“中國學科發(fā)展戰(zhàn)略”叢書是中國科學院組織數(shù)百位院士專家聯(lián)合研究的系列成果，涉及自然科學各學科領域，是目前規(guī)模大的學科發(fā)展戰(zhàn)略研究項目。
《中國學科發(fā)展戰(zhàn)略·基本天文學》從以下7個方面介紹了基本天文學及其應用的發(fā)展戰(zhàn)略框架、發(fā)展舉措與建議：戰(zhàn)略地位、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢、發(fā)展現(xiàn)狀，發(fā)展目標與建議、優(yōu)先發(fā)展領域與重要研究方向、國際合作、保障措施。書中不僅對國內(nèi)外基本天文學及其應用的發(fā)展現(xiàn)狀和態(tài)勢進行了詳細的評述，更對未來十年我國基本天文學及其應用的發(fā)展戰(zhàn)略和措施提出了一些重要、有意義的思考和建議。
《中國學科發(fā)展戰(zhàn)略：基本天文學》可供天體測量學、天體力學、時間頻率、相對論基本天文學、歷書天文學、行星內(nèi)部結(jié)構(gòu)與動力學、天文地球動力學、深空探測與導航、人造天體動力學與空間環(huán)境監(jiān)測、大地測量、地球動力學等專業(yè)的科技人員及高等院校有關專業(yè)的師生參考。
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“中國學科發(fā)展戰(zhàn)略”叢書由以院士為主體、眾多專家參與的學科發(fā)展戰(zhàn)略研究組經(jīng)過深入調(diào)查和廣泛研討共同完成，旨在系統(tǒng)分析有關學科的發(fā)展態(tài)勢和規(guī)律，提煉關鍵學科理論和技術問題，提出學科創(chuàng)新發(fā)展的新思想和新方法，并為學科的均衡發(fā)展提供政策和措施建議，對廣大科技工作者和相關領域管理決策者具有重要的參考價值，同時也是社會公眾了解我國學科發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢的重要讀本。
2012年4月，經(jīng)中國科學院數(shù)學物理學部常委會討論通過并經(jīng)中國科學院院士工作局批準，中國科學院學部學科發(fā)展戰(zhàn)略研究項目“基本天文學及其應用發(fā)展戰(zhàn)略研究”正式啟動。2012年6月8日，項目成立了由11名院士和專家組成的基本天文學及其應用發(fā)展戰(zhàn)略研究專題組及由11名在第一線從事基本天文學及其應用研究和教育的中青年學術骨干組成的工作組。
2009年年初，國家自然科學基金委員會與中國科學院學部決定合作開展2011～2020年我國學科發(fā)展戰(zhàn)略研究。在國家自然科學基金委員會和中國科學院學部的領導下成立了天文學科戰(zhàn)略研究組及秘書組，在2010年完成了《2011～2020年中國天文學科發(fā)展戰(zhàn)略研究報告》。本書擬在此研究報告的基礎上，針對國際上基本天文學及其應用研究的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及我國蓬勃發(fā)展的相應的觀測設備和研究工作，進一步對我國近年來基本天文學及其應用在設備建設和研究方向等方面進行深入的調(diào)研和討論，提出我國基本天文學及其應用的發(fā)展戰(zhàn)略框架、發(fā)展舉措與建議。
結(jié)合基本天文學及其應用研究領域的實際情況，專題組和工作組共同商定了本書的基本內(nèi)容和撰寫提綱。共包括以下7個方面內(nèi)容：戰(zhàn)略地位、發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢、發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展目標與建議、優(yōu)先發(fā)展領域與重要研究方向、國際合作、保障措施。
