章动（Nutation）

本文作者：天疆说
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定义

章动（Nutation）是地球自转轴在岁差进动基础上叠加的短周期微小摆动。与岁差的长期缓慢变化不同，章动的周期从数天到 18.6 年不等，振幅最大约 9.2"（章动常数）。章动是月球和太阳引力作用于地球赤道隆起部分的结果。

章动主要由月球轨道面（白道面）的运动引起。白道面与黄道面的交线以约 18.6 年的周期旋转，导致月球对地球赤道隆起部分的引力矩发生周期性变化，从而使地球自转轴在岁差圆锥面上做周期性摆动。

章动可以分解为两个分量：

分量	定义	典型值
交角章动 $\Delta\varepsilon$	黄赤交角的变化量	最大约 ±9.2"
经度章动 $\Delta\psi$	春分点沿黄道的周期性位移	最大约 ±17.2"

章动可以用包含多个周期分量的级数（章动序列）来描述：

\Delta\psi = \sum_{i} (A_i + B_i t) \sin(\text{argument}_i)

\Delta\varepsilon = \sum_{i} (C_i + D_i t) \cos(\text{argument}_i)

其中 argument 是由月球升交点黄经、太阳平近点角等基本参数线性组合得到的幅角。IAU 2000A 章动模型包含 678 个周期分量。

章动是高精度天球参考框架建立的基本修正项。对于地月空间任务的精密定轨和深空探测器导航，章动改正的精度直接影响位置和速度的确定精度。章动模型的选择（如 IAU 1980、IAU 2000A）取决于任务的精度要求。