5-3天球坐标天体视运动_航海学

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退3出
2. 天球
现象 定义：将以测者（也可以地球中心或太阳中心）为中心， 任意长为半径的假想球面定义为天球。球心取在地球中心 或太阳中心的天球称地心天球或日心天球。 在《航海学》中，使用地心天球。
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退4出
3．天体位 置——天体 在天球上的 投影位置 地心与天 体连线的延 长线与天球 面的交点B 4．天体的 地理位置 地心与天体 连线与地球面 的交点b
13出 退
2）时角
格林时角和地方时角 （1）格林时角（tG） 定义：从格林午圈起 沿天赤道向西度量到 天体时圈的大圆弧距， 用tG 表示。 范围：0～360
ZG
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14出 退
（2）地方时角 （t） 定义：是测者午圈与 天体时圈在天赤道上 夹的大圆弧距，用 t 表示。 度量方法： ①圆周法 圆周地方时角——是 从测者午圈起沿天赤 道向西度量到天体时 圈的大圆弧距 范围：0～360。圆 周时角又称为西向时 角，无需命名。
END
W
Z t
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15出 退
② 半圆法 半圆地方时角——是 从测者午圈起沿天赤 道向东（天体在东天 半球）或向西（天体 在西天半球）度量到 天体时圈的大圆弧距 范围：0～180。 向东度量时，以“E” 命名。 向西度量时，以“w” 命名。
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W Z tW
tE
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12出 退
１）赤纬（）
定义：天赤道和天体 中心在天体时圈上所 夹的弧距，用表示。 度量： 自天赤道起，向北或 向南度量到天体中心。 范围：0～90。 命名：天体在北天半 球——北赤纬（N）； 在南天半球——南赤 纬（S）。
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24出 退
3.时角和共轭赤经的关系
天体的 格林时角和共轭赤经 的关系
tG＝
＋ ′＝ t G － tG
天体的地方时角和共轭赤经的 关系

