第1讲_地理坐标与天球坐标

地球概论课后习题答案第一章（地理坐标与天球坐标）参考答案1.1地理坐标：纬线和经线、纬度和经度、整圆与半圆……1.2地球上的方向（地平面）：南北极、南北半球、东西半球、东方西方2.1引出两个重要概念：天球周日运动、太阳周年运动2.2天球坐标：天球大圆及其两极地平圈：Z、Z′；子午圈：E、W；天赤道：P、P′卯酉圈：S、N；黄道：K、K′；六时圈：Q、Q′2.3天球坐标：天球大圆的交点：子午圈与地平圈：S、N；子午圈与天赤道：Q、Q′子午圈与卯酉圈：Z、Z′；子午圈与六时圈：P、P′天赤道与地平圈：E、W；天赤道与黄道：、黄赤交角（ε=23°26′）2.4第一赤道坐标系：时角，右旋坐标系，与天球周日运动（地球自转）相联系，天球周日运动方向向西，时角向西度量。

第二赤道坐标系：赤经，属左旋坐标系，与太阳周年运动相联系，太阳周年运动方向向东（地球向西），赤经向东度量。

2.5第二赤道坐标系（δ）、黄道坐标系（）均以为原点，所以有：（0°、0h）、（0°、0°）2.6在黄道坐标系中：P（90°-ε，90°）；在第二赤道坐标系中：K（90°-ε，18h）2.7西南方半空（地平坐标系）2.8当δs=hs，ts= As时，地处南、北两极（即地平坐标系与第一赤道坐标系完全重合在一起）2.9已知：S＝＝，t★=21h50m，故根据公式：S＝t★＋★有：★=-15h12m（8h48m）2.10t＝2h39m2.1190°-35°+ε=78°26′，90°-35°+ε=31°24′2.12（答案顺序）太阳黄纬（）、太阳黄经（）、太阳赤纬（δ）、太阳赤经（）春分（）：0°、0°、0°、0h；夏至（）：0°、90°、ε、6h秋分（）：0°、180°、0°、12h；冬至（）：0°、270°、-ε、18h2.13（答案顺序）高度（h）、方位（A）、赤纬（δ）、时角（t）、赤经（）天顶Z：90°、任意、31.5°、0h、9h5m；天底Z′：-90°、任意、-31.5°、12h、21h45m天北极P：31.5°、180°、90°、任意、任意；天南极P′：-31.5°0°、-90°、任意、任意东点E：0°、270°、0°、18h、5h45m；西点W：0°、90°、0°、6h、3h5m南点S：0°、0°、-58.5°、0h、9h5m；北点N：0°、80°、58.5°、12h、21h45m上点Q：58.5°、0°、0°、0h、9h45m；下点Q′：-58.5°、180°、0°、12h、12h第二章（地球的宇宙环境）参考答案3.1恒星--（如同太阳）发光：质量巨大/中心温度很高/热核反应/能量释放；光谱信息：表面温度、物理性质、化学成分、运动方向，确定恒星光度，比较视亮度，推知恒星距离等。

