天球坐標系

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天球坐標系是中國的一個科技名詞。

漢字是世界上最古老的文字之一，已有六千多年的歷史。從倉頡造字的古老傳說到公元前1000多年前甲骨文的發現，漢字有着深厚的歷史底蘊。後來的演變經歷了幾千年的漫長曆程，在形體上逐漸由圖形變為筆畫，象形變為象徵，複雜變為簡單；在造字原則上從表形、表意到形聲。

目錄

名詞解釋

天球坐標系，又名天文坐標系，是一種以天極和春分點作為天球定向基準的坐標系。

為準確表示天體在天球上的投影位置而引入的球面坐標系。根據不同需要，設有地平坐標系，第一赤道坐標系（時角坐標系），第二赤道坐標系（赤道坐標系），黃道坐標系和銀道坐標系等。

簡要介紹

在天球上建立的球面坐標系。用以決定天體在天球上的位置。由以下幾點所規定：

（1）基本圈——在天球上選取的大圓BMB′；

（2）極——基本圈的一個幾何極點A；

（3）原點——在基本圈上選取的點B；

（4）副圈——過基本圈的幾何極點的任一半大圓AMA′；

（5）天體坐標的量度方向。

天球上一點X的位置由兩個坐標值決定：

第一坐標值——該點X所在的副圈和基圈的交點M到點X的弧段MX，或極點到該點的弧段AX；

第二坐標值——原點沿基本圈量到M點的弧段BM。常用的天球坐標系有地平坐標系、時角坐標系、赤道坐標系、黃道坐標系、銀道坐標系。

地平坐標系

過觀測者O （天球中心）的鉛垂線﹐延伸後與天球交於兩點﹐朝上的一點Z 稱為天頂﹐朝下的一點Z 稱為天底。過天頂Z 和天體作一垂直圈﹐它與地平圈交於垂足D 點﹐則天體 在地平坐標系中的第一坐標就是大圓弧D 或極距 Z 。

D =h 稱為地平緯度﹐又稱地平高度﹐簡稱高度﹔而Z= 稱為天頂距。地平高度也可以用平面角OD 來量度﹐而天頂距也可以用平面角OZ 來量度。

天球上與地平圈相平行的小圓稱為地平緯圈﹐也稱平行圈。同一地平緯圈上任意點的地平高度都是相同的﹐因此可以稱為等高圈。南點S 與垂足D 之間的大圓弧SD =a ﹐是地平坐標系中的第二坐標﹐稱為地平經度或天文方位角﹐簡稱方位角。

方位角也可以用平面角SOD 來量度，天文學中習慣從南點起按順時針方向量度。以地平圈為基圈﹑子午圈為主圈﹑南點為主點的坐標系稱為地平坐標系。由於周日視運動﹐天體的地平坐標不斷發生變化。另一方面，對不同的觀測者，由於鉛垂線方向的不同，就有不同的地平坐標系，同一天體也就有不同的地平坐標。這種隨測站而異的性質使記錄天體位置的各種星 1表不能採用地平坐標系統。

赤道坐標系

地球赤道平面延伸後與天球相交的大圓﹐稱為天赤道。天赤道的幾何極稱為天極。

天赤道是赤道坐標系中的基圈﹐北天極P 是赤道坐標系的基本極。

由於所取的主圈﹑主點以及隨之而來的第二坐標的不同﹐赤道坐標系又有第一赤道坐標系和第二赤道坐標系之分。

第一赤道坐標系的主圈是子午圈﹐主點是天赤道與子午圈在地平圈之上的交點F ﹐天體的第二坐標是大圓弧FB =t 或球面角FP ﹐t 稱為天體的時角。由主點F 開始按順時針方向量度時角t ﹐從0°～360°﹐或從0～24。周日運動不會改變天體的赤緯﹐而僅僅使時角發生變化。

第二赤道坐標系的主點是春分點﹐它是黃道對赤道的升交點﹐過春分點的赤經圈就是該坐標系的主圈﹐春分點的時圈與天體時圈之間的球面角 P 或大圓弧B =α﹐是天體在第二赤道坐標系中的第二坐標﹐稱為天體的赤經﹐赤經α是由春分點開始按逆時針方向量度的﹐從0°～360°﹐或從0～24。第一赤道坐標系是右旋坐標系﹐第二赤道坐標係為左旋坐標系。

天體的周日運動不影響春分點與天體之間的相對位置﹐因此也就不會改變天體的赤經和赤緯﹐而在不同的測站﹑不同的觀測時間﹐天體的時角卻是變化的。所以﹐在各種星表中通常列出的都是天體在第二赤道坐標系中的坐標──赤經和赤緯﹐供全球各地的觀測者使用。