t = tG ± = t Gr＋′± = t ＋ ′ = t －
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退6出
３）天赤道
天赤道 ——地球赤道面无限延伸 与天球相截而成的大圆， 即地球赤道在天球上的投 影。 天赤道面将天球分为南、 北两个半球。 北天半球 南天半球
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退7出
4）子午圈
测者天顶Ｚ——测者铅垂 线向上延伸与天球的交点。 测者天底Ｚ′——测者铅垂 线向下延伸与天球的交点。 测者子午圈 ——过测者天顶、天底和 两天极的大圆PNZPSZ′称 测者子午圈
天 体 投 影 位 置
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退5出
二、天球第一赤道坐标
第一赤道坐标系——与地球的地理坐标系相对应。 １． 基本点、线、圈 １）天极 天极（Celestial pole）——地轴延伸后与天球所得的交点。 北天极——对应地理北极的点——PN ， 南天极——地理南极方向的点——PS 。 ２）天轴 天轴（Celestial axis）——两天极的连线PNPS。
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10出 退
赤纬圈
时圈
5）天体时圈 天体时圈——是通 过两天极和天体中 心的半个大圆 6）天体赤纬圈 天体赤纬圈——过 天体中心且平行于 天赤道的小圆称为 天体赤纬圈，又称 周日平行圈
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11出 退
2．第一赤道坐标
坐标轴（基准大圆）—— 天赤道和格林午圈或测者 午圈 辅助圈——天体时圈和赤 纬圈 坐标——是赤纬和时角。 坐标轴
16出 退
3）圆周地方时角t和格林时角tG 的关系
t tG
或
E W
tG t
W E
其记忆法则可以简单地归 纳为“东大西小”, 即东经的地方时角t >格林 时角tG； 西经的地方时角t<格林时 角tG。
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17出 退
例１
已知某天体的格林时角tG＝ 29830′.0，求经度＝ 12620′.0Ｅ处，该天体的半 圆地方时角t 。 解： tＧ 29830′.0 +） 12620′.0Ｅ t 42450′.0（超过360， 应减去360） 即 6450′.0Ｗ
25出 退
四、地平坐标系
天球地平坐标系——用来表示天体与测者间的相互位置关系。 1．天球地平坐标系的基本点和基本线 1）天顶(Z)、天底(Z′) 2）测者铅垂线：连线Z Z′ 3）测者真地平圈：垂直于测者铅垂线的大圆。
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26出 退
4）方向基点—— N、S：测者子午圈与真地平圈的交点：靠近北天极的交 点N称为北点； 靠近南天极的交点S称为南点。 E、W：天赤道和测者真地平圈的交点：测者面北背南， 右侧的交点为E，左侧的交点为W。 测者真地平圈平分天球为上、下半球： 上天半球——真地平圈上，含天顶Z ； 下天半球——真地平圈下，含天底Zˊ。
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30出 退
2）天体顶距 (z)
定义：从测者天顶起，沿 天体垂直圈度量到天体中 心的大圆弧距，用z表示。 范围：0～180。要求精 确到0.′1。 z的意义：测者与天体地理 位置之间的球面距离。 高度和顶距之关系? h + z = 90 或 z = 90 - h
三个顶点（三个角）： 天顶Z：天体半圆方位角： A=∠PNZB； 仰极PN：天体半圆地方时角： t=∠ZPNB； 天体B：天体位置角或视差角： q=∠ZBPN。
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36出 退
2）天文三角形的意义
在天文三角形的上述六要素 中，同时涉及到： 天体的赤道坐标(δ、t)、 地平坐标(h、A)和 测者的地理坐标( 、λ)， 利用球面三角形的边角函数 关系，便可进行上述诸坐标 的换算。
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退8出
Z
测者午圈：两天极之间包 含测者天顶的半个大圆 PNZPS，它与测者所在经 线相对应 测者子圈：两天极之间包 含测者天底的半个大圆 PNZ′PS 测者子午圈将天球分为 东、西两个半球。
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退9出
ZG
格林子午圈 过格林天顶、天底和两天 极的大圆称格林 子 午 圈。 格林午圈——两天极之间 包含格林天顶的半个大圆 PNZGPS，它与格林经线 (零度经线)相对应的。 格林子圈——两天极之间 包含格林天底的半个大圆 PNZG′PS ，它与180°经 线相对应。
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23出 退
1．天体的共轭赤经 共轭赤经（S.H.A. 或 ′） 定义：是从春分点起，沿着天赤道向西度量到天体时圈的 大圆弧距，用 ′表示 。 范围：0～360。 2．天体的赤经 赤经（R.A. 或 ） 定义：是从春分点起，沿天赤道向东度量到天体时圈的大 圆弧距，用 表示。 范围：0～360。 两者间的关系 ′＋＝360
19出 退
4）极距
仰极：与测者纬度同 名的天极 俯极：与测者纬度异 名的天极 极距p ： 是仰极到天 体中心的天体时圈弧 距,用p表示。 度量：自仰极起，沿 天体时圈度量到天体 中心，范围0～180
Z
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20出 退
极距和赤纬间有关系 式：
90－（当赤纬 ; 与测者纬度同名） p＝ 90＋（当赤纬 与测者纬度异名）
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2.3 天体坐标和天体视运动
§1 天球坐标系 §2 天体视运动
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退1出
§1 天球坐标系
一、航用天体和天球 二、天球第一赤道坐标 三、天球第二赤道坐标系 四、地平坐标系
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退2出
一、航用天体和天球
１．航用天体 天体 ——是宇宙空间各种天体的统称。例如恒星（包括太 阳）、行星（包括地球）、卫星（包括月亮）、小行星、 彗星、流星等等。 航用天体 ——航海上常用的天体称为航用天体。 航用天体有太阳、月亮和四大行星（金星、火星、土星和 木星）以及159颗航用恒星。
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34出 退
4. 天体高度和方位的计算
Z

1）天文三角形 是天体坐标之间的纽带 天文三角形的构成 六要素： 三条边 测者余纬：90- 天体极距(p)：90-δ； 天体顶距(z)：90-h。
S N E
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35出 退
1）天文三角形
Z
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29出 退
3. 地平坐标
1）天体高度(h) 定义：是从测者真地平圈起，沿天 体垂直圈度量到天体中心的大圆弧 距，用h表示。 范围：0～90。 正高度(+， h>0)——天体在上天半 球，从真地平圈向上度量； 负高度(-，h<0)——天体在下天半球， 从真地平圈向下度量。 天体高度要求精确到0.′1。 提问：仰极高度是？ hPN N 例如：北纬测者的仰极高度 仰极高度=测者纬度
Q
N
Z
δN Zt Ht N PN
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32出 退
4）天体方位(A)
Z ⑴圆周方位 定义：由北点N起沿真 地平圈向东（顺时针） 度量到天体垂直圈的 大圆弧距，用A表示。 范围：000～360。