文档介绍：专题二天球与天球坐标系
一、球面三角基础知识
1、球面上的圆(大圆、小圆)
定理:任何平面和球面的交线都是正圆。
定义:通过球心的平面与球面的交线,是直径最大的圆,叫做大圆。
不通过球心的平面与球面的交线,叫小圆。
球面上两点的距离:
角距离:简称“角距”,两点与球心连线的夹角θ。
线距离:角距所对应的大圆弧的长度L。
3、圆的极
与圆所在平面相垂的直线与球面相交的两个点。
大圆的极点:通过球心与大圆所在平面相垂的直线与球面的两个交点。
地球与天球
地球上的基本点和圈
1、地轴、地极(南极、北极)、纬线和赤道、经线和本初子午线
2、地理坐标
(1)纬度(φ):地球上某点与地心的连线与赤道的夹角。
(2)经度(λ):地球上某点的经度指该点子午线(即经线)和本初子午线在赤道上所截取的弧段所对应的圆心角,或该点所在的子午面与本初子午面的夹角。
天球
1、概念:以任意点为球心,任意长为半径,为研究天体的位置和运动而引进的一个与人们直观感觉相符的假想圆球。当以地心为球心时,叫地心天球。(即以观测者为地球中心,忽略地球半径)
2、特点:
(1)与直观感觉相符的科学抽象
(2)天体在天球上的位置只反映天体视方向的投影
(3)天球上任意两天体的距离用其角距表示
(4)地面上两平行方向指向天球同一点
(5)任意点为球心
3、天球上的基本点和圈
(1)天轴、天极(P、P’)和天赤道(Q、Q’)
天轴——通过天球球心O做直线POP’,与地轴重合。
天极——天轴与天球的交点。地球北极上空,北天极P;反之,南天极P’。
天赤道——地球赤道在天球上的投影。
天顶(Z)天底(Z’)和真地平
天顶、天底——通过O做直线ZOZ’和观测者的铅垂线(指向地球球心)平行,与天球相交于两点。在观测者头顶的叫天顶,反之为天底。
真地平——过O做与直线ZOZ’垂直的平面,叫地平面。地平面与天球相交的大圆叫地平圈,也叫真地平。
天子午圈、四方点、和卯酉圈
天子午圈——连接天球两极和天顶、天底的大圆。(观测者位置确定,此圈只有一个。)
四方点——南点、北点、东点、西点
南点、北点——天子午圈与地平圈的两点,靠近北天极的是北点N,靠近南天极为南点S;东点、西点——过观测者面向北点,其右方距南北点各90°的点为东点E,反之为西点W。
卯酉圈——通过天顶、天底、东点、西点四点的大圆。
黄道和黄极
黄道——地球公转轨道面与天球的交线。
黄极——黄道的两极,靠近北天极的为黄北极K,反之黄南极K’。
二分点和二至点
二分点——黄道与天赤道的交点,春分点(太阳沿黄道做周年视运动时,由天赤道以南穿经天赤道时,与天赤道的交点)、秋分点(与春分点相反)。
二至点——与春分点相距90°,天赤道以北的点是夏至点;反之,冬至点。
天球坐标系
地平坐标系
①地平圈相当于地球上的赤道;
②地平经圈相当于经线;
③高度h(地平纬度)为天体相对地平圈的方向与角距离,由地平经圈向上0
°~ +90°,向下0°~ —90°;
④方位A(地平经度)为天体所在地平经圈相对南点S所在午圈的方向与角距离,向西为正0°~+180°,向东为负,
0°~ —180°。午圈为始圈,相当于地球上的本初子午线。
用途