2025年大學(xué)《天文學(xué)》專業(yè)題庫——天象觀測與星空導(dǎo)航技術(shù)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題均有多個正確選項(xiàng)，請將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號內(nèi)。若選項(xiàng)有誤，該小題無分。）1.下列哪些是進(jìn)行天象觀測時需要考慮的主要環(huán)境因素？（）A.大氣透明度B.光污染程度C.觀測地點(diǎn)的海拔高度D.觀測時間的選擇E.觀測者的視力狀況2.赤道坐標(biāo)系中的基本點(diǎn)包括？（）A.春分點(diǎn)B.夏至點(diǎn)C.秋分點(diǎn)D.冬至點(diǎn)E.天北極3.下列哪些時間系統(tǒng)與天體觀測或?qū)Ш较嚓P(guān)？（）A.世界時（UT）B.地方平太陽時C.恒星時D.世界協(xié)調(diào)時（UTC）E.平均太陽時4.使用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行天體觀測時，下列哪些部件是必不可少的？（）A.物鏡B.目鏡C.分劃板D.反射鏡E.聚光器5.天體方位角是指？（）A.天體相對于天球南北極的夾角B.天體相對于天球赤道的夾角C.天體所在子午圈與觀測者所在子午圈之間的夾角D.天體相對于水平面北點(diǎn)的夾角E.天體的高度角二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填寫在橫線上。）1.在天文學(xué)中，描述天體位置通常使用________坐標(biāo)系和________坐標(biāo)系。2.光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的分辨率主要取決于其________和大氣________。3.利用太陽或月亮的________可以粗略確定方位。4.將赤道坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為地平坐標(biāo)需要知道觀測地的________和觀測時刻的________。5.天文觀測中，大氣折射會使得天體視位置相對于真位置向________（高度角方向）偏移。6.利用北極星的高度角可以確定觀測地的________緯度。7.在天球上，連接天北極和天南極的大圓稱為________。三、簡答題（每小題5分，共20分。請簡要回答下列問題。）1.簡述使用六分儀進(jìn)行天體高度角測量的基本步驟。2.解釋什么是大氣視寧度，并說明其對天文觀測的影響。3.簡述恒星時與地方時的關(guān)系及其在天文觀測中的應(yīng)用。4.比較利用北極星導(dǎo)航和利用太陽導(dǎo)航各自的優(yōu)缺點(diǎn)。四、計(jì)算題（每小題10分，共20分。請列出必要的計(jì)算步驟和公式。）1.已知觀測地為北緯30°，某日正午（地方平時12時）太陽的赤經(jīng)為280°，試計(jì)算此時太陽的赤緯（假設(shè)太陽赤緯在夏至?xí)r為+23.44°，冬至?xí)r為-23.44°，且太陽赤緯隨時間變化呈正弦函數(shù)關(guān)系，周期為半年）。2.在某地觀測，某一晚的北極星高度角為45°。當(dāng)時地方平時為20時，已知當(dāng)?shù)亟?jīng)度為東經(jīng)120°。試計(jì)算該地的緯度。假設(shè)該地不考慮時差影響。五、論述題（10分。請結(jié)合所學(xué)知識，回答下列問題。）