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天文学基础知识目录一、基本概念 (3)1.1 天文学定义 (4)1.2 天文学研究范围 (4)二、天文观测 (6)2.1 地面观测 (7)2.1.1 光学望远镜 (8)2.1.2 射电望远镜 (10)2.1.3 激光干涉测量 (11)2.2 空间观测 (12)2.2.1 人造卫星观测 (13)2.2.2 天文探测器 (14)三、天体物理学 (15)3.1 天体的物理状态 (16)3.3 天体的能量转换与辐射 (19)四、恒星与星座 (20)4.1 恒星的分类与命名 (21)4.2 星座与星图 (22)4.3 恒星的生命周期与死亡 (23)五、行星系统与太阳系 (24)5.1 行星的定义与分类 (25)5.2 太阳系的构成与运动 (26)5.3 太阳系的起源与演化 (27)六、宇宙结构与大尺度分布 (28)6.1 宇宙的大尺度结构 (30)6.2 星系团与星系际物质 (31)6.3 宇宙的膨胀与演化 (33)七、天文学分支学科 (34)7.2 天体力学 (36)7.3 天体物理学 (38)7.4 天文统计学 (40)7.5 天文技术与方法 (41)八、天文观测技术与设备 (43)8.1 光学观测技术 (45)8.2 射电观测技术 (46)8.3 激光干涉测量技术 (47)8.4 天文仪器与设备 (49)九、天文研究与未来展望 (50)9.1 当前天文研究的热点问题 (51)9.2 天文学的未来发展趋势 (53)9.3 天文与其他学科的交叉领域 (54)一、基本概念宇宙：宇宙是所有存在的事物和空间的整体，包括地球和人类在内的所有事物都存在于宇宙之中。
星座：星座是由一组恒星在天空中的特定位置形成的图案。
通常使用想象线条将它们连接起来以形成特定的形状或图案。
恒星日：恒星日是描述地球自转一周的时间，也就是我们常说的一天。
在这个时间里，恒星在天空中相对于地球的位置是不变的。
太阳系：太阳系是以太阳为中心的行星、卫星、小行星、流星体等天体的集合体。
天文观测的基础知识为了进行天文观测，就要学会认识星空，识别天体；因此，有关天体的坐标，天体的运动，天文观测所用的时间系统，星座与星图，以及星星的星等、颜色、光谱型等多方面的基础知识，都是我们开展天文观测活动时，必须首先了解的。
1．天球和天球坐标系进行天文观测首先要从找星、认星开始。
在茫茫的星空中，怎样去寻找我们想要观测的天体呢？这就必须知道天体在空中的“住址”，即它在天空的坐标。
这样的坐标是怎样建立起来的呢？这就要从天球说起。
（1）天球当我们仰望天空观察天体时，无论是太阳、月亮还是恒星、行星，它们好像都镶嵌在同一个半球的内壁上，而我们自己无论在地球上什么位置，都好像是处于这个半球的中心。
这是由于天体离我们太远了，我们在地球上无法觉察不同天体与我们之间距离的差异。
因此，为了研究天体的位置和运动，可以引入一个假想的以观测者为球心，以任意长为半径的球，称作天球。
由于地球在浩瀚的宇宙中可以看作是一个质点，地心也可以当作地球的中心，因此可以假想一个地心天球，它是以地心为中心、无穷远为半径的球。
有了天球，我们认识天体就方便了，因为不论天体离我们多么遥远，我们都可以把它们投影到天球上，并用它们在天球上的视位置来表示它们。
在天球上，两颗星之间的距离如同在球面上两点间的距离一样，用角度来表示，称为角距。
显然，角距与两颗星的真实距离是两回事：角距很小的两颗星实际距离可能十分遥远。
星体的大小一般用视角直径（简称角直径），即从地球上看去它所张的角来表示。
同样，视角直径也不是天体的真实大小。
例如，月亮和太阳的视角直径大约都是1/2度，但月亮的大小与太阳相比简直可以忽略不计，只是由于月亮离地球很近才看起来很大。
（2）天球坐标系为了描述天体在天球上的视位置，就要在天球上建立起坐标系，称天球坐标系，就像我们为了描述地球上某一点的位置需要建立地球坐标系（如用地理纬度和地理经度表示）一样。
事实上，天球坐标系与地球坐标系的模式很相似。
天文导航系统一、天文导航的定义与分类天文导航系统是利用对自然天体的测量来确定自身位置和航向的导航技术。
由于天体位置是已知的，测量天体相对于导航用户参考基准面的高度角和方位角就可计算出用户的位置和航向。
天文导航系统不需要其他地面设备的支持，所以是自主式导航系统。
不受人工或自然形成的电磁场的干扰，不向外辐射电磁波，隐蔽性好，定位、定向的精度比较高，定位误差与定位时刻无关，因而得到广泛应用。
航空和航天的天文导航都是在航海天文导航基础上发展起来的。
航空天文导航跟踪的天体主要是亮度较强的恒星。
航天中则要用到亮度较弱的恒星或其他天体。
以天体作为参考点，可确定飞行器在空中的真航向。
使星体跟踪器中的望远镜自动对准天体方向可以测出飞行器前进方向（纵轴）与天体方向（即望远镜轴线方向）之间的夹角（称为航向角）。
由于天体在任一瞬间相对于南北子午线之间的夹角（即天体方位角）是已知的。
这样，从天体方位角中减去航向角就得到飞行器的真航向。
通过测量天体相对于飞行器参考面的高度就可以判定飞行器的位置。
天文导航系统的分类：按星体的峰值光谱和光谱范围分，天文导航可分为星光导航和射电天文导航。
观测天体的可见光进行导航的叫星光导航，而接收天体辐射的射电信号(不可见光)进行导航的叫射电天文导航。
前者可解决高精度昼夜全球自动化导航定位，后者可克服阴雨等不良天气影响，通过探测射电信号进行全天候天文导航与定位。
根据跟踪的星体数，天文导航分为单星、双星和三星导航。
单星导航由于航向基准误差大而定位精度低，双星导航定位精度高，在选择星对时，两颗星体的方位角差越接近90°，定位精度越高。
三星导航常利用第三颗星的测量来检查前两次测量的可靠性，在航天中，则用来确定航天器在三维空间中的位置。
二、天文导航的优点天文导航建立在天体惯性系框架基础之上，具有直接、自然、可靠、精确等优点，拥有无线电导航无法比拟的独特优越性。
（1 ）自主性强，无误差积累。
天文导航以天体作为导航基准，被动地接收天体自身辐射信号，进而获取导航信息，是一种完全自主的导航方式，而且其定位误差和航向误差不随时间的增加而积累，也不会因航行距离的增大而增大。
