In astronomy and celestial navigation, an ephemeris (; pl. ephemerides ; ) is a book with tables that gives the trajectory of naturally occurring astronomical objects as well as artificial satellites in the sky, i.e., the position (and possibly velocity) over time. Historically, positions were given as printed tables of values, given at regular intervals of date and time. The calculation of these tables was one of the first applications of mechanical computers. Modern ephemerides are often provided in electronic form. However, printed ephemerides are still produced, as they are useful when computational devices are not available.

The astronomical position calculated from an ephemeris is often given in the spherical polar coordinate system of right ascension and declination, together with the distance from the origin if applicable. Some of the astronomical phenomena of interest to astronomers are eclipses, apparent retrograde motion/planetary stations, planetary es, sidereal time, positions for the mean and true nodes of the moon, the phases of the Moon, and the positions of minor celestial bodies such as Chiron.

Ephemerides are used in celestial navigation and astronomy. They are also used by astrologers. GPS signals include ephemeris data used to calculate the position of satellites in orbit.

History 

1st millennium BC – Ephemerides in Babylonian astronomy.
2nd century AD – the Almagest and the Handy Tables of Ptolemy
8th century AD – the  of Ibrāhīm al-Fazārī
9th century AD – the  of Muḥammad ibn Mūsā al-Khwārizmī
12th century AD – the Tables of Toledo – based largely on Arabic  sources of Islamic astronomy – were edited by Gerard of Cremona to form the standard European ephemeris until the Alfonsine Tables.
13th century AD – the Zīj-i Īlkhānī (Ilkhanic Tables) were compiled at the Maragheh observatory in Persia.
13th century AD – the Alfonsine Tables were compiled in Spain to correct anomalies in the Tables of Toledo, remaining the standard European ephemeris until the Prutenic Tables almost 300 years later.
13th century AD - the Dresden Codex, an extant Mayan ephemeris
1408 – Chinese ephemeris table (copy in Pepysian Library, Cambridge, UK (refer book '1434'); Chinese tables believed known to Regiomontanus).
1474 – Regiomontanus publishes his day-to-day Ephemerides in Nürnberg, Germany.     
1496 – the Almanach Perpetuum of Abraão ben Samuel Zacuto (one of the first books published  with a movable type and printing press in Portugal)
1504 – While shipwrecked on the island of Jamaica, Christopher Columbus successfully predicted a lunar eclipse for the natives, using the ephemeris of the German astronomer Regiomontanus.
1531 – Work of Johannes Stöffler is published posthumously at Tübingen, extending the ephemeris of Regiomontanus through 1551.
1551 – the Prutenic Tables of Erasmus Reinhold were published, based on Copernicus's theories.
1554 – Johannes Stadius published Ephemerides novae et auctae, the first major ephemeris computed according to Copernicus' heliocentric model, using parameters derived from the Prutenic Tables.  Although the Copernican model provided an elegant solution to the problem of computing apparent planetary positions (it avoided the need for the equant and better explained the apparent retrograde motion of planets), it still relied on the use of epicycles, leading to some inaccuracies – for example, periodic errors in the position of Mercury of up to ten degrees.  One of the users of Stadius's tables is Tycho Brahe.
1627 – the Rudolphine Tables of Johannes Kepler based on elliptical planetary motion became the new standard.
1679 – La Connaissance des Temps ou calendrier et éphémérides du lever & coucher du Soleil, de la Lune & des autres planètes, first published yearly by Jean Picard and still extant.
1975 – Owen Gingerich, using modern planetary theory and digital computers, calculates the actual positions of the planets in the 16th century and graphs the errors in the planetary positions predicted by the ephemerides of Stöffler, Stadius and others. According to Gingerich, the error patterns "are as distinctive as fingerprints and reflect the characteristics of the underlying tables.  That is, the error patterns for Stöffler are different from those of Stadius, but the error patterns of Stadius closely resemble those of Maestlin, Magini, Origanus, and others who followed the Copernican parameters."

Modern ephemeris 
For scientific uses, a modern planetary ephemeris comprises software that generates positions of planets and often of their satellites, asteroids, or comets, at virtually any time desired by the user.

After introduction of computers in the 1950s it became feasible to use numerical integration to compute ephemerides. The Jet Propulsion Laboratory Development Ephemeris is a prime example. Conventional so-called analytical ephemerides that utilize series expansions for the coordinates have also been developed, but of much increased size and accuracy as compared to the past, by making use of computers to manage the tens of thousands of terms. Ephemeride Lunaire Parisienne and VSOP are examples.

