天文定位與導航-認識天體坐標系

天球第一赤道坐標系第一赤道坐標系——與地球的地理坐標系相對應(yīng)。１）基本點、線、圈（１）天極天極（Celestialpole）——地軸延伸后與天球所得的交點。北天極——對應(yīng)地理北極的點——PN，南天極——地理南極方向的點——PS。（２）天軸天軸（Celestialaxis）——兩天極的連線PNPS。（3）天赤道定義：地球赤道面無限延伸與天球相截而成的大圓，即地球赤道在天球上的投影。天赤道面將天球分為南、北兩個半球。（4）子午圈測者天頂Ｚ——測者鉛垂線向上延伸與天球的交點。測者天底Ｚ′——測者鉛垂線向下延伸與天球的交點。測者子午圈——過測者天頂、天底和兩天極的大圓PNZPSZ′稱測者子午圈測者午圈：兩天極之間包含測者天頂?shù)陌雮€大圓PNZPS，它與測者所在經(jīng)線相對應(yīng)測者子圈：兩天極之間包含測者天底的半個大圓PNZ′PS測者子午圈將天球分為東、西兩個半球。天球第一赤道坐標系格林子午圈過格林天頂、天底和兩天極的大圓稱格林子午圈。格林午圈——兩天極之間包含格林天頂?shù)陌雮€大圓PNZGPS，它與格林經(jīng)線(零度經(jīng)線)相對應(yīng)的。格林子圈——兩天極之間包含格林天底的半個大圓PNZG′PS

，它與180°經(jīng)線相對應(yīng)。天球第一赤道坐標系

（5）天體時圈天體時圈——是通過兩天極和天體中心的半個大圓（6）天體赤緯圈天體赤緯圈——過天體中心且平行于天赤道的小圓稱為天體赤緯圈，又稱周日平行圈天球第一赤道坐標系第一赤道坐標系坐標軸（基準大圓）——天赤道和格林午圈或測者午圈輔助圈——天體時圈和赤緯圈坐標——是赤緯和時角。坐標軸（１）赤緯（）定義：天赤道和天體中心在天體時圈上所夾的弧距，用表示。度量：自天赤道起，向北或向南度量到天體中心。范圍：0～90

。命名：天體在北天半球——北赤緯（N）；在南天半球——南赤緯（S）。第一赤道坐標系（2）時角格林時角和地方時角①格林時角（tG）定義：從格林午圈起沿天赤道向西度量到天體時圈的大圓弧距，用tG

表示。范圍：0～360

第一赤道坐標系②地方時角（t）定義：是測者午圈與天體時圈在天赤道上夾的大圓弧距，用t表示。度量方法：

Ⅰ、圓周法圓周地方時角——是從測者午圈起沿天赤道向西度量到天體時圈的大圓弧距范圍：0～360

。圓周時角又稱為西向時角，無需命名。第一赤道坐標系Ⅱ、半圓法半圓地方時角——是從測者午圈起沿天赤道向東（天體在東天半球）或向西（天體在西天半球）度量到天體時圈的大圓弧距范圍：0～180

。向東度量時，以“E”命名。向西度量時，以“w”命名。第一赤道坐標系（3）圓周地方時角t和格林時角tG的關(guān)系

或其記憶法則可以簡單地歸納為“東大西小”,即東經(jīng)的地方時角t>格林時角tG；西經(jīng)的地方時角t<格林時角tG。第一赤道坐標系例１已知某天體的格林時角tG＝298

30′.0，求經(jīng)度

＝126

20′.0Ｅ處，該天體的半圓地方時角t。解：

tＧ

298

30′.0+）

126

20′.0Ｅ

t424

50′.0（超過360

，應(yīng)減去360

）即64

50′.0Ｗ第一赤道坐標系例2已知經(jīng)度

=120

25

.0Ｅ處某天體的圓周時角t=060

10

.0，求該天體的格林時角tG。解：

t060

10′.0（不夠減，可加上360

）-）

120

25′.0EtG299

45′.0第一赤道坐標系（4）極距仰極：與測者緯度同名的天極俯極：與測者緯度異名的天極極距p：是仰極到天體中心的天體時圈弧距,用p表示。度量：自仰極起，沿天體時圈度量到天體中心，范圍0～180

