天球坐标系

天球坐标系

天球坐标系

天球坐标系(天球坐标系)

以天极和春分点作为天球定向基准的坐标系。 所属学科： 测绘学(一级学科) ；大地测量学(二级学科) 天球上各种球面正交坐标系的统称。 所属学科： 天文学(一级学科) ；天体测量学(二级学科)

【汉语拼音】tianqiu zuobiaoxi 【中文词条】天球坐标系 【外文词条】celestial coordinate system 【作者】赵君亮 为了确定天球上某一点的位置﹐必须引入天球坐标系﹐以天球上任何一个大圆BCDE

过观测者O (天球中心)的铅垂线﹐延伸后与天球交于两点﹐朝上的一点Z 称为天顶﹐朝下的一点Z 称为天底(图2 过天顶Z 和天体作一垂直圈﹐它与地平圈交于垂足D 点﹐则天体 在地平坐标系中的第一坐标就是大圆弧D 或极距 Z 。D =h 称为地平纬度﹐又称地平高度﹐简称高度﹔而Z= 称为天顶距。地平高度也可以用平面角OD 来量度﹐而天顶距也可以用平面角OZ 来量度。天球上与地平圈相平行的小圆称为地平纬圈﹐也称平行圈。同一地平纬圈上任意点的地平高度都是相同的﹐因此可以称为等高圈。南点S 与垂足D 之间的大圆弧SD =a ﹐是地平坐标系中的第二坐标﹐称为地平经度或天文方位角﹐简称方位角。方位角也可以用平面角SOD 来量度﹐天文学中习惯从南点起按顺时针方向量度。以地平圈为基圈﹑子午圈为主圈﹑南点为主点的坐标系称为地平坐标系。由于周日视运动﹐天体的地平坐标不断发生变化。另一方面﹐对不同的观测者﹐由于铅垂线方向的不同﹐就有不同的地平坐标系﹐同一天体也就有不同的地平坐标。这种随测站而异的性质使记录天体位置的各种星 1表不能采用地平坐标系统。

地球赤道平面延伸后与天球相交的大圆﹐称为天赤道。天赤道的几何极称为天极。天赤道是赤道坐标系中的基圈﹐北天极P 是赤道坐标系的极 由于所取的主圈﹑主点以及随之而来的第二坐标的不同﹐赤道坐标系又有第一赤道坐标系和第二赤道坐标系之分。第一赤道坐标系的主圈是子午圈﹐主点是天赤道与子午圈在地平圈之上的`交点F ﹐天体的第二坐标是大圆弧FB =t 或球面角FP ﹐t 称为天体的时角。由主点F 开始按顺时针方向量度时角t ﹐从0°～360°﹐或从0～24。周日运动不会改变天体的赤纬﹐而仅仅使时角发生变化。第二赤道坐标系的主点是春分点﹐它是黄道对赤道的升交点﹐过春分点的赤经圈就是该坐标系的主圈﹐春分点的时圈与天体时圈之间的球面角 P 或大圆弧B =α﹐是天体在第二赤道坐标系中的第二坐标﹐称为天体的赤经﹐赤经α是由春分点开始按逆时针方向量度的﹐从0°～360°﹐或从0～24。第一赤道坐标系是右旋坐标系﹐第二赤道坐标系为左旋坐标系。 天体的周日运动不影响春分点与天体之间的相对位置﹐因此也就不会改变天体的赤经和赤纬﹐而在不同的测站﹑不同的观测时间﹐天体的时角却是变化的。所以﹐在各种星表中通常列出的都是天体在第二赤道坐标系中的坐标──赤经和赤纬﹐供全球各地的观测者使用。

在研究太阳系内各种天体的运动情况时﹐要用另一种天球坐标系﹐即黄道坐标系。 地球绕太阳公转的轨道平面是黄道坐标系中的基本平面﹐称为黄道面。黄道面与天球相交的大圆称为黄道﹐它是太阳周年视运动轨迹在天球上的投影。黄道与天赤道在天球上相交于两点﹐这两点称为二分点。其中﹐太阳沿黄道从赤道以南向北通过赤道的那一个交点称为春分点﹐另一个交点称为秋分点。黄道上与二分点相距90愕牧降愠莆??恋恪F渲些o在赤道以北的为夏至点﹐在赤道以南的为冬至点。黄道的两个几何极称为黄极﹐按其所处的天区位置不同﹐又有北黄极﹑南黄极之分。黄道是黄道坐标系中的基圈﹐北黄极为黄道坐标系的极。黄道与赤道的交角ε 称为黄赤交角﹐它是黄极与天极之间的角距离﹐ε =23°27。 天球上与黄道平行的小圆称为黄纬圈。过黄极的大圆称为黄经圈﹐它是黄道坐标系的副圈﹐所有的黄经圈都与黄道垂直。在黄道坐标系中﹐以过春分点的黄经圈为主圈﹐春分点便是主点。以黄道为基圈﹑春分点为主点以及过春分点的黄经圈为主圈的坐标系﹐称为黄道坐标系。 天体的黄经圈与黄道交于D 点﹐大圆弧D =β或平面角OD 就是天体在黄道坐标系中的第一坐标﹐称为黄纬。由黄道向南北黄极分别计算黄纬﹐从 0°～±90°﹐在黄道以南的黄纬取为负值。过春分点的黄经圈和天体黄经圈之间的球面角E 或黄道上的大圆弧D =λ﹐是天体黄道坐标系中的第二坐标﹐称为黄经。从春分点起沿黄道量度黄经﹐从0°～360°﹐黄经的量度方向是逆时针的﹐也就是从春分点向夏至点方向量度。黄道坐标系属于左旋坐标系。黄道坐标系的基圈和主圈随著旋转天球一起作周日运动﹐同第二赤道坐标系相似﹐天体的黄道坐标不会因观测时间和观测地点的不同发生变化。

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