地球概论地理坐标和天球坐标.ppt

地球概论精品资源共享课程,第一章地理坐标与天球坐标,第二节 天球坐标,103 天球,一、概念 天球：以观测者为球心，半径无穷大的假想圆球。,地球概论精品资源共享课程,天体视位置:天体看上去的位置。天穹:地球上的观测者所见到的半球性天空。,地球概论精品资源共享课程,二、天体视运动 1、天球周日运动 地球上观测者所见天体相对于自己的周日转动。周日视运动方向：向西 周日视运动绕转中心：天极 周日视运动路径：周日圈 周日圈：天体绕天极为视中心旋转的轨迹为一个个相互平行的圆圈，该圈称周日圈。,地球概论精品资源共享课程,2、太阳周年运动 因地球公转，地球上观测者所见太阳相对于星 空的运动。,方向：向东轨道：黄道 周期：恒星年 真运动：地球公转,地球概论精品资源共享课程,三、天球上的点和圈 1、基本点和圈五圈：地平圈、天赤道、黄道、子午圈、卯西圈十二点：P、P、Z、Z、Q、Q、K、K、四正点2、四正点的确定当纬度在090之间时正北方向的确定：P点在地平面上的投影方向；正南方向的确定：P点在地平面上的投影方向；正东、正西方向的确定：按地理方位确定站在球心，面北而立，左西右东；按天体运行方向确定天体升上地平处（出）为东点，落入地平处（没）为西点。,地球概论精品资源共享课程,104 天球坐标,一、球面坐标的一般模式 球面坐标系都有一个基本大圆，称为基圈。例如，在地理坐标系中，赤道就是它的基圈。基圈上都有一个原点。原点指基圈同始圈的交点，是度量经度坐标的起点。辅圈是通过基圈的两极，垂直于基圈的所有大圆。在地理坐标系中，它们就是经线。通过原点的辅圈，叫做始圈。例如，地理坐标系中的始圈，就是本初子午线。球面上任一天体相对于基圈的方向和角距离，用纬度表示，是天体的纵坐标。取值范围0 90。例如，地理坐标系的纵坐标叫地理纬度。,地球概论精品资源共享课程,球面上任一天体所在的辅圈平面相对于始圈平面的方向和角距离，用经度表示，是天体的横坐标。取值范围0 90。例如，地理坐标系的横坐标叫地理经度。介点（终圈与基圈的交点）度量纬度坐标的起点。,地球概论精品资源共享课程,二、地平坐标系 地平坐标系用高度h和方位A来表示天体的位置。1、用途：用来表示天体在天空中的方位和高度及 其 周日变化。例如：旭日东升、夕阳西下、明月当空等。2、圆圈系统：地平圈、子午圈、卯西圈，三圈相互垂直，将天空分为8块。3、基本要素：基圈是地平圈。原点通常是南点S，始圈通常是午圈。地平纬度称高度（h），是天体相对于地平圈的方向和角距离。取值范围090。地平经度称方位（A），是天体所在地地平经圈相对于午圈的方向和角距离。取值范围0360。,地球概论精品资源共享课程,4、地平坐标系坐标值的确定：通过天顶、天底和该天体，作垂直于地平圈的终圈，定出介点；确定方位A值，从S点沿地平圈度量到介点，西量为正（顺时针为正）；确定地平高度h值，从介点沿终圈度量到该天体，向天顶度量为正。,地球概论精品资源共享课程,练 习,（1）a、b两颗恒星的方位如下面所述，请问需要 在天空的什么方向上才能找到？a星 A=20 h=20 b星 A=100 h=50（2）在下面图中标出c、d、e三颗天体的位置。已知三个天体的坐标值是：a天体 A=0 h=45 b天体 A=180 h=0 c天体 A=90h=0,地球概论精品资源共享课程,三、第一赤道坐标系 第一赤道坐标系（又称时角坐标系）用赤纬和时角t来表示天体的位置。1、用途：用于时间的度量。天球的周日运动本身是均匀的，但在地平坐标系中，方位的变化是不均匀的，所以地平坐标系不能用于度量时间。人们为了使经度随时间而均匀的变化，就设计了第一赤道坐标系，将基圈定为天赤道，天体在该坐标系均匀运动，相同的时间转过的角度相同。2、圆圈系统：天赤道、子午圈：3、基本要素：基圈是天赤道。