本書作者認為，近年來，我國在基本天文學領域投入的經(jīng)費大幅度增加，基本天文學研究和教育有了長足發(fā)展，逐步形成了從人才培養(yǎng)、儀器設備研制、觀測和理論研究到應用服務的較完整體系，具有了一批在國內(nèi)外有影響的學術帶頭人和優(yōu)秀創(chuàng)新研究群體，研究隊伍的年齡結(jié)構(gòu)趨于合理。我國基本天文學及其應用研究已經(jīng)取得了一批在國際上有相當顯示度的成果，總體水平在發(fā)展中國家中位居前茅，在國際上也成為一支不可忽視的力量。但是同發(fā)達國家相比，目前我國基本天文設備、研究和教育的水平仍然存在著很大差距。根據(jù)對國內(nèi)外基本天文學研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的分析，建議未來10年我國基本天文學領域的發(fā)展目標是：突出重點，建成和運行若干個在國際上有一定影響的與基本天文學有關的大型地面和空間天文觀測設備；加強投入，籌建基本天文學國家重點實驗室；充分挖掘國內(nèi)已建設備的潛力，利用國際開放的設備和數(shù)據(jù)開展基本天文學研究；在重點大學中大力發(fā)展基本天文學的教育和研究，積極培養(yǎng)優(yōu)秀人才；加強理論研究，提出創(chuàng)新思想、觀點和理論，力爭突破，使我國基本天文學在設備和研究隊伍的整體水平上有一個飛躍，做出在國際上有重大影響的工作，并在滿足我國戰(zhàn)略需求中發(fā)揮更大的作用。
根據(jù)上述發(fā)展目標，本書提出了我國天文學在未來10年內(nèi)的6個優(yōu)先發(fā)展領域和重要研究方向。
本書強調(diào)指出，基本天文學及其應用的發(fā)展中最關鍵的是人才隊伍建設。因此，必須花大力氣培養(yǎng)年輕人才，特別是優(yōu)秀的“將”才和“帥”才。要大力支持中國科學院和高校聯(lián)合，加強基本天文學教育，扶持研究隊伍，并繼續(xù)增加基本天文學教育和研究經(jīng)費的投入。
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目錄
總序i
前言vii
摘要xi
Abstract xxix
第一章天體測量學1
第一節(jié)戰(zhàn)略地位1
一、微角秒和多波段天球參考架及其參考系的聯(lián)結(jié)2
二、高精度天體測量及其應用研究2
三、銀河系結(jié)構(gòu)和宇宙距離尺度測量3
第二節(jié)發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢5
一、微角秒和多波段天球參考架5
二、天球和地球參考系的聯(lián)結(jié)6
三、高精度天體測量及其應用研究8
四、太陽系天體測量（CCD觀測）8
五、銀河系結(jié)構(gòu)和動力學演化9
六、銀河系距離尺度測量10
第三節(jié)發(fā)展現(xiàn)狀11
一、微角秒和多波段天球參考架發(fā)展現(xiàn)狀12
二、天球和地球參考系的聯(lián)結(jié)發(fā)展現(xiàn)狀16
三、高精度天體測量及其應用研究發(fā)展現(xiàn)狀17
四、太陽系天體測量發(fā)展現(xiàn)狀18
五、銀河系結(jié)構(gòu)和動力學演化發(fā)展現(xiàn)狀20
六、銀河系距離尺度測量發(fā)展現(xiàn)狀21
第四節(jié)發(fā)展目標與建議26
一、天體測量學科總體發(fā)展目標26
二、天文參考系研究發(fā)展目標27
三、太陽系天體測量研究發(fā)展目標29
四、銀河系結(jié)構(gòu)與距離尺度研究發(fā)展目標30
五、建設紅外望遠鏡的建議31
六、月球極地天體測量望遠鏡建設建議33
第五節(jié)天體測量學科優(yōu)先發(fā)展領域和重要研究方向34
一、天體測量學科優(yōu)先發(fā)展領域34
二、天體測量學科重要發(fā)展方向35
第六節(jié)國際合作36
第七節(jié)保障措施38
參考文獻38
第二章天體力學40
第一節(jié)天體力學的發(fā)展規(guī)律和研究特點40
一、非線性天體力學41
二、柯依伯帶天體動力學42
三、太陽系外行星系統(tǒng)的探測與行星系統(tǒng)動力學47
第二節(jié)近年來天體力學領域的研究現(xiàn)狀和研究動態(tài)56
一、非線性天體力學57
二、柯依伯帶天體的探測與研究57
三、系外行星探測與行星系統(tǒng)動力學58
