地球概论-天球坐标

1、天文学上如何定义天球？天球有哪些类型？

天球：以观测者为球心，任意远为半径的一个假想球体；所有天体在天体的位置都是其在天球内表面上的投影；

天球有地心天球和日心天球之分，地心天球用于表示天体视运动（无需考虑距离），日心天球用以说明地球或行星公转。

2、天球与天穹有什么不同？

天穹是天球在观测者所在地平面以上的部分。

3、什么是天球的周日视运动？

地球自转引起地心天球相对于观测者以1天（恒星日）为周期自东向西的视运动，称为天球的周日视运动；

4、何谓太阳周年运动？太阳如此明亮，如何知道其有周年运动（相对于恒星背景的移动）？太阳周年运动：太阳在地心天球上投影，随地球公转而在天球上以相同的方向（向东）和周期（回归年）在众星间的运动；

太阳周年运动可通过观测夜半中星的变化间接推出。

5、太阳周日运动与天球的周日运动有什么不同？

太阳周日运动方向向西，而太阳周年运动方向向东（每天向东59′），导致太阳周日运动（太阳日）与其他恒星的周日运动（恒星日）的周期不同，要延长约4分钟。

6、何谓地平圈？天顶与天底与地平圈有何关系？

地平圈：通过地心且垂直于当地铅垂线的平面，无限扩大后同天球相割而成的天体大圆；天顶与天底是地平圈的两个极点，到地平圈的角距最大，天顶即观测点头顶所对的点，天底即脚下所对之点。

7、何谓天赤道？天北极与天南极与天赤道有何关系？

天赤道：地球赤道平面无限扩大，同天球相割而成的天球大圆；

天北极与天南极是天赤道的两个极点，到天赤道的角距最大，天北极即地球北极所对的点，天南极即地球南极所对之点。

8、何谓黄道？黄北极与黄南极与黄道有何关系？

黄道：地球公转轨道平面无限扩大，同天球相割而成的天球大圆；也可理解为太阳在天球上的周年视运动轨迹；

黄北极与黄南极是黄道的两个极点，到黄道的角距最大，离天北极近的称黄北极，离天南极近的称黄南极。

9、何谓东点、西点、南点、北点和上点、下点？

东点、西点：地平圈与天赤道的交点；

南点、北点：地平圈相对于天赤道的两个远距点；

上点、下点：天赤道相对于地平圈的两个远距点；

10、何谓春分点、秋分点、夏至点、冬至点和无名点？

春分点：黄道与天赤道的交点之一，太阳沿黄道自南半天球运动到北半天球，又称长交点；秋分点：黄道与天赤道的交点之一，太阳沿黄道自北半天球运动到南半天球，又称降交点；夏至点、冬至点：黄道相对于天赤道的两个远距点；

无名点：天赤道相对于黄道的两个远距点；

11、如何为天球建立坐标系？何谓左旋坐标系和右旋坐标系？

横轴（基圈）：如地平圈、天赤道、黄道

纵轴（始圈）：过基圈上某一特定点（原点）的辅圈（垂直于基圈的大圆，且全部辅圈都相交点基圈的两个极点）

纵坐标（纬度）：球面任一点相对于基圈的方向和角距离

横坐标（经度）：球面任一点所在辅圈（终圈）平面相对于始圈平面的方向和角距离；

左旋坐标系：经度向东度量，即经度向东增大；与地球自转相联系；

右旋坐标系：经度向西度量，即经度向西增大；与地球公转相联系。

12、如何建立地平坐标系（纵横轴和原点分别是什么）？其纵横坐标称为什么？如何度量？为什么要这样度量？有什么用途？

横轴（基圈）：地平圈为横轴，平行于地平圈的圆为地平纬圈；

纵轴（始圈）：午圈为纵轴，南点为原点

地平经度：天体所在平经圈相对于午圈的方向和角距，称为方位；方位以南点为起点，沿地平圈向西度量，自0~360º；

地平纬度：天体相对于地平圈的方向和角距离，称为高度(h)；高度自地平圈沿天体所在平经圈向上或下度量，自0~±90º；高度的余角称为天顶距；

地平坐标系主要用于表示天体在天空中的方位与高度及其日变化，为使天体的方位“与时俱增”，故向西度量。

13、如何建立第一赤道坐标系（纵横轴和原点分别是什么）？其纵横坐标称为什么？如何度量？为什么要这样度量？有什么用途？

横轴（基圈）：天赤道为横轴，平行于天赤道的圆为赤纬圈；

纵轴（始圈）：午圈为纵轴，上点为原点

纵坐标（纬度）：天体相对于天赤道的方向和角距，称为赤纬；自天赤道起，沿天体所在赤经圈向南北度量，自0~±90º；赤纬的余角称为极距；

横坐标（经度）：天体所在赤经圈相对于午圈的方向和角距，称为时角；自上点开始向西度量。

时角坐标系主要用来度量时间，故其经度称为时角，且以时间表示，自0-24h；同时，天球自东向西，为使天体时角“与时俱增”，故向西度量。

14、第一赤道坐标系中的午圈与地平坐标系的午圈有什么不同？

第一赤道坐标系中的午圈上点为原点，两极为天北极与天南极；地平坐标系的午圈南点为原点，两极为天顶与天底。

15、如何建立第二赤道坐标系（纵横轴和原点分别是什么）？其纵横坐标称为什么？如何度量？为什么要这样度量？有什么用途？

横轴（基圈）：天赤道为横轴，平行于天赤道的圆为赤纬圈；

纵轴（始圈）：春分圈为纵轴，春分点为原点

纵坐标（纬度）：赤纬，与时角坐标系相同；

横坐标（经度）：天体所在赤经圈相对于春分圈的方向和角距，称为赤经；自春分点开始向东度量，自0-24h。

第二坐标系是地理坐标系的摹仿，用于定位，编制星表；因天球自东向西运动，天体中天的时刻西早东晚，为使天体按赤经从小到大依次中天，故赤经向东度量。

16、如何建立黄道坐标系（纵横轴和原点分别是什么）？其纵横坐标称为什么？如何度量？为什么要这样度量？有什么用途？

横轴（基圈）：黄道为横轴，平行于黄道的圆为黄纬圈；

纵轴（始圈）：过春分点的黄经圈为纵轴，春分点即为原点

纵坐标（纬度）：天体相对黄道的方向和角距，称为黄纬；自黄道起，沿天体所在黄经圈向南北度量，自0~±90º；

横坐标（经度）：天体所在黄经圈相对于春分点所在黄经圈的方向和角距，称为黄经；自春分点开始向东度量，自0- 360º。

黄道坐标系用于表示日月行星在星空间的位置和运动，太阳周年运动向东，为使太阳黄经