第一章 地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)

地球概論主要內(nèi)容第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)第二章地球的宇宙環(huán)境

第三章地球的運(yùn)動(dòng)第四章地球運(yùn)動(dòng)的地理意義

第五章地球和月球第六章地球的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)一、經(jīng)線(xiàn)和緯線(xiàn)1.地球上不存在經(jīng)線(xiàn)和緯線(xiàn)，人為建立經(jīng)緯網(wǎng)的目的是為了定位的需要。地面上每一個(gè)點(diǎn)都要看成是特定經(jīng)線(xiàn)和緯線(xiàn)交點(diǎn)。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)2.地軸和地極第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)3．經(jīng)線(xiàn)圈和緯線(xiàn)圈經(jīng)線(xiàn)圈緯線(xiàn)圈通過(guò)地軸的平面與地球表面相割而成的圓垂直地軸的平面同地球表面相割而成的圓所有經(jīng)線(xiàn)圈大小相等緯線(xiàn)圈大小不等所有經(jīng)線(xiàn)圈都是大圓，即所有經(jīng)線(xiàn)圈以球心為圓心除赤道外，其余緯線(xiàn)圈都是小圓即不以球心為圓心，且關(guān)于赤道對(duì)稱(chēng)的第兩個(gè)緯線(xiàn)圈大小相等第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)4．經(jīng)緯線(xiàn)經(jīng)線(xiàn)緯線(xiàn)每個(gè)經(jīng)線(xiàn)圈被南北極點(diǎn)分成兩個(gè)半圓，每個(gè)半圓就是一條經(jīng)線(xiàn)一個(gè)緯線(xiàn)圈就是一條緯線(xiàn)每條經(jīng)線(xiàn)長(zhǎng)度都相等緯線(xiàn)長(zhǎng)短不等，赤道最長(zhǎng)，其余關(guān)于赤道對(duì)稱(chēng)的每?jī)蓷l緯線(xiàn)等長(zhǎng)所有經(jīng)線(xiàn)都交匯于南北極點(diǎn)每條緯線(xiàn)相互平行第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)5．地球上的方向⑴地球上的方向，通常是指地平方向。⑵南北方向①南北方向即經(jīng)線(xiàn)所指方向②南北方向是有限方向——非南即北北極是向南的起點(diǎn)，而南極是向北的起點(diǎn)。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)⑶東西方向①東西方向即緯線(xiàn)所指方向②理論上，東西方向是無(wú)限方向——亦東亦西緯線(xiàn)圈是整圓，沒(méi)有起點(diǎn)和終點(diǎn)：一地位于另一地的東方，它也必定于該地的西方。③實(shí)際中，東西方向也是有限方向——非東即西取圓的劣弧來(lái)定東西。ABCD第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)6．地球上的距離⑴地球上兩點(diǎn)間的最短距離是通過(guò)它們的大圓弧線(xiàn)。⑵海里和千米經(jīng)線(xiàn)長(zhǎng)度：1×60×180=10800海里①海里是經(jīng)線(xiàn)1分的弧長(zhǎng)經(jīng)線(xiàn)長(zhǎng)度：1×100×200=20000Km②千米：把地球全周分成400°，每度再分成100′，每分的弧長(zhǎng)即是1Km第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)③度、海里與千米的換算第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)二、經(jīng)度和緯度1.經(jīng)度和緯度是經(jīng)線(xiàn)和緯線(xiàn)的“編號(hào)”，本身代表一種角度。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)2.緯度第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)3.經(jīng)度第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)腳跨東西半球,即通過(guò)Greenwich天文臺(tái)的本初子午線(xiàn)(0°經(jīng)線(xiàn))。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)NSWE第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)4.緯度間隔大體相等，而經(jīng)度間隔隨緯度增高而減小第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)經(jīng)度和緯度用來(lái)區(qū)分不同的經(jīng)線(xiàn)和緯線(xiàn)；經(jīng)線(xiàn)即等經(jīng)度線(xiàn)，緯線(xiàn)即等緯度線(xiàn)。