Gravedad de Ceres a partir de armónicos esféricos de Dawn, ¿cómo obtener los coeficientes, las definiciones y el potencial?

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Gravedad de Ceres a partir de armónicos esféricos de Dawn, ¿cómo obtener los coeficientes, las definiciones y el potencial?

cerés
Espacio
gravedad
misión del amanecer
Datos científicos

UH oh

actualización: Creo que he encontrado lo que estoy buscando. El archivo JGDWN_CER18C_SHA.TABtiene lo que parecen armónicos esféricos hasta el orden 18, excepto que no conozco las definiciones. Todavía necesito la expresión del potencial gravitatorio que utiliza este conjunto particular de índices .

Cada armónico tiene cuatro flotadores . Dos podrían ser los términos del seno y el coseno, pero ¿serían el tercero y el cuatro flotantes su incertidumbre? Los valores de orden bajo muestran que el último par de flotadores es mucho más bajo que el primer par, por lo que esta podría ser una interpretación razonable.

Para la primera línea de cada grupo ((2, 0), (3, 0), (4, 0)...), el segundo coeficiente siempre es exactamente cero. Esto sugiere que la primera línea de cada grupo representa el $\tilde{J}_n$ y el resto la $\tilde{C}_n^m$ términos en la ecuación. 10 en el modelo Geopotencial de Wikipedia, por ejemplo, pero no lo sé.

Para la línea superior, 0.470E+03 podría ser el radio de normalización $R_0$ ya que está cerca del radio de Ceres de unos 473 km, y 0.626E+02 está muy cerca del parámetro gravitacional estándar $GM_{Ceres}$ de unos 62,63 km^3/s^2. El siguiente número no lo reconozco (¿incertidumbre?) el siguiente es 18 el orden máximo, el resto es 1, 0, 0.

 0.4700000000000E+03, 0.6262735874220E+02, 0.3985003000000E-03,   18,   18,    1, 0.0000000000000000E+00, 0.0000000000000000E+00                                                                                                         
 1,  0,  0.0000000000000E+00, 0.0000000000000E+00, 0.0000000000000E+00, 0.0000000000000E+00             
 1,  1,  0.0000000000000E+00, 0.0000000000000E+00, 0.0000000000000E+00, 0.0000000000000E+00             
 2,  0, -0.1185081209724E-01, 0.0000000000000E+00, 0.4423323117973E-07, 0.0000000000000E+00             
 2,  1,  0.4584485474872E-08, 0.3639162051337E-08, 0.2155525472595E-07, 0.2153934044801E-07             
 2,  2,  0.2469729305807E-03,-0.2743726604078E-03, 0.5213051258454E-07, 0.5076931635838E-07             
 3,  0,  0.4152413352854E-04, 0.0000000000000E+00, 0.1520927120725E-07, 0.0000000000000E+00             
 3,  1,  0.2337951903625E-04, 0.6215005087427E-04, 0.1947755967293E-07, 0.1954951268792E-07             
 3,  2, -0.1917104114695E-04, 0.7075307362085E-04, 0.1863860600869E-07, 0.1818690157217E-07             
 3,  3, -0.4883368345013E-04,-0.9002646059395E-04, 0.2876655517205E-07, 0.2665508252055E-07             
 4,  0,  0.5729460133105E-03, 0.0000000000000E+00, 0.2259871225770E-07, 0.0000000000000E+00             
 4,  1, -0.2273796738721E-04,-0.2351160823946E-05, 0.2631912096005E-07, 0.2625579001914E-07             
 4,  2,  0.1237405960611E-04,-0.1722009659098E-04, 0.2902786583947E-07, 0.2915156210308E-07             
 4,  3, -0.2344736481214E-04,-0.3324468519353E-05, 0.2300918515991E-07, 0.2324047471504E-07             
 4,  4,  0.2661506582348E-04, 0.2753957135508E-04, 0.2313102127907E-07, 0.2316537801342E-07             
 5,  0, -0.3969538990586E-06, 0.0000000000000E+00, 0.3732369694857E-07, 0.0000000000000E+00             
[...]
18, 16, -0.3285042287832E-05,-0.2204432934687E-05, 0.4782896096099E-05, 0.4777775535815E-05             
18, 17, -0.3053493116667E-05,-0.2491134971988E-05, 0.4437864110763E-05, 0.4434679553983E-05             
18, 18, -0.7169766777004E-06,-0.9266714099251E-05, 0.4488625034504E-05, 0.4493431031223E-05

arriba: GIF de la imagen de Ceres y mapas de gravedad de la superficie de aquí , originalmente de https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA22083 Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Encontré y descargué el contenido de la página Planetary Data Systems (PDS) Dawn Ceres Gravity Models . El archivo AAREADME.TXT incluye el siguiente diagrama y guía.

Al leer eso, idealmente lo que me gustaría encontrar es algo así como un SHAregistro de datos ASCII de armónicos esféricos. Los .DATarchivos son binarios (que no sé cómo leer) y no son pequeños ~ 0.5 MB, por lo que probablemente sean más datos de los que necesito o sé cómo procesar, sin embargo, pueden contener lo que estoy buscando pero no No sé cómo abrirlos.

La respuesta podría ser una guía sobre cómo encontrar los datos aquí, o una lista publicada de forma independiente de coeficientes de armónicos esféricos en un formato fácil de leer. Cualquiera esta bien.

