地理学考研地球概论课件(全)高等教育出版社第二章 天球和天体

我国古代把天空分为三垣二十八宿
三垣是北天极周围的3个区域，即紫微垣、太微垣、
天市垣。
二十八宿是在黄道和白道附近的28个区域，即东方七
宿，南方七宿，西方七宿，北方七宿。
东方青龙所属七宿是：角、亢、氐、房、心、尾、箕 南方朱雀所属七宿是：井、鬼、柳、星、张、翼、轸
西方白虎所属七宿是：奎、娄、胃、昴、毕、觜、参
1、球面坐标系概说
基圈：球面坐标系的基本大圆， 称为基圈。
原点：球面坐标系中，经度度量
的起点为原点。 辅圈：辅圈是通过基圈的两极， 且与基圈垂直的所有大圆。 始圈：通过原点的经线叫始圈。
球面坐标的一般模式
四、天球坐标
1、球面坐标系概说
以基圈、始圈和终圈构成一球
面三角形，三个顶点分别是极 点、原点和介点。 纬度—纵坐标：球面上任一点 相对于基圈的方向和角距离。
星 表
《星云星团新总表》（NEW General Catalogue
of Nebula and Clusters of Stars）是目前广泛使用
的星团、星云和星系的一个基本星表，简称 NGC，
它由丹麦天文学家德雷尔根据英国天文学家赫歇
尔家族早期星表于1888年编制的。星表包含约
8000个天体 ，后增至13000个天体。
春分点和天球上任何一点一样也参加周
日运动。它在天球上连续两次由东向西通过
某地子午圈的时间间隔，叫做恒星日。恒星
时以春分点上中天的时刻作为起标点。
7、黄道坐标系
⑴用途：表示日月行星的
位置及其运动；
⑵圆圈系统：黄道，无名
圈和二至圈；
黄道坐标系的圆圈系统
黄道上4个相距90°的点：二分点 和二至点；得到无名圈和二至圈。
3.天体的视位置定义：从测站中心到天体的 连线在天球上的交点，即天体在天球面上的 投影点，称为天体的视位置。 4.天体以地心为中心时，叫地心天球。以太
阳为中心时，叫日心天球。一般指地心天球。
二、天球的视运动
1、天球周日运动：对于地球
观测者，天球围绕我们以与 地球自转相反的方向（向 西），和相同的周期（1日） 旋转，这称为天球周日运动。
小麦哲伦星云
星云按发光表现分为两类：
暗星云
亮星云 ①弥漫星云，本身发射暗弱辐射，外形不规则； ②反射星云，因反射附近亮星的光而发亮； ③行星状星云，典型的形态是表面有亮度很高
同整个天球的运动， 方向向西，日转一周； 由于地球公转而相 对于恒星的运动，方
向向东，年巡天一周。
天球的视运动
左：地球公转和太阳周年运动，二者都向东 右：地球自转和天球周日运动，前者向东，后者向西
春：中天狮子
太阳 飞马 夏：天蝎中天 太阳 猎户
< > ^
秋：飞马中天
太阳
狮子
冬：猎户中天 太阳 天蝎 夜半中星随季节的变化 这是地球公转的反映。由夜半中星的变化间 接推出太阳周年运动。
午圈，卯酉圈
地平坐标系的圆圈系统：地平圈 上4个相距90°的点：东、南、西、 北点；得到子午圈（过南、北点） 和卯酉圈（过东、西点）
基本要点：
基圈：地平圈 辅圈：地平经圈 原点：南点 始圈：午圈
纬度：高度
经度：方位
天体的地平坐标：高度和方位
地平坐标系的圆圈系统：地平圈 天体的地平坐标：高度和方位 上4个相距90°的点：东、南、西、 北点；得到子午圈（过南、北点） 和卯酉圈（过东、西点）
地平坐标系的作用：
地平坐标系能把天体在当时当地的天空位置
直观地、生动地表示出来。
例如，若某人造卫星在某时刻的地平坐标值
为：方位270°，高度45°，则说明，此时该人
造卫星在正东方的天空，其仰角为45°。
中天
天体在周日视运动过程中，其高度和方位角都在不
断改变。当天体恰在观测者子午圈位置时，叫做天 体的中天；
经度—横坐标：标球面上任一
点所在的辅圈平面相对于始圈 平面的方向和角距离。
球面坐标的一般模式
两大类天球坐标系
右旋坐标系：与天球周日运动（地球自转）联系，向西； 左旋坐标系：与太阳周年运动（地球公转）联系，向东。
2、地平坐标系
用途：表示天体在天空
中的高度和方位及其周 日变化。
圆圈系统：地平圈，子
第二节 星座、星表和星名
一、星座
星座：为了便于认识恒星，古代天文学把天球上的 恒星分成许多群落，叫做星座。 1928年，国际天文学联合会正式公布国际通用的88 个星座方案。
同时规定以1875年的春分点和赤道为基准。根据88 个星座在天球上的不同位置和恒星出没的情况，又划成 五大区域，即北天拱极星座（5个）、北天星座（40～ 90°，19个）、黄道十二星座、赤道带星座（10个）、 南天星座（-30～-90°，42个）。
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⑶基本要点：