簡述現(xiàn)代天象觀測技術(shù)（如空間望遠(yuǎn)鏡、射電望遠(yuǎn)鏡陣列、無人機(jī)觀測等）相比傳統(tǒng)地面觀測在性能上有哪些顯著優(yōu)勢，并舉例說明這些技術(shù)在星空導(dǎo)航或相關(guān)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。試卷答案一、選擇題1.ABCD2.ABCD3.ABC4.AB5.CD二、填空題1.赤道赤道2.孔徑大氣抖動（或視寧度）3.軌跡（或位置）4.緯度方位角（或格林尼治時角）5.上6.北7.天球子午圈三、簡答題1.解析思路：首先說明六分儀的構(gòu)造（有游標(biāo)、主標(biāo)度、支柱、瞄準(zhǔn)器）。然后描述測量步驟：①安置六分儀，對準(zhǔn)目標(biāo)天體；②調(diào)整游標(biāo)，使目標(biāo)天體影像與十字絲重合；③讀取主標(biāo)度和游標(biāo)上的讀數(shù)，計(jì)算出目標(biāo)天體相對于水平線的角度差（即高度角）。關(guān)鍵在于理解六分儀利用光的反射原理測量角度，并掌握基本操作流程。2.解析思路：首先定義大氣視寧度（大氣抖動或閃爍現(xiàn)象，導(dǎo)致星光閃爍）。然后解釋其成因（光線通過不均勻大氣層發(fā)生折射和擾動）。最后說明影響（降低觀測圖像的穩(wěn)定性和清晰度，影響分辨率和測量精度）。3.解析思路：首先說明兩者定義（恒星時以天軸為參考，地方時以地方子午圈為參考）。然后闡述關(guān)系（地方午時角等于當(dāng)時恒星時）。最后說明應(yīng)用（恒星時是全天唯一與地球自轉(zhuǎn)嚴(yán)格同步的時間，用于精確測定地方時，是導(dǎo)航和時間傳遞的重要基準(zhǔn)）。4.解析思路：分別闡述兩種方法的原理和優(yōu)缺點(diǎn)。北極星導(dǎo)航優(yōu)點(diǎn)（位置相對固定，高度角易測，適用于夜間北半球?qū)Ш剑?；缺點(diǎn)（不可用于南半球，受大氣影響，精度有限）。太陽導(dǎo)航優(yōu)點(diǎn)（易于找到，日間可用，方向明確）；缺點(diǎn)（高度角和方位角隨時間和地點(diǎn)變化快，受天氣影響大，夜間不可用）。比較時突出各自的適用條件和局限性。四、計(jì)算題1.解析思路：首先確定太陽赤緯隨時間的變化規(guī)律，建立太陽赤緯δ與時間t（以年或半年為周期）的關(guān)系式，如δ=Asin(Bt+C)+D。已知夏至δ?=+23.44°，冬至δ?=-23.44°，周期T=0.5年?？梢源_定正午時（t=0或t=T/2）太陽處于春分或秋分點(diǎn)，赤緯為0°。因此，正午時太陽赤緯為0°?；蚋鶕?jù)正弦函數(shù)特性，從夏至到冬至，經(jīng)過半年周期，赤緯由最大值變到最小值，正午時刻正好處于赤道（δ=0°）。（注：題目條件簡化，實(shí)際太陽運(yùn)動更復(fù)雜，此為基于題設(shè)條件的簡化模型計(jì)算）。2.解析思路：首先將地方平時20時轉(zhuǎn)換為格林尼治標(biāo)準(zhǔn)時間（UTC）。由于當(dāng)?shù)亟?jīng)度為東經(jīng)120°，地方時比UTC快4小時（120°/15°=8小時，20時-8時=12時）。因此，格林尼治時角（GHA）=12時。北極星近似位于天北極，其高度角h近似等于觀測地的緯度φ。因此，φ=h=45°。所以該地緯度為北緯45°。（注：此計(jì)算忽略了歲差、章動以及北極星本身位置并非精確在北天極的微小影響，為簡化計(jì)算）。五、論述題解析思路：首先列舉現(xiàn)代觀測技術(shù)優(yōu)勢：空間觀測（克服大氣干擾，觀測紫外、紅外等波段，視野廣闊，分辨率高）；射電望遠(yuǎn)鏡（全天候，可觀測其他波段的宇宙信息，通過陣列實(shí)現(xiàn)高分辨率）；無人機(jī)觀測（靈活機(jī)動，成本相對較低，可進(jìn)行大范圍、多角度觀測，甚至作為移動平臺）。