SOFTWARE DEVELOPMENT OF HIGH-PRECISION EPHEMERIDES OF SOLAR SYSTEM (II)

태양계 행성의 고정확도 위치계산에 과한 연구(II)

We solved n-body problem about 9 planets, moon, and 4 minor planets with relativistic effect related to the basic equation of motion of the solar system. Perturbations including flgure potential of the earth and the moon and solid earth tidal effect were considered on this relativistic equation of motion. The orientations employed precession and nutation for the earth, and lunar libration model with Eckert's lunar libration model based on J2000.0 were used for the moon. Finally, we developed heliocentric ecliptic position and velocity of each planet using this software package named the SSEG (Solar System Ephemerides Generator) by long-term (more than 100 years) simulation on CRAY-2S super computer, through testing each subroutine on personal computer and short-time(within 800 dyas) running on SUN3/280 workstation. Epoch of input data JD2440400.5 were adopted in order to compare our results to the data archived from JPL's DE 200 by Standish and Newhall. Above equation of motion was integrated numerically having 1-day step-size interval through 40,000 days (about 110 years long) as total computing interval. We obtained high-precision ephemerides of the planets with maximum error, less $than\pm2\times10^{-8}AU(\approx\pm3km)$ compared with DE200 data (except for mars and moon).

상대론올 포함한 행성의 운동방정식을 중심으로 9개의 행성과 달, 그리고 4개의 소행성을 포함한 태양계의 n체 문제를 다루었다. 이 기본방정식에 지구와 달의 figure potential과 지구의 solid tidal effect를 외력으로 하는 섭동방정식을 추가하였다. 지구의 orientation을 J2000.0을 기준으로 하는 세차와 장동에 관한 식을 채택하였고, 달의 orientation에 대해 서는 J2000.0을 기준으로 하는 달의 칭동 모델을 션택하고 Eckert의 행성섭동효과를 추가 하였다. 각각의 subroutine별로 테스트를 거쳐 이들을 결합하여‘SSEG (Solar System Ephemerides Generator)’ 라는 소프트웨어 package를 개발한 후, CRAY-2S 슈퍼컴퓨터를 사용하여 프로그램을 수행하였다. 기준 시각인 JD2440400.5를 기준으로 하여, 1일 간격으로 40,000일 (약 110년) 동안 각 행성의 위치 (태양중심 황도직교좌표값)를 계산한 후, 이 결과의 정확도를 검증하기 위하여 JPL의 DE200 자료와 우리의 결과를 비교하였다. 이 연구로부터 얻은 결과로서 행성들의 위치 성분에 대한 최대오차가 100년 동안 $\pm2\times10^{-8}AU(약\pm3km)$ 이하로 나타났다