Cálculo del tiempo sideral medio en Greenwich utilizando el algoritmo de posición solar

Usando la Ecuación 28 en la Sección 3.8.1 del Algoritmo de Posición Solar (Reda, I. y A. Andreas, enero de 2008), calculé el tiempo sideral medio en Greenwich para el 17 de octubre de 2003 para cuatro horas diferentes (UT), usando un Casio fx-991MS. Los valores calculados se cotejaron en línea utilizando el cálculo de URL de GAST, GMST y ERA

La ecuación 28 utilizada para calcular GMST es:

v0=280.46061837 + 360.98564736629*(JD - 2451545) + 0.000387933*JC^2 - JC^3/38710000

JC se calcula como:

JC = (JD - 2451545)/36525

Los valores calculados de JD y JC son los siguientes:

1. 00:00:00 UT: 2452929.5   (JD) & 0.037905544 (JC)
2. 05:30:00 UT: 2452929.729 (JD) & 0.037911818 (JC)
3. 11:00:00 UT: 2452929.958 (JD) & 0.037918083 (JC)
4. 19:21:00 UT: 2452930.306 (JD) & 0.037927611 (JC)

Sin embargo, existe una clara compensación entre los valores calculados y los valores proporcionados por la URL antes mencionada. Por ejemplo:

1. 00:00:00 UT: 22.32738 hour    (Computed) & 1.6726265 hour (URL)
2. 05:30:00 UT: 16.7231 hour     (Computed) & 7.1960077 hour (URL)
3. 11:00:00 UT: 11.30528667 hour (Computed) & 12.702743 hour (URL)
4. 19:21:00 UT: 2.93042 hour     (Computed) & 21.075605 hour (URL)

Además, si resto 22,32738 horas de 24,0, obtendré 1,67262, que es el valor proporcionado por la URL.

Al mismo tiempo, usando el mismo conjunto de ecuaciones, si calculo el GMST para el 10 de abril de 1987 a las 00:00:00, los valores calculados y de URL son los mismos.

10 de abril a las 00:00:00:

JD=2446895.5
JC=-0.127296372
GMST = 13.18 hour (Computed) & 13.17954 hour (URL)

Amablemente ayúdame a entender dónde está exactamente el problema. Si el problema radica en el concepto con respecto a la interpretación, por favor ayuda para una mejor comprensión.

Nota: Sabía que gmst ahora está en desuso, pero como soy un principiante, pensé en comprender gmst ante todo y luego me detendré en el escenario actual.

Gracias.

Respuestas (2)

La fórmula 28 de SPA que vinculó se proporciona con unidades y en una forma que no coincide con las versiones oficiales. Se necesita un poco de trabajo para 'traducirlo': además, es innecesariamente susceptible al error de redondeo (porque todas las cifras significativas tanto para la fecha como para la hora del día están unidas en un número muy largo). Los autores de SPA no parecen haberse esforzado por obtener una precisión oficial total, probablemente su aplicación no lo requería.

No puedo deducir a partir de los datos de la pregunta qué podría haber sucedido con los cálculos, en línea o de otro modo, pero tal vez los siguientes datos de referencia podrían ser de ayuda.

GMST para 0h UT todavía está tabulado en el Almanaque astronómico, y también hay dos fórmulas bastante fáciles derivadas de las definiciones oficiales que puede usar (ver más abajo), que conservan algo mejor las cifras finales que un cálculo en el formulario SPA .

Mientras tanto, solo como referencia, el Almanaque astronómico de 2003 dio el GMST para las 0 h UT del 17 de octubre de 2003 como 1 h 40 m 21,4554 s (1,6726265 h). Eso es para 0h UT, y durante las siguientes 24h, el GMST para x hr UT se encuentra fácilmente, está muy cerca de [ ( GRAMO METRO S T F o r 0 h ) + X 1.00273791 ] .

2003 fue un año de transición para los cálculos oficiales (IAU) que relacionan GMST y UT1. Antes de 2003, se adoptó la fórmula de Aoki et al (1982), "La nueva definición del tiempo universal" ( http://adsabs.harvard.edu/abs/1982A&A...105..359A ). Desde el 1 de enero de 2003, la fórmula de N Capitaine et al. (2003), "Expressions to implement the IAU 2000 definition of UT1", Astronomy & Astrophysics 406, 1135-1149 ( http://adsabs.harvard.edu/abs/2003A%26A...406.1135C ) fue (y aún es adoptado. La diferencia entre los resultados durante 2003 fue pequeña (+0,0003 segundos de tiempo para obtener el resultado del cálculo más nuevo), pero parece que AA para 2003 todavía estaba usando la fórmula anterior de 1982.

