Vam chto-to izvestno kak ob avtorah tablic, kotorye ya perechislyu nizhe, tak i popravkah, kotorye oni uchityvali, soobshite mne, pozhaluista.


Ya rabotal so sleduyushimi tablicami (dayu nazvanie, god izdaniya, imya avtora s ukazaniem ego vremeni zhizni i mesto publikacii ili mesto, dlya kotorogo eti tablicy sostavleny (ne mogu otlichit'), i, esli stoit vopros, to ya ne uveren v tochnosti etoi informacii).
Almagest 146-147 god, Klavdii Ptolemei (90-165?), Aleksandriya
Handy 200-700?, nichego ne znayu ob avtore, no eto bolee pozdnyaya versiya tablic Ptolemeya
AlKhwarizmi 822? god, Muhammad Ibn Mussa Al' Horezmi (780-850?), Bagdad ili Horezm (seichas eto Urgench v Uzbekistane)
AlBattany 900? god, Muhammad Al' Battani (858-929) , Rakka ili Battani (Siriya)?
Toledan 1080 god, Ibragim Az Zarkali (1029-1087), Toledo (Ispaniya Kordovskii halifat) evropeiskaya kopiya tablic Al' Battani
Alfonso 1252 god, kollektiv avtorov pod rukovodstvom korolya Kastilii Al'fonsa H, Toledo (Ispaniya).
Prutenic 1551 god, E. Reingol'd (-), Berlin? otpechatano v Tubingene (eto pervye geliocentricheskie tablicy posle publikacii v 1543 godu Kopernikom svoei teorii, no vypolnennye takzhe, kak i tablicy Ptolemeya, s differentami i epiciklami).
Rudolphino 1627 god, Kepler (1571-1630), observatoriya T. Brage Uranienborg (ostrov Ven, okolo Kopengagena, Daniya)
Streete 1665 god, Strit (-), London
Wing 1669 god, Ving (-), London


Konechno zhe, vpolne logichno, bylo by nachat' obrabotku s bolee svezhih dannyh nablyudenii, gde voprosov men'she hotya by po oboznacheniyam teh ili inyh parametrov, no ya, k sozhaleniyu, nigde ne nashel dannyh nablyudenii za Solncem, chtoby po nim postroit' teoriyu Zemli, a potom uzhe obrabatyvat' dannye nablyudenii za drugimi planetami, kotorye proizvodilis' s Zemli. Po etomu, ya tol'ko proveril, chto programma normal'no rabotaet s dannymi nablyudenii s saita Parizhskogo byuro dolgot, i nachal obrabatyvat' dannye po Solncu vysheperechislennyh tablic. Pri etom, ya konechno zhe zadaval v programme Solsys6Mini parametry orbity Zemli i opredelyal kakaya poluchaetsya oshibka pri etih parametrah v tys. km. mezhdu raschetnym polozheniem Solnca i poluchennym dlya etogo zhe momenta vremeni iz tablic. Konkretno, s ispol'zovaniem metodov mnogofaktornogo planirovaniya, ya optimiziroval takie parametry orbity Zemli kak velichina bol'shoi poluosi ellipsa Rsr, ego ekscentrisitet Eks, ugol naklona orbity Betta, argument perigeliya AlfaP i ugol voshodyashego uzla AlfaU. A vot, chto kasaetsya srednei dolgoty AlfaL, to ee i srednyuyu uglovuyu skorost' obrasheniya planety ya podbiral do vypolneniya plana mnogofaktornogo eksperimenta.


Pri etom ya vse tablicy razbil na 4-e gruppy (po primernomu vremeni ih sozdaniya) i opredelyal dlya nih nachal'noe znachenie AlfaL dlya 1-go yanvarya 1-go goda, 800-go goda, 1200-go goda i 1600-go goda (po staromu stilyu, t.e. po Yulianskomu kalendaryu) i uglovuyu skorost', dlya vychisleniya AlfaL dlya lyubogo momenta vremeni, po minimal'nomu otkloneniyu po dolgote koordinat, pri zadavaemyh mnoyu parametrah orbity, ot znachenii poluchennyh iz tablic. Pri etom, nachal'nye (orientirovochnye) znacheniya parametrov orbit ya opredelyal po analiticheskoi teorii JPL dlya intervala s 1800 po 2050 gody, a potom utochnyal. A, t.k. optimiziruemye mnoyu parametry orbit, takzhe kak i u JPL, zadavalis' dlya standartnoi epohi J2000, a dannye v tablicah poluchayutsya dlya epohi i ravnodenstviya daty, to ya ili raschetnye dannye privodil k epohe daty ili dannye iz tablic privodil k epohe J2000, a potom, sravnivaya raschetnye i nablyudaemye koordinaty, s ispol'zovaniem mnogofaktornogo planirovaniya opredelyal optimal'nye parametry orbity Zemli kak dlya standartnoi epohi J2000, tak i dlya epohi i ravnodenstviya daty JD.


