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第二章 天球坐标系 天球坐标是确定天体在天空中位置的坐标系统。 天体位置确定之后,测者与天体之间才能借助数学方法,即通过球面三角公式相互联系起来,从而可以解决天文航海中诸多天文航海上的实际问题。 第一节 天球坐标系 确定天体在天球上位置的球面坐标系称天球坐标系。 由于天球上采用的原点和基准大圆不同,可采用多种不同的天球坐标系,在天文航海上常用的是赤道坐标系和地平坐标系。 一、天球上的基本点、线、圈 二、第一赤道坐标系 基准圆;天赤道 几何极:天北极 原 点:格林(或测者)午圈和天赤道的交点QG或Q 坐标是时角和赤纬,故又称时角坐标系。 1.天体赤纬(declination,Dec) 从天赤道起,沿天体时圈量到天体中心的弧距称赤纬,由0?~90°计算。 向天北极度量为北N,向天南极度量为南S。 该坐标的另一种表示方法称极距p(polar distance:从仰极起沿天体时圈量至天体中心的弧距,由0?~180°计算。 p=90?±Dec (赤纬与纬度同名取减,异名取加) 2.天体地方时角 (local hour angle,LHA) 测者午圈和天体时圈在天赤道上所夹的弧距称天体地方时角LHA。 天体地方时角LHA量法分为: 圆 周 法:由测者午圈开始沿天赤道向西量至天体时圈,由0?~360°计算 半圆周法: 由测者午圈开始沿天赤道向东或向西量至天体时圈,由0?~180°计算。半圆周法必需命名,即标注E或W。 凡是未命名的地方时角均应视为西向时角。 3.天体格林时角(greenwich hour angle,GHA) 格林午圈和天体时圈在天赤道上所夹的弧距称格林时角GHA。 4.天体圆周地方时角与格林时角算法关系 例4-2-1:已知GHA 298?30.?0,测者经度126?20.?0E,求LHA? GHA 298-30.0 +) λE 126-20.0 ____________________________________ LHA 424-50.0 (超过360°,应减360°) 64-50.0 (仍为西时角) 例4-2-2:已知GHA 15?20.?8,测者经度81?35.?0W,求LHA? GHA 15-20.8 (不够减,加360°) -)λW 81-35.0 ________________________________________ LHA 293-45.8 (仍为西时角) 66-14.2 E (半圆周法为E时角) 5.天体地理位置PG 天体在天球上的位置B和地心O的连线,与地球表面的交点b(PG)称为天体地理位置(geographical Position)。 由于地球自转,天体时角是时时刻刻地变化着,因此利用第一赤道坐标系确定的天体坐标,只能定出对于某一观测者,在某一时刻的天体位置,也就是瞬时位置。 三.第二赤道坐标系 基准圆:天赤道 几何极:天北极 原点:春分点? 第二赤道坐标系也叫春分点赤道坐标系。 1.赤纬 (declination,Dec) 定义同第一赤道坐标系。 2.天体赤经(right ascension, RA) 从春分点?起,沿天赤道向东量到天体时圈的弧距,由0?~360°计算。 对于同一天体显然有:RA+SHA =360°。用第二赤道坐标系的坐标表示天体的位置与地球的自转无关。 3.第一赤道坐标系与第二坐标系坐标换算 四、地平坐标系 基准圈:真地平圈 几何极:天顶 原点:北点N(或南点S) 坐标为高度h和方位A。 1.天体高度(altitude ,h) 从真地平圈起沿天体垂直圈量至天体中心,由0?~90°计算。从真地平向上高度为正(+),向下为负(-)。 该坐标的另一种表示方法称天体顶距Z(zenith distance):从天顶起沿天体垂直圈量至天体中心的弧距, 由0?~180°计算。 2.天体方位(azimuth ,A) 测者子午圈和天体垂直圈在真地平上所夹一段弧距。也等于该弧距所对的球面角。天体方位有二种算法: (2)半圆法: 北纬测者,从北点N起算,沿真地平向东或向西量至天体垂直圈0?~180°计算。 南纬测者,从南点S起算,沿真地平向东或向西量至天体垂直圈0?~180°计算。 圆周方位与半圆周方位方位换算 4+1第二节 坐
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