天球坐标系与地坏上的地理坐标系的说法一、天球坐标系与地理坐标系的概念大家好，今天我们来聊聊天球坐标系和地理坐标系这两个概念。

我们要明白什么是天球坐标系，什么是地理坐标系。

简单来说，天球坐标系就是以地球为一个巨大的球体，将整个宇宙划分成若干个区域，每个区域都有一个特定的名称。

而地理坐标系则是我们日常生活中常用的坐标系，它是一个二维的平面，用来表示地球上的位置。

二、天球坐标系的特点天球坐标系有很多特点，其中最显著的就是它的单位是角度。

在天球坐标系中，我们用经度、纬度和高度三个角度来表示一个点在宇宙中的位置。

这三个角度之间的关系是：经度和纬度共同构成一个平面，称为赤道面；高度则表示这个点离地球表面的距离。

三、地理坐标系的特点地理坐标系的特点主要是它的单位是距离。

在地理坐标系中，我们用经度、纬度和海拔高度三个参数来表示一个点在地球上的位置。

这三个参数之间的关系是：经度和纬度共同构成一个平面，称为子午线圈；海拔高度则表示这个点离海平面的距离。

四、天球坐标系与地理坐标系的关系虽然天球坐标系和地理坐标系有很大的不同，但它们之间还是有一定的联系的。

它们都是用来表示空间位置的；它们都有一定的数学基础，如三角函数、向量等；它们都可以用于导航、天文观测等领域。

五、天球坐标系与地理坐标系的应用现在我们来谈谈天球坐标系和地理坐标系在实际应用中的一些例子。

比如说，在导航系统中，我们需要将地球上的位置转换成天球坐标系或地理坐标系的形式，以便更准确地定位目标地点；又比如说，在天文观测中，我们需要将天球上的星体映射到地理坐标系上，以便更好地研究它们的运动轨迹。

六、总结天球坐标系和地理坐标系虽然有很大的不同，但它们都是用来表示空间位置的重要工具。

通过学习它们的特点和应用，我们可以更好地理解宇宙的本质和地球的结构。

希望大家能够喜欢今天的分享，谢谢大家！。

地球坐标是把地球视为理想球体，以其旋转轴两极的最短球面连线为经线，垂直于经线的是纬线形成的角度坐标系。

而宇宙中的星体位置远近不一，所以以地球为球心，将星体沿球径投影到某个假想球面上，来表示星体的角位置。

区别：天球坐标是天文用的，地球坐标是地理用的；天球坐标能描述星体相对于地球的角度位置，地球坐标只描述物体在地球表面的位置。

它们都是角坐标系，但是地球坐标是以地球表面为球面的，是有半径的；而天球坐标与半径无关，只要是某一球面即可。

天球坐标系
celestial coordinate system
为确定天球上某一点的位置，在天球上建立的球面坐标系。

有两个基本要素：①基本平面。

由天球上某一选定的大圆所确定。

大圆称为基圈，基圈的两个几何极之一作为球面坐标系的极。

②主点，又称原点。

由天球上某一选定的过坐标系极点的大圆与基圈的交点所确定。

天球上一点在此天球坐标系中的位置由两个球面坐标标定：①第一坐标或称经向坐标。

作过该点和坐标系极点的大圆，称副圈，从主点到副圈与基圈交点的弧长为经向坐标。

②第二坐标或称纬向坐标。

从基圈上起沿副圈到该点的大圆弧长为纬向坐标。

天球上任何一点的位置都可以由这两个坐标唯一地确定。

这样的球面坐标系是正交坐标系。

对于不同的基圈和主点，以及经向坐标所采用的不同量度方式，可以引出不同的天球坐标系，常用的有地平坐标系、赤道坐标系、黄道坐标系和银道坐标系等。

地球坐标系：固定在地球上与地球一起自转和公转的
坐标系
地球坐标系分类：参心坐标系、地心坐标系。

地球概论复习资料第一章地理坐标与天球坐标第一节地理坐标1．经线1O为111.1km2．地理上有一个约定俗成的规矩：在读取和书写地理坐标时，总是纬度在先，经度在后；数字在线符号在后。

3．经线等于经圈的一半，纬线等同于纬圈。

第二节天球坐标1．天体周日运动行经的路线叫周日圈。

天体愈接近天极，其周日愈小；离极愈远，周日愈大。

这里要先提请注意：天体的周日圈，就是它所在的那条赤纬圈。

2．天球上有三个基本大圈：地平圈、天赤道、黄道1）地平圈的两极是天顶（Z）和天底（Z’）2）天赤道的两极是天北极（P）和天南极（P’）3）黄道的两极是黄北极（K）和黄南极（K’）4）天赤道与地平圈的两个交点是东点和西点。