Kak pokazala rabota s tablicami, vse oni, krome Prusskih tablic Reingol'da, sdelannyh v speshke posle vyhoda teorii Kopernika, vpolne rabotosposobny. I hotya v tablicah Hendi inogda voznikayut problemy s tablicei hord (navernoe kogda tangens blizok k 90 gradusam), no eti problemy ustranimy putem zadaniya granicy dlya ne brakovannyh dannyh, naprimer, uchityvat' pri obrabotke tol'ko dannye s otkloneniem do 300 tys. km. A vot v Prusskih tablicah problemy gorazdo bolee ser'eznye. Malo togo, chto uglovaya skorost' ne postoyanna i ee kolebaniya to uvelichivayutsya, to umen'shayutsya, tak eshe periodicheski cherez 7 let dolgota izmenyaet svoe znachenie mgnovenno na znachitel'nuyu velichinu, chto nikak ne pozvolyaet poluchit' stabil'nye dannye, hot' na kakom ni bud' intervale vremeni. A vblizi 22 iyunya eti tablicy voobshe vydayut oshibku i mne prishlos' programmno isklyuchit' eti dni i dlya simmetrii chast' dnei v dekabre, no, dlya polnoty kartiny na risunkah ya privel i priblizitel'nye znacheniya AlfaL i AlfaP, poluchennye po etim tablicam (ekscentrisitet tam poluchaetsya stabil'nym). Hotya est', konechno, veroyatnost', chto sam Reingol'd ne vinovat, a vinovat Robert Harry van Gent, so stranicy kotorogo http://www.phys.uu.nl/~vgen t/astro/ancientephemerides.htm ya i skachal eti tablicy, oformlennye im kak tablicy Excel. A, t.k. ya sam nahodil nedorabotki v ego Excel tablicah, takoi variant vpolne dopustim. No, uchityvaya to, chto mne hvataet problem i bez Prusskih tablic, razbirat'sya, gde tam oshibka, ya ne budu i po etomu v dal'neishem ya prosto ne budu ispol'zovat' eti tablicy (tem bolee, chto dlya 1600 goda mnogo i drugih tablic).


A chto u menya poluchilos', smotrite nizhe, gde na ris.1 predstavleny poluchennye mnoyu po tablicam, optimal'nye znacheniya AlfaL i AlfaP, i primernyi grafik ih izmeneniya (chernye linii). Dlya sravneniya ya privozhu i grafik izmeneniya etih parametrov, ispol'zuyushiisya v analiticheskoi teorii JPL dlya intervala vremeni ot 3000 goda do n.e. do 3000 goda n.e., a takzhe izmenenie precessii po sovremennym dannym. Analogichno, na ris.2 predstavleny poluchennye iz tablic znacheniya ekscentrisiteta orbity Zemli (znacheniya poluchayutsya odinakovye kak dlya epohi J2000, tak i dlya epohi i ravnodenstviya daty JD) i dannye, ispol'zuyushiesya v analiticheskoi teorii JPL.

http://ser.t- k.ru/Ris/Tab31.gif
http://ser.t- k.ru/Ris/Tab32.gif

Esli dopolnit' moi dannye znacheniyami srednei dolgoty, argumenta perigeliya i ekscentrisiteta sovremennymi znacheniyami (po analiticheskoi teorii JPL) dlya 1.1.2000 goda po staromu stilyu (JD=2451 558), to mozhno postroit' primernye grafiki ih izmeneniya s 1-go po 2000-yi gody. I v standartnoi epohe J2000 oni budut izmenyat'sya AlfaL ot 125 do 113,63 gradusov, AlfaP ot 93,9 do 102,93 gradusov, a Eks ot 0,021 do 0,016732. Takim obrazom, vekovoe smeshenie perigeliya Zemli poluchaetsya dAlfaP=(102,93-93,9)*3600/20=1625,4 uglovyh sekundy. Po dannym JPL poluchaetsya dAlfaP=(102,93-96,57)*3600/20=1144,8, chto primerno sootvetstvuet ranee privedennym mnoyu v tablice 11 dannym dlya perioda s 1600 po 2000 gody i poluchennym mnoyu po efemeridam DE405 (1156,74). Da, absolyutnye znacheniya perigeliya i srednei dolgoty, ispol'zuemye v analiticheskoi teorii JPL (primerno to zhe samoe, chto i v teorii N'yukoma), poluchayutsya nemnogo bol'she, chem poluchennye mnoyu, a vekovye smesheniya, sootvetstvenno, men'she i bol'she, no eto poka ne kritichno i vozmozhno vo vsem vinovata precessiya, ispol'zuemaya v sovremennyh formulah, kotorymi ya pol'zovalsya dlya perevoda koordinat iz odnoi epohi v druguyu. Ved' po moim dannym poluchaetsya, chto precessiya za 2000 let sostavila 26,8 gradusa (AlfaL_J2000_0 AlfaL_JD_0 = 125-98,2=26,8), a v formulah preobrazovaniya koordinat, kotorymi ya pol'zovalsya, zalozhena precessiya 28,06 gradusa. I k tomu zhe ya nikak ne mogu ponyat', pochemu po raznosti argumenta perigeliya v dvuh epohah u menya poluchaetsya drugoi rezul'tat 93,9-66,1=27,8 gradusa.