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 |                    Dawn Gravity/Radio Science                     |    
 |             Derived Data Directory Structure for Ceres            |    
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 |   |- AAREADME.TXT                                                 |    
 |   |- VOLDESC.CAT                                                  |    
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 |   |- [CATALOG]                                                    |    
 |   |    |- CATINFO.TXT                                             |    
 |   |    |- DAWNMISSION.CAT                                         |    
 |   |    |- DAWNINSTHOST.CAT                                        |    
 |   |    |- INST.CAT                                                |    
 |   |    |- REF.CAT                                                 |    
 |   |    |- PERSON.CAT                                              |    
 |   |    `- DATASET.CAT                                             |    
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 |   |- [DOCUMENT]                                                   |    
 |   |    |- DOCINFO.TXT                                             |    
 |   |    |- ...                                                     |    
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 |   |- [INDEX]                                                      |    
 |   |    |- INDXINFO.TXT                                            |    
 |   |    |- INDEX.LBL                                               |    
 |   |    `- INDEX.TAB                                               |    
 |   |                                                               |    
 |   `- [DATA]                                                       |    
 |        |- [SHADR]                                                 |    
 |        |- [SHBDR]                                                 |    
 |        `- [RSDMAP]                                                |    
 |                                                                   |    
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y más abajo:

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ACRONYMS AND ABBREVIATIONS                                                    
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 ASCII  American Standard Code for Information Interchange                
 DOY    Day of year                                                       
 DSN    Deep Space Network                                                
 JPL    Jet Propulsion Laboratory                                         
 NAIF   Navigation Ancillary Information Facility                         
 NASA   National Aeronautics and Space Administration                     
 PDS    Planetary Data System                                             
 RS     Radio Science                                                     
 RSDMAP Radio Science Digital Map                                         
 RSS    Radio Science Subsystem                                           
 SHA    Spherical Harmonics ASCII Data Record                             
 SIS    Software Interface Specification

Respuestas (1)

Gravedad de Ceres a partir de armónicos esféricos de Dawn, ¿cómo obtener los coeficientes, las definiciones y el potencial?

david hamen · Answer 1

Lo que te falta son las descripciones de los contenidos de ese archivo. Eso está en otro archivo, justo al lado del que encontraste. Los datos para el modelo de gravedad de Ceres están en JGDWN_CER18C_SHA.TAB y las descripciones están en JGDWN_CER18C_SHA.LBL.

Cada armónico tiene cuatro flotadores. Dos podrían ser los términos del seno y el coseno, pero ¿serían el tercero y el cuatro flotantes su incertidumbre?

Correcto.

Para la primera línea de cada grupo ((2, 0), (3, 0), (4, 0)...), el segundo coeficiente siempre es exactamente cero.

Esos son los armónicos zonales. Una forma de representarlos es que son bastante diferentes de los armónicos tesserales y sectoriales. (La página de wikipedia a la que hizo referencia hace exactamente esto). Otra forma es que no son diferentes de los armónicos teserales y sectoriales: necesitan una contribución de coseno y seno. Las dos representaciones son iguales porque $\cos(m\phi)=1$ y $\sin(m\phi)=0$ cuándo $m=0$ .

Eso $\sin(0)=0$ significa $\tilde S_{n0}$ podría ser cualquier cosa porque $\tilde S_{nm} \tilde P_{nm}(\cos\theta) \sin(m\phi) \equiv 0$ cuándo $m=0$ . Asi que $\tilde S_{n0}$ bien podría ser cero.

Para la línea superior, 0.470E+03 podría ser el radio de normalización $R_0$ ya que está cerca del radio de Ceres de unos 473 km, y 0.626E+02 está muy cerca del parámetro gravitacional estándar $GM_\text{Ceres}$ de unos 62,63 km^3/s^2. El siguiente número no lo reconozco (¿incertidumbre?) el siguiente es 18 el orden máximo, el resto es 1, 0, 0.

El archivo de etiquetas describe una vez más esas entradas. Tienes razón en los primeros cinco. El 1 significa que los coeficientes están normalizados, y el 0 final, 0 son la longitud y latitud de referencia para el modelo.

¡Gracias! Bien, con esto volveré a revisar la página de Wikipedia para comprender mejor los detalles de cómo se usan los términos "zonal", "tesseral" y "sectorial". Los he visto varias veces (probablemente en sus otras publicaciones aquí y en otros sitios de SE), así que ya es hora de que aprenda lo que significan.
@uhoh - Los términos armónicos zonales son aquellos para los cuales $m=0$ . Estos son de especial interés porque la longitud no contribuye a estos términos; los armónicos zonales dividen la esfera en zonas de latitud. Los términos armónicos sectoriales (también conocidos como sectoriales) son aquellos para los cuales $m=n$ . Estos son de especial interés porque los únicos ceros de las funciones de Legendre asociadas $\tilde P_{nm}$ están en los polos cuando $m=n$ ; los armónicos sectoriales dividen la esfera en sectores de longitud. El término intermedio ( $1<m<n$ ) dividir la esfera en un mosaico más complejo; un conjunto de teselas.
¡Gracias una vez más! Para tu información, acabo de preguntar ¿Cómo compruebo mi campo de gravedad reconstruido de Ceres a partir de armónicos esféricos?

Gravedad de Ceres a partir de armónicos esféricos de Dawn, ¿cómo obtener los coeficientes, las definiciones y el potencial?

UH oh

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david hamen

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