东西南北四点是地平圈的正点。

5）地平圈对于天赤道的二个远距点是南点和北点。

6）天赤道对于地平圈的两个远距点是上点（Q）和下点（Q’）。

7）天赤道与黄道的交点称二分点（春分点，秋分点）8）子午圈的两极是东点和西点。

9）卯酉圈的两极是北点和南点。

10）六时圈的两极是上点和下点。

11）子午圈与地平圈的交点是北点和南点。

12）子午圈与天赤道的交点是上点和下点。

13）子午圈与卯酉圈的交点是天顶和天底。

14）子午圈和六时圈的交点是天北极和天南极。

3．在天外俯视天北极，天球周日运动（向西）是顺时针方向旋转；而在地球上仰视天北极，则天球周日运动（向西）呈逆时针方向旋转。

4．地平坐标系与第一赤道坐标系的联系：仰极高度=天顶赤纬=当地纬度。

5．基圈和始圈上的点，其纬度或经度为零；极点的纬度为900，经度则为任意第二章地球的宇宙环境第三节恒星和星系1．恒星都是由炽热气体组成的、能够自身发光的球形或类似球形的天体。

2．距离太阳系最近的恒星是半人马座α（中文名南门二），其距离是4.22光年。

距离地球最近的是太阳。

3．标准距离（10秒差距）下的恒星亮度称绝对亮度，其星等叫绝对星等。

1秒差距（1PC）=3.26光年4．赫罗图的一项应用，是求主序星的距离。

第一章地理坐标与天球坐标第一节地理坐标101 经线和纬线§101—1地球上的经线和纬线大地是一个球体，称为地球。

作为太阳系九大行星成员之一，地球环绕中心天体太阳运动，同时绕轴自转。

地球的自转轴叫地轴。

地轴通过地心，它同地面相交的两个端点，是地球的两极，分别叫北极和南极。

为了地理定位的需要，人们设置地理坐标系。

我们知道，二直线相交于一点，点的位置可以用纵横两线相交来确定。

举例来说，人们凭入场券上的几排几座，就能在剧场里找到自己的座位。

根据这个道理，人们在地球上划分许多纵横交叉的线——经线和纬线。

按中文意思，纬线意即横线，经线则是竖线。

平面上的直线，到了球面上就成了弧线。

所以，纬线和经线都是地球上大大小小的圆。

在几何上，任何圆都代表一定的平面，因此，球面上的圆，都可以看作一定的平面同球面的截割线。

纬线与经线的差异，在于各自平面同地轴的关系：前者垂直于地轴，后者则通过地轴（图1—l）。

图1—l纬线和经线纬线平面垂直于地轴，经线平面都通过地轴。

一切垂直于地轴的平面同地面相割而成的圆，都是纬线。

所有纬线互相平行（它的西名par- lallel，意即平行线），大小不等。

其中，垂直于地轴，且通过地心的平面同地面相割而成的圆，是纬线中的唯一大圆，名叫赤道1[1]。

赤道分地球为南北两半球，是地理坐标系的横轴。

一切通过地轴（也必通过地心）的平面同地面相割而成的圆，都是经圈。

所有经圈都是大圆，因而有同样的大小。

它们都在南北两极相交，并被等分为二个半圆，这样的半圆叫经线。

其中，通过英国伦敦格林尼治天文台的那条经线，被公认为本初子午线②，即0°经线。

它是地理坐标系的纵轴。

经线和纬线处处相交。

每一条经线通过所有的纬线；每一条纬线也通过所有的经线，而且相互垂直。

地球上每一地点，都可以看成特定的经线和纬线的交点，从而确定它们的地理位置。

§101—2地球上的方向和距离地球上的方向，通常是指地平方向。

地球概论第一章地理坐标与天球坐标 经线和纬线一切垂直于地轴的平面同地面相割而成的圆，都是纬线其中垂直于地轴，且通过地心的平面同地面相割而成的圆,叫赤道 一切通过地轴的平面同地面相割而成的圆，都是经圈经圈在南北两极相交,并被等分为两个半圆,这样的半圆叫经线，经线也叫子午线 其中通过英国伦敦格林尼治天文台的那条经线，叫本初子午线，即0度经线经度和纬度本地法线同赤道面的交角，就是所在地的纬度。

