太陽の自転軸のパラメーターP,B0,L0を「計算で」求める (6)
太陽の自転軸を表すパラメーターP,B0,L0の求め方を考え始めたのですが太陽の中点の日面緯度((月の中点の)月面緯度)B0の求め方を書いてから二ヶ月以上ほったらかしにしてしまいました (^^;;
今度は「地球から見た自転軸の向き」Pの求め方です。
(「天文年鑑」的な表現だと「自転軸の北極方向角}?)
太陽の自転軸や黒点の記事は最近ぜんぜん書いてなかったのになぜ再開するかというと観測地での月の自転軸パラメーターを求めたいためです。この自転軸のパラメーターの考え方は太陽でも月でも他の惑星でもぜんぶ同じです。ただ月についてということで書くと話が進めづらいところがあって太陽の自転軸というテーマでやっています。
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Pは一言でいうと地球と太陽(月)の自転軸がなす角です。正確にいうと地球と太陽(月)を結ぶ直線に直交する平面に投影された地球と太陽(月)の自転軸がなす角ということになります。
したがって次のようにして求めます。
太陽(月)の自転軸の向きからその方向余弦を求める
座標を太陽(月)の視赤経の分だけz軸の回りに回転する。
こうすると地球と太陽(月)を結ぶ直線とy軸が直交するようになります。
座標を太陽(月)の視赤緯の分だけy軸の回りに回転する。
これによって地球と太陽(月)を結ぶ直線はyz平面になりますと直交します。
また地球の自転軸の投影は以上の回転だけを行ったときはz軸に重なります。
したがって太陽(月)の自転軸のyz平面への投影のz軸となす角を求めればそれがPになります。
座標の回転を二回行ったあとの自転軸の向きの方向余弦をL,M,Nとすればatan2(N,M)がPです。
もし月の自転軸の向きがわかればこの方法で任意の観測地から見た月の北極方向角を求められることになります。
計算例

このときの太陽のPは
「国立天文台 - 暦象年表 - 太陽の自転軸」
によれば14.68度でした。
上記の計算を行ったExcelのファイル
「太陽の自転軸(P,B0).xls」
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関連記事
「太陽の自転軸のパラメーターP,B0,L0を「計算で」求める (1)」 編集
ある時点の太陽の自転軸を表すB0から任意の時点のB0をどう求めるか考えていたら....
「太陽の自転軸のパラメーターP,B0,L0を「計算で」求める (2)」 編集
「太陽の自転軸の方向」がわかればそこからB0などの太陽の自転軸向きを表す量との
関係がわかりそうです。
「太陽の自転軸のパラメーターP,B0,L0を「計算で」求める (3)」 編集
実際に国立天文台の暦でB0を計算してみました。でも正しい結果が得られません。
「太陽の自転軸のパラメーターP,B0,L0を「計算で」求める (4)」 編集
NASAジェット推進研究所の暦を使って求めたB0は国立天文台の数値と一致しました。
「太陽の自転軸のパラメーターP,B0,L0を「計算で」求める (5)」 編集
国立天文台の「自転軸の方向」は計算に必要な精度がなかったのがB0の不一致の原因でした。
「太陽の自転軸のパラメーターP,B0,L0を「計算で」求める (6)」 編集
北極方位角Pの値を求めます。
「極座標と直交座標の変換(方向余弦) (1/3)」 編集
「極座標と直交座標の変換(方向余弦) (2/3)」 編集
「極座標と直交座標の変換(方向余弦) (3/3)」 編集
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「「内積」というもの」 編集
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座標を太陽(月)の視赤経の分だけz軸の回りに回転する。
こうすると地球と太陽(月)を結ぶ直線とy軸が直交するようになります。
座標を太陽(月)の視赤緯の分だけy軸の回りに回転する。
これによって地球と太陽(月)を結ぶ直線はyz平面
また地球の自転軸の投影は以上の回転だけを行ったときはz軸に重なります。
したがって太陽(月)の自転軸のyz平面への投影のz軸となす角を求めればそれがPになります。
座標の回転を二回行ったあとの自転軸の向きの方向余弦をL,M,Nとすればatan2(N,M)がPです。
もし月の自転軸の向きがわかればこの方法で任意の観測地から見た月の北極方向角を求められることになります。
計算例

このときの太陽のPは
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によれば14.68度でした。
上記の計算を行ったExcelのファイル
「太陽の自転軸(P,B0).xls」
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コメント
この記事へのコメントは終了しました。
NaviNavi です。
「国立天文台 - 暦象年表」の計算はどうやっているのか、全くわかりません。あちこち徘徊している内、ここに行き着きました。
惑星等の自転軸を計算できたら、どのように見えるか、惑星とその衛星と又リングもステラリウムのように描けると思っていました。
全くの猿真似ですが、またあなた様のページを参考にさせていただきたいとおもいます。
投稿: NAVINAVI | 2015年12月12日 (土) 02時40分
こんにちは!