La fórmula de Aoki et al (1982) dio:

GMST de 0h UT (en tiempo-segundos) =

24110.54841 + 8640184.812866 T C y + 0.093104 T C y 2 0.0000062 T C y 3

más una corrección muy pequeña para DeltaT: esto se puede obtener de la versión de la fórmula de Aoki dada en la referencia de Capitaine en B.3 en la página 1149, (que parece ser la que se usó en los cálculos oficiales) pero prácticamente puede quedar fuera en la precisión de los datos en la pregunta. Tcy significa el intervalo de tiempo desde J2000 (Julian Date 2451545.0) reducido a siglos de 36525 días. (El JD para 0h el 17 de octubre de 2003 a las 0h UT fue JD(UT) 2452929,5 días y DeltaT estuvo cerca de +64,55 segundos).

La fórmula actual de la referencia de Capitaine (2003) (más convenientemente de la fórmula B.2 en la página 1149) da

24110.5493771 + 8640184.7945360 T C y + 0.0931118 T C y 2 0.0000062 T C y 3

más un término de cuarto orden muy pequeño (dado en la referencia pero omitido aquí) y nuevamente una corrección muy pequeña para el ligero efecto de DeltaT que puede omitirse o incluirse si se desea como

+ 307.4771600 D mi yo t a T / ( 86400.0 36525.0 ) (tiempo-segundos), donde DeltaT todavía está en segundos.

Reda y Andreas 2008, la ecuación 28 proviene de Jean Meeus, Astronomical Algorithms , ecuación 12.4. Lo derivó de Aoki et al. Ecuación 13 de 1982 , que IAU usó desde 1984 hasta 2002.

Vamos a desglosarlo:

  • El término constante es GMST en grados en 2000-01-01 12:00 UT, también conocido como JD 2451545.0 o J2000.0.
  • El término lineal es la tasa de rotación sideral media de la Tierra en grados por día solar, multiplicada por el número de días desde JD 2451545.
  • Los términos JC^2 y JC^3 aproximan los efectos a largo plazo de la precesión de la Tierra y el cambio en la tasa de rotación. Entre 1900 y 2100, equivalen a menos de 0,1 segundos de tiempo y pueden omitirse a menos que necesite una alta precisión.

El conjunto de marcos de referencia que IAU adoptó en 2000 e implementó en 2003 fue motivado por los requisitos de precisión extrema de la interferometría de radio de línea de base muy larga (VLBI). La diferencia entre las expresiones antigua y nueva para GMST es cero en 2003-01-01 e insignificante dentro de un siglo a partir de esa fecha, a menos que usted mismo esté haciendo VLBI.

Los resultados que obtuvo anteriormente para 2003-10-17 podrían deberse a la inversión de una suma o resta en algún lugar, tal vez al normalizar a [0, 360]. Si vuelve a intentarlo, puede salir bien como lo hizo en 1987-04-10.

@ terry-s @ Mike G Gracias por su gran ayuda. Tomé la ecuación completa. Cap' (2003) con tu como UT1, t como TT. Para el 17.10.2003 05:30:30 UTC; x:x:29,6 (UT1); x:x:34.184 (TT). DeltaT es 64.584 s. JD a mediados del 7.10.2003 a las 00:00:00 UTC es 2452929.5 con tu 0.037905544. t para JDTT = 0,037911841. MST para el 17.10.2003 a las 05:30:30 UTC es 07:11:45.3460. URL: 07:11:45.7484. tu y t es apto que tcy como se sugiere? Para cualquier UT de una fecha, la Ec. 19 Aoki et al., 1982 [1.002737909350795 + (5.9006E-11 × tu) – (5.9E-15 × tu)] ¿está bien? 45,3460 s es aceptable sobre 45,7484 s, ¿verdad?
Si 0,4 s es lo suficientemente cerca para ti, es lo suficientemente cerca para mí. :)