第一赤道坐標系極距和赤緯間有關(guān)系式：p＝δ90°-δ第一赤道坐標系3）天體地理位置（THEEND）當已知天體的赤緯δ和格林時角tG后，天體地理位置（緯度和經(jīng)度）為：

＝＝第一赤道坐標系航用天體和天球１）航用天體天體——是宇宙空間各種天體的統(tǒng)稱。例如恒星（包括太陽）、行星（包括地球）、衛(wèi)星（包括月亮）、小行星、彗星、流星等等。航用天體——航海上常用的天體稱為航用天體。航用天體有太陽、月亮和四大行星（金星、火星、土星和木星）以及159顆航用恒星。天球（1）定義：將以測者（也可以地球中心或太陽中心）為中心，任意長為半徑的假想球面定義為天球。球心取在地球中心或太陽中心的天球稱地心天球或日心天球。（2）在《船舶定位與導航》中，使用地心天球。B′bBo天球（3）天體位置——天體在天球上的投影位置.即地心O與天體B’連線的延長線與天球面的交點B（4）天體的地理位置地心O與天體B’連線與地球表面的交點b天球一、天球坐標系1、航用天體和天球2、天球第一赤道坐標3、天球第二赤道坐標系4、地平坐標系航用天體和天球１）航用天體天體-——是宇宙空間各種天體的統(tǒng)稱。例如恒星（包括太陽）、行星（包括地球）、衛(wèi)星（包括月亮）、小行星、彗星、流星等等。航用天體——航海上常用的天體稱為航用天體。航用天體有太陽、月亮和四大行星（金星、火星、土星和木星）以及159顆航用恒星。天球（1）定義：將以測者（也可以地球中心或太陽中心）為中心，任意長為半徑的假想球面定義為天球。球心取在地球中心或太陽中心的天球稱地心天球或日心天球。（2）在《船舶定位與導航》中，使用地心天球。B′bBo天球（3）天體位置——天體在天球上的投影位置.即地心O與天體B’連線的延長線與天球面的交點B（4）天體的地理位置地心O與天體B’連線與地球表面的交點b天球天球第一赤道坐標第一赤道坐標系——與地球的地理坐標系相對應(yīng)。１）基本點、線、圈（１）天極天極（Celestialpole）——地軸延伸后與天球所得的交點。北天極——對應(yīng)地理北極的點——PN，南天極——地理南極方向的點——PS。（２）天軸天軸（Celestialaxis）——兩天極的連線PNPS。（3）天赤道定義：地球赤道面無限延伸與天球相截而成的大圓，即地球赤道在天球上的投影。天赤道面將天球分為南、北兩個半球。（4）子午圈測者天頂Ｚ——測者鉛垂線向上延伸與天球的交點。測者天底Ｚ′——測者鉛垂線向下延伸與天球的交點。測者子午圈——過測者天頂、天底和兩天極的大圓PNZPSZ′稱測者子午圈測者午圈：兩天極之間包含測者天頂?shù)陌雮€大圓PNZPS，它與測者所在經(jīng)線相對應(yīng)測者子圈：兩天極之間包含測者天底的半個大圓PNZ′PS測者子午圈將天球分為東、西兩個半球。天球第一赤道坐標格林子午圈過格林天頂、天底和兩天極的大圓稱格林子午圈。格林午圈——兩天極之間包含格林天頂?shù)陌雮€大圓PNZGPS，它與格林經(jīng)線(零度經(jīng)線)相對應(yīng)的。格林子圈——兩天極之間包含格林天底的半個大圓PNZG′PS