第三節(jié)未來5～10年天體力學領域的發(fā)展布局、優(yōu)先領域以及與其他學科交叉的重點方向60
一、天體力學優(yōu)先發(fā)展領域60
二、未來5～10年建議項目63
第四節(jié)未來5～10年天體力學開展國際合作與交流的需求分析和優(yōu)先領域65
第五節(jié)未來5～10年天體力學領域發(fā)展的保障措施67
參考文獻67
第三章時間頻率72
第一節(jié)戰(zhàn)略地位72
一、時間頻率的定義73
二、時間頻率對社會發(fā)展的重要性73
第二節(jié)發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢75
一、時間頻率發(fā)展的總體趨勢75
二、時間頻率測量的發(fā)展歷程76
三、時間頻率傳遞的發(fā)展規(guī)律79
第三節(jié)發(fā)展現(xiàn)狀80
一、時間頻率領域發(fā)展的總體情況80
二、時間頻率測量的發(fā)展現(xiàn)狀81
三、時間頻率傳遞的發(fā)展現(xiàn)狀87
第四節(jié)發(fā)展目標與建議90
一、時間頻率領域發(fā)展的總體目標90
二、時間頻率自主測量能力的增強91
三、時間參考架精度的提高92
四、時間頻率傳遞手段的完善94
第五節(jié)優(yōu)先發(fā)展領域和重要研究方向96
一、發(fā)展總體目標96
二、發(fā)展總體思路97
三、優(yōu)先發(fā)展領域和方向97
第六節(jié)國際合作98
一、國際合作的現(xiàn)狀98
二、國際合作的發(fā)展98
第七節(jié)保障措施99
參考文獻100
第四章相對論基本天文學103
第一節(jié)戰(zhàn)略地位103
一、相對論基本天文學的主要內(nèi)容103
二、相對論基本天文學的重要性104
第二節(jié)發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢104
一、高精度天體測量是相對論基本天文學發(fā)展的動力104
二、相對論基本天文學和其他學科將交叉發(fā)展105
三、相對論基本天文學的熱點課題106
第三節(jié)發(fā)展現(xiàn)狀107
一、國際研究現(xiàn)狀107
二、國內(nèi)研究現(xiàn)狀112
第四節(jié)發(fā)展目標與建議——今后10年我國相對論基本天文學的發(fā)展方向114
第五節(jié)優(yōu)先發(fā)展領域和重要研究方向116
第六節(jié)國際合作117
一、國際合作的現(xiàn)況117
二、需求和建議118
第七節(jié)保障措施119
參考文獻119
第五章歷書天文學122
第一節(jié)戰(zhàn)略地位122
一、歷書天文學的學科內(nèi)涵122
二、歷書天文學研究的科學意義123
三、天文歷書服務的應用價值124
第二節(jié)發(fā)展規(guī)律和發(fā)展態(tài)勢125
一、歷書天文學的簡要發(fā)展歷程125
二、歷書天文學研究的發(fā)展規(guī)律和態(tài)勢127
三、天文歷書服務的發(fā)展規(guī)律和態(tài)勢129
第三節(jié)發(fā)展現(xiàn)狀130
一、歷書天文學研究的發(fā)展現(xiàn)狀130
二、天文歷書服務的發(fā)展現(xiàn)狀132
三、我國歷書天文學發(fā)展現(xiàn)狀分析133
第四節(jié)發(fā)展目標與建議134
一、我國歷書天文學發(fā)展的總體目標134
二、關于發(fā)展我國歷書天文學研究的建議135
三、關于提高我國天文歷書服務水平的建議135
第五節(jié)優(yōu)先發(fā)展方向136
一、歷書天文學研究的優(yōu)先發(fā)展方向136
二、天文歷書服務的重點工作139
第六節(jié)國際合作142
一、國際合作的現(xiàn)狀142
二、國際合作的發(fā)展142
第七節(jié)保障措施143
參考文獻143
第六章行星內(nèi)部結(jié)構(gòu)與動力學146
第一節(jié)戰(zhàn)略地位146
一、天體形成和演化的重要類型146
二、天文學與其他學科交叉的典型代表147
