第二講天球坐標球面坐標系得一般模式:以基圈、始圈與終圈構(gòu)成得球面三角形;三角形得三頂點為極點、原點與介點?？v坐標即緯度;天體得緯度就就是天體所在得球半徑與基圈平面得夾角。橫坐標即經(jīng)度;天體得經(jīng)度就就是始圈與終圈平面得夾角。球面坐標系共同得特點:都有一個基本大圓(基圈)。

例如,地理坐標系中,赤道就就是它得基圈;而在不同得天球坐標系中,基圈各異?；ι隙加幸粋€原點。球面上任一點相對于基圈得方向與角距離,用緯度表示,就是點得縱坐標。球面上任一點所在得輔圈平面相對于始圈平面得方向與角距離,用經(jīng)度表示,就是點得橫坐標。天球坐標系分類右旋坐標系:與天球周日運動(地球自轉(zhuǎn))聯(lián)系,向西,因此,經(jīng)度向西度量,有地平坐標系與第一赤道坐標系;左旋坐標系:與太遠周年運動(地球公轉(zhuǎn))聯(lián)系,向東,因此,經(jīng)度向東度量,有第二赤道坐標系與黃道坐標系;地平坐標系用途:用來表示天體在天空中得方位、高度與周日變化。圓圈系統(tǒng):

地平坐標系同地平圈相聯(lián)系。

地平圈:定義(略)、兩極(天定與天底)地平經(jīng)圈:通過Z與Z′且垂直于地平圈得一切大圓,簡稱平經(jīng)圈。地平緯圈:也叫等高線,指一切與地平圈平行得圓。子午圈:通過南點與北點得平經(jīng)圈。(同時也一定通過P、P′與Q、Q′)以天頂、天底為界,分為子圈(北半圈)與午圈(南半圈)卯酉圈:通過東點與西點得平經(jīng)圈。以天頂、天底為界,分為卯圈(東半圈)與酉圈(西半圈)地平圈、子午圈與卯酉圈就是相互垂直且等分得三個天球大圓,它們把天球分成8個相等得球面三角形?；疽c:(1)基圈:地平圈;(2)原點:南點;

始圈:午圈;(3)緯度:稱高度(h),就是天體相對于地平圈得方向與角距離。(0°—±90°,自地平圈起,沿天體所在得地平經(jīng)圈向上(下)度量。)高度得余角為天頂距(Z)。(4)經(jīng)度,稱方位(A),就是天體所在得地平經(jīng)圈相對于午圈得方向與角距離。(0°—360°,以南點為起點,沿地平圈向西度量。)

之所以向西度量,就是因為天體周日運動方向向西,使天體方位隨時間遞增,便于計量。隨堂練習:已知緯度φ=33°N,試推算下列各點得坐標。填下表:高度方位天頂天底天北極天南極東點西點南點北點上點下點點坐標隨堂練習:已知緯度φ=33°N,試推算下列各點得坐標。填下表:高度方位天頂90°任意天底-90°任意天北極33°180°天南極-33°0°東點0°270°西點0°90°南點0°0°北點0°180°上點57°0°下點-57°180°點坐標第一赤道坐標系:赤緯與時角用途:又稱時角坐標系。就是用于時間度量。大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點圓圈系統(tǒng):

第一赤道坐標系統(tǒng)以天赤道與地平圈得相互關(guān)系為基礎(chǔ)。天赤道:定義(略)、兩極(天北極與天南極)赤經(jīng)圈:通過P與P′且垂直于天赤道得一切天球大圓,就是天球得赤道,簡稱赤經(jīng)圈。赤緯圈:一切與天赤道平行得圓。子午圈:通過上點與下點得赤經(jīng)圈。(同時也一定通過Z、Z′與S、N)以天北極、天南極為界,分為子圈與午圈。六時圈:通過東點與西點得赤經(jīng)圈。以天北極、天南極為界,分為東六時圈與西六時圈。天赤道、子午圈與六時圈就是相互垂直且等分得三個天球大圓,它們把天球分成8個相等得球面三角形。子午圈就是一個十分重要得天球大圓。它既垂直于地平圈,又垂直于天赤道,就是聯(lián)系地平坐標系與赤道坐標系得紐帶?；疽c:(1)基圈:天赤道;(2)原點:上點;

始圈:午圈;(3)緯度:稱赤緯(δ),就是天體相對于天赤道得南北方向與角距離。(0°—±90°,自天赤道起,沿天體所在得赤經(jīng)圈向南(北)度量,天赤道以北為正,以南為負)赤緯得余角叫極距(p)。(4)經(jīng)度,稱時角(t),就是天體所在得赤經(jīng)圈相對于午圈得方向與角距離。

之所以向西度量,就是因為天體周日運動方向向西,使天體得時角“‘與時俱增”,用以度量時間。經(jīng)度既稱時角,赤經(jīng)圈便改稱時圈,并采用時間單位表示,每15°折合1時。如:春分點得時角表示恒星時;以太陽得時角推算太陽時。(0h—24h,以上點為起點,沿天赤道向西度量。)第二赤道坐標系:赤緯與赤經(jīng)用途:表示天體在天球上相對不變得位置,用于編制星表。在地平坐標系中,天體得高度與方位,皆因時間與地點而變化;在第一赤道坐標系中,天體得赤緯不再變化,但就是它得時角任隨天球周日運動而“與時俱增”。二者都不能提供編制星表所需要相對不變得位置。圓圈系統(tǒng):