原点是上点Q；始圈是午圈。纬度称赤纬（），是天体相对于天赤道的南北方向和角距离。赤纬自天赤道起沿天体所在的赤经圈向南北两个方向度量，取值范围090。经度称时角（t），是天体所在的赤经圈相对于午圈的方向和角距离。时角以上点为起点，沿天赤道向西度量。,地球概论精品资源共享课程,4、时角坐标系坐标值的确定：通过P、P和该天体，作垂直于天赤道的终圈，定出介点；确定时角t值，从Q点沿天赤道度量到介点，西量为正（顺时针为正）；确定赤纬值，从介点沿终圈度量到该天体，向P度量为正。,地球概论精品资源共享课程,练 习,（1）当=30N时，P点的t、为多少？（2）在=30N的时角坐标系中，Q点的t、是多少？当=50，=-50时，Q点t、值是多少？该答案说明了什么结论？（3）某恒星时角为18h，=0，问可以在天球的什么方向上见到该星？,地球概论精品资源共享课程,四、第二赤道坐标系 第二赤道坐标系用赤纬和赤径来表达天体在天球上位置。1、用途：表示天体在天球上相对不变的位置，用于编制星表。2、圆圈系统：天赤道、子午圈、黄道、二分圈、二至圈。3、基本要素：基圈是天赤道；原点是春分点；始圈是春分圈；纬度称赤纬，经度称赤经，是天体所在时圈相对于春分圈的方向和角距离。赤经以春分点为起点，沿天赤道向东度量，取值范围0-360。,地球概论精品资源共享课程,4、第二赤道坐标系坐标值的确定：通过P、P和该天体，作垂直于天赤道的终圈，定出介点；确定赤纬值，从春分点沿天赤道度量到介点，东量为正（逆时针为正）；确定赤经值，从介点沿终圈度量到该天体，向P度量为正。,地球概论精品资源共享课程,五、黄道坐标系黄道坐标系用黄经 和黄纬 来表达天体的位置 1、用途：表示日月行星在星空间的位置和运动。2、圆圈系统：黄道、黄经圈、黄纬圈、无名圈、二至圈。3、基本要素：基圈是黄道；原点是春分点；始圈是无名圈；纬度称黄纬（），是天体相对于黄道的方向和角距离。黄纬自黄道起沿天体所在的黄经圈向南北两个方向度量，取植范围0 90。经度称黄经（），是天体所在的黄经圈相对于春分点所在的黄经圈的方向和角距离。黄经以春分点为起点，沿黄道向东度量，取值范围0360。,地球概论精品资源共享课程,4、太阳黄径：由春分点沿黄道度量到太阳位置的经度坐标。太阳黄径的特点：（1）太阳黄径每日增加约1。（2）分至日时，太阳黄径值分别为：春分日0，夏至日90，秋分日180，冬至日270。,地球概论精品资源共享课程,六、各种坐标系的比较1、地平坐标系和第一赤道坐标系比较 异同点：（1）地平坐标系与第一赤道坐标系：两种坐标系都属于右旋坐标系，它们的经度（方位与时角）都是向西度量为正；（2）二者都以子午圈为始圈，地平坐标系以地平圈为基圈，以南点为原点；第一赤道坐标系以天赤道为基圈，以上点为原点。,地球概论精品资源共享课程,两者关系式：仰极高度（北天极的地平高度）=天顶赤纬=地理纬度值,地球概论精品资源共享课程,地平坐标系和第一赤道坐标系重要点坐标值比较,地球概论精品资源共享课程,2、第二赤道坐标系和黄道坐标系比较 异同点：两种坐标系都属于左旋坐标系，它们的经度（赤经和黄经）都是向东度量为正；它们的原点都是春分点。黄经、赤经 和赤纬三者的关系（1）黄经和赤经 仅在分至日时相等，其它时不等。（2）赤经 是黄经投影在天赤道上的东西分量，赤纬是黄经相对于天赤道变化的南北分量。,地球概论精品资源共享课程,天体的时角和其赤经的关系 中天天体过子午圈称中天。过含天顶的半个子午圈，称上中天。恒星时以春分点时角的变化来计量时间的计时系统，称恒星时。天体时角和其赤经的关系：（1）天体赤经=当时该天体时角=两坐标系的原点距离,地球概论精品资源共享课程,（2）恒星时的时刻=上中天恒星的赤经=春分点的时角,地球概论精品资源共享课程,地球概论精品资源共享课程,本节结束！,