定义我们在宇宙中的位置——IAU和通用参照系

你怎么知道你现在在哪里？我们如何知道我们在太空中的位置？国际空间站或最新的太空探测器如何追踪其在宇宙中的位置？最好的答案是——非常困难！自从最早的哲学家第一次考虑我们在宇宙中的位置以来，确定我们在宇宙整体秩序和结构中的位置一直是自然的第一步。

希腊最早的哲学家之一赫拉克利特（Heraclitus）经常被认为提出了“一切都会改变或panta rhei“；一种哲学，它发展了宇宙像河流一样不断运动的概念。如果我们把地球、太阳系和宇宙视为一个整体，从我们脚下的地面到宇宙中一些最大的物体，事实上没有什么是不可移动的。在地球上，我们脚下的构造板块正在移动，尽管速度很慢！当我们向外看时，仍然没有绝对的参考点。地球在赤道以每秒半公里的速度自转，并以每秒29公里的速度绕太阳公转；我们的太阳也以每秒约19公里的速度在太空中运行，并以每秒约215公里的速度围绕银河系（我们的星系）的中心运行。银河系正在向处女座星团移动，处女座也在移动。作为一个额外的复杂性，宇宙的持续膨胀必须包括在大规模的距离测量中。我们今天看到的来自遥远物体的光花了很长时间才到达我们身边，以至于宇宙在光的传播时间内膨胀了。因此，定义单个参照系的任务特别复杂，从该参照系可以定义空间中任何其他对象的位置。传统上，这需要对许多参考恒星的位置进行非常精确的测量，并提供它们在一年中在天空中的运动目录，参考它们在特定精确日期和时间的位置。

国际天文学联合会（IAU）负责定义通用参考系。这项工作涉及到我们日常生活的许多方面，以至于如果没有一个标准的参考框架，我们的许多现代小工具充其量只能相互不兼容，最坏的情况是不准确或不符合目的。

如今，许多人在日常生活中使用全球定位系统（GPS）。GPS需要定义通用参考框架的几个方面。例如，控制全球定位系统卫星发射的系统必须对恒星位置、轨道要素和各种单位的定义有很好的了解，以便将卫星定位在完成卫星“星座”所需的正确轨道上。IAU公司A1委员会（天体测量学)和佣金X2太阳系星历)分别向天文学家和空间科学家提供关于“物理位置”和“时间位置”的宝贵信息。天文学家还需要对一些概念有准确的定义，例如天赤道（地球赤道上方天空上的想象线）和黄道（太阳穿过天空的路径），因为一些早期的参考系就是基于这些概念。

然而，要建立通用参考系，需要考虑的不仅仅是基本的位置输入。科学家必须就某些关键参考单位或参数的定义达成一致。这些主题由IAU其他委员会（包括委员会31）涵盖(时间). 在通用参考框架的背景下部门A工作组时间计量标准也与佣金A2地球自转，因为了解地球在空间中不断变化的方向是连接地球和天体框架所必需的。地球既不是固定的，也不是以一种简单描述的方式运动的，因此需要进行大量的工作来测量和定义这种复杂的运动。在定义通用参考框架时，必须考虑到岁差、地轴方向运动的缓慢周期（约25000年）、章动、地轴持续“点头”等现象，这些现象主要是由太阳和月球的潮汐力引起的。

1997年和1998年，IAU与国际地球自转和参考系统服务合作(IERS公司)和国际超长基线干涉测量服务(IVS系统)国际天体参考框架(国际无线电频率). 国际无线电频率利用212个河外射电源的相对位置，在太阳系质量中心为该系统建立原点，并将坐标轴与天球赤道和春分点（太阳从南向北穿过赤道平面的点）的常规轴对齐J2000.0纪元（2000年1月1日地球时间1200小时），但以独立于地球自转动力学的方式获得1997年8月20日，在日本京都举行的国际天文学联盟第23届大会上，国际天文学联合会通过了《国际参考框架》，天体赤道和黄道不再是建立天体或宇宙参考框架的中心。

近年来，更精确的测量使得ICRF得以完善，从而形成更精确的系统。在2003年国际天文学联盟大会上，国际天文学联合会关于国际无线电频率的工作组解散，其工作随后由主要参考框架工作组负责：第八委员会，光学参考系的加密和第1部分，国际天体参考系的第二次实现2006年8月24日，在布拉格举行的国际天文学联合会大会上，通过了旨在改进我们对《世界参考框架》的定义的新决议。这个部门A工作组国际天体参考系的第三次实现目前正在处理此主题。