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第三讲天球与天球站标系_数学_小学教诲_教诲专

文章来源:本站原创 发布时间:2019-11-08 点击数:

  第三讲 天球取天球坐标系 球面天文学 ? 丈量学的一个分支 ? 使用球面三角学和矩阵运算等数学方式, 研究投影正在天球上的及其因大气 折射和地球活动等惹起的变化 ? 球面天文学是研究天测、天力、恒星天文 学和星系动力学等分支学科必需的根本理 论 球面三角根本学问 一、球面上的圆 (大圆、小圆) : ? 任何平面和球面的交线都是正圆。 定义: ? 通过球心的平面取球面的交线,曲直径最大 的圆,叫做大圆。 ? 欠亨过球心的平面取球面的交线,叫小圆。 小圆 大圆 ? 球面上两点的距离 ? 圆的极 大圆的顶点: 通过球心取大圆所正在平面相 垂的曲线取球面的两个交点。 天球 以肆意点为球心,肆意长为半径,为 研究的和活动而引进的一个 取人们曲不雅感受相符的设想圆球。 特点: 1、取曲不雅感受相符的科学笼统 2、正在天球上的只反映视标的目的的投影 3、天球上肆意两的距离用其角距暗示 4、地面上两平行标的目的指向天球统一点 5、肆意点为球心 6、不雅测者“由内向外”看 地舆坐标 ? 经度 纬度 ? 赤道圈 本初子午圈 §1、2 天球上的根基点圈 1、天极(p、p,)和天赤道(Q、Q, ) 2、天顶(Z)天底(Z,)和线、皇帝午圈、四方点、和卯酉圈 4、黄道和黄极 5、二分点和二至点 6、天极正在天球上的 h北=φ 1、天极和天赤道: 天极:P 过天球核心做 一取地球自转轴平行 的曲线(天轴),它 取天球订交的两点为 天极。 天赤道:过天球核心做 一取天轴垂曲的平面, 它取天球订交的大圆 为天赤道。 2、天顶、天底和实地平: 天顶:Z 过天球核心做一 曲线取不雅测点的铅垂线 平行,交天球于两点, 位于不雅测者头顶的一点 称天顶。 天底:Z’ 取天顶相对的另 一交点为天底。 实地平:过天球核心做一 取铅垂线垂曲的平面, 取天球订交的大圆为线、皇帝午圈、四方点、卯酉圈 皇帝午圈:过天极和天 顶的大圆。 四方点:皇帝午圈取实 地平订交的两点为南 北点,(接近北天极 的为北点)天赤道取 实地平订交的两点为 工具点。 卯酉圈:过天顶和工具 点所做的大圆。 4、博华娱乐场网址,黄道取黄极 黄道:过天球核心做一 取地球公转轨道平面 平行的平面为黄道面, 取天球订交的大圆为 黄道。 黄极:黄道所对应的两 个顶点。 黄赤交角:黄道取赤道 的交角。ε=230.5 5、二分点、二至点 二分点: 黄道取天赤道的两个 交点。 春分点;秋分点 二至点: 黄道上取二分点相距 900的另两个点。 夏至点;冬至点 本地的地舆纬度 等于北极星的高度 天球坐标 一、地平坐标系 根基点:天顶 天底 根基圈:实地平 原点:南点 北点 地平高度 h: 由实地平沿过的地平经 圈向天顶、天底量度 (00 — ±900) (天顶距 Z): Z=900-h 方位角 A: 由南点或北点沿实地平顺时 针怀抱到过的地平经 圈 (00 –3600) 二、时角坐标系 赤道坐标系的一种 根基点:天极 根基圈:天赤道 原点:子午圈取天赤道 南边的交点。 赤纬 δ:由天赤道沿过天 体的赤经圈向两极标的目的 怀抱 (00 -±900) 时角 t:由原点沿天赤道 顺时针量至所正在赤 经圈 (0h – 24h) 三、赤道坐标系 原点:春分点 赤纬 δ:同上 赤经 α:由春分点沿 天赤道逆时针标的目的量 至所正在赤经圈 (0h –24h) 四、黄道坐标 根基点:黄极 根基圈:黄道 原点:春分点 黄纬β:由黄道沿过天 体的黄经圈向两边度 量 (00 — ±900) 黄经λ:由春分点沿黄 道逆时针量至所 正在黄经圈取黄道的交 点(00 – 3600) 赤 道 坐 标 取 黄 道 坐 标 五、银道坐标 根基点:l 银极 根基圈:b 银道面 原点:银道取赤道的北交点(1958年前) 核心标的目的(现正在) 银纬 :由银道向北(南)怀抱(00 - ±900) 银经 :由核心逆时针量至所正在银经圈 取银道的交点 00 – 3600) 根基点 根基圈 原点 纬圈 地平坐标系 天顶、天底 实地平 北点 地平高度h, 自实地平向天 顶怀抱为正 (0° — ±90°) 时角坐标系 天极 天赤道 子午圈取天赤道 南边的交点 赤纬 δ:由天赤 道沿过的赤 经圈向两极标的目的 怀抱 (0° ±90°) 赤道坐标系 天极 天赤道 春分点 黄道坐标系 黄极 黄道 春分点 同“时角坐标系” 黄纬β:由黄 道沿过的 黄经圈向两边 怀抱 (0° — ±90°) 银道坐标系 银极 银道面 核心方 向 银纬l:由银 道向北(南) 怀抱(0° ±90°) 经圈 方位角A,自 时角 t:由原点 赤经 α:由春分 黄经λ:由春 银经b:由银 北向东怀抱 沿天赤道顺时针 点沿天赤道逆时 分点沿黄道逆 河系核心逆时 (0° – 360°) 量至所正在赤 针标的目的量至 时针怀抱 针怀抱(0° 经圈 (0h – 所正在赤经圈(0h (0° – 360°) – 360°) 24h) –24h) 使用 天文帆海、天 不雅测恒星、星云、星团等遥远 不雅测太阳以及 对的不雅 文航空、人制 常常采用赤道坐标系,被普遍使用 太阳系内运转 测,则要采用 地球卫星不雅测 于丈量和物理学中 正在黄道面附近 银道坐标系 及大地丈量等 的 天球坐标系的变换 由球面三角的根基学问,我们能够证明天文 坐标系之间的换算 一、地平坐标取时角坐标的换算: 设的地平坐标 为(A、z),时角坐标为 (t,δ ),不雅测地址的地舆 纬度为φ 。