天球坐标

天球坐标系天球坐标系是天文学中一种重要的坐标系统，用于描述和定位天空中的天体位置。

在天球坐标系中，天球被假定为一个理想的巨大球面，天体的位置则通过球面上的坐标来表示。

这种坐标系在天文导航、天体定位和天文观测等方面有着广泛的应用。

天球和天球坐标系天球是一种天文学上用于描述天体位置的虚拟球面。

在天球坐标系中，天球被假设为一个无限大的球面，其中心位于地球的中心，球面上的任意点表示天空中的一个天体位置。

大多数天文学中的坐标系，如赤道坐标系、黄道坐标系和赤道坐标系，都是建立在天球上的。

天球坐标系的基本要素天球坐标系包括赤道坐标系、黄道坐标系和赤道坐标系等多种形式。

下面将介绍其中比较常见的赤道坐标系和黄道坐标系。

赤道坐标系赤道坐标系是以地球赤道为参考平面构建的坐标系，其基本要素包括赤经和赤纬。

赤经（Right Ascension）是从春分点开始沿赤道向东测量的角度，常用小时、分钟、秒（h、m、s）表示；赤纬（Declination）是从赤道向天顶测量的角度，用度数表示。

赤道坐标系适用于观测恒星、星系等远离太阳系的天体。

黄道坐标系黄道坐标系是以地球轨道平面为参考构建的坐标系，其基本要素包括黄经和黄纬。

黄经（Ecliptic Longitude）是从春分点开始沿黄道向东测量的角度，用度数表示；黄纬（Ecliptic Latitude）是从黄道向地平面测量的角度，也用度数表示。

黄道坐标系适用于观测太阳系内行星、彗星等天体。

天球坐标系的转换在天文观测和定位中，有时需要将天球坐标系转换为其他坐标系，例如地平坐标系、赤道坐标系等。

这种转换可以通过数学方法实现，通常需要考虑地球的自转、岁差、章动等因素。

天球坐标系的应用天球坐标系在天文学中有着广泛的应用，例如天体定位、天文导航、天文观测等方面。

通过天球坐标系，观测者可以准确地定位和描述天空中的天体位置，帮助天文学家研究宇宙结构、天体运动等现象。

结语天球坐标系是天文学中重要的坐标系统，用于描述天体在天球上的位置。

第二节天球坐标第二节天球坐标天球是人们为研究问题方便而假想的球体，虽然它不是真实存在着的球体，但是天空给予人们的布满天体的球体印象却是非常直观的。

像地表上有圆和点一样，天球上也有圆和点，而且天球上的圆也有大圆和小圆之分。

大圆是以球心为圆心的圆，也就是过球心的平面无限扩展与天球相割而成的圆；小圆则不是以球心为圆心的圆，所有小圆所在的平面，都不通过球心（如图2－10）。

任何一个大圆都有两个极点，极点到大圆上任何一点的角距离都是相等的，都是90°。

当然两个相对应的极点连线与其大圆是垂直的。

天球上也有方向，天球上的方向，是以地球自转为基础，是地球上的方向的延伸。

例如，和地球上经线相对应的南北方向，和地球上纬线相对应的东西方向。

在天球上，也有距离。

但是，只有角距离，而没有直线距离。

例如，织女星和牛郎星，相距为光年，但是在天球上，只能看到它们之间相距约35°。

所以，天球上的距离，实际上是天体之间方向上的夹角，而不是其真实的直线距离。

有了地理坐标系，便可以确定地面上任一地点的位置。

为了确定和研究天体在天球上的位置和运动规律，人们规定了天球坐标系。

根据不同的用途，有不同的天球坐标系。

经常采用的天球坐标系有：地平坐标系、时角坐标系、赤道坐标系和黄道坐标系。

不同的坐标系，具有各不相同的组成要素。

各种坐标系都是在各自的基本圈和基本点的基础上建立起来的。

因此，基本圈和基本点的确定，是建立天球坐标系最重要的内容，它决定着各种坐标系最本质的特征和不同的用途。

一、地平坐标系地平坐标系是一种最直观的天球坐标系，和我们日常的天文观测关系最为密切。

例如，在晴朗的傍晚，观测者经常可以看到人造卫星在群星间的运行，和大量的流星现象，它们的运行速度都很快，用什么方法能够快速、简便地记录下卫星或流星的位置呢最简便的方法就是记下某瞬间该卫星或流星的地平经度（方位）和地平纬度（高度），这就是我们所要讨论的地平坐标系。

