实测天体物理 ch01天球与天球坐标系.ppt

阅读书目 《天体物理学》，李宗伟，高教出版社 《观测宇宙学》，何香涛，科学出版社 《实测天体物理学》黄佑然 ，科学出版社 ，1987 《天文测量数据的处理方法》， 丁月蓉，郑大伟，南京大学出版社 第一章 天球与天球坐标系 球面三角基础知识 一、球面上的圆 （大圆、小圆） 定理： 任何平面和球面的交线都是正圆。 定义： 通过球心的平面与球面的交线，是直径最大的圆，叫做大圆。 不通过球心的平面与球面的交线，叫小圆。 二、球面上两点的距离 三、圆的极 与圆所在平面相垂的直线与球面相交的两个点。 大圆的极点： 通过球心与大圆所在平面相垂的直线与球面的两个交点。 四、球面角 五、圆弧与角的度量 六、球面三角形 球 面 角 球面角 =两个大圆弧相交所成的角度(ASB) 两大圆弧的交点(S)称为球面角的顶点，大圆弧称为球面角的边 球面角是以过顶点的圆弧的二切线所夹的角度来度量 =两交点(A,B)间的大圆弧AB对应的圆心角。 球面三角形 球面上两两分别相交的三个大圆弧所围成的几何图形 三条大圆弧为球面三角形的边a、b、c 各大圆弧所成的球面角为球面三角形的角A、B、C 地理坐标 1、地轴 2、地极 3、纬线和赤道 4、经线和本初子午线 5、经度 6、纬度 北京： φ＝390 57, ; λ＝1160 19, §1、2 天球上的基本点圈 1、天极(p、p,)和天赤道(Q、Q, ) 2、天顶(Z)天底(Z,)和真地平 3、天子午圈、四方点、和卯酉圈 4、黄道和黄极 5、二分点和二至点 6、天极在天球上的位置 h北＝φ 1、天极和天赤道： 天极：P 过天球中心做一与地球自转轴平行的直线（天轴），它与天球相交的两点为天极。 天赤道：QQ’ 过天球中心做一与天轴垂直的平面（天赤道面），它与天球相交的大圆为天赤道。 2、天顶、天底和真地平 天顶：Z 过天球中心做一直线与观测点的铅垂线平行，交天球于两点，位于观测者头顶的一点称天顶。 天底：Z’ 与天顶相对的另一交点为天底。 真地平：过天球中心做一与铅垂线垂直的平面，与天球相交的大圆为真地平。 3、天子午圈、四方点、卯酉圈 天子午圈：过天极和天顶的大圆。 四方点：天子午圈与真地平相交的两点为南北点，（靠近北天极的为北点）天赤道与真地平相交的两点为东西点。 卯酉圈：过天顶和东西点所做的大圆弧。 4、黄道与黄极 黄道：过天球中心做一与地球公转轨道平面平行的平面为黄道面，与天球相交的大圆为黄道。 黄极：黄道所对应的两个极点。 黄赤交角：黄道与赤道的交角。ε＝230.5 5、二分点、二至点 二分点： 黄道与天赤道的两个交点。 春分点；秋分点 二至点： 黄道上与二分点相距900的另两个点。 夏至点；冬至点 §1、3 天球坐标系 一、地平坐标 基本点：天顶 天底 基本圈：真地平 地平高度 h: 由真地平沿过天体的地平经圈向天顶、天底量度 （00 — ±900） （天顶距 Z): Z＝900－h 方位角 A: 起始点：南点 北点 由南点或北点沿真地平顺时针度量到过天体的地平经圈 （00 –3600） 二、时角坐标 基本点：天极 基本圈：天赤道 赤纬 δ：由天赤道沿过天体的赤经圈向两极方向度量 （00 -±900） 时角 t： 起始点：子午圈与天赤道南边的交点。 由起始点沿天赤道顺时针量至天体所在赤经圈 （0h –24h） 三、赤道坐标 赤纬 δ：同上 赤经 α： 起始点：春分点 由春分点沿天赤道逆时针方向量至天体所在赤经圈 （0h –24h) 春分点的时角： tr ＝(α＋t) 四、黄道坐标 基本点：黄极 基本圈：黄道 黄纬β： 由黄道沿过天体的黄经圈向两边度量 （00 — ±900） 黄经 λ： 起始点：春分点 由春分点沿黄道逆时针量至天体所在黄经圈与黄道的交点 （00 – 3600) （1）已知天体方位角A、天顶距z及地理纬度φ，利用球面三角公式求天体的时角t和赤纬δ sinδ= sinφ cosz - cosφ sinz cosA （余弦公式） cosδ sint = sinz sinA （正弦公式） cosδ cost = sinφ sinz cosA + cosz cosφ （第一五元素公式） （2）已知天体的时角t 赤纬δ和地理纬度φ，求天体的方位角A和天顶距z（或地平高度） 利用如下球面三角公式即可 cosz = sinφ sinδ + cosφ cosδ cost sinz sinA = cosδ sin