地球到木星距离与 Skyfield

Question

我正在尝试使用 Skyfield 绘制从地球到太阳系行星的 au 距离作为时间的函数。这非常简单，甚至在包主页的首页给出了。然而，虽然这对 mercury、金星和火星非常有效，但它不适用于其他行星。我不熟悉 JPL 星历文件，但似乎 Jupiter 在文件 de421.bsp 中没有关键条目，这可以解释这个问题。

这是一个最小的例子（来自主页的例子）：

from skyfield.api import load, now

planets = load('de421.bsp')
earth, planet = planets['earth'], planets['jupiter']

jd = now()
position = earth.at(jd).observe(planet)
ra, dec, distance = position.radec()

print(distance)

错误如下。请注意，如果您在上面的代码中将 'jupiter' 替换为 'mars'，它不会崩溃。

---->  earth, planet = planets['earth'], planets['jupiter']
KeyError: "kernel 'de421.bsp' is missing 'JUPITER' - the targets it supports are:
SOLAR SYSTEM BARYCENTER, MERCURY BARYCENTER, VENUS BARYCENTER, EARTH BARYCENTER, 
MARS BARYCENTER, JUPITER BARYCENTER, SATURN BARYCENTER, URANUS BARYCENTER, 
NEPTUNE BARYCENTER, PLUTO BARYCENTER, SUN, MERCURY, VENUS, MOON, EARTH, MARS"

我是否以错误的方式使用星历文件（重心错误？）或者这只是 de421.bsp 文件的限制？我在Skyfield网站上阅读了星历文件的描述(here)，但不确定我是否完全理解它。

关于如何使用 Skyfield 执行地球-木星距离的简单计算有什么建议吗？

谢谢！

Answer 1

如错误所述，您需要使用 JUPITER BARYCENTER 而不是 jupiter。

Answer 2

如果有帮助，这只是补充 - 接受的答案解决了问题。

我想表明，由于位置位于重心坐标系中，因此 ['solar system barycenter'] 将保持在原点。但我被挫败了，因为它 returns 是单个零值，而不是向量（或 None）。无论如何

import matplotlib.pyplot as plt
from skyfield.api import load, JulianDate

data = load('de421.bsp')
sun  = data['sun']
bary = data['solar system barycenter']

years = [1975+i for i in range(51)]
sunpos, barypos = [], []

for year in years:
    jd = JulianDate(utc=(year, 1, 1))
    sunpos.append(sun.at(jd).position.km)
    barypos.append(bary.at(jd).position.km)

plt.figure()
x, y, z = zip(*sunpos)
plt.plot(years, x)
plt.plot(years, y)
plt.plot(years, z)
# x, y, z = zip(*barypos)
# plt.plot(years, x, '-k')
# plt.plot(years, y, '-k')
# plt.plot(years, z, '-k')

plt.title('suns motion in barycentric frame')
plt.savefig('bary one')
plt.show()

底部的两个图（下图）显示了地球和月球相对于 earth-moon 质心的运动，在 Skyfield 中称为 ['earth barycenter']：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from skyfield.api import load, JulianDate

data  = load('de421.bsp')
earth = data['earth']
moon  = data['moon']
bary  = data['earth barycenter']

days = range(0, 366, 5)
earthpos, moonpos, barypos = [], [], []
for day in days:
    jd = JulianDate(utc=(2016, 1, day))  # seems to work
    earthpos.append(earth.at(jd).position.km)
    moonpos.append(moon.at(jd).position.km)
    barypos.append(bary.at(jd).position.km)
ep = np.array(earthpos).T
mp = np.array(moonpos).T
bp = np.array(barypos).T

plt.figure(figsize=[9,9])
plt.subplot(5,1,1)
for thing in ep:
    plt.plot(days, thing)
plt.subplot(5,1,2)
for thing in mp:
    plt.plot(days, thing)
plt.subplot(5,1,3)
for thing in bp:
    plt.plot(days, thing)
plt.subplot(5,1,4)
for thing in (ep-bp):
    plt.plot(days, thing)
plt.subplot(5,1,5)
for thing in (mp-bp):
    plt.plot(days, thing)
plt.savefig('bary two')
plt.show()

地球到木星距离与 Skyfield

Earth to Jupiter distance with Skyfield

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