Пересчет от земной системы координат в международную

[Firefly2045]

Здравствуйте!

Посоветуйте, пожалуйста, источник где описан алгоритм, или подскажите как координаты спутников относительно земли(долгота, широта, расстояние даны) в международную небесную систему координат?
Также известно направление на солнце и расстояние до него в данный момент времени.

Спасибо!

[xd]

Что такое международная система координат? Пока задача напоминает больше несвязный поток слов.

[Грудцын Алексей]

Что такое международная система координат?

Хороший вопрос.

долгота, широта, расстояние даны

Долгота и широта чего? Как минимум здесь нужны две группы величин:
1. Характеризующие положение спутника (это могут быть координаты точки, где он в данный момент времени в зените, либо элементы его орбиты)
2. Положение наблюдателя (в одной точке спутник в зените, в другой он не взошел).
В общем, опишите точно, что на входе, а что хотите получить на выходе.

[Vladstar]

 Firefly2045, может надо было сформулировать вопрос так: даны азимут, угол места (высота над геодезическим истинным горизонтом) объекта для конкретного пункта наблюдения с известными координатами (широта, долгота)? Необходимо вычислить экваториальные координаты (прямое восхождение и склонение).
  Вы это имели в виду?

[Firefly2045]

Так сейчас напишу подробнее:
1) Дано направление на спутник, его долгота и широта(при рисовке точки на глобусе) и расстояние до спутника от центра земли(мб центра масс). То есть наблюдатель в в центре земли стоит.
2) Дано направление на солнце, данные аналогичные(но уже в виде склонения и гринвического часового угла, Greenwich Hour Angle, могу еще угол прямого восхождения выдать).

Нужно получить координаты спутника в системе отсчета с началом отсчета в центре масс солнечной системы (то есть международная небесная система координат, из двух описанных нужна ICRF,
вот ее описание на вики https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B6%D0%B4%D1%83%D0%BD%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BD%D0%B5%D0%B1%D0%B5%D1%81%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0_%D0%BA%D0%BE%D0%BE%D1%80%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D1%82)

[Upsilon]

Долгота и широта спутника - это координаты подспутниковой точки, плюс модуль геоцентрического вектора вам известен, можете получить гринвический вектор ИСЗ (в системе вращающейся Земли). Переводите его в экваториальный геоцентрический вектор.

Склонение и прямое восхождение Солнца известны, надеюсь что они геоцентрические.  Зная расстояние до Солнца (на нужную дату), можете вычислить экваториальный геоцентрический вектор Солнца. Переверните его и получите гелиоцентрический экваториальный вектор Земли . И к этому вектору прибавьте геоцентрический экваториальный вектор ИСЗ.

И все это чудовищное недоразумение перекиньте в J2000, если до этого вы игрались в системе координат текущей эпохи.
Из литературы могу посоветовать В.И.Крылов "Космическая геодезия", в сети была.

[Firefly2045]

Спасибо! Но в этой задаче меня напрягает, что в определение международной небесной системы координат начало отсчета лежит в барицентре солнечной системы. Судя по Вашим словам можно считать, что барицентр солнечной системы лежит в центре масс солнца. Это стандартная практика? Не внесет ли этой сильной ошибки?

P.S. расчеты до этого велись в j2000 так что с этим все хорошо.

[Upsilon]

Честно говоря, совершенно непонятно, для какой задачи вам нужно такое преобразование, и соответственно - какой класс точности необходим. 
Вместо вычисления вектора Земли через склонение и прямое восхождение Солнца используйте численные эфемериды DE405, они как раз в ICRF даются.

P.S. расчеты до этого велись в j2000 так что с этим все хорошо.

На каком этапе вы перешли к J2000 при работе с координатами подспутниковой точки?

[Firefly2045]

Переход был совершен в процессе вычисление подспутниковых координат ИСЗ из tle.

Про точность, мне самому пока неизвестно , но хотелось бы понимать какую ошибку будут иметь полученные данные.

[Грудцын Алексей]

Про точность, мне самому пока неизвестно , но хотелось бы понимать какую ошибку будут иметь полученные данные.

Т. е. я так понимаю, что вам нужно провести расчет, но вы не знаете, какая требуется точность? Тогда расскажите, для чего вообще все это нужно, для какой задачи?

[Firefly2045]

На данный момент нужно будет просто рисовать землю с ее спутниками(для этого думаю не нужны высокие точности). Но в дальнейшем возможен вариант, что будут использовать данную программу, как библиотеку, поэтому хотелось бы иметь представление для каких задач ее можно будет использовать, а для каких нет.

[Firefly2045]

Пару вопросов, уточнений по

Долгота и широта спутника - это координаты подспутниковой точки, плюс модуль геоцентрического вектора вам известен, можете получить гринвический вектор ИСЗ (в системе вращающейся Земли). Переводите его в экваториальный геоцентрический вектор.