5．經(jīng)（緯）度與經(jīng)（緯）線(xiàn)的關(guān)系第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)一地的經(jīng)度與緯度相結(jié)合，叫做該地的地理坐標(biāo)。地理坐標(biāo)系以赤道作為橫軸，本初子午線(xiàn)為縱軸。書(shū)寫(xiě)地理坐標(biāo)時(shí)，先緯度后經(jīng)度；數(shù)字在先符號(hào)在后。6．地理坐標(biāo)第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)三、天球1.天球和天穹天球是一個(gè)以觀(guān)測(cè)者為球心，任意長(zhǎng)為半徑的假想球體。天球是用來(lái)表示天體視運(yùn)動(dòng)的輔助工具，常見(jiàn)的天球有地心天球和日心天球，但通常所說(shuō)的天球是指地心天球。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)同一時(shí)刻，只能看到天球位于地平面之上的部分，稱(chēng)為“天穹”。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)2.天球周日視運(yùn)動(dòng)與周日圈地球向東自轉(zhuǎn)，使在地球上的觀(guān)測(cè)者感覺(jué)天球是在向西旋轉(zhuǎn)，且其旋轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，這種視運(yùn)動(dòng)被稱(chēng)為天球周日視運(yùn)動(dòng)。周日圈即天體周日運(yùn)動(dòng)行徑的路線(xiàn)。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)3.太陽(yáng)周年運(yùn)動(dòng)和黃道地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)，使地球上的觀(guān)測(cè)者看太陽(yáng)是在繞地球運(yùn)動(dòng)，地球公轉(zhuǎn)一周，太陽(yáng)便在天球上巡天一周，稱(chēng)為太陽(yáng)周年視運(yùn)動(dòng)，其視行路線(xiàn)被稱(chēng)為黃道。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)太陽(yáng)周年運(yùn)動(dòng)不能直視觀(guān)測(cè)到，是依據(jù)夜半中星的變化間接推出來(lái)的。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)是地球自轉(zhuǎn)的反映，方向向西，日轉(zhuǎn)一周，如同月球等其他天體的東升西落。太陽(yáng)周年視運(yùn)動(dòng)是地球公轉(zhuǎn)的反映，方向向東，每年巡天一周。正是太陽(yáng)的周年視運(yùn)動(dòng)使太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)比其他天體的周日視運(yùn)動(dòng)的周期延遲約4分鐘，即晝夜以24小時(shí)交替，星空卻以23小時(shí)56分輪轉(zhuǎn)。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)4.天球上的圓和點(diǎn)第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)5.天球上的方向和距離天球上的方向是地球上方向的延伸，其南北方向也是有限方向，天赤道和赤緯圈方向表示東西方向，天球周日運(yùn)動(dòng)方向即為向西，相反即為向東。天外俯視北天極，天球周日運(yùn)動(dòng)是順時(shí)針?lè)较?；而在地球上仰視天北極則成逆時(shí)針?lè)较颉５谝徽碌乩碜鴺?biāo)與天球坐標(biāo)地球上的距離有角距離和線(xiàn)距離，而在天球上只有角距離而無(wú)線(xiàn)距離。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)四、天球坐標(biāo)1.球面坐標(biāo)系的特點(diǎn)與模式①存在一個(gè)基本大圓，稱(chēng)為基圈。②基圈都有一個(gè)原點(diǎn)。原點(diǎn)則以通過(guò)它的輔圈為標(biāo)志，輔圈是過(guò)基圈兩極并垂直于基圈的所有大圓，過(guò)原點(diǎn)的輔圈稱(chēng)為始圈。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)④球面上任意一點(diǎn)相對(duì)于始圈的方向和角距離，用經(jīng)度表示，是點(diǎn)的橫坐標(biāo)。③球面上任意一點(diǎn)相對(duì)于基圈的方向和角距離，用緯度表示，是點(diǎn)的縱坐標(biāo)。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)球面坐標(biāo)系是一個(gè)由基圈、始圈和終圈構(gòu)成的球面三角形。三角形的三個(gè)頂點(diǎn)為極點(diǎn)、原點(diǎn)和介點(diǎn)。天體的緯度就是天體所在的球半徑與基圈平面的交角；天體的經(jīng)度就是始圈與終圈平面的交角。