偏近點角 (Eccentricity Anomaly) 是在軌道上的天體現在的位置投影在垂直於橢圓半長軸的外接圓上,並從橢圓的中心量度和近拱點()方向之間的角度。在下圖中的標示為E(角zcx)。
計算
在太空動力學,偏近點角E可以由下式計算得到:
:E=\arccos {{1-\left | \mathbf{r} \right | / a} \over e}
此處:
\mathbf{r}\,\!是軌道上天體的位置向量。(線段sp*),
a\,\!是軌道的半長軸(線段cz*),和
*e\,\! 是軌道的離心率。
對平近點角M,E和M的關係是:
:M = E - e \cdot \sin{E}.\,\!
這個方程式可以重新解出,從E_0 = M開始,並使用E_{i+1} = M + e\,\sin E_i的關係。
將這個方程式的e以級數展開,當e 時,最初的幾項是:
*E_1 = M + e\,\sin M
*E_2 = M + e\,\sin M + \frac{1}{2} e^2 \sin 2M
*E_3 = M + e\,\sin M + \frac{1}{2} e^2 \sin 2M
- \frac{1}{8} e^3 (3\sin 3M - \sin M).
還有其他更有效率的解決方法,可以作為推導的參考(參見Murray and Dermott ,1999, p.35),詳細的推導過程和e在數學上的極限值可以參考Plummer (1960, section 46)。
對真近點角T,E和T的關係是:
:\cos{T} = {{\cos{E} - e} \over {1 - e \cdot \cos{E}}}
或相等於
:\tan{T \over 2} = \sqrt{{{1+e} \over {1-e}}} \tan{E \over 2}.\,
半徑(位置向量大小)和近點角的關係是:
:r = a \left ( 1 - e \cdot \cos{E} \right )\,\!
和
:r = a{(1 - e^2) \over (1 + e \cdot \cos{T})}.\,\!
相關條目
*开普勒定律
*平近點角
*真近點角
參考資料
Murray, C. D. & Dermott, S. F. 1999, Solar System Dynamics*, Cambridge University Press, Cambridge.
Plummer, H.C., 1960, An Introductory treatise on Dynamical Astronomy*, Dover Publications, New York. (Reprint of the 1918 Cambridge University Press edition.)
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