一个网页巡天应用,目标是提供市面上常用巡天软件的功能,但要更加便携、更加自定义、更加易用 希望借此应用的开发,了解更多的天文知识
本人非专业也缺少天文知识储备,应用最终的结果也许是完全不可靠的,请谨慎使用!如有意见建议请联系
- 星空模拟
- 设定观察位置
- 模拟大气,考虑空气质量、云层和光污染
- 模拟地景,考虑日月光和光污染
- VizieR
- VizieR是法国斯特拉斯堡数据中心开发的数据融合工具。它提供了目前已发表数据的各种查询方式:按任务、波段或源的类型查、按关键字查(作者姓名、标题等信息)、按 星表名查、日期查、图像或光谱查、首字母缩写查、最常用的星表查;对单个源按位置坐标或星名查询等。对单个星表查询,用户可以自由选择所需参数。另外它也 提供了简单的交叉证认功能,用户可以上传文件与感兴趣的星表交叉证认。 软件工具 - 国家天文科学数据中心
- Basic tutorial VizieR
- 准备先用BSC试试手
- http://cdsarc.u-strasbg.fr/viz-bin/Cat?V/50
- “它给出了全天9110颗亮于6.5等的星,肉眼可见的星都在其中。”
- 格式
- Tab-separated values (.tsv)
- 一个通用的格式
- 用tab分隔的字段
- 具体有什么字段是自定义了,可以包含header
- 计划就是用它,固定字段读取,然后生成自定义的二进制格式
- XEphem (.edb)
- Tab-separated values (.tsv)
- 字段
-
名称
- 肉眼可见的也许有传统赋予的名称,被沿用
- 新发现的会现有编号,随后部分可以给予单独的名称取代编号
-
光谱类型
- 恒星可以用光谱进行分类,共9类,色温逐渐降低
- 光谱吸收受温度影响最大,可以反应恒星的元素组成
- 【恒星光谱】不同恒星的谱线特征
- Types of Stars
类型 颜色 O 淡蓝色 B 蓝白色 A 白色 F 黄白色 G 黄色 K 橙色 M 红色 -
赤经(Right Ascension,RA)和赤纬(Declination)
- Right Ascension & Declination Celestial Coordinates for Beginners
- 类似地球经纬度的模式,用来定义天体的位置
- 春分点作为赤经的0°,类似经度的子午平分线
- 但与经度不同,它只沿东方测量,范围是0°-360°,又因为一天有24小时,又可以用小时来计量,0h-24h,1h=15°,分钟秒钟也可以沿用进来
- 春分点作为赤经的0°,类似经度的子午平分线
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自行(Proper Motion)
- 恒星于一年内所行经的角度,赤经和赤纬各自有一个
- 自行一般非常小
- 形成原因
- 本动:恒星本身的运动
- 视察动:太阳运动引起的
- 自行和岁差(后面坐标系会讲)加在一起称为年变
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星等(Magnitude)
- 星等 - Wiki
- What are Star Magnitudes?
- 也叫做视星等,指代星体的相对亮度,越亮星等越低,主要由绝对星等、距离和星际尘埃决定
- 人能分辨的极限大约是6.5等
- 如果人们在理想环境下(清澈、晴朗且没有月亮的夜晚),肉眼能观察到的半个天空平均约3000颗星星(至6.5等计算),整个天球能被肉眼看到的星星则约有6000颗
-
- 坐标系
- 背景
- 关于J2000.0坐标系与WGS84坐标系的理解
- 岁差
- 地轴会绕一根轴(黄道轴)旋转,这根轴和地轴约23°26′,周期约25700年,主要原因是月球
- 章动
- 地轴随机摆动,大体分布再,原因是天体引力,相对岁差很小,约9.2″
- 岁差和章动里,地轴不相对地球运动,因此不影响经纬度,但可能影响天体坐标系
- 极移
- 地轴相对地球本身移动,会造成经纬度变化
- 天体坐标系(celestial coordinate)
- https://zhuanlan.zhihu.com/p/396807910
- 地理坐标系 Geographic Coordinate System
- 自转轴:地球自转沿着的轴
- 两端分别是北天极和南天极
- 赤道:垂直于他的最大平面
- 子午线/经线:穿过南北天极的大圆
- 纬度(latitude)、经度(longitude)和高度(altitude)
- 纬度:与地心连线和赤道面的夹角,北半球为正,南半球为负,范围[-90°,90°]
- 经度:与地心连线和本初子午线的夹角,向东为正,向西为负,范围[-180°,180°]