三、推動天文空間測量技術進步主要動力之一147
第二節(jié)發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢148
一、行星形成與演化動力學150
二、行星磁場產(chǎn)生與維持151
三、行星引力場時變性152
四、天體碰撞危險性評估152
五、行星上的水153
六、行星磁層時空結(jié)構(gòu)153
第三節(jié)發(fā)展現(xiàn)狀154
一、行星內(nèi)部結(jié)構(gòu)與重力場156
二、行星內(nèi)部動力學157
三、行星磁層物理158
四、火星表面流體與大氣逃逸159
五、小行星表面物理160
六、行星隕石化學161
第四節(jié)發(fā)展目標與建議165
第五節(jié)優(yōu)先發(fā)展領域和重要研究方向167
第六節(jié)國際合作167
第七節(jié)保障措施169
參考文獻170
第七章天文地球動力學173
第一節(jié)戰(zhàn)略地位173
第二節(jié)發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢179
一、地球參考架180
二、地球自轉(zhuǎn)變化及預報182
三、地球重力場182
四、VLBI技術及其應用184
五、SLR技術及其應用184
六、GNSS技術及其應用185
七、InSAR技術及其應用186
八、衛(wèi)星測高技術及其應用187
九、環(huán)形激光陀螺儀（RLG）188
十、自然災害的天文學方法研究189
第三節(jié)發(fā)展現(xiàn)狀190
一、地球參考系191
二、地球自轉(zhuǎn)變化及預報192
三、衛(wèi)星重力測量及其應用193
四、VLBI技術及其應用194
五、SLR技術及其應用195
六、GNSS技術及其應用196
七、衛(wèi)星測高技術及其應用197
八、InSAR技術及其應用197
九、自然災害預測的天文學方法的研究198
第四節(jié)發(fā)展目標與建議199
第五節(jié)優(yōu)先發(fā)展領域和重要研究方向202
一、發(fā)展的總體目標和思路202
二、優(yōu)先發(fā)展領域和方向203
第六節(jié)國際合作204
一、國際合作的現(xiàn)況204
二、國際合作的建議205
第七節(jié)保障措施206
參考文獻207
第八章深空探測與導航208
第一節(jié)戰(zhàn)略地位208
第二節(jié)發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢209
一、深空探測與導航技術發(fā)展的總體趨勢209
二、深空探測與導航技術的發(fā)展歷程210
第三節(jié)發(fā)展現(xiàn)狀221
一、深空探測發(fā)展現(xiàn)狀221
二、導航技術發(fā)展現(xiàn)狀222
三、基本天文學在深空探測與導航上的應用發(fā)展現(xiàn)狀224
第四節(jié)發(fā)展目標與建議227
一、發(fā)展目標227
二、發(fā)展建議228
第五節(jié)優(yōu)先發(fā)展研究方向233
一、深空探測科學任務規(guī)劃、軌道設計與測定軌233
二、航空、航海以及空間飛行器導航234
三、深空探測資料的分析處理和應用研究235
第六節(jié)國際合作235
一、國際合作的現(xiàn)狀235
二、國際合作的發(fā)展236
第七節(jié)保障措施236
參考文獻237
第九章人造天體動力學與空間環(huán)境監(jiān)測239
第一節(jié)戰(zhàn)略地位239
一、人造天體動力學239
二、空間碎片監(jiān)測240
三、近地小行星的監(jiān)測240
第二節(jié)發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢241
一、人造天體動力學的發(fā)展241
二、空間碎片監(jiān)測的發(fā)展242
三、近地小行星監(jiān)測的發(fā)展243
第三節(jié)發(fā)展現(xiàn)狀245
一、人造天體動力學245
二、空間碎片監(jiān)測246