赤道以北叫北纬（N ），赤道以南叫南纬（S ），南北纬各从0度到90度经度是一种两面角，本地子午线平面和本初子午线平面的夹角即为本地经度。

本初子午线以东叫东经（E ），以西叫西经（W ），东西经各从0度到180度 纬度的间隔大体相同,每1度约为111km ；经度的间隔随纬度的增大而减小地理坐标一地的纬度，表示该地相对于赤道的南北位置；一地的经度，表示该地的子午面相对于本初子午面的东西位置，二 者相结合，标志一个地点在地面上的特定位置，被叫做这个地点的地理坐标 地理坐标系第二节天球坐标天球：天球就是以地心为球心，以任意远为半径的一个假想的球体天文学用作表示天体视运动的辅助工具 天球周日运动：整个天球围绕我们旋转，这种视运动是地球自转的反映周日圈：天体周日运动行经的路线。

天体愈近天极，其周日圈愈小，离极愈远周日圈愈大太阳周年运动地平圈：通过地心，且垂直于当地铅垂线的平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。

把天球分为可见和不可见两部分。

地平圈的两极是天顶位）和天底（2，） 天赤道：地球赤道平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。

天赤道分天球为南北两半球，两极叫天北极（P ）和天南极（P’ ）黄道:地球公转的轨道平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆.就是太阳周年运动的视行路线 黄道的两极是黄北极（山和黄南极（K'）天赤道与地平圈的两个交点是东点（E ）和西点（W ）。

地平圈对于天赤道的两个远距点是南点（S ）和北点（N ） 天赤道对于地平圈的两个远距点，一个在地平之上，称为上点（Q ），一个在地平之下，称为下点（Q’ ）黄道与天赤道成23度26分的交角（黄赤交角），它们的两个交点称为二分点,对北半球来说，按太阳周年运动方向, 黄道对于天赤道的升交点为春分点（），降交点为秋分点（）；黄道上的两个远距点称为二至点，北至点为夏至点一切与地平圈平行的圆,是地平纬圈（），南至点为冬至点（）天赤道对于黄道两个远距点，地平坐标系通过天顶、天底且垂直于地平圈的一切大圆，是地平经称为无名点大北场 松 元啊破海或平经圈通过南点和北点的平经圈，叫做子午圈，以天顶、天底为界分为子圈（北半圈）和午圈（南半圈）通过东点和西点的平经圈，叫做卯酉圈，以天顶、天底为界，分为卯圈（东半圈）和酉圈（西半圈） 基圈是地平圈，原点是南点，始圈是午圈地平纬度称高度,是天体相对于地平圈的方向和角距离，高度的余角为天顶距 基圈是天赤道，原点是上点，始圈是午圈 纬度称赤纬，经度称时角第二赤道坐标系基圈是天赤道，原点是春分点，始圈是春分圈纬度是赤纬，经度称赤经.天体的中天时刻，要按其赤经的次序而定，且中天恒星的赤经，即为当时的恒星时基圈是黄道，原点是春分点，始圈是无名圈（通过二分点的黄经圈）第一赤道坐标系地平经度称方位,是天体所在的地平经圈相对于午圈的方向和角距r$1-1-天体的地平坐标：高度印方他国1一18第一示遍也杯囊的可圈系却t - 19大达的第一立史冬家：赤西刊部曲黄道坐标系H 1-21天体的第一亦遗生保善莫和赤控纬度称黄纬，经度称黄经1-22黄道理桁系的原属亲鸵地平坐标系与第一赤道坐标系图I-久地¥坐际捉胃室•赤整坐振第_着都胃右一选地标系,u府相同的始in「但由于基m犷问.人奉的商史不洞于赤牌।方比不归「可:用.二者之叵削1-25伽椽高度前天:血赤烤।榔等于目地结鸵.，它淖现了地平坐标聚阡第一赤道坐林皋狗关系第二赤道坐标系与黄道坐标系国I-加第二小退坐岳东与黄道里你京―哥都抬必转坐睡买豆仃帽⑶的面埠-包信于让结的不㈣.天仲的赤■拜右国「鼓探，大词的承能不同于曲蛤.第一赤道坐标系与第二赤道坐标系如I-21弟一旅遒坐林系号第二赤道碓标不二省新;汉A市首为基■，因何工忱有柘何的赤培，吧都早为南艇至死焉〔时用n ［点问既度•），后者为左旋坐才第.1赤虻亡也分.如间太度贵）.因而天体的时雨不同亍除轻工忏何时爆，天浑我时博，:,：；呵比弗之去，总第二章地球的宇宙环境恒星的空间速度，分成两个分量，视向速度和切向速度前者沿观测者视线的分量,后者是同视向速度相垂直的分量,表现为恒星在天球上的位移，叫做自行亮度：恒星的亮度指地球上的受光强度，即恒星的明暗程度光度：表示恒星本身的发光程度表示天体亮度等级的叫视星等，记作m ；表示天体光度等级的叫绝对星等，记作M。

