Welches Format haben die Daten aus dem HORIZONS-System des JPL?

Ich suche nach genauen Positionen und Geschwindigkeiten der Planeten im Sonnensystem über mehrere Jahrzehnte. Ich möchte ihre Bahnen mit Newtonschen Bewegungsgesetzen simulieren und die Präzession des Merkurperihels mit beobachteten Daten vergleichen. Ich habe das HORIZONS-System des JPL verwendet, aber ich kann diese Positionen und Geschwindigkeiten nicht in den Ausgabedaten finden.

Können Sie erklären, wie die Daten formatiert sind? (Das HORIZONS-Webinterface-Tutorial hat nicht geholfen.)

Wählen Sie dort, wo "Ephermis-Typ" steht, "Vektoren" anstelle von "Beobachter". Ich hoffe, das hilft! Wenn Sie nur nach Perihelen oder ähnlichen Daten suchen, ziehen Sie die Verwendung von wgc.jpl.nasa.gov:8080/webgeocalc/#NewCalculation in Betracht

Antworten (1)

WebGeocalc ( http://wgc.jpl.nasa.gov:8080/webgeocalc/ ) ist eigentlich ein ziemlich nützliches Tool und das Nächstbeste nach dem Herunterladen der CSPICE-Bibliotheken, also lassen Sie mich Ihre Frage etwas detaillierter beantworten.

Wenn Sie WebGeocalc zum ersten Mal besuchen, sehen Sie in etwa Folgendes:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Da Sie nach Perihelen suchen, die Entfernungen beinhalten, scrollen Sie nach unten und wählen Sie "Distanzfinder":

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Da Sie das Perihel von Merkur finden möchten, füllen Sie die obere Hälfte des Formulars wie folgt aus:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

In diesem Beispiel finde ich alle Perihele von 1900 bis 2201. Ein Perihel ist eine minimale Entfernung, und da Sie nach allen Perihelen suchen, wählen Sie „ist lokales Minimum“ in der unteren Hälfte des Formulars, so wie es aussieht wie folgt:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Scrollen Sie noch einmal nach unten (Sie können die restlichen Formularwerte unverändert lassen) und klicken Sie auf die Schaltfläche "Berechnen":

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wenn Sie Ihre Ergebnisse erhalten, klicken Sie auf „Alle Intervalle speichern“, um die Perihelzeiten von Merkur zu speichern. Beachten Sie, dass jedes Ergebnis ein Intervall ist, aber das Intervall ist 0 Sekunden lang, also ist es eigentlich ein Zeitpunkt:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Klicken Sie nun auf „Berechnungsmenü“, um zurück ins Hauptmenü zu gelangen:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wir finden jetzt die Position von Merkur an all diesen Perihelen, damit Sie sehen können, wie sich die Perihelposition ändert.

Um die Position von Merkur zu diesen Zeiten zu finden, klicken Sie zunächst auf "State Vector", wodurch Sie zu einem Formular gelangen. Füllen Sie die obere Hälfte des Formulars wie folgt aus:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Füllen Sie die untere Hälfte des Formulars wie folgt aus, indem Sie das Ergebnisfenster (für die Perihelzeiten des Merkur) in das Fenster Eingabezeiten ziehen:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Klicken Sie auf "Berechnen", um Ihre Ergebnisse zu erhalten:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Siehe auch http://naif.jpl.nasa.gov/pub/naif/toolkit_docs/Tutorials/pdf/individual_docs/36_webgeocalc.pdf

HINWEIS: Wenn Sie umfangreiche Berechnungen durchführen möchten, sollten Sie wahrscheinlich die C SPICE-Bibliothek und die Kernel herunterladen: http://naif.jpl.nasa.gov/naif/tutorials.html

BEARBEITEN: Ich habe Jon D. Giorgini (jdg@tycho.jpl.nasa.gov) bezüglich der Open-Source-Eigenschaft von HORIZONS eine E-Mail gesendet und diese Antwort erhalten (von der ich nicht sicher bin, ob sie hilfreich ist, aber ...):

Die Ausgabe von Horizons ist in dem Sinne urheberrechtlich geschützt, dass man sich keine nehmen kann
Tabellenausgabe von Horizons und veröffentlichen Sie sie als Ihre eigene.
JPL ist eine Auftragnehmerorganisation und daher ist die Ausgabe nicht vorbereitet
von einem Beamten oder Angestellten der US-Regierung, und das ist es nicht
an die US-Regierung übertragen, sodass das Urheberrecht relevant bleibt.

Die Datenwerte selbst sagen die RA/DEC von Pluto an
einige Instant, sind nicht gesetzlich urheberrechtlich geschützt, obwohl dies der Fall wäre
es unethisch sein, es ohne Zitierung zu veröffentlichen.

Der gesetzliche Urheberrechtsschutz gilt für fixierte Darstellungen
analog zu einem Buch; Das Buch ist urheberrechtlich geschützt, aber
ein einzelnes Wort, das aus dem Buch extrahiert wurde (d. h. in a
andere Darstellung) selbst nicht geschützt. Bis zu
ein Punkt

Beachten Sie, dass Horizons natürlich SPICE-Dateien für Planeten liest
Satelliten und Raumfahrzeugen, leitet dann Ergebnisse ab, die es ausgibt
von Grund auf neu. Aber für Kometen und Asteroiden,
es erstellt alle Informationen auf Abruf von Grund auf neu.

Außerdem haben wir (JPL Solar System Dynamics) den Planeten/Satelliten/
Raumfahrzeuginformationen zunächst in das SPICE-Format. Damit
eine SPICE-Datei könnte wie die leeren Seiten eines Buches sein; nicht
urheberrechtlich geschützt, bis das Originalwerk hineingeschrieben wird, aber nicht
selbst urheberrechtlich geschützt (natürlich über den Quellcode hinaus).

Aber wenn Sie für ein bestimmtes eine vertrauenswürdigere Rechtsmeinung benötigen
Situation, kann ich Sie mit juristischen Mitarbeitern in Kontakt bringen. Wenn dies ein
eigentliches Problem und nicht nur ein Punkt der Neugier, das ist der Weg
da vielleicht andere Regeln für Ihre tatsächliche Situation gelten würden.
Es hat geholfen, danke. Es ist ein Detail, aber mir wurde klar, dass das Horizon-System des JPL nicht Open Source war. Ich habe eine ähnliche Bibliothek in der Python-Sprache gefunden, pyephem. Es scheint, als hättest du es bereits benutzt. Ist es genau? Wenn ja, könnten Sie zusätzlich erklären, wie man damit die gleichen Berechnungen durchführt?
Ich habe pyephem (und skyfield) verwendet und sogar Perl- und Mathematica-Programme erstellt, um die SPICE-Kernel zu lesen, aber ich empfehle die Verwendung der C SPICE-Bibliothek und der Kernel: naif.jpl.nasa.gov/pub/naif/toolkit_docs/C/ req/kernel.html , die beide von der US-Regierung veröffentlicht werden und urheberrechtsfrei sind. Oh, und wenn Sie nur Periheldaten benötigen, wählen Sie "Orbitalelemente" in HORIZONS.
@barrycarter Danke für diese sehr hilfreiche Antwort. Übrigens denke ich, dass HORIZONS Orbital Elements nicht die genaue Zeit des nächsten Perihels angibt, sondern die Zeit des 'virtuellen' Perihels der oskulierenden Umlaufbahn zum angegebenen Zeitpunkt.