，它與180°經(jīng)線相對應(yīng)。天球第一赤道坐標

（5）天體時圈天體時圈——是通過兩天極和天體中心的半個大圓（6）天體赤緯圈天體赤緯圈——過天體中心且平行于天赤道的小圓稱為天體赤緯圈，又稱周日平行圈天球第一赤道坐標第一赤道坐標坐標軸（基準大圓）——天赤道和格林午圈或測者午圈輔助圈——天體時圈和赤緯圈坐標——是赤緯和時角。坐標軸（１）赤緯（）定義：天赤道和天體中心在天體時圈上所夾的弧距，用表示。度量：自天赤道起，向北或向南度量到天體中心。范圍：0～90

。命名：天體在北天半球——北赤緯（N）；在南天半球——南赤緯（S）。第一赤道坐標（2）時角格林時角和地方時角①格林時角（tG）定義：從格林午圈起沿天赤道向西度量到天體時圈的大圓弧距，用tG

表示。范圍：0～360

第一赤道坐標②地方時角（t）定義：是測者午圈與天體時圈在天赤道上夾的大圓弧距，用t表示。度量方法：

Ⅰ、圓周法圓周地方時角——是從測者午圈起沿天赤道向西度量到天體時圈的大圓弧距范圍：0～360

。圓周時角又稱為西向時角，無需命名。第一赤道坐標Ⅱ、半圓法半圓地方時角——是從測者午圈起沿天赤道向東（天體在東天半球）或向西（天體在西天半球）度量到天體時圈的大圓弧距范圍：0～180

。向東度量時，以“E”命名。向西度量時，以“w”命名。第一赤道坐標（3）圓周地方時角t和格林時角tG的關(guān)系

或其記憶法則可以簡單地歸納為“東大西小”,即東經(jīng)的地方時角t>格林時角tG；西經(jīng)的地方時角t<格林時角tG。第一赤道坐標例１已知某天體的格林時角tG＝298

30′.0，求經(jīng)度

＝126

20′.0Ｅ處，該天體的半圓地方時角t。解：

tＧ

298

30′.0+）

126

20′.0Ｅ

t424

50′.0（超過360

，應(yīng)減去360

）即64

50′.0Ｗ第一赤道坐標例2已知經(jīng)度

=120

25

.0Ｅ處某天體的圓周時角t=060

10

.0，求該天體的格林時角tG。解：

t060

10′.0（不夠減，可加上360

）-）

120

25′.0EtG299

45′.0第一赤道坐標（4）極距仰極：與測者緯度同名的天極俯極：與測者緯度異名的天極極距p：是仰極到天體中心的天體時圈弧距,用p表示。度量：自仰極起，沿天體時圈度量到天體中心，范圍0～180

第一赤道坐標極距和赤緯間有關(guān)系式：p＝δ90°-δ第一赤道坐標3）天體地理位置當已知天體的赤緯δ和格林時角tG后，天體地理位置（緯度和經(jīng)度）為：

＝＝第一赤道坐標天球第二赤道坐標系第二赤道坐標系（太陽周年視運動展示）春分點（Υ）：太陽在黃道上作周年視運動過程中，從南天半球進入北天半球所經(jīng)過天赤道的交點

春分點（Υ）時圈：連接北、南兩天極并且通過春分點的半個大圓。坐標軸（基準大圓）：是天赤道和春分點（Υ）時圈。輔助圓：天體赤緯圈和天體時圈。坐標：縱坐標——天體赤緯(同第一赤道坐標系）。橫坐標——天體共軛赤經(jīng)α′和赤經(jīng)α。1）天體的共軛赤經(jīng)