基圈：黄道； 原点：春分点； 始圈：无名圈；
辅圈：黄经圈；
纬度：黄纬；
经度：黄经，自春分点 沿黄道向东度量（为使 太阳的黄经“与日俱 增”）。
天体的黄道坐标系： 黄纬和黄经
8. 第二赤道坐标系与黄道坐标系的 区别和联系
相同点：都是左旋坐标系；
赤道向西度量
二者通过赤经与时角联系
S（恒星时）= tr(春分点时角) S（恒星时）= t(恒星的时角)+a （恒星的赤经） 恒星中天：t = 0 则S（恒星时）= a （恒星中天的赤经）
第一赤道坐标系 和第 二赤道坐标系 基圈相同（天赤 道）因而有相关的纬度 （赤纬）但始圈不同， 因而时角不同于赤经； 二者的具体差异 于当时的恒星时有关； 恒星时即春分点 的时角，或上点的赤经。 天体赤经＋天体当时时 角＝当时恒星时 S（恒星时）= tr(春分点时角) S（恒星时）= t*(恒星的时角)+a* （恒星的赤经） 恒星中天：t* = 0 则S（恒星时）= a*（恒星中天的 赤经）
星 表
梅西耶天体（Messier Objects 简称M）它涵盖
了天区各角落之星云、星团及星系等天体共110
个，是法国18世纪中期一位著名天文学家查理斯
梅西耶（Charles Messier），以小口径望远镜对
天上观测到的天体编排成的星表。
三、星名
星名：每个星座内的恒星，都按其视亮度的大
原点都是春分点； 不同点：始圈不同；基圈不同。
第二赤道坐标系和 黄道坐标系
第二赤道坐标系和黄道坐标系：赤经和黄经都向东度量： 有共同的原点（春分点）。但第一赤道坐标系以天赤道为基圈， 春分圈为始圈；黄道坐标系以黄道为基圈，以无名圈为始圈。 所以，赤纬不同于黄纬，赤经不同于黄经。
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黄道：黄道是地球公转的轨道平面的无限扩大，同天球
相割而成的天球大圆。它就是太阳周年运动的视行路线；
大圆的极点：
地平圈两极： 天顶(Z)和天底(Z′) 天赤道的两极：天北极(P)和天南极(P′) 黄道的两极：黄北极（K）和黄南极（K′）

大圆的交点：
天赤道交地平圈：东点和西点；
黄道交天赤道： 春分点和秋分点。
每个天体每天都有两次中天，当天体高度达到最大
时的中天，亦即距天顶较近的中天，叫做天体的上
中天；当天体高度达到最小时的中天，亦即距天底
较近的中天，叫做天体的下中天。
3、第一赤道坐标系(时角坐标系)
用途：用于时间度量 圆圈系统：天赤道、
子午圈和六时圈
第一赤道坐标系的圆圈系统。 天赤道上4个相距90°的点：东、 西、上、下点；得到子午圈和 六时圈。
第二章 天球和天体
第一节 天球
一、天球
1、天球的定义
以地心为球心，以
任意远为半径的假想
球体，表示天体运动
的辅助工具。
天球示意图
天球的半径是任意的，所有天体，不论 多远，都可以在天球上有它们的投影。
2.天球的特性
（1）它是一个假想的球体; （2）它的半径无限大; （3） 所有的天体在天球上的位置都不是它的真 实位置，而是投影在天球面上的视位置; （4）用天球球面上的视位置来表示天体，便于 天体定位，在天文学上有实用意义。
基本要点：
基圈：天赤道 原点：上点
始圈：午圈
辅圈：赤经圈（时圈）
纬度：赤纬
经度：时角自上点沿天 天体第一赤道坐标系：赤纬和时角
赤道向西度量
4、地平坐标系与第一赤道坐标系的比较
相同点:
都是右旋转坐标系,经度都是向西度量；
始圈都是午圈；
不同点:
基圈不同，原点不同
联系:
仰极高度 = 天顶赤纬 = 当地纬度
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三、天球上的圆和点
三个基本大圆：地平圈，天赤道，黄道
地平圈：地平圈是通过地心，且垂直于当地铅垂线的平 面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。它把天球分 成可见和不可见两部分。
天赤道：天赤道是地球赤道平面的无限扩大，天球相割
而成的天球大圆。天赤道分天球为南北两半球；
人造天体：人造地球卫星、宇宙火箭及其残骸
碎片，行星际飞船和空间实验室等。
天球内的主要天体是恒星和星云。
1、恒星
恒星：一般由稠密的物
质组成，主要成分是氢。 具有巨大的质量，很高 的温度和很大的体积， 自身能够发光和发热的 天体。
2.星云
星云是由气体和尘埃组成的云雾状天体。
大麦哲伦星云
9、第一赤道坐标系与第二赤道坐标系 的区别和联系
相同点：基圈相同； 赤纬相同；
不同点：原点不同；
始圈不同；
度量方式不同；
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基本要点：