地球概论课后习题答案第一章(地理坐标与天球坐标）参考答案1.1地理坐标：纬线和经线、纬度和经度、整圆与半圆……1.2地球上的方向（地平面）：南北极、南北半球、东西半球、东方西方2.1引出两个重要概念：天球周日运动、太阳周年运动2。

2天球坐标：天球大圆及其两极地平圈：Z、Z′；子午圈：E、W；天赤道：P、P′卯酉圈:S、N；黄道:K、K′；六时圈:Q、Q′2。

3天球坐标：天球大圆的交点：子午圈与地平圈：S、N;子午圈与天赤道：Q、Q′子午圈与卯酉圈:Z、Z′；子午圈与六时圈:P、P′天赤道与地平圈：E、W；天赤道与黄道：、黄赤交角（ε=23°26′）2。

4第一赤道坐标系:时角,右旋坐标系,与天球周日运动(地球自转）相联系, 天球周日运动方向向西,时角向西度量.第二赤道坐标系：赤经，属左旋坐标系，与太阳周年运动相联系，太阳周年运动方向向东（地球向西），赤经向东度量.2.5第二赤道坐标系（δ, )、黄道坐标系（，)均以为原点，所以有：（0°、0h）、（0°、0°)2.6在黄道坐标系中:P（90°-ε，90°）；在第二赤道坐标系中：K（90°—ε,18h）2.7西南方半空（地平坐标系）2。

8当δs=hs,ts= As时，地处南、北两极（即地平坐标系与第一赤道坐标系完全重合在一起）2.9已知:S＝t＝Q=6h38m，t★=21h50m，故根据公式：S＝t★＋★有：★=-15h12m（8h48m）2。

10t＝2h39m2.1190°—35°+ε=78°26′，90°—35°+ε=31°24′2。

12（答案顺序）太阳黄纬(）、太阳黄经()、太阳赤纬（δ）、太阳赤经(）春分(）：0°、0°、0°、0h；夏至（)：0°、90°、ε、6h秋分（）：0°、180°、0°、12h；冬至（）:0°、270°、—ε、18h2.13（答案顺序)高度（h）、方位（A）、赤纬（δ）、时角(t)、赤经(）天顶Z：90°、任意、31。