对以北天极P、 X和天顶Z为极点的 球面三角形,如图所示, 由球面三角根基公式, 可得出如下换算式。 (1)已知方 位角A和天顶距z, 操纵球面三角公式 求的赤经α和 赤纬δ sinδ= sinφ cosz - cosφ sinz cosA cosδ sint = sinz sinA cosδ cost = sinφ sinz cosA + cosz cosφ 已知处所区时(如时)能够计较出处所恒星时,由地 方恒星时S 取 时角t 的关系式, α = S - t,可求出的时 角t 。 (2)已知的赤 经α和赤纬δ,求 的方位角A和天顶距 z(或地平高度) 操纵如下球面三角公式即可 cosz = sinφ sinδ + cosφ cosδ cost sinz sinA = cosδ sint sinz cosA = - sinδ cosφ + cosδ sinφ cost 二、赤道坐标取黄道坐标的 换算公式 设的黄纬为β,黄经为λ; 的赤经为α,赤纬为δ;黄道 取赤道的夹角为ε则黄道坐标取 赤道坐标的换算公式: (1)由的赤经α、赤纬δ;黄道取赤道的夹角ε, 求黄经λ、黄纬β sinβ=cosεsinδ–sinεcosδsinα cosβcosλ=cosδcosα cosβsinλ=sniδsinε+cosδcosεsinα (2)由黄经 λ、黄纬β取黄赤 夹角ε,求赤经α、 赤纬δ, sinδ=cosεsinβ+sinεcosβsinλ cosδcosα=cosβcosλ cosδsinα=-sinβsinε+cosβcosεsinλ 的周日视活动 一、分歧纬度处的视活动: 1、极区 : 2、赤道地域: 3、中纬度地域: 正在地球的南、北 极地域看到所有 都平行于地 平圈做圆活动 正在地球赤道地 区看到所有 都垂曲于平面做 圆活动 正在中纬地域看到 的的周日视 动 二、永不上升取永不下落 1、永不下落: δ≥(900-φ ) 永不上体: δ≤-(900-φ ) 2、地舆纬度越高, 这类越多: 极区:参半; 赤道:无 三、的中天 1、上中天:正在天极以南过子午圈。 2、下中天:正在天极以北过子午圈。 1、上中天: 正在天顶以南:φ >δ; Z=φ -δ 正在天顶以北:φ <δ; Z=δ -φ 2、下中天: Z=1800-(δ+φ ) ∵ Z=(900-δ)+ (900-φ ) 为何四时星空分歧 太阳的周年视活动 ? 太阳的周年视活动是地球公转的反映:地球绕太 阳公转的轨道是一个椭圆,太阳位于椭圆的核心 上(开普勒第必然律),公转周期为一年; ? 地球的公转标的目的取自转标的目的分歧,地球自转轴的 空间指向正在公转过程中连结不变(思虑题:如变, 对我们的糊口有什么影响?); ? 正在地球上不会感受到地球绕太阳的活动,只能看 到太阳正在恒星布景上沿黄道的活动,周期取公转 周期不异,称为太阳的周年视活动 四时星空的成因 前人很早就注 意到了四时 星空的变化。 斗柄东指,天 下皆春; 斗柄南指, 东 全国皆夏; 斗柄西指, 全国皆秋; 斗柄北指, 全国皆冬; 当太阳位于: 春分点时:(3月21日) α=0h δ=00 夏至点时:(6月22日) α=6h δ=230.5 秋分点时:(9月23日) α=12h δ=00 冬至点时:(12月22日) α=18h δ=-230.5 太阳的周年视活动取廿四节气 ? 太阳的黄经从春分点起算,沿逆时针度 量。太阳持续两次颠末春分点的时间间 隔为一个回归年; ? 廿四节气是一个回归年中的24个时辰, 对应于太阳周年视活动的24个角度等分 (留意不是时间等分); ? 廿四节气是中国古代文明的奇特创制; ? 因为地球的公转轨道是椭圆,轨道活动 速度不服均(开普勒第二定律),故按 照太阳的黄经值等分的二十四节气的时 间间隔不服均; ? 任一节气到下一年统一节气的时间间隔 是严酷相等的,为一个回归年; 日地距离取冷暖变化 ? ?列子 ·汤问? 两小儿辩日 ? 太阳到地球的现实距离存正在年变化:冬天 比炎天近500万公里,约为日地平均距离的 3%; ? 地球概况的冷暖差距不是日地距离差形成 的,而是太阳映照角度分歧形成的

  第三讲天球取天球坐标系_数学_小学教育_教育专区。第三讲 天球取天球坐标系 球面天文学 ? 丈量学的一个分支 ? 使用球面三角学和矩阵运算等数学方式, 研究投影正在天球上的及其因大气 折射和地球活动等惹起的变化 ? 球面天文学是研究天测