三、近地小行星的監(jiān)測247
四、人才隊伍248
五、發(fā)展現(xiàn)狀總結(jié)249
第四節(jié)發(fā)展目標與建議249
一、總體發(fā)展目標249
二、促進人造天體動力學的發(fā)展250
三、提高空間碎片監(jiān)測能力250
四、開展近地小行星巡天觀測250
第五節(jié)優(yōu)先發(fā)展領域和重要研究方向251
一、人造天體動力學的重要研究方向251
二、空間碎片監(jiān)測的重要研究方向252
三、近地小行星監(jiān)測的重要研究方向253
第六節(jié)國際合作255
第七節(jié)保障措施255
參考文獻255
關鍵詞索引257
《中國學科發(fā)展戰(zhàn)略：基本天文學》：
四、銀河系結(jié)構(gòu)與距離尺度研究發(fā)展目標作為一門觀測驅(qū)動、發(fā)現(xiàn)導向的實測科學，天文學研究依賴于大規(guī)模天體樣本的獲取和證認。要全面揭示銀河系的三維空間結(jié)構(gòu)、運動狀態(tài)及其隨時間的演化，揭示影響和制約銀河系形成和演化的過程和規(guī)律，需要對散布在全天4π立體角的數(shù)以億計的恒星進行觀測，獲取其空間位置、運動速度以及基本恒星參數(shù)等數(shù)據(jù)。高精度的成像觀測可以提供天體在天球面上的二維坐標、星等（亮度）等信息，獲取高精度的天體距離（三角視差）和在天球面上的切向速度（自行）則需要多歷元高精度成像觀測。
銀盤是銀河系恒星分布的主體，它包含了銀河系90%的重子物質(zhì)及絕大部分角動量，是恒星形成及星系動力學演化的主要場所，呈現(xiàn)眾多復雜、起源不甚清楚的結(jié)構(gòu)。研究銀盤內(nèi)這些不同結(jié)構(gòu)的起源及動力學演化，對理解銀河系整體的形成和演化具有重要的意義。銀河系厚盤的存在已為天文學家所普遍接受，許多河外星系也發(fā)現(xiàn)存在厚盤。然而薄盤與厚盤是否是兩個獨立結(jié)構(gòu)成分、其形成機制是什么至今仍無定論。近年來，Bovy等通過分析SDSS/SEGUE光譜巡天給出的28000顆不同標高的G矮星的分布，甚至提出銀河系不存在厚盤，在該領域，目前亟待針對銀盤天區(qū)覆蓋連續(xù)、統(tǒng)計上完備的大規(guī)模天體測量巡天，以提供決定性的觀測證據(jù)。
由于銀河系的銀盤區(qū)域恒星數(shù)密度極高，并且存在大量的星際氣體和塵埃物質(zhì)，星際消光非常嚴重，可見光觀測難以全面了解銀河系盤的真實結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)，而紅外輻射幾乎不受星際消光的影響，因此，紅外巡天觀測在研究銀河系盤特別是銀心方向的盤和核球的結(jié)構(gòu)方面具有光學觀測所無法比擬的巨大優(yōu)勢，成為人類進一步認識和研究銀河系結(jié)構(gòu)的重要手段。
另外，充分發(fā)揮地面紅外大視場巡天觀測計劃（ground infrared large area survey-GIRLS），可以與Gaia項目形成良好的優(yōu)勢互補。
天體距離尺度測定或估計對整個天文學具有非常特別的意義，在此方向上的任何研究進展對相關學科都將產(chǎn)生重要的推動作用。天體測量方法所獲得的三角視差測定對宇宙距離尺度的建立至關重要，現(xiàn)代天體測量已在射電波段取得了亞微角秒量級的精度水平，而即將發(fā)射的Gaia空間天體測量衛(wèi)星預計將獲得大量恒星的三角視差高精度測量。在發(fā)展目標上，除了持續(xù)開展VLBA、VLBI銀河系脈澤源的三角視差測量之外，應積極開展與Gaia空間天體測量團隊在銀河系距離尺度方面的合作研究，包括對雙星及多星系統(tǒng)的視差研究等。另外，視差研究是一項長期的任務，對于不同方法和手段所獲得的視差測定需要通過盡可能獨立的觀測技術來檢驗其系統(tǒng)精度。我國在此方向具備一定的研究優(yōu)勢，建議特別關注和組織開展對未來Gaia視差的系統(tǒng)分析，尤其可以考慮采用射電手段對Gaia視差系統(tǒng)進行獨立的觀測和檢驗。
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