天文學(xué)之天球坐標(biāo)

天文學(xué)之天球坐標(biāo)第一頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日天球坐標(biāo)1.天球⑴天球：以地心為球心，以任意遠(yuǎn)為半徑的假想球體，表示天體運(yùn)動(dòng)的輔助工具。

是整球和圓球；分地心天球和日心天球。第二頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日天球示意圖天球的半徑是任意的,所有天體,不論多遠(yuǎn),都可以在天球上有它們的投影。第三頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日⑵天球的視運(yùn)動(dòng)天球周日運(yùn)動(dòng)：對(duì)于地球觀測(cè)者：天球圍繞我們以與地球自轉(zhuǎn)相反的方向（向西），和相同的周期（1日）旋轉(zhuǎn)；周日圈：天體周日運(yùn)動(dòng)行經(jīng)的路線，天體愈近天極周日圈愈小，反之亦然。太陽(yáng)周年運(yùn)動(dòng)：由于地球公轉(zhuǎn)，使太陽(yáng)在天球上形成的以一年為周期的位置移動(dòng)，叫做太陽(yáng)周年運(yùn)動(dòng)，方向向東。第四頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日太陽(yáng)周年運(yùn)動(dòng)方向向東(與地球公轉(zhuǎn)方向相同),其視行路線被稱(chēng)為黃道。1第五頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日第六頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日太陽(yáng)同時(shí)參與兩種相反的運(yùn)動(dòng)：由于地球自轉(zhuǎn)而隨同整個(gè)天球的運(yùn)動(dòng)，方向向西，日轉(zhuǎn)一周；由于地球公轉(zhuǎn)而相對(duì)于恒星的運(yùn)動(dòng)，方向向東，年巡天一周。第七頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日春：中天獅子太陽(yáng)飛馬夏：天蝎中天太陽(yáng)獵戶秋：飛馬中天太陽(yáng)獅子冬：獵戶中天太陽(yáng)天蝎夜半中星隨季節(jié)的變化這是地球公轉(zhuǎn)的反映。由夜半中星的變化間接推出太陽(yáng)周年運(yùn)動(dòng)。><^第八頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日⑶天球上的圓和點(diǎn)三個(gè)基本大圓：地平圈，天赤道，黃道；地平圈：地平圈是通過(guò)地心，且垂直于當(dāng)?shù)劂U垂線的平面的無(wú)限擴(kuò)大，同天球相割而成的天球大圓。它把天球分成可見(jiàn)和不可見(jiàn)兩部分。

天赤道：天赤道是地球赤道平面的無(wú)限擴(kuò)大，天球相割而成的天球大圓。天赤道分天球?yàn)槟媳眱砂肭颉｜S道：黃道是地球公轉(zhuǎn)的軌道平面的無(wú)限擴(kuò)大，同天球相割而成的天球大圓。它就是太陽(yáng)周年運(yùn)動(dòng)的視行路線。

第九頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日天軸：過(guò)天球球心，與地球自轉(zhuǎn)軸平行的直線。天極：天軸與天球的兩個(gè)交點(diǎn)(北天極P和南天極P’)。天球赤道：過(guò)天球中心做一與天軸垂直的平面（天赤道面），它與天球相交的大圓為天赤道。第十頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日O天頂Z

：過(guò)天球中心做一直線與觀測(cè)點(diǎn)的鉛垂線平行，交天球于兩點(diǎn)，位于觀測(cè)者頭頂?shù)囊稽c(diǎn)稱(chēng)天頂。天底Z’

：與天頂相對(duì)的另一交點(diǎn)為天底。真地平：過(guò)天球中心做一與鉛垂線垂直的平面(天球地平面)，與天球相交的大圓為真地平(天球地平圈)。垂直圈：過(guò)天頂垂直于地平圈的大圓。第十一頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日大圓的極點(diǎn)：

地平圈兩極：天頂(Z)和天底(Z′)

天赤道的兩極：天北極(P)和天南極(P′)