- 格林威治/本初子午线(Greenwich Meridian/Prime Meridian)是指经过伦敦格林威治天文台的子午线。
- 高度:海拔高度,单位是米
- 中天:星星穿过当地子午线的时刻(也是星星最高的时刻?),同一颗星星不同地点的中天时间不同
- 纬度对星体可见性的影响
- 不同纬度可见的星体是不同的,升起和落下也是不同的
- 在赤道上,所有的星体都可见
- 在南北极,只有一半的星体可见,且可见的都是拱极星(Circumpoalr star)
- 拱极星
- 其他纬度,一部分可见,有的还是拱极星,另一部分完全不可见
- 天球地平和几何地平
- 视地平(Apparent Horizon):在地平面上时,视角是一个半球范围
- 几何地平(Geometric Horizon):站在高处时,视野范围会更大,大于一个半球
- 自转轴:地球自转沿着的轴
- 地平坐标系 Horizonal Coordinate System
- 以观测者所处的位置为中心,并且将观测者的视线作为基本面,也就是地平圈
- 地平圈:和铅垂线垂直的平面并和天球相切,也就是我们所说的天球地平(Astronomical Horizon)
- 对比地理坐标系,也有地平经纬线,地平子午线
- 将星体位置投影到地平天球上,就可以用两个参数表示星体位置
- 方位(Azimuth):即地平经度,简称Az,;天子午圈与天体所在的地平经圈平面的夹角,从南点(S)以顺时针方向测量。方位角的取值范围为0°~360°。
- 高度(Altitude):即地平纬度,简称 h 或 Alt ; 天体和观测者的连线与地平圈的夹角或者天体的仰视角。高度的取值范围为+90° ~ -90°, 当高度为正数时,天体位于地平圈以上,也就是可见的天体,当高度为负数时,天体位于地平圈以下,也就无法观测。
- 以观测者所处的位置为中心,并且将观测者的视线作为基本面,也就是地平圈
- J2000.0
- J2000.0的“J”代表儒略历,从上文可以了解地球自转轴和春分点是不断变化的,如果坐标系以自转轴或者春分点做参考的话,则必须指定某一瞬时作为参考基准,这一时刻称为历元。J2000.0的历元就是2000年1月1.5日TBD(质心动力学时),对应的儒略日为2451545.0日。
- 约50年更新一次,下一次更新在2050年
- J2000.0坐标系以历元J2000.0的平天极及平春分点建立的协议天球坐标系,也称协议惯性坐标系,其与地球自转无关。Z轴指向北平天极,X轴指向平春分点,Y轴与Z、X成右手直角坐标系。
- J2000.0的“J”代表儒略历,从上文可以了解地球自转轴和春分点是不断变化的,如果坐标系以自转轴或者春分点做参考的话,则必须指定某一瞬时作为参考基准,这一时刻称为历元。J2000.0的历元就是2000年1月1.5日TBD(质心动力学时),对应的儒略日为2451545.0日。
- 坐标转换
- J2000.0 → LLA → Local
- 可能暂时不考虑很高的精度
- 第一阶段:暂不考虑支持行星,如果整个太阳系当作一个质点误差会有多少?此时只考虑旋转角,因为距离非常远不考虑相对位置,只考虑朝向
- 第二阶段:支持行星,对行星来说不能忽略相对位置了...
- 除非能找到现有的库..
- Python有,novas,甚至支持observer的功能,直接帮忙完成坐标转换...
- https://stackoverflow.com/questions/11957633/getting-j2000-xyz-coordinates-for-a-location-on-earth-in-python
- Astronomy支持Observer!
- 背景
-
API
- WebGL2.0
-
视角
- 不宜选择常规的透视投影,因为在广角下的效果很差,和人眼差距太大
- 鱼眼投影,可参考:Github - shaunlebron/blinky
- Stellarium似乎采用这样的策略
- 正视天空或地面时,使用360°鱼眼投影,然后根据缩放来裁剪,这样可以观察整个天空
- 视线水平时,使用180°鱼眼投影,也根据缩放来裁剪,似乎想保证不会同时看到两个对立的方向
- 在中间时,fov做插值
-
星星渲染
- 星星直径决定核心大小
- 线性空间叠加光晕+tonemap
- 大气影响
- 蒙气差:大气密度产生的折射
- 大气消光:大气物质对光线的吸收和折射
- 空气质量
- 大气扰动:影响视宁度,模糊、扭曲和闪烁
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地景渲染
- 地景建模
- 光污染级别影响亮度、轮廓
- 月光影响亮度
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资料