最近Y!ブログはログインしないとコメントの閲覧も書き込みもできなくなったみたいでさびしい思いをしています。
この回転系(?)の計算をどうやるのか謎ですね。本なんか見ても書いてなくて自分で考えるしかなく私も困っています。
検算するときはJPL HORIZONSの方がいろんな数値を調べることができるので参考になるかもしれません。
天王星の衛星は私には未知の世界です。記事、楽しみにしています。
投稿: セッピーナ | 2015年12月12日 (土) 07時32分
上のz軸周り回転でのy値(M値)がどうしても合いません。
P,Bo,Lo,Bs,Lsの数値の計算までこつこつやって生きたいですが・・・。 [So Cool Meeting]のタイトルのページで「惑星ビューア」なるソフトを乗せている方がおりますが、記事もちんぷんかんぷん。
ハードルが高すぎて、私には無理かもね。
投稿: NAVINAVI | 2015年12月12日 (土) 13時03分
あれ、間違ってましたか (@@)
これから検算してみます。どう考えたか忘れてなければいいのですが....
So Cool Meeting、おもしろそうですね。詳しくは拝見していないのですが、ひとまず“新着記事”に追加しました。
投稿: セッピーナ | 2015年12月12日 (土) 14時09分
いえいえ、私のほうが間違いだと思います。
セッピーナさんの力で、 「国立天文台 - 暦象年表 - 自転軸パラメータ」
の算式を作っていただき、色々なデータの公開を出し渋っている日本の天文台の鼻を
あかしてやってください。
投稿: NAVINAVI | 2015年12月12日 (土) 14時24分
MITAKAのソース、mtk_planet_orientation.cppにも自転軸に関するところがありますが、私には解読不可でした。
投稿: NAVINAVI | 2015年12月12日 (土) 14時27分
MITAKAってソースが公開されているんですね。ただ自分のソースでも1週間経つと見たくなくなるので人さまのソースなるとちょっと (^^;;
国立天文台は質問するとけっこう丁寧に答えてくれますよ。質問内容がマニアック(?)な場合は郵送の方が確実だと思います。計算式を質問したことはないのでどういう回答になるかわかりませんが。
座標の回転はなんてことないんですが、角度がからむとたんに行き詰ります。
そういえば任意の方向の赤経線(等赤緯線)の傾きを求めるという未解決の難問があって、それについて記事を書くのを忘れていました。
投稿: セッピーナ | 2015年12月12日 (土) 15時10分
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1213850882
にも興味ある記述があります。
他所さんのソースでも色々な、方法、コーディングテクニック、算式、定数等を学べます。
通常人なら知っている知識部分の公開だと解釈しています。私の場合は普通以下
ですけど・・・。
商売するわけでもないので取り入れても良いと考えます。
投稿: NAVINAVI | 2015年12月12日 (土) 17時48分
こういうことに興味を持っている方ってけっこう多いんですね。
これはけっこう心強いです。
自分で考えことを書くより、どういうことはどこに書いてあるというのを調べてまとめ記事を作った方が人さまのお役にはたつかもです (^^;;
投稿: セッピーナ | 2015年12月12日 (土) 18時53分
すみませんでした。
私のほうの間違いでした。あなた様のExcelファイルは間違いありません。
もうすでに記事とファイルを読んで2日経過しました。基礎学力がいかに大切なのか知らされました。
記事の通りにプログラムを組んだら、合致しただけでまだ理解できていないくらいです。
投稿: NAVINAVI | 2015年12月17日 (木) 00時00分
わざわざお知らせいただきありがとうございます m(._.)m
安心しました (^^;;
位置計算は面倒くさいですよね。あちこちに罠が張り巡らされている感じがします。
投稿: セッピーナ | 2015年12月17日 (木) 09時51分