球面坐標(biāo)系的一般模式：第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)右旋坐標(biāo)系與天球周日運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系，經(jīng)度向西度量，如地平坐標(biāo)系和第一赤道坐標(biāo)系。左旋坐標(biāo)系與太陽(yáng)周年運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系，經(jīng)度向東度量，如第二赤道坐標(biāo)系和黃道坐標(biāo)系。（北半球觀(guān)測(cè)者而言）天球坐標(biāo)有左旋和右旋之分：第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)LR右旋坐標(biāo)系第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)LR左旋坐標(biāo)系第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)2.地平坐標(biāo)系（1）地平坐標(biāo)系的圓圈系統(tǒng)①地平圈②子午圈③卯酉圈PP′第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（2）地平坐標(biāo)系①基圈——地平圈②原點(diǎn)——南點(diǎn)(S)③始圈——午圈第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（3）天體的地平坐標(biāo)①地平緯度——高度（h）地平緯度是天體相對(duì)于地平圈的方向和角距離，沿天體所在的地平經(jīng)圈向上下兩個(gè)方向度量，自0°至±90°，地平圈以上為正，以下為負(fù)；高度的余角稱(chēng)為天頂距(z)。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)②地平經(jīng)度——方位（A）地平經(jīng)度是天體所在的地平經(jīng)圈相對(duì)于午圈的方向和角距離，南點(diǎn)為起點(diǎn)，沿地平圈向西度量，自0°到360°？原因在于天球周日視運(yùn)動(dòng)方向向西，方位向西度量可使天體方位隨時(shí)間而遞增，從而便于計(jì)量。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（4）地平坐標(biāo)系的用途表示天體在天空中的方位和高度有其周日變化。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)練習(xí)1、太陽(yáng)中天時(shí)的方位是多少？2、在北半球中緯度某地，北極星的方位是多少？3、9月23日，太陽(yáng)正好升起在北京的地平線(xiàn)上時(shí)，其方位是多少？4、某恒星的方位和高度都是45°，問(wèn)：須在天空的哪一部分去尋找？第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)3.第一赤道坐標(biāo)系/時(shí)角坐標(biāo)系（1）第一赤道坐標(biāo)系的圓圈系統(tǒng)①天赤道②子午圈*③六時(shí)圈Z′Z第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（2）第一赤道坐標(biāo)系/時(shí)角坐標(biāo)系①基圈——天赤道②原點(diǎn)——上點(diǎn)(Q)③始圈——午圈第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（3）天體的時(shí)角坐標(biāo)①第一赤道坐標(biāo)系的緯度—赤緯（δ）天體相對(duì)于天赤道的方向和角距離，沿天體所在的赤經(jīng)圈向南北兩個(gè)方向度量,自0°至±90°,天赤道以北為正，以南為負(fù)；赤緯的余角稱(chēng)極距（p）。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)②第一赤道坐標(biāo)系的經(jīng)度—時(shí)角（t）天體所在的赤經(jīng)圈相對(duì)于午圈的方向和角距離，以上點(diǎn)為起點(diǎn)，沿天赤道向西度量,為的是使天體時(shí)角“與時(shí)俱增”，用以度量時(shí)間。因經(jīng)度稱(chēng)為時(shí)角，故赤經(jīng)圈便改稱(chēng)為時(shí)圈，并采用時(shí)間單位。上點(diǎn)、西點(diǎn)、下點(diǎn)、東點(diǎn)的時(shí)角，分別為0h、6h、12h、18h。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)用于時(shí)間度量（4）第一赤道坐標(biāo)系的用途第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)練習(xí)1、太陽(yáng)中天時(shí)的時(shí)角是多少？2、在何地（指緯度）觀(guān)測(cè)，天體的赤緯與高度相等，時(shí)角與方位相等？3、南點(diǎn)和北點(diǎn)的時(shí)角是多少？上點(diǎn)與下點(diǎn)的方位是多少？第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)4.