现代天文学中岁差和章动是如何测量的?
【知乎用户的回答(7票)】:
岁差（Precession，Wikipedia），更精确地讲是春分点岁差，是由赤道平面和黄道平面的运动而引起的，分为赤道岁差和黄道岁差。
赤道岁差——由于太阳、月球以及行星对地球上赤道隆起部分的作用力矩而导致赤道平面的进动，或者说天极绕黄极在半径为 的小圆上的顺时针方向旋转。（牛顿大神曾从几何上对赤道岁差的形成机制进行过解释）
黄道岁差——除了太阳和月球对地球的引力外，太阳系中的其他行星也会对地球和月球产生万有引力，从而影响地月系质心绕日公转的轨道平面，使黄道面产生变化，进而使春分点产生移动。
章动（Nutation，Wikipedia），如果由于日、月对地球隆起部分的万有引力而产生的旋转力矩是一个恒量的话，那么地轴 将围绕 轴在一个圆锥面上匀速旋转，也就是说北天极将围绕黄极在半径为 黄赤交角的小圆上匀速的向西运动。但实际情况并非如此，因为月球和太阳相对于地球的位置在不断的变化（太阳，月球与地球赤道面之间的夹角以及它们离地球的距离都会发生变化）。此外由于行星相对于地球的位置也在不断变化，从而导致黄道面产生周期性的变化。这一切都将使北天极、春分点、黄赤交角等在总岁差的基础上产生额外的周期性的微小摆动，这种周期性的微小摆动就叫章动[1]。
目前描述岁差章动的模型主要是IAU 2000/2006 precession-nutation模型[2]。
由上述可知，岁差章动是反映春分点、天极运动的量，因此要想对岁差章动进行测量，必须要让岁差章动作为参数参与到观测方程中，这样才可能对其进行解算。这种参与过程就是地心地固坐标系（ECEF，Wikipedia）与地心天球坐标系（Celestial coordinate system，Wikipedia）的相互转换。
在空间大地测量中，目前只有一种技术能够同时连接地心地固坐标系与地心天球坐标系，即甚长基线干涉测量（Very-long-baseline interferometry，Wikipedia）。
The measurements of the earth's rotation are under the form of time series of the so-called Earth Orientation Parameters (EOP). Universal time (UT1), polar motion and the celestial motion of the pole (precession/nutation) are determined by VLBI. The satellite-geodesy techniques, GPS, SLR and DORIS, determine polar motion and the rapid variations of universal time[3].
[1]李征航,魏二虎,王正涛,等.空间大地测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2010.
[2]Gerard Petit, Brian Luzum. IERS Conventions (2010)[OL].? IERS Conventions (2010)
[3]Earth rotation
原文地址:知乎