第二章天球与天球坐标系

第一章绪论1.简述天文学的研究对象，研究方法和特点？答：天文学的研究对象是天体，其研究的基本方法是对天体的观测，包括目视观测和仪器观测。

它的研究特点是：（1）大部分情况下人类不能主动去实验，只能被动观测。

（2）强调对天体进行全局、整体图景的综合研究。

表现观测上是全波段、全天候。

在理论上依赖模型和假设。

（3）需用计算机把观测所获得的大量原始资料进行整理。

使天文学研究发生重大变化的另一个技术进步是快速互联网技术，这使得异地天文数据的交换和处理成为可能，使得观测数据具有巨大的科学产出的潜在意义。

目前，虚拟天文台的提出和建设对天文研究意义深远。

（4）具有大科学的特征，需要大量投资。

（5）以哲学为指导。

2.研究天文学的意义有哪些？答：天文学与人类关系密切，天文学对于人类生存和社会进步具有积极重要的意义，突出表现在以下几个方面：（1）时间服务：准确的时间不单是人类日常生活不可缺少的，而且对许多生产和科研部门更为重要。

最早的天文学就是农业和牧业民族为了确定较准确的季节而诞生和发展起来的。

现代的一些生产和科研工作更离不开精确的时间。

例如，某些生产、科学研究、国防建设和宇航部门，对时间精度要求精确到千分之一秒，甚至百万分之一秒，否则就会失之毫厘，差之千里。

而准确的时间是靠对天体的观测获得并验证的。

（2）导航服务：对地球形状大小的认识是靠天文学知识取得的。

确定地球上的位置离不开地理坐标，测定地理经度和纬度，无论是经典方法还是现代技术，都属于天文学的工作内容。

（3）人造天体的成功发射及应用：目前，人类已向宇宙发射了数以千计的人造天体，其中包括人造地球卫星、人造行星、星际探测器和太空实验站等。

它们已经广泛应用于国民经济、文化教育、科学研究和国防军事。

仅就人造地球卫星而言，有通讯卫星、气象卫星、测地卫星、资源卫星、导航卫星等，根据不同需要又有地球同步卫星、太阳同步卫星等。

所有人造天体都需要精确地设计和确定它们的轨道、轨道对赤道面的倾角、偏心率等。

西北师大附中天文台学习资料届班姓名---------------------------------------------------------------------------------第2讲天球及其天球坐标系一、天球1、概念以观测者为中心，以任意长为半径的假想的球，称为天球。

2、天体在天球上的投影3、天球的周日视运动4、天球上的基本圈和基本点二、天球坐标系1、地平坐标系：基圈：地平圈原点：南点经度称方位（A）纬度称高度（h）2、时角坐标系：基圈：天赤道原点：上点Q经度称时角（t）纬度称赤纬（δ）3、赤经赤纬坐标系：基圈：天赤道原点：春分点经度称赤经纬度称赤纬4、黄道坐标系：基圈：黄道原点：春分点经度称黄经纬度称黄纬座标法座标法就是用望远镜的赤经度盘和赤纬度盘（用游标）对准天体的座标值，就可以在镜中看到该天体，如果不在视场中心，可用微调来调整。

星星在天球上的位置，通常是用赤道座标来标明它的位置的。

这可以在许多书刊或当年的“天文年历”上找到。

有了星体的座标，还不能用望远镜上的赤经赤纬刻度盘来确定它的位置，因为望远镜的赤经度盘是按时角座标系来分划的。

时角刻度是由南点顺时针方向由0"到24"（或0º—360º）来刻划的。

也有的产品，时角刻度是从南点分别向二个方向，各刻划0"±12"（或0º—±180º），并规定向西为正、向东为负。

在上中天时，天体的时角是0"（0º），在下中天时为12"（或180º），时间和角度的关系是1h=15º，1m=15´，1s=15"（h，m和s分别表示时间上的时、分和秒）。