第二赤道坐標系統(tǒng)以天赤道與黃道得相互關(guān)系為基礎(chǔ)。天赤道:定義(略)、兩極(天北極與天南極)二分圈:通過二分點得時圈。(以南北天極為界,分為春分圈與秋分圈)二至圈:與二分圈垂直、通過無名點得時圈,稱為二至圈(也必定通過黃道上得二至點)。(以南北天極為界,分為春分圈與秋分圈)天赤道、二分圈與二至圈就是相互垂直且等分得三個天球大圓,它們把天球分成8個相等得球面三角形。基本要點:(1)基圈:天赤道;(2)原點:春分點;

始圈:春分圈;(3)緯度:稱赤緯(δ),就是天體相對于天赤道得南北方向與角距離。(0°—±90°,自天赤道起,沿天體所在得赤經(jīng)圈向南(北)度量,天赤道以北為正,以南為負)赤緯得余角叫極距(p)。與第一赤道坐標系相同。(4)經(jīng)度:稱赤經(jīng)(α),就是天體所在時圈相對于春分圈得方向與角距離。(0h—24h,以春分點為起點,沿天赤道向東度量。)

隨著天球得向西運動,天體得中天時刻,要按其赤經(jīng)得次序而定;且中天恒星得赤經(jīng),即為當時得恒星時。黃道坐標系:黃緯與黃經(jīng)用途:表示日月行星在星空間得位置與運動。圓圈系統(tǒng):

黃道坐標系同黃道相聯(lián)系。黃道:定義(略)、兩極(黃北極與黃南極)黃緯圈:一切與黃道平行得圓。黃經(jīng)圈:通過南北黃極,且垂直于黃道得一切大圓。無名圈:通過二分點得黃經(jīng)圈,暫稱無名圈。二至圈:通過二至點得黃經(jīng)圈。與第二赤道坐標系相同。黃道、無名圈與二至圈就是相互垂直且等分得三個天球大圓,它們把天球分成8個相等得球面三角形?；疽c:(1)基圈:黃道;(2)原點:春分點;

始圈:無名圈(通過春分點得黃經(jīng)圈);(3)緯度:稱黃緯(β),就是天體相對于黃道得方向與角距離。(0°—±90°,自黃道起,沿天體所在得黃經(jīng)圈向南(北)度量,黃道以北為正,以南為負)(4)經(jīng)度:稱黃經(jīng)(λ),就是天體所在得黃經(jīng)圈相對于春分點所在得黃經(jīng)圈得方向與角距離。(0°—360°,以春分點為起點,沿黃道向東度量。)

太陽沿黃道周年運動,其黃緯始終為0°;黃經(jīng)向東度量,使太陽黃經(jīng)“與日俱增”(每日約增加1°

)。各種天球坐標得區(qū)別:地平坐標系與第一赤道坐標系這兩種坐標系都屬于右旋坐標系,它們得經(jīng)度(地平坐標系——方位、第一赤道坐標系——時角)都就是向西度量;都以午圈為始圈;但就是,地平坐標系以地平圈為基圈,以南點為原點;第一赤道坐標系以天赤道為基圈,以上點為原點因此,天體得高度便不等于赤緯,方位也不同于時角(見圖)。它們之間得具體差異,與當?shù)氐镁暥扔嘘P(guān);緯度越高,二者越接近。在南北天極,天赤道與地平圈重合,天北極位于天頂。這時,高度就就是赤緯,方位等于時角。體現(xiàn)地平坐標系與第一赤道坐標系得聯(lián)系,有如下關(guān)系式:

仰極高度=天頂赤緯=當?shù)鼐暥?天球得南北兩極,一個在地平之上,叫做仰極;另一個在地平之下,叫做俯極。)對于北半球來說,仰極就就是天北極,見圖,圖中得內(nèi)圓表示地球,外圓就是天球子午圈,顯然,一地得緯度(φ

)與當?shù)靥祉數(shù)贸嗑晫偻粋€角,它等于當?shù)匮鰳O得高度,二者都就是天頂極距得余角。在我國歷史上,仰極高度被稱為北極高。人們正就是根據(jù)這一原理來測定所在地得緯度。仰極高度(北天極得地平高度)=天頂赤緯=地理緯度值

在圖中可以瞧出:子午圈被地平系統(tǒng)中得天頂(Z)、天底(Z′)、南點(S)與北點(N)所四等分;又被赤道系統(tǒng)中得南、北天極(P與P′)上點(Q)、下點(Q′)所四等分。上述8個點中,相鄰兩點得間距,不就是等于緯度(φ),便就是等于余緯(90°－

φ

)第二赤道坐標系與黃道坐標系這兩種坐標系都屬于左旋坐標系,它們得經(jīng)度(第二赤道坐標系——赤經(jīng)、黃道坐標系——黃經(jīng))都就是向東度量;有共同得原點——春分點;但就是,第二赤道坐標系以天赤道為基圈,以春分圈為始圈;黃道坐標系以黃道為基圈,以無名圈為始圈。因此,天體得赤緯不等于黃緯,赤經(jīng)不同于黃經(jīng)。(見圖)。由于軌道面與赤道面受日月行星攝動得影響,黃赤夾角發(fā)生微小得變化。近期,黃極向天北極靠攏,黃赤交角每世紀減小47〞,將延續(xù)15000年后轉(zhuǎn)為增大。