黃道的兩極：黃北極（K）和黃南極（K′）大圓的交點(diǎn)：

天赤道交地平圈：東點(diǎn)和西點(diǎn)；黃道交天赤道：春分點(diǎn)和秋分點(diǎn)。第十二頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日天球大圓的交點(diǎn)和遠(yuǎn)距點(diǎn)左：地平圈與天赤道的交點(diǎn)（東、西）和遠(yuǎn)距點(diǎn)(南、北、上、下)；右：黃道與天赤道的交點(diǎn)（二分）和遠(yuǎn)距點(diǎn)（二至點(diǎn)和無(wú)名點(diǎn)）。第十三頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日⑷天球上的方向和距離南北方向：地球上方向的延伸；東西方向：俯視，逆鐘向?yàn)闁|；距離：只有角距離。第十四頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日天球上的距離球面坐標(biāo)的一般模式由基圈、始圈和終圈構(gòu)成球面三角形第十五頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日2.天球坐標(biāo)（1）球面坐標(biāo)系概說(shuō)以基圈、始圈和終圈構(gòu)成一球面三角形；縱坐標(biāo)即緯度；橫坐標(biāo)即經(jīng)度。第十六頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日（1）地平坐標(biāo)系用途：表示天體在天空中的高度和方位；圓圈系統(tǒng)：地平圈，子午圈，卯酉圈；基本要點(diǎn)：

基圈：地平圈

原點(diǎn)：南點(diǎn)始圈：午圈

緯度：高度

經(jīng)度：方位(0到360度，自南點(diǎn)向西沿地平圈度量）第十七頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日地平坐標(biāo)系的圓圈系統(tǒng)：地平圈上4個(gè)相距90°的點(diǎn)：東、南、西、北點(diǎn)；得到子午圈（過(guò)南、北點(diǎn)）和卯酉圈（過(guò)東、西點(diǎn)）天體的地平坐標(biāo)：高度和方位第十八頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日（2）第一赤道坐標(biāo)系(也稱(chēng)時(shí)角坐標(biāo)系)用途：用于時(shí)間度量；圓圈系統(tǒng)：天赤道，子午圈和六時(shí)圈；基本要點(diǎn)：

基圈：天赤道原點(diǎn)：上點(diǎn)

始圈：午圈

緯度：赤緯

經(jīng)度：時(shí)角（經(jīng)圈改稱(chēng)時(shí)圈）自上點(diǎn)沿天赤道向西度量（為使天體的時(shí)角“與時(shí)俱增”）第十九頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日(上)第一赤道坐標(biāo)系的圓圈系統(tǒng)。天赤道上4個(gè)相距90°的點(diǎn)：東、西、上、下點(diǎn)；得到子午圈和六時(shí)圈。（下）天體第一赤道坐標(biāo)系：赤緯和時(shí)角第二十頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日（3）

地平坐標(biāo)系與第一赤道坐標(biāo)系的比較相同點(diǎn):

都是右旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系,經(jīng)度都是向西度量；始圈都是午圈;不同點(diǎn):

基圈不同，原點(diǎn)不同聯(lián)系:

仰極高度=天頂赤緯=當(dāng)?shù)鼐暥鹊诙豁?yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日仰極高度＝天頂赤緯＝當(dāng)?shù)鼐暥?/p>

地平座標(biāo)系和第一赤道坐標(biāo)系；

始圈相同（午圈）但基圈不同，因而高度不同于赤緯，方位不同于時(shí)角；二者的具體差異與當(dāng)?shù)氐木暥扔嘘P(guān)；仰極高度體現(xiàn)地平系統(tǒng)與第一赤道向系統(tǒng)的關(guān)系。

第二十二頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日赤道坐標(biāo)系的優(yōu)缺點(diǎn)赤道坐標(biāo)系不如地平坐標(biāo)系直觀，易于使人接受。天體的赤道坐標(biāo)不隨地球自轉(zhuǎn)變化，這是地平坐標(biāo)系不可比擬的優(yōu)勢(shì)。天文學(xué)中更常用的是赤道坐標(biāo)系。第二十三頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日（4）第二赤道坐標(biāo)系(赤經(jīng))赤道坐標(biāo)系(第二赤道坐標(biāo)系)基本圈：天赤道、過(guò)春分點(diǎn)的時(shí)圈基本點(diǎn)：春分點(diǎn)Υ赤道坐標(biāo)：赤經(jīng)赤緯Υ赤經(jīng)α：由春分點(diǎn)起算，沿天赤道逆時(shí)針至過(guò)天體的時(shí)圈的角距。(0~24h)赤緯δ：由天赤道起算，沿過(guò)天體的時(shí)圈至天體的角距。(-90°~+90°)第二十四頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日中天

天體在周日視運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其高度和方位角都在不斷改變。當(dāng)天體恰在當(dāng)?shù)刈游缛ξ恢脮r(shí)，叫做天體的中天。（4）中天與恒星時(shí)第二十五頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日（