在时角座标中，天体的赤经（δ）是固定的，它不随观测的时间和地点而改变。

而天体的时角，即每时每刻在变化。

对于同一地区（或同一经度）的观测者而言，一个天体的时角随时间而同步增大。

地球概论(复习资料)第 2 页共 22 页第 3 页共 22 页理解：南北方向是有限方向；东西方向是无限方向。

理论上“亦东亦西”，实际上“非东非西”。

地球自转自西向东，北半球逆时针，南半球顺时针。

地理坐标系第二节天球和天球坐标概念：天穹：人们所能直接观测到的地平之上的半个球形的天空。

天球：天球就是一地心为球心，以任意远为半径的一个假象球体。

地平圈：地平圈是通过地心，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。

天赤道：天赤道是地球赤道平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。

黄道：黄道是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。

白道：月球轨道在天球中的投影。

天顶、天底（Z、Z’）：地平圈的两极是天第 4 页共 22 页顶和天底。

天南极、天北极（P、P’）：天赤道的两极是天北极和天南极。

黄北极、黄南极（K、K’）：黄道的两极是黄北极和黄南极。

子午圈：通过南点和北点的平经圈卯酉圈：通过东点和西点的平经圈天球大圆的两极：地平圈——天顶（Z）、天底（Z’）子午圈——东点、西点天赤道——天北极（P）、天南极（P’）卯酉圈——南点、北点黄道——黄北极（K）、黄南极（K’）六时圈——上点（Q）、下点（Q’）天球大圆的交点：子午圈和地平圈——南点、北点子午圈和天赤道——上点、下点第 5 页共 22 页子午圈和卯酉圈——天顶、天底子午圈和六时圈——天北极、天南极天赤道和地平圈——东点、西点天赤道和黄道——春分、秋分记忆：天球坐标对照表计算：北极高度=地理纬度=天顶赤纬恒星时=赤经+时角地平坐标：E、S、W、N四点高度均为0，方位分别为270°、0°、90°、180°。

上点Q、下点Q’方位0°、180°第一赤道坐标系：E、S、W、N时角18、0、6、12，上点、下点、天顶、天底时角0、12、0、12。

关键在于记住各坐标系中经度、纬度的计第 6 页共 22 页量方法及各坐标系的联系。

第二章天球与天球坐标1.解释下列名词。

天体天体系统天球地心天球日心天球地轴天轴黄轴银轴赤道天赤道黄道银道地极天极黄极银极地平圈天顶天底东点西点南点北点上点下点春分点秋分点夏至点冬至点子午圈卯酉圈春分圈时圈六时圈经度方位时角赤经黄经银经纬度高度赤纬黄纬银纬天体：宇宙间名种星体的总称或宇宙中所有物质的总称。

包括恒星、行星、卫星、彗星体、陨星、小行星、星团、星系、星际物质、暗物质等。

（天体可为自然天体和人造天体，天体也分为可视天体和不可视天体（暗物质）) 。

天体系统：在引力作用下，邻近的天体会集结在一起，组成互有联系的系统，就是天体系统。

天球：以任意长为半径的一个假想的球体，若以观测者为中心，称为观测者天球。

它是天文学用作表示天体视位置和视运动的辅助工具。

地心天球：以地心为中心的天球。

日心天球：以日心为中心的天球。

地轴：地球在自转过程中，若不考虑公转因素，从地表到地内假设就有一连串不动的点，连接这些不动的点所构成的线就是地轴。

地球就是绕着假想的地轴自转的。

天轴：地轴任意或无限延伸就成天轴。

黄轴：与黄道垂直，连接北黄极与南黄极的连线就是黄轴。

银轴：与银道垂直，连接北银极与南银极的连线就是银轴。

赤道：既垂直于地轴，又通过球心的平面与地表相割面成的圆，称为赤道，它是地球上最大的圆。

天赤道：与北天极和南天极距离相等，且垂直于天轴的大圆，称为天赤道。

或指地球赤道平面任意扩展与天球相割而成的圆，称天赤道。

黄道：黄道面与天球相交的大圆称为黄道。

或：地球公转的轨道无限扩大与天球相交而成的圆。

银道：指银河系平面无限扩大与天球相交而成的圆。

天文界规定银道面与天赤道交角为63度26分。

为银道坐标系的基圈。

地极：地轴与地表相交的点就是地极。

有南、北两极天极：天轴与天球相交的点就是天极。

有南天、北天两极。

黄极：通过天球中心作一垂直于黄道面的直线，使该线与天球相交于两点。

其中靠近北天极P的称为北黄极K，靠近南天极P′的另一点称为南黄极K′。