天球与天球坐标系.ppt

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1、第二章天球与天球坐标系宇宙是一本永远在我们面前打开着的大书，它是用数学语言写成的书，其中有三角形、圆及其他几何图形。只有学会它的语言，我们才能读懂它，否则只能在黑暗的迷宫中瞎逛。----伽利略普通天文学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1（弧度）=360/2π（度）=206265

2、（角秒）普通天文学球面角=两个大圆在球面上构成的角度(ASB)=以两大圆交点(S)为极点的大圆上，与两大圆的两交点(A,B)在球心所张的角度(AOB)。=该两交点(A,B)间的大圆弧ABABOS普通天文学在晴朗的夜晚，仰望天空,眼前像有一个半球形的夜幕天穹,上面点缀着无数闪烁发亮的明星，感觉自己仿佛是处在这个天穹的中心,这就是人们对“天球”的印象。§２.1天球天文学家为了研究天体的位置和天体的运动引入了“天球”的概念和天球坐标。普通天文学天球是一个假想的球，它是以观测者（或地心、日心）为中心，以无穷远为半径的球，所有天体都投影在这个球面上

3、。天球普通天文学天球特点：1、与直观感觉相符的科学抽象，半径可任意选取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(对天球球心的张角)表示4、地面上两平行方向指向天球同一点5、任意点为球心普通天文学southcelestialpoleSCP南天极northcelestialpoleNCP北天极天球的轴是地球自转轴的延伸，叫天轴，天轴与天球有两个交点，叫作天极,北天极：地球北极延伸的点南天极：地球南极延伸的点。§2.2天球上的基本点圈1、天极与天赤道普通天文学southcelestialpolenorthc

4、elestialpole我们能想象天球有一个“天赤道”天赤道是地球赤道的扩展普通天文学我们也能在天球上画出假想的经度线(longitude)southcelestialpolenorthcelestialpole和纬度线(latitude)相应的天球坐标是：经度赤经rightascension(RA)纬度赤纬declination(dec)普通天文学平行天赤道的天球上的小圆圈叫纬圈普通天文学垂直赤道并且过两个天极的大圆圈叫经圈或时圈。普通天文学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

5、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。普通天文学NSWE地平线北极星Polaris,位于北天极注意星图上东,西的位置天顶普通天文学NSWhorizon从地平北点，通过天顶，到地平的南点，这条假想的线称为：天顶“天子午线”天子午圈：过天极和天顶的大圆。E普通天文学卯酉圈：过天顶和东西点所做的大圆弧。NSWhorizon天顶E普通天文学3.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

6、。黄赤交角：黄道与赤道的交角ε＝23°.5ε普通天文学二分点：黄道与天赤道的两个交点。春分点(升交点)；秋分点(降交点)二至点：黄道上与二分点相距90°的另两个点：夏至点(天赤道以北)；冬至点(天赤道以南)春分点秋分点冬至点夏至点北天极黄道普通天文学§2.3天球坐标系一、地平坐标系基本点：天顶天底基本圈：真地平原点：南点北点地平高度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: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）普通天文学天体的方位与高度天体地平高度h天

7、体方位角A普通天文学地平坐标是一个简单的坐标系，但它依赖于观测者所在的地面位置，位置不同，地平线也不一样，天顶也不一样，天体的地平坐标就会改变，地平坐标具有强烈的“地方性”。我们可以使用天球的概念，来建立另一种天球坐标系，这种坐标系不依赖于观测者所在的地面位置。普通天文学二、时角坐标系（第一赤道坐标系）基本点：天极基本圈：天赤道原点：子午圈与天赤道南边的交点。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：由原点沿天赤道顺时针量至天体所在赤经圈（0h–24h）普通天文学赤纬用度,分,秒来测量，位于天赤道的上下两面，

8、上为正，下为负。例如，靠近北天极的恒星，其赤纬接近+90°,而靠近南天极的恒星，其赤纬接近-90°.时角用小时、分和秒来度量,因为恒星两次出现在天空中同一位置的时间间隔大概需一天(24h)天体