Optimal'nye znacheniya ugla naklona orbity, kak i polozheno, poluchayutsya ravnymi nulyu, a optimal'nye znacheniya po bol'shoi poluosi i po uglu voshozhdeniya, s ispol'zovaniem mnogofaktornogo planirovaniya, poluchit' ne udaetsya, t.k. kriterii poluchaetsya primerno odinakovym, kak pri uvelichenie parametra, tak i pri umen'shenie (eto osobennost' obrabotki dannyh po Solncu, kogda ono nablyudaetsya iz fokusa i dvizhetsya v ekliptike). No vot, chto kasaetsya ekscentrisiteta, to zdes' u menya dannye poluchayutsya ochen' stabil'nye i po etomu, navernoe, ne vse ladno s dannymi, kotorye seichas imenuyutsya kak nablyudatel'nye. A esli by ne bylo dannyh Al' Battani, to ya mog by uzhe seichas spokoino skazat', chto v teorii JPL i v teorii N'yukoma ispol'zuyutsya yavno ne nablyudaemye znacheniya etogo parametra. No, tablicy Al' Battani est' i dayut tozhe ochen' stabil'nye rezul'taty, po etomu, mne srochno nuzhny nablyudatel'nye dannye po Solncu za poslednie neskol'ko stoletii, kotorye ya nikak ne mogu naiti, chtoby proyasnit' etu situaciyu. A takzhe mne seichas nuzhny vse dannye po koordinatam pervoi zvezdy v sozvezdii Ovna (Aries) i kak mozhno za bol'shii promezhutok vremeni.


Estestvenno, samymi starymi budut dannye Ptolemeya iz ego kataloga zvezd, gde on ukazyvaet dlya 20 iyulya 137 goda dolgotu Aries = 8,83 gradusa, a ishodya iz svoego (sil'no zanizhennogo) znacheniya precessii on opredelil i den', kogda astronomy Vavilona dodumalis' otschityvat' dolgotu ot pervoi zvezdy v sozvezdii Ovna, a shirotu ot ploskosti ekliptiki eto 26 fevralya 746 goda do n.e. No vopros etot reshaetsya ne odnoznachno, t.k., ispol'zuya prakticheski odni i te zhe dannye, raznye evropeiskie astronomy opredelyayut raznoe znachenie precessii dlya standartnoi epohi rozhdestva Hristova (masul'manskie astronomy ispol'zuyut v kachestve standartnoi epohi 14.7.622 goda, t.e. datu rozhdeniya proroka). Naprimer, Strit ukazyvaet na 1.1.1. goda dolgotu Aries 6,27 gradusa, Kepler 4,95, a v Al'fonsovyh tablicah prinyato 7,85. K tomu zhe v Prusskih tablicah precessiya voobshe zadaetsya ne lineino, a s kolebaniyami po sinusoide (amplituda 1,19 gradusa, period 3400 let). Po etomu ya proshu pomoshi i v etom voprose u astronomov, t.k. sam ya ne mogu i na segodnyashnii to den' opredelit' dolgotu pervoi zvezdy v sozvezdii Ovna (ya ne mogu dazhe naiti na nebe eto sozvezdie, hotya mogu naiti bol'shuyu i maluyu medvedicy). Takim obrazom, cel' etogo moego soobsheniya ne prezhdevremenno zayavlyat', chto nablyudatel'nye dannye v teorii JPL i v teorii N'yukoma fal'sificirovany, t.e. podognany pod fizicheskie teorii, s ispol'zovaniem kotoryh nablyudatel'nye dannye i approksimirovalis', a proyasnit' voprosy, kotorye u menya voznikli posle predvaritel'noi obrabotki dannyh nablyudenii za Solncem s 1-go po 1600 gody, kotorye oformleny avtorami etih nablyudenii v vide tablic.


S nailuchshimi pozhelaniyami Sergei Yudin.




Forumy >> Astronomiya i Internet
Spisok  /  Derevo
Zagolovki  /  Annotacii  /  Tekst
Astronet | Nauchnaya set' | GAISh MGU | Poisk po MGU | O proekte | Avtoram

Kommentarii, voprosy? Pishite: info@astronet.ru ili syuda

Rambler's Top100 Yandeks citirovaniya