Склонение и прямое восхождение Солнца известны, надеюсь что они геоцентрические.  Зная расстояние до Солнца (на нужную дату), можете вычислить экваториальный геоцентрический вектор Солнца. Переверните его и получите гелиоцентрический экваториальный вектор Земли . И к этому вектору прибавьте геоцентрический экваториальный вектор ИСЗ.

И все это чудовищное недоразумение перекиньте в J2000, если до этого вы игрались в системе координат текущей эпохи.
Из литературы могу посоветовать В.И.Крылов "Космическая геодезия", в сети была.

1) Для нахождения гринвичского вектора ИСЗ, я просто беру матрицу поворота земли вокруг своей оси и умножаю на геоцентрический вектор ИСЗ. Так?
2) Не совсем понимаю, как перевести в геоцентрический экватариальный вектор. Склонение в точности совпадает с исходной координатой широты, так? А вот с прямым восхождением проблемы, как получить координаты точки весеннего равноденствия?
3) Для солнца мне уже известны склонение, прямое восхождение и расстояние, перевернув этот вектор я получу гелиоцентрический экваториальный вектор Земли. Верно?

[xd]

Имейте только в виду, что приблизительные и точные расчёты по трудоёмкости отличаются в разы. Поэтому может всё же стоит разделить задачи приблизительного и точного расчёта?

[Firefly2045]

Первым делом в любом случае нужно сделать приблизительные расчеты. Более точную модель буду строить точно после нее, не раньше.

[Upsilon]

Зачем вы из tle вычисляли координаты подспутниковой точки? Это лишние телодвижения. Из tle сразу (посредством нескольких страниц кодинга) вычисляется просто геоцентрический экваториальный вектор спутника. Причем, не в J2000, а на видимую эпоху.
Для нахождения экваториального вектора из гринвического умножаем на матрицу поворота. В рекомендованной вам книжке это есть. Но надо ли вам это - непонятно.
А расстояние до Солнца вам откуда известно? Ваша Земля бегает по абсолютно круговой орбите? И откуда берется прямое восхождение и склонение Солнца? Не получится ли так, что одна часть вычислений у вас будет с точностью до 2 миллионов километров, а другая с точностью до 30 км?

Что означает "использовать как библиотеку"? Кому могут понадобиться ИСЗ в гелиоцентрической системе координат? Причем не забывайте, что ИСЗ - шустрики, конфигурация изменяется непрерывно. Собираетесь пересчитывать весь каталог на каждый момент времени? 

[Firefly2045]

Зачем вы из tle вычисляли координаты подспутниковой точки? Это лишние телодвижения. Из tle сразу (посредством нескольких страниц кодинга) вычисляется просто геоцентрический экваториальный вектор спутника. Причем, не в J2000, а на видимую эпоху.

Так еще лучше, а где про это можно почитать?

А расстояние до Солнца вам откуда известно? Ваша Земля бегает по абсолютно круговой орбите? И откуда берется прямое восхождение и склонение Солнца? Не получится ли так, что одна часть вычислений у вас будет с точностью до 2 миллионов километров, а другая с точностью до 30 км?

Честно говоря, пока не разбирался с интерпретаций кода по нахождению солнца, взял уже готовый с сайта celestrak (http://www.celestrak.com/columns/v03n03/), там есть архив с реализованными функциями по нахождению солнца(SGP4 Pascal library).
Большая разность в точности может и получится, поэтому и пытаюсь собирать об этом информацию.

Что означает "использовать как библиотеку"? Кому могут понадобиться ИСЗ в гелиоцентрической системе координат? Причем не забывайте, что ИСЗ - шустрики, конфигурация изменяется непрерывно. Собираетесь пересчитывать весь каталог на каждый момент времени? 

Ну пока потому что я наблюдал, конфигурация изменяется непрерывно, но не сильно, достаточно обновления tle по спутникам раз в 5 дней где-то.

[xd]

Кому могут понадобиться ИСЗ в гелиоцентрической системе координат?

Для подавляющего большинства с точностью до 0,03% можно считать, что координаты спутника совпадают с центом Земли
А вообще да, зачем?

[Upsilon]

Так еще лучше, а где про это можно почитать?

А где вы взяли алгоритм вычисления координат подспутниковой точки из tle? Вот там и убирайте лишнее.

Ну пока потому что я наблюдал, конфигурация изменяется непрерывно, но не сильно, достаточно обновления tle по спутникам раз в 5 дней где-то.

Дело не в свежести Tle.
Под конфигурацией я понимаю взаимное положение ИСЗ относительно Земли.  Спутники обращается вокруг Земли. Период обращения может быть от 90 до 1800 минут. В течение каждого периода обращения координаты ИСЗ в геоцентрической системе координат изменяются. В гелиоцентрической тоже. Если вы не собираетесь вычислять координаты всех ИСЗ на каждый момент времени, то нет смысла вообще связываться с ИСЗ.
И вопрос "зачем" остается открытым. В гелиоцентрической системе координат ИСЗ действительно не рассматривают, потому что это ненужно и неудобно.