Để đo khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời người ta dụng đơn vị gì

] bằng [001720209895]2AU3/d2, khi độ dài được sử dụng để miêu tả vị trí của vật thể trong hệ Mặt Trời.

Những cuộc thám hiểm hệ Mặt Trời về sau bằng các tàu thăm dò không gian cho phép thực hiện các phép đo chính xác hơn về vị trí tương đối của các hành tinh bên trong hệ Mặt Trời và những vật thể khác bằng cách sử dụng ra đa và đo lường từ xa [telemetry]. Như đối với mọi phép đo bằng ra đa, các phương pháp này dựa trên kết quả đo thời gian mà các photon được phản xạ từ vật thể. Bởi vì mọi photon chuyển động bằng tốc độ ánh sáng trong chân không, một hằng số cơ bản trong vũ trụ, khoảng cách của một vật thể đến tàu không gian sẽ bằng tích của tốc độ ánh sáng và thời gian đo được. Tuy nhiên, để tính toán chính xác cần phải kể tới một số ảnh hưởng như chuyển động của tàu thăm dò và của vật thể trong thời gian các photon truyền đi. Thêm vào, phép đo thời gian cũng phải được quy về một hệ quy chiếu tiêu chuẩn khi tính tới ảnh hưởng của hiệu ứng giãn thời gian tương đối tính [relativistic time dilation]. So sánh các vị trí trong lịch thiên văn với kết quả đo thời gian trong hệ thời gian phối hợp động lực khối tâm [Barycentric Dynamical Time, TDB] cho giá trị của tốc độ ánh sáng theo đơn vị thiên văn trên một ngày [của 86400s]. Năm 2009, tổ chức IAU đã cập nhật các phép đo tiêu chuẩn để phản ánh những cải tiến, và tính toán tốc độ ánh sáng bằng 1731446326847[69] AU/ngày [TDB].[13]

Năm 1983, Ủy ban Quốc tế về Cân đo [CIPM] hiệu chỉnh hệ đo lường SI [hay hệ đo lường "hiện đại"] để cho phép định nghĩa mét hoàn toàn độc lập với một thực thể nào đó, bởi vì các phép đo khác đã trở lên quá chính xác để có thể tham chiếu đến thanh mét chuẩn làm bằng platin vẫn còn được sử dụng đến lúc đó. Thay thế cho nó, đơn vị mét được định nghĩa lại theo tốc độ của ánh sáng trong chân không, mà khi cần thiết có thể xác định một cách độc lập. Tốc độ ánh sáng được định nghĩa chính xác bằng c0 = 299792458m/s, một giá trị số chuẩn cũng được công nhận bởi Tổ chức dịch vụ quốc tế các hệ thống tham chiếu và sự xoay Trái Đất [International Earth Rotation and Reference Systems Service, IERS].[14] Từ định nghĩa này và tiêu chuẩn của 2009, thời gian ánh sáng truyền qua 1 AU bằng τA = 4990047838061±000000001s, hay hơn 8 phút. Bằng cách nhân ngược lại, ước lượng tốt nhất của IAU 2009 bằng A= c0τA= 149597870700±3m,[15] dựa trên so sánh lịch thiên văn của JPL và của Viện hàn lâm khoa học Nga IAA–RAS.[16][17][18]

Năm 2006, Văn phòng Cân đo Quốc tế BIPM báo cáo một giá trị sử dụng đơn vị thiên văn là 149597870691[6]×1011m.[7] Năm 2014 trong tài liệu sửa đổi SI, BIPM công nhận định nghĩa lại của IAU năm 2012 với giá trị của đơn vị thiên văn bằng 149597870700m.[8]

Ước lượng trên vẫn được rút ra từ các quan sát và đo đạc thực nghiệm và do vậy chịu ảnh hưởng bởi sai số, và dựa trên những kỹ thuật vẫn chưa chuẩn hóa được mọi hiệu ứng tương đối tính, và do đó không bất biến đối với mọi quan sát viên. Năm 2012, nhận thấy việc kết hợp với thuyết tương đối khiến định nghĩa trở lên quá phức tạp, IAU đã sử dụng định nghĩa đơn giản năm 2009 để xác định lại đơn vị thiên văn như là một đơn vị chiều dài thuận tiện gắn liền trực tiếp với mét [giá trị chính xác bằng 149597870700m].[15][19] Định nghĩa mới cũng nhận ra một hệ quả đó là đơn vị thiên văn hiện giờ đóng vai trò ít quan trọng hơn, và nó chỉ được sử dụng giới hạn cho thuận tiện trong một số trường hợp.[15]

1 đơn vị thiên văn	= 149597870700 mét [bằng chính xác]
≈ 92955807 triệu dặm
≈ 499004 giây ánh sáng
≈ 48481368 phần triệu [48481368×10−6] của 1 parsec
≈ 15812507 phần triệu [15812507×10−6] của 1 năm ánh sáng

Định nghĩa trên đặt tốc độ ánh sáng, được định nghĩa chính xác bằng 299792458m/s, bằng chính xác 299792458×86400÷149597870700 hay khoảng 173144632674240 AU/d, nhỏ hơn 60 phần nghìn tỷ giá trị ước lượng năm 2009.

Phương pháp cổ đại

Người khởi đầu cho công cuộc này là nhà toán học, nhà thiên văn học cổ đại người Hy lạp Aristarchus vào những năm 250 TCN. Ông sử dụng các pha của Mặt Trăng và quy ước góc tạo bởi Trái Đất, Mặt Trời, Mặt Trăng tại các pha chọn trước. Cuối cùng, ông kết luận Mặt Trời cách rất xa Trái Đất [gấp khoảng 20 lần khoảng cách Trái Đất tới Mặt Trăng] và to hơn Trái Đất rất nhiều [đường kính Mặt Trời gấp khoảng 6 lần đường kính Trái Đất]. So với thực tế, những kết luận kia chưa thực sự chính xác [khoảng cách Trái Đất tới Mặt Trời gấp 400 lần khoảng cách Trái Đất tới Mặt Trăng và đường kính Mặt Trời gấp hơn 100 lần đường kính Trái Đất]. Mặc dù những nỗ lực ấy chỉ dựa trên Toán học đơn thuần mà không có sự trợ giúp bởi bất kì công cụ hiện đại nào, nhưng kết quả mang lại của Aristarchus vẫn vô cùng ấn tượng khi ông đã có những kết luận tương đối đầu tiên về khoảng cách từ chúng ta tới Mặt Trời.

Mô hình Hệ Mặt Trời của Kepler:
1. Quỹ đạo các hành tinh không là hình tròn, mà là elip.
2. Mặt Trời không nằm tại tâm mà tại một tiêu điểm.
3. Cả vận tốc xuyên tâm và vận tốc góc đều biến thiên khi hành tinh chuyển động trên quỹ đạo, nhưng vận tốc quét là không đổi.
4. Bình phương chu kỳ quỹ đạo tỷ lệ với lập phương giá trị trung bình giữa khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất từ hành tinh tới Mặt Trời.