1.基本圈和基本点地平坐标系中的基本圈是地平圈，基本点是天顶和天底。

天球坐标一、天球坐标1．航用天体navigational celestial body日、月、星辰以及宇宙中其它聚集的自然物质统称为天体celestial body。

航用天体：用于航海定位的,太阳、月亮、四大行星和159颗恒星。

（1）太阳系太阳和环绕它运行的所有天体所构成的庞大系统称为太阳系(solar system)。

①太阳the Sun⑵行星Planets九大行星，按照与太阳距离由近到远的顺序排列，依次为水星(Mercury)、金星(Venus)、地球(Earth)、火星(Mars)、木星(Jupiter)、土星(Saturn)、天王星(Uranus)、海王星(Neptune)、冥王星(Pluto)。

四大航用行星：金星最亮，光色辉青；其次是木星，银白色；火星第三，略呈红色；土星较暗，呈橙黄色。

③月球月球是离地球最近的天体，亮度仅次于太阳，是太阳系中仅能用于航海定位的天然卫星。

（2）恒星Star恒星有自行(proper motion)现象。

2．天球上的基本点、线、圈（1）天球celestial sphere天球：以地心为球心，以无限长为半径所作的球面。

天体视位置：延长地心与天体中心的连线交于天球球面上的一点。

（2）天球基本点、线、圈①天轴和天极celestial axis & celestial poles天极：地轴两端无限延长到天球上，与天球相交两点，对应于地北极的一点称天北极P N，对应于地南极的一点称天南极P S，连接P N与P S的直线称天轴。

②天赤道celestial equator天赤道：地球赤道平面无限的扩展到天球上，与天球相交成的大圆称。

天赤道把天球等分成北天半球和南天半球。

天赤道上任意一点到天两极的球面距离为90︒。

③测者天顶observer's zenith、天底nadir和真地平celestial horizon测者铅垂线(plumb line)无限伸长到天球上，相交于天球两点，一点是测者天顶；一点是测者天底。

（完整版）天球坐标的讲解第二节天球坐标一、地平坐标系二、时角坐标系三、赤道坐标系四、黄道坐标系观测与实习〔四〕辨认北极星，用简易方法测定地理纬度第二节天球坐标天球是人们为研究问题方便而假想的球体，虽然它不是真实存在着的球体，但是天空给予人们的布满天体的球体印象却是非常直观的。

像地表上有圆和点一样，天球上也有圆和点，而且天球上的圆也有大圆和小圆之分。

大圆是以球心为圆心的圆，也就是过球心的平面无限扩展与天球相割而成的圆；小圆则不是以球心为圆心的圆，所有小圆所在的平面，都不通过球心（如图2－10）。

任何一个大圆都有两个极点，极点到大圆上任何一点的角距离都是相等的，都是90°。

当然两个相对应的极点连线与其大圆是垂直的。

天球上也有方向，天球上的方向，是以地球自转为基础，是地球上的方向的延伸。

例如，和地球上经线相对应的南北方向，和地球上纬线相对应的东西方向。

在天球上，也有距离。

但是，只有角距离，而没有直线距离。

例如，织女星和牛郎星，相距为16.4光年，但是在天球上，只能看到它们之间相距约35°。

所以，天球上的距离，实际上是天体之间方向上的夹角，而不是其真实的直线距离。

有了地理坐标系，便可以确定地面上任一地点的位置。

为了确定和研究天体在天球上的位置和运动规律，人们规定了天球坐标系。

根据不同的用途，有不同的天球坐标系。

经常采用的天球坐标系有：地平坐标系、时角坐标系、赤道坐标系和黄道坐标系。

不同的坐标系，具有各不相同的组成要素。

各种坐标系都是在各自的基本圈和基本点的基础上建立起来的。

因此，基本圈和基本点的确定，是建立天球坐标系最重要的内容，它决定着各种坐标系最本质的特征和不同的用途。

一、地平坐标系地平坐标系是一种最直观的天球坐标系，和我们日常的天文观测关系最为密切。

例如，在晴朗的傍晚，观测者经常可以看到人造卫星在群星间的运行，和大量的流星现象，它们的运行速度都很快，用什么方法能够快速、简便地记录下卫星或流星的位置呢？最简便的方法就是记下某瞬间该卫星或流星的地平经度（方位）和地平纬度（高度），这就是我们所要讨论的地平坐标系。