天球坐標系

天球坐標系

天球坐標系(天球坐標系)

以天極和春分點作為天球定向基準的坐標系。 所屬學科： 測繪學(一級學科) ；大地測量學(二級學科) 天球上各種球面正交坐標系的統(tǒng)稱。 所屬學科： 天文學(一級學科) ；天體測量學(二級學科)

【漢語拼音】tianqiu zuobiaoxi 【中文詞條】天球坐標系 【外文詞條】celestial coordinate system 【作者】趙君亮 為了確定天球上某一點的位置﹐必須引入天球坐標系﹐以天球上任何一個大圓BCDE

過觀測者O (天球中心)的鉛垂線﹐延伸后與天球交于兩點﹐朝上的一點Z 稱為天頂﹐朝下的一點Z 稱為天底(圖2 過天頂Z 和天體作一垂直圈﹐它與地平圈交于垂足D 點﹐則天體 在地平坐標系中的第一坐標就是大圓弧D 或極距 Z 。D =h 稱為地平緯度﹐又稱地平高度﹐簡稱高度﹔而Z= 稱為天頂距。地平高度也可以用平面角OD 來量度﹐而天頂距也可以用平面角OZ 來量度。天球上與地平圈相平行的小圓稱為地平緯圈﹐也稱平行圈。同一地平緯圈上任意點的地平高度都是相同的﹐因此可以稱為等高圈。南點S 與垂足D 之間的大圓弧SD =a ﹐是地平坐標系中的第二坐標﹐稱為地平經(jīng)度或天文方位角﹐簡稱方位角。方位角也可以用平面角SOD 來量度﹐天文學中習慣從南點起按順時針方向量度。以地平圈為基圈﹑子午圈為主圈﹑南點為主點的坐標系稱為地平坐標系。由于周日視運動﹐天體的地平坐標不斷發(fā)生變化。另一方面﹐對不同的觀測者﹐由于鉛垂線方向的不同﹐就有不同的地平坐標系﹐同一天體也就有不同的地平坐標。這種隨測站而異的性質使記錄天體位置的各種星 1表不能采用地平坐標系統(tǒng)。

地球赤道平面延伸后與天球相交的大圓﹐稱為天赤道。天赤道的幾何極稱為天極。天赤道是赤道坐標系中的基圈﹐北天極P 是赤道坐標系的極 由于所取的主圈﹑主點以及隨之而來的第二坐標的不同﹐赤道坐標系又有第一赤道坐標系和第二赤道坐標系之分。第一赤道坐標系的主圈是子午圈﹐主點是天赤道與子午圈在地平圈之上的`交點F ﹐天體的第二坐標是大圓弧FB =t 或球面角FP ﹐t 稱為天體的時角。由主點F 開始按順時針方向量度時角t ﹐從0°～360°﹐或從0～24。周日運動不會改變天體的赤緯﹐而僅僅使時角發(fā)生變化。第二赤道坐標系的主點是春分點﹐它是黃道對赤道的升交點﹐過春分點的赤經(jīng)圈就是該坐標系的主圈﹐春分點的時圈與天體時圈之間的球面角 P 或大圓弧B =α﹐是天體在第二赤道坐標系中的第二坐標﹐稱為天體的赤經(jīng)﹐赤經(jīng)α是由春分點開始按逆時針方向量度的﹐從0°～360°﹐或從0～24。第一赤道坐標系是右旋坐標系﹐第二赤道坐標系為左旋坐標系。 天體的周日運動不影響春分點與天體之間的相對位置﹐因此也就不會改變天體的赤經(jīng)和赤緯﹐而在不同的測站﹑不同的觀測時間﹐天體的時角卻是變化的。所以﹐在各種星表中通常列出的都是天體在第二赤道坐標系中的坐標──赤經(jīng)和赤緯﹐供全球各地的觀測者使用。

在研究太陽系內各種天體的運動情況時﹐要用另一種天球坐標系﹐即黃道坐標系。 地球繞太陽公轉的軌道平面是黃道坐標系中的基本平面﹐稱為黃道面。黃道面與天球相交的大圓稱為黃道﹐它是太陽周年視運動軌跡在天球上的投影。黃道與天赤道在天球上相交于兩點﹐這兩點稱為二分點。其中﹐太陽沿黃道從赤道以南向北通過赤道的那一個交點稱為春分點﹐另一個交點稱為秋分點。黃道上與二分點相距90愕牧降慍莆??戀恪F渲些o在赤道以北的為夏至點﹐在赤道以南的為冬至點。黃道的兩個幾何極稱為黃極﹐按其所處的天區(qū)位置不同﹐又有北黃極﹑南黃極之分。黃道是黃道坐標系中的基圈﹐北黃極為黃道坐標系的極。黃道與赤道的交角ε 稱為黃赤交角﹐它是黃極與天極之間的角距離﹐ε =23°27。 天球上與黃道平行的小圓稱為黃緯圈。過黃極的大圓稱為黃經(jīng)圈﹐它是黃道坐標系的副圈﹐所有的黃經(jīng)圈都與黃道垂直。在黃道坐標系中﹐以過春分點的黃經(jīng)圈為主圈﹐春分點便是主點。以黃道為基圈﹑春分點為主點以及過春分點的黃經(jīng)圈為主圈的坐標系﹐稱為黃道坐標系。 天體的黃經(jīng)圈與黃道交于D 點﹐大圓弧D =β或平面角OD 就是天體在黃道坐標系中的第一坐標﹐稱為黃緯。由黃道向南北黃極分別計算黃緯﹐從 0°～±90°﹐在黃道以南的黃緯取為負值。過春分點的黃經(jīng)圈和天體黃經(jīng)圈之間的球面角E 或黃道上的大圓弧D =λ﹐是天體黃道坐標系中的第二坐標﹐稱為黃經(jīng)。從春分點起沿黃道量度黃經(jīng)﹐從0°～360°﹐黃經(jīng)的量度方向是逆時針的﹐也就是從春分點向夏至點方向量度。黃道坐標系屬于左旋坐標系。黃道坐標系的基圈和主圈隨著旋轉天球一起作周日運動﹐同第二赤道坐標系相似﹐天體的黃道坐標不會因觀測時間和觀測地點的不同發(fā)生變化。

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