Typically, such ephemerides cover several centuries, past and future; the future ones can be covered because the field of celestial mechanics has developed several accurate theories. Nevertheless, there are secular phenomena which cannot adequately be considered by ephemerides. The greatest uncertainties in the positions of planets are caused by the perturbations of numerous asteroids, most of whose masses and orbits are poorly known, rendering their effect uncertain. Reflecting the continuing influx of new data and observations, NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) has revised its published ephemerides nearly every year since 1981.

Solar System ephemerides are essential for the navigation of spacecraft and for all kinds of space observations of the planets, their natural satellites, stars, and galaxies.

Scientific ephemerides for sky observers mostly contain the positions of celestial bodies in right ascension and declination, because these coordinates are the most frequently used on star maps and telescopes. The equinox of the coordinate system must be given. It is, in nearly all cases, either the actual equinox (the equinox valid for that moment, often referred to as "of date" or "current"), or that of one of the "standard" equinoxes, typically J2000.0, B1950.0, or J1900. Star maps almost always use one of the standard equinoxes.

Scientific ephemerides often contain further useful data about the moon, planet, asteroid, or comet beyond the pure coordinates in the sky, such as elongation to the Sun, brightness, distance, velocity, apparent diameter in the sky, phase angle, times of rise, transit, and set, etc.
Ephemerides of the planet Saturn also sometimes contain the apparent inclination of its ring.

Celestial navigation serves as a backup to Satellite navigation. Software is widely available to assist with this form of navigation; some of this software has a self-contained ephemeris. When software is used that does not contain an ephemeris, or if no software is used, position data for celestial objects may be obtained from the modern Nautical Almanac or Air Almanac.

An ephemeris is usually only correct for a particular location on the Earth. In many cases, the differences are too small to matter. However, for nearby asteroids or the Moon, they can be quite important.

Other modern ephemerides recently created are the EPM (Ephemerides of Planets and the Moon), from the Russian Institute for Applied Astronomy of the Russian Academy of Sciences, and the INPOP () by the French IMCCE.

See also 

 Almanac
 American Ephemeris and Nautical Almanac
 The Astronomical Almanac (new name)
 Ephemera
 Ephemeris time
 Epoch (astronomy)
 Epoch (reference date)
 Fundamental ephemeris
 January 0 or March 0
 Keplerian elements
 Nautical almanac
 Osculating orbit
 Ptolemy's table of chords
 Two-line elements
 William of Saint-Cloud

Notes

References

External links 

The JPL HORIZONS online ephemeris
Introduction to the JPL ephemerides

Astronomical tables
Astrometry
Astronomy books
Calendars
Celestial navigation
천체력(天體曆, 그리스어로 "일기", "일지"를 뜻하는 단어 에페메리스(ἐφημερίς)에서 파생된 ephemeris)는 특정 시간이나 기간에 하늘에 있는 천체의 위치가 수록된 표이다. 천문학에서는 여러 종류의 천문력들이 사용된다. 오늘날, 그러한 표들의 계산은 전산으로 이루어지며, 천체력은 그것을 통해 인쇄된 표이다.

천문학자에게 그 위치는 구면좌표계의 적경과 적위로 알려진다.

또한, 천체력은 점성가들과 천문학자들이 관심을 두고 있는 식과 겉보기 역행 운동, 행성의 정거, 행성의 입장, 항성시, 평균 및 실제의 달의 교점, 달의 위상 그리고 때때로 소행성과 왜행성의 위치와 같은 천문 현상에 대한 기록을 제공할 수도 있다.

역사 

 기원전 제2천년기: 인도 천문학의 베다 시대의 조티샤에 근거하는 판창가표..

 기원전 제1천년기: 바빌로니아 천문학의 천체력.

 2세기: 프톨레마이오스의 《알마게스트》와 간단 천체표.

 8세기: 아브라힘 알파자리의 지즈.

 9세기: 무하마드 이븐 무사 알콰리즈미의 지즈.

 12세기: 주로 이슬람 천문학의 아랍어 지즈 문헌들에 근거하는 톨레도 표가 크레모나의 제라르드에 의해 편집되어 알폰소표 때까지 유럽의 표준 천문력이 되었다.

 13세기: 페르시아의 마라게 천문대에서 《지즈이 일카니》 또는 일카니표가 편찬되었다.

 13세기: 스페인에서 톨레도 표의 오류를 보정한 《알폰소 표》가 편찬되어 프로이센표가 나올 때까지 거의 300년 동안 유럽의 표준 천문력이 되었다.

 1408년: 중국의 천체표.(영국 케임브리지의 피피시언 도서관에 1343번 서적으로 그것의 사본이 보관되어 있다. 레기오몬타누스에게 그 천체표가 알려졌다고 인정된다.)

 1496년: 아브라오 벤 사무엘 자쿠토의 《천측력》.(포르투갈에서 가동 활자와 인쇄기로 출판된 최초의 서적들 가운데 하나이다.)

