重心系および地心系の天体基準系

重心天体基準系（BCRS ）は、天体の位置と運動を指定するために天体測定で使用される座標系です。その座標の中心は、太陽系全体の質量の中心、つまり重心です。これは、地球の重力圏外にある物体（^{[ 1 ]}惑星、衛星、その他の太陽系天体、天の川銀河内の恒星やその他の物体、および銀河系外の物体）のグローバル標準基準系として、2000 年に国際天文学連合（IAU）によって作成されました。

2000年に国際天文学連合（IAU）によって作成された地心天体基準系（GCRS ）は、衛星などの地球近傍天体の位置と運動を指定するために使用される同様の標準座標系です。 ^{[ 1 ]}その座標の中心は地球の重心です。

これらのシステムは、測定基準と方法論基準の両方を確立し、一貫した運用フレームワークを提供することで、科学者や技術者が世界中で正確な測定値を収集、共有、比較、変換することを容易にします。BCRSは天文学、すなわち太陽系と宇宙の探査に重点を置いています。BCRSは現在、ヒッパルコス星表などの天文学的参照における位置データの表現に使用されているシステムです。

GCRSの焦点は、地球衛星の航法と、それらがサポートする地球物理学的応用により重点が置かれています。全地球測位システム（GPS）の適切な機能は、GCRSによってサポートされる衛星測定の精度に直接依存しています。^{[ 2 ]}

BCRSは、天体測定で必要とされる極めて高精度の位置と運動の測定をサポートするように設計されました。^{[ 1 ]}その精度を達成する上で重要な要素の1つは、一般相対論的効果がどのように決定され、測定されるかにあります。両方のシステムは、世界中で行われた天体測定の結果得られる時空座標の一貫性と容易な比較を可能にする標準を組み込んでいます。これらは、観測の一貫した参照フレームを確立するための計量テンソルを提供します。テンソルは、重力の基準点の標準化によって部分的に一貫性を実現します。

地心座標系は、規模が小さく、質量のある天体が少ないため、より単純です。この座標系は、地球自体の質量中心を中心としています。重心座標系は、大まかに言えば太陽を中心としていると考えることができますが、太陽系はより複雑です。はるかに小さな惑星でさえ、太陽に重力を及ぼし、公転するにつれて太陽の位置をわずかにずらします。これらのずれは、天体測定に必要な測定精度に比べて非常に大きいものです。そのため、BCRSは、太陽系全体の質量中心、つまり重心を座標の中心としています。この重力の安定点は、太陽系内のあらゆる観測基準系からの相対論的影響を最小限に抑えるのに役立ちます。

BCRSとGCRSは、それらの座標と他の基準系との間の変換を可能にするように設計されているが、変換は決して単純ではない。BCRSと他の基準系との間で操作および変換を行うためのIAU公認アルゴリズムのソフトウェアライブラリが2つある。Standards of Fundamental Astronomy (SOFA) システムとNaval Observatory Vector Astrometry Subroutines (NOVAS)である。^{[ 1 ]}

BCRS/ICRSの軸の向きは、第5基本カタログ（FK5）J2000.0エポックにおける地球の平均赤道および春分点から0.02秒角以内で一致している。

• 重心座標時間
• 地心座標時間
• 地球中心慣性
• ガイア天体基準系
• 地形中心座標

• 「決議B1.3：重心天体基準系および地心天体基準系の定義」（PDF）。国際天文学連合。2000年。 2010年12月15日にオリジナル（PDF）からアーカイブ。

• 基礎天文学の基準（SOFA）
• 海軍天文台ベクトル天体測量ソフトウェア（NOVAS）は、 2015年6月28日にWayback Machineにアーカイブされました。
• SuperNOVASは、C/C++用のNOVASライブラリ（上記）のメンテナンスされたフォークであり、バグ修正、改善、新機能、およびオンラインドキュメントを提供します。