共軛赤經(jīng)（S.H.A.或

′）

定義：是從春分點起，沿著天赤道向西度量到天體時圈的大圓弧距，用

′表示。

范圍：0～360

。

2）天體的赤經(jīng)赤經(jīng)（R.A.或

）定義：是從春分點起，沿天赤道向東度量到天體時圈的大圓弧距，用

表示。范圍：0～360

。兩者間的關(guān)系

′＋

＝360

天球第二赤道坐標系3）時角和共軛赤經(jīng)的關(guān)系天體的格林時角和共軛赤經(jīng)的關(guān)系

tG＝＋

′＝－

天體的地方時角和共軛赤經(jīng)的關(guān)系

t=tG±

=tGr＋

′±

=t

＋

′=t

－

天球第二赤道坐標系感謝傾聽一、天球坐標系1、航用天體和天球2、天球第一赤道坐標3、天球第二赤道坐標系4、地平坐標系（4）方向基點——N、S：測者子午圈與真地平圈的交點：靠近北天極的交點N稱為北點；靠近南天極的交點S稱為南點。E、W：天赤道和測者真地平圈的交點：測者面北背南，右側(cè)的交點為E，左側(cè)的交點為W。測者真地平圈平分天球為上、下半球：上天半球——真地平圈上，含天頂Z；下天半球——真地平圈下，含天底Zˊ。

地平坐標系（5）天體垂直圈，又稱地平經(jīng)圈——過天頂Z、天體中心和天底Z′的半個大圓。（6）天體高度平行圈，又稱地平緯圈——是過天體中心且平行于測者真地平圈的小圓。地平坐標系2）地平坐標系（1）坐標軸（基準大圓）

測者子午圈和測者真地平圈。（2）輔助圓：天體垂直圈和高度平行圈。地平坐標系3）地平坐標（1）天體高度(h)定義：是從測者真地平圈起，沿天體垂直圈度量到天體中心的大圓弧距，用h表示。范圍：0～90

。正高度(+，h>0)——天體在上天半球，從真地平圈向上度量；負高度(-，h<0)——天體在下天半球，從真地平圈向下度量。天體高度要求精確到0.′1。提問：仰極高度是？例如：北緯測者的仰極高度仰極高度=測者緯度地平坐標系（2）天體頂距(z)定義：從測者天頂起，沿天體垂直圈度量到天體中心的大圓弧距，用z表示。范圍：0

～180

。要求精確到0.′1。z的意義：測者與天體地理位置之間的球面距離。高度和頂距之關(guān)系?h+z=90

或z=90

-h地平坐標系（3）天體中天高度(H)定義：天體位于測者午圈時的高度稱上中天高度H。

H的方向：天體距S點近，H為S，距N點近，H為N圖中太陽的中天H=75

S中天頂距（Z）定義：Z=90

-HZ的方向：與H相反。圖中太陽的Z=15

N。ZPNQNSHtZtδN地平坐標系（4）天體方位(A)①圓周方位定義：由北點N起沿真地平圈向東（順時針）度量到天體垂直圈的大圓弧距，用A表示。范圍：000

～360

。地平坐標系②半圓方位定義：由測者子圈起算即北緯測者由N起算，南緯測者由S起算，向東（天體在東天半球）或向西（天體在西天半球）度量到天體垂直圈的大圓弧距，用A表示。范圍：0

～180

。半圓方位命名：第一名稱為方位的起算點，與測者緯度同名；第二名稱為方位的度量方向。即與天體的半圓地方時角同名，天體在東天半球為“E”，在西天半球為“W”。天體方位要求精確到0.

1。地平坐標系感謝傾聽一、天球坐標系1、航用天體和天球2、天球第一赤道坐標3、天球第二赤道坐標系4、地平坐標系4）天體高度和方位的計算1）天文三角形是天體坐標之間的紐帶天文三角形的構(gòu)成三條邊測者余緯：90

-

天體極距(p)：90

-δ；天體頂距(z)：90

-h。天文三角形（1）天文三角形三個頂點（三個角）：天頂Z：天體半圓方位角：A=∠PNZB；仰極PN：天體半圓地方時角：t=∠ZPNB；天體B：天體位置角或視差角：q=∠ZBPN。天文三角形（2）天文三角形的