 1504년: 크리스토퍼 콜럼버스가 자메이카 섬에 난파되었을 때, 독일의 천문학자 레기오몬타누스의 천체력을 사용하여, 원주민들에게 월식을 예언해 주었다.

 1551년: 코페르니쿠스의 이론에 근거하여 에라스무스 레인홀드의 프로이센 표가 출판되었다.

 1554년: 요한네스 스타디우스가 출판한 《신개정 천문력(Ephemerides novae at aucta)》은 코페르니쿠스의 태양중심설에 따라, 프로이센표에서 비롯된 매개변수들을 사용하여 계산된 최초의 주요 천체력이다. 코페르니쿠스의 이론이 행성의 겉보기 위치를 계산하는 문제에 대한 충분한 해결책을 제공했음에도 불구하고, (그리고 동시심을 배제하고 겉보기 역행 운동을 충분히 설명할 수 있었음에도) 그것은 여전히 주전원을 사용하여 수성의 위치가 10도까지 오차가 생기는 등의 부정확성을 야기했다

 1627년: 행성의 타원 궤도에 근거한 요하네스 케플러의《루돌프 표》가 새로운 표준이 되었다.

과학적 천체력 
과학적 사용에 있어서, 현대의 천체력은 사용자가 원하는 특정 시간에 대한 행성과 위성, 소행성, 혜성의 위치를 알려주는 소프트웨어로 만들어진다.

천체 역학의 분야가 여러 정확한 이론들을 발전시켜오고 있기 때문에, 그러한 천문력 소프트웨어는 여러 나라와 과거와 미래를 포괄한다. 그럼에도 불구하고, 천문력에 충분히 반영되지 못하는 영년 변화가 있다. 무수한 소행성들의 대부분이 질량과 궤도가 잘 알려지지 않았고 영향력 또한 분명치 않은데, 그것들의 섭동에 의해서도 행성의 위치의 엄청난 불확실성이 야기된다. 새로운 관측 자료들이 계속해서 생겨나므로, 제트 추진 연구소는 20년 간격으로 천문력을 개정해서 출판해오고 있다.

우주선의 항행에 있어서 그리고 행성들과 그것들의 천연 위성들, 항성들 그리고 은하들에 대한 모든 종류의 우주 관측에 있어서 태양계의 천체력은 필수이다.

천문 관측자들을 위한 과학적 천문력은 대부분 천체의 위치를 적경과 적위로 표시한다. 왜냐하면, 그 좌표계는 별자리표와 망원경에서 가장 빈번하게 사용되기 때문이다. 천구 좌표계의 분점 또한 반드시 표시되어야 한다. 거의 모든 경우에, 그것은 (현재나 올해에 유효한) 실제 분점이거나, 일반적으로 J2000.0, B1950.0 또는 J1900인 "표준" 분점들 가운데 하나이다. 대부분의 별자리표는 언제나 표준 분점들 가운데 하나를 사용한다.

과학적 천체력은 태양과 달, 행성 ,소행성, 왜행성, 혜성 그리고 태양계 너머의 천체의 위치 뿐만 아니라, 종종 그것들의 이각과 광도, 거리, 속도, 겉보기 직경과 위상각 그리고 출현과 통과 및 저묾의 시간 등과 같은 더 유용한 자료들을 더 많이 포함한다. 토성의 천체력은 때때로 그것의 고리의 겉보기 기울기를 포함한다.

일반적으로, 천문력은 지구상에서의 특정 위치에서만 정확하다. 여러 경우, 그 오차는 문제삼기에 크지 않지만, 소행성이나 달에서 측정된다면, 매우 커질 수 있다.

범지구위치결정시스템(GPS) 항행 위성이 정확한 천체의 위치와 상태를 포함하는 천문력 자료에 대한 전자 신호를 전송하며, 그리고 나서, GPS 송신기가 삼변측량술을 사용하여, (신호의 이동 및 경과 시간도 고려하여) 지구의 특정 위치에 대한 그것들의 위치를 계산한다.

최근에 만들어진 다른 현대 천문력으로는 러시아 과학원 응용 천문학 연구소의 EPM과 프랑스 국립천문관측소(IMCCE)의 INPOP가 있다.

같이 보기 
 천문력(새로운 이름)
 미국 천체력 및 항해력(과거의 이름)
 역표시
 역기점
 기원
 1월 0일 또는 3월 0일
 제트 추진 연구소 개발 천체력
 기본 천체력
 연감

각주

참고 문헌

외부 링크 

 The JPL HORIZONS online ephemeris
 Introduction to the JPL ephemerides 

역법
위치천문학
천문학 책
천문항법