第二赤道坐標(biāo)系（1）第二赤道坐標(biāo)系的圓圈系統(tǒng)①天赤道②二分圈③二至圈第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（2）第二赤道坐標(biāo)系①基圈——天赤道②原點(diǎn)——春分點(diǎn)③始圈——春分圈第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（3）天體的第二赤道坐標(biāo)①第二赤道坐標(biāo)系的緯度—赤緯（δ）天體相對(duì)于天赤道的方向和角距離，沿天體所在的赤經(jīng)圈向南北兩個(gè)方向度量,自0°至±90°,天赤道以北為正，以南為負(fù)；赤緯的余角稱(chēng)極距（p）。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)②第二赤道坐標(biāo)系的經(jīng)度—赤經(jīng)（α）是天體所在的時(shí)圈相對(duì)于春分圈的方向和角距離，以春分點(diǎn)為起點(diǎn)，沿天赤道向東度量，自0h~24h。？為了使天使按從小到大的順序依次經(jīng)過(guò)上中天。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)表示天體在天球上相對(duì)不變的位置，用于編制星表。（4）第二赤道坐標(biāo)系的用途第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)5.黃道坐標(biāo)系（1）黃道坐標(biāo)系的圓圈系統(tǒng)①黃道②二至圈③無(wú)名圈第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（2）黃道坐標(biāo)系①基圈——黃道②原點(diǎn)——春分點(diǎn)③始圈——無(wú)名圈第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（3）天體的黃道坐標(biāo)①黃道坐標(biāo)系的緯度—黃緯（β）天體相對(duì)于黃道的方向和角距離，沿天體所在的黃經(jīng)圈向南北度量,自0°~±90°。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)②黃道坐標(biāo)系的經(jīng)度—黃經(jīng)（λ）天體所在的黃經(jīng)圈相對(duì)于無(wú)名圈的方向和角距離，以春分點(diǎn)為起點(diǎn)，沿黃道向東度量，為的是使太陽(yáng)的黃經(jīng)“與日俱增”第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（4）黃道坐標(biāo)系的用途表示日月行星在星空間的位置和運(yùn)動(dòng)。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)練習(xí)1、在地球上北緯30°的地方，當(dāng)春分點(diǎn)位于西點(diǎn)時(shí)，北點(diǎn)的赤經(jīng)、時(shí)角、赤緯、方位和高度各是多少？WEQQ′N(xiāo)SPP′Z′Z第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)練習(xí)2、當(dāng)天頂?shù)某嗑暫统嘟?jīng)分別是+25°和3h時(shí)，南點(diǎn)的赤緯、赤經(jīng)是多少？東點(diǎn)的赤經(jīng)和時(shí)角是多少？WEQQ′N(xiāo)SPP′Z′Z第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)作業(yè)1、畫(huà)出地平坐標(biāo)和時(shí)角坐標(biāo)系及其圓圈系統(tǒng)。2、畫(huà)出45°S一觀(guān)測(cè)者的地平坐標(biāo)圓圈系統(tǒng)。3、畫(huà)出第二赤道坐標(biāo)和黃道坐標(biāo)系及其圓圈系統(tǒng)。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)6.各種天球坐標(biāo)系的區(qū)別（1）地平坐標(biāo)系與時(shí)角坐標(biāo)系第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)Ahδtφφ第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（2）第二赤道坐標(biāo)系與黃道坐標(biāo)系第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（3）第一赤道坐標(biāo)系與第二赤道坐標(biāo)系第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)αtδ第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)春分點(diǎn)的時(shí)角，稱(chēng)為某地的恒星時(shí)（S）。時(shí)角坐標(biāo)系與第二赤道坐標(biāo)系之間的差異集中體現(xiàn)在某地恒星時(shí)的變化。αtα+t=tΥα+t=αQS=α★+t★第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)某地任何時(shí)刻的恒星時(shí)，等于當(dāng)時(shí)中天恒星的赤經(jīng)。S