地球第一章地理坐标与天球坐标.ppt

第一章 地理坐标与天球坐标 地理坐标 经线和纬线 地理坐标 天球坐标 天球 天球坐标 地平坐标系：高度和方位 第一赤道坐标系：赤纬和时角 第二赤道坐标系：赤纬和赤经 黄道坐标系：黄纬和黄经 各种天球坐标的区别 第一节 地理坐标 经线和纬线 一、 地球上的经线和纬线 地球—球心—地轴—地极—经线和纬线—经纬网—地理坐标 经线和纬线都是地球上的圆 大圆：同一球面上最大的圆，其圆心即为球心；（所有经线圈、赤道） 小圆：大圆以外的圆。 一、纬线(parallel)=纬度(latidude) 所有与地轴垂直的面和地标相交而成的圆，就是纬线。 纬度：一地的纬度就是该地铅垂线对赤道面的夹角。 纬线相互平行，大小不等;赤道是最大纬圈。 赤道(equator)： 0°。 二、经线(meridian)=经度(longitude) 经线圈：所有经过地轴的平面，和地球表面相交而成的圆，就是经线圈。每个经线圈都包含两条相差180度的经线，一条经线则只是一个半圆弧。 经线都是大圆的一半，都在两极相交，大小相同； 本初子午线：通过英国Greenwich(格林尼治)天文台经线（1884年确定），0° 英国Greenwich 天文台 补充 地球坐标系与地图制图 17世纪，法国笛卡尔发明平面直角坐标系。至今在展绘地图投影和计算机数字制图中应用。 地球的北极、南极、赤道以及本初子午线作为基本要素，可构成地球球面的地理坐标系统。 地理坐标 地理坐标就是用经纬度表示地面点位的球面坐标。 1.1天文经纬度 天文经度：即以观测点天顶子午面与格林威治天顶子午面间的两面角，或视为一个天体在上述两地的时角差。天文经度在地球上的定义，即本初子午面与观测点之间的两面角。 天文纬度：赤纬，铅垂线与赤道平面间的夹角。 1.2 大地经纬度 大地经度：参考椭球面上某一点的大地子午面与本初子午面间的两面角。东经：正，西经：负。 大地纬度：参考椭球面上某一点的法线与赤道面的夹角。北纬：正，南纬：负。 大地高（h） 2、地图投影 可见，地球椭球面是不可展开的面。无论如何展开都会产生褶皱，拉伸或断裂等无规律变形，无法绘制科学、准确的地图。因此应采用地图投影的方式。 地图投影的应用 地图投影的选择依据 1、制图区域的地理位置、形状和范围 （1）制图区地理位置决定了所选择投影的种类。 极地——正轴方位投影 赤道附近——横轴方位投影 中纬地区——正轴圆锥投影或斜轴方位投影 （2）制图区域形状直接制约地图投影的选择 同是在中纬度地区， 沿着纬线方向延伸的长形区域——单位准纬线正轴圆锥投影； 沿着经线方向略窄，沿纬线方向略宽的长形区域——双标准纬线正轴圆锥投影 沿经线方向南北延伸的长形区域——多圆锥投影 圆形区域——斜轴方位投影 同是在低纬赤道附近， 沿东西方向长条形区域——正轴圆柱投影 圆形区域——横轴方位投影 （3）制图区域的范围大小也影响地图投影的选择。范围小时，无论什么投影方式都无太大变形差异；对于区域广大的地图需要慎重的选择投影。 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 与圆所在平面相垂直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直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） 两个大圆弧的交点（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加的角度来度量 =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 经度和纬度  天球的特点 1、与直观感觉相符的科学抽象 2、天体在天球上的位置只反映天体视方向的投影 3、天球上任意两天体的距离用其角距表示 4、地面上两平行方向指向天球同点 5、任意点为球心 周年运动： 太阳周年运动 方向：自西向东，与地球公转方向相同 视行路线：黄道 星空季节变化 天极和天赤道 天极：PP 通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 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成为天顶。 天底：Z ’