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文档简介
十三 常用天球坐标系和坐标换算u天球坐标系天文学中用来描述天体位置的坐标系统称为“天球坐标系”。常用的天球坐标系有地平坐标系、道坐标系和黄道坐标系。每一种坐标系都由一个“基本平面”和一个“极”组成。基本平面是天球上大圆所在的平面,“极”垂直于基本平面,指向由基本平面确定地平坐标系基本平面是地平圈,“极”是天顶Z。在地平坐标系(见下图)中,设天体为。过天顶Z、天体和天底Z的大圆 ZZ与地平圈WSEN垂直,且相交于H点, ZH 叫做“天体地平经圈”。它在地平圈上的弧度NH叫做“天体方位角”,记为A,由N点按顺时针方向计量,由00量到3600。天体的另一个坐标是Z弧,叫做“天顶距”,记为z,由天顶往下计量,从00量到900 。赤道坐标系基本平面是赤道面,“极”是北天极。在赤道坐标系(下左图)中,过北天极P、天体和南天极P的大 圆, 垂直于赤道面QQ且与QQ交于T,PTP就是天体的赤经圈或叫“时圈”。赤道上的QT弧叫做“时角”,记为t,从子午圈上Q点开始,按顺时针方向计量。赤道上的点是春分点,T弧是天体的一个坐标,叫做”赤经”,记为,从春分点开始,按逆时针方向计量。在时角t和赤经的测量中,计量单位都是时、分、秒,记为h、m、s。天体的另一个坐标叫做“赤纬”,记为,从赤道向两极度量,从00量到900,在赤道以北的天体记为“+”,在赤道以南的天体记为“-”。u黄道坐标系基本平面是黄道面,“极”是北黄极。在黄道坐标系(见上右图)中,经过黄极、天体和南黄极的大圆垂直于天球黄道面EE,且与黄道交于L,就是天体的“黄经圈”。黄道上的是春分点,L弧是天体的一个坐标,叫做“黄经”,记为,由春分点开始,在黄道上沿反时针方向计量,由00量到3600,。天体的另一个坐标是L弧,叫做黄纬,记为,由黄道向两极度量,从00量到900,在黄道以北的天体记为“”,在黄道以南的天体记为“”。u坐标变换天体在天球上的位置常常用一组坐标例如(A,Z)测量,而在实际工作中,有时则需要用另外一组坐标表示,这就需要在不同的坐标系之间进行变换。下面是常用坐标系之间的变换公式。已知地平坐标(A ,Z)求赤道坐标(,) :cos cost=sin sinZ cosA+cos cosZ (1.1)Cos sint=sinZ sinA (1.2) sin=sin cosZ-cos sinZ cosA (1.3)式中t是时角,它与观测时间S(以恒星时作计量单位)和赤径的关系是,tS,是观测点地理纬度。由赤道坐标(,)变换到地平坐标(A ,Z):sinZ cosA=sincos cost-cos sin (2.1) sinZ sinA= cos sint (2.2)cosZ=cos coscost + sin sin (2.3)(见左图)(3)由赤道坐标 (,)变换到黄道坐标 (,):COScos=coscos (3.1) COSsin=coscossin+sinsin(3.2) sin=cossin-sincossin (3.3)式中式黄赤交角。(4)由黄道坐标 (,)变换到由赤道坐标 (,) : COScos=coscos
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