实验一地理坐标与天球坐标一、实验目的：1.掌握地球天球仪的结构；2.运用地球仪与天球仪读取坐标。

二、实验内容：1.地理坐标的建立与使用；2.天球坐标的建立与使用。

三、实验用品：1.地球仪；2.天球仪；3.转动星图。

四、实验过程：（一）地球仪的构造与用法：1.构造：球部：经纬网、赤道、本初子午线、地名。

支架：支撑球部使其自由转动以演示地球自转，转动轴与赤道有23º26'的交角。

2.用途与用法：用途：用于确定地球上点的位置、查找地物的名称及经纬度范围。

用法：查地物坐标或用坐标查地物。

（二）天球仪的构造与用法：1.构造：（如图1）图1（1）球部：星座名称、恒星、坐标（第一赤道坐标系、第二赤道坐标系）、银河系等。

天球是天球仪的主体，其中心轴线代表天轴。

天轴两端有轴承，装在子午线圈上，用以支持天球的旋转。

两个轴承即天北极P和天南极P′。

天球上距两天极相等距离的大圆为天赤道。

和天赤道正交的大圆（以两极为终端）是赤经圈，其间是1h（150），其赤经值注明在天赤道上。

与天赤道平行的是赤纬圈，间距一般是100。

和天赤道斜交约23.5°的大圆为黄道，其上注明黄经度数、日期和节气，表明不同日期太阳在周年视运动中的位置。

黄道的两个极，即黄北极和黄南极，他们分别与天北极和天南极的角距离大约23.5°。

黄道和天赤道相交的两点：春分点和秋分点，O h赤经线通过的点是春分点，12h赤经线通过的点是秋分点。

6h 赤经线与黄道的交点是夏至点，18h赤经线与黄道的交点是冬至点。

天球上绘有星座图形，肉眼可见的有星团和星云及银河等，银河的中心线是银道。

（2）圈：子午圈、地平圈。

子午圈是通过天极和所测地南点、北点及天顶的大圆。

子午圈与天赤道相垂直，自天赤道到两极0° ~90°的刻度，子午圈的最高点是天顶，与之对应的最低点是天底。

天顶和天底连线即所测点的铅垂线。

地平圈是过地心垂直于当地铅垂线的球面大圆，地平圈与子午圈相交于北点和南点，与天赤道相交与东点和西点。

地球概论课后习题答案第一章（地理坐标与天球坐标）参考答案1.1地理坐标：纬线和经线、纬度和经度、整圆与半圆……1.2地球上的方向（地平面）：南北极、南北半球、东西半球、东方西方2.1引出两个重要概念：天球周日运动、太阳周年运动2.2天球坐标：天球大圆及其两极地平圈：Z、Z′；子午圈：E、W；天赤道：P、P′卯酉圈：S、N；黄道：K、K′；六时圈：Q、Q′2.3天球坐标：天球大圆的交点：子午圈与地平圈：S、N；子午圈与天赤道：Q、Q′子午圈与卯酉圈：Z、Z′；子午圈与六时圈：P、P′天赤道与地平圈：E、W；天赤道与黄道：、黄赤交角（ε=23°26′）2.4第一赤道坐标系：时角，右旋坐标系，与天球周日运动（地球自转）相联系，天球周日运动方向向西，时角向西度量。

第二赤道坐标系：赤经，属左旋坐标系，与太阳周年运动相联系，太阳周年运动方向向东（地球向西），赤经向东度量。

2.5第二赤道坐标系（δ）、黄道坐标系（）均以为原点，所以有：（0°、0h）、（0°、0°）2.6在黄道坐标系中：P（90°-ε，90°）；在第二赤道坐标系中：K（90°-ε，18h）2.7西南方半空（地平坐标系）2.8当δs=hs，ts= As时，地处南、北两极（即地平坐标系与第一赤道坐标系完全重合在一起）2.9已知：S＝＝，t★=21h50m，故根据公式：S＝t★＋★有：★=-15h12m（8h48m）2.10t＝2h39m2.1190°-35°+ε=78°26′，90°-35°+ε=31°24′2.12（答案顺序）太阳黄纬（）、太阳黄经（）、太阳赤纬（δ）、太阳赤经（）春分（）：0°、0°、0°、0h；夏至（）：0°、90°、ε、6h秋分（）：0°、180°、0°、12h；冬至（）：0°、270°、-ε、18h2.13（答案顺序）高度（h）、方位（A）、赤纬（δ）、时角（t）、赤经（）天顶Z：90°、任意、31.5°、0h、9h5m；天底Z′：-90°、任意、-31.5°、12h、21h45m天北极P：31.5°、180°、90°、任意、任意；天南极P′：-31.5°0°、-90°、任意、任意东点E：0°、270°、0°、18h、5h45m；西点W：0°、90°、0°、6h、3h5m南点S：0°、0°、-58.5°、0h、9h5m；北点N：0°、80°、58.5°、12h、21h45m上点Q：58.5°、0°、0°、0h、9h45m；下点Q′：-58.5°、180°、0°、12h、12h第二章（地球的宇宙环境）参考答案3.1恒星--（如同太阳）发光：质量巨大/中心温度很高/热核反应/能量释放；光谱信息：表面温度、物理性质、化学成分、运动方向，确定恒星光度，比较视亮度，推知恒星距离等。