地理坐标与天球坐标
地球地理坐标与天球坐标
图1-20（上） 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。
四、第二赤道坐标系
❖ 用途：表示天体在天球上的位置；
❖ 圆圈系统：天赤道，二分圈和二至圈；
第一章 地理坐标与天球坐标
➢地理坐标
➢ 经线和纬线 ➢ 地理坐标
➢天球坐标
➢ 天球 ➢ 天球坐标
➢地平坐标系：高度和方位 ➢第一赤道坐标系：赤纬和时角 ➢第二赤道坐标系：赤纬和赤经 ➢黄道坐标系：黄纬和黄经 ➢各种天球坐标的区别
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第一节 地理坐标
• 天底：Z ’ 与天顶相对 的另一个交点为天底。
• 真地平：过天球中心做 一与铅垂直线的平面， 与天球相交的大圆为真 地平。
天子午圈、四方点、卯酉圈
• 天子午圈： 过天极和天顶 的大圆
• 四方点：天子午圈与真地 平相交的两点为南北点， （靠近北天极的为北点） 天赤道与真地平相交的两 点为东西点。
天极和天赤道
• 天极：PP' 通过天球中 心做一与地球自转轴 平行的直线（天轴）， 它与天球相交的两点 为天极。
• 天赤道：' 过天球中心 做一与天轴垂直的平 面（天赤道面）它与 天球相交的大圆为天 赤道
天顶、天底和真地平
• 天顶：Z 过天球中心做 一直线与观测点的铅垂 线平行，交天球于两点， 位于观测者头顶的一点 成为天顶。
第一章 地理坐标和天球坐标
地平坐标系
天顶
北点
高 度 地平圈
南 点
天底
104- 第一赤道坐标系(也称时角坐标系) § 104-3 第一赤道坐标系(也称时角坐标系)
用途：用于时间度量； 用途：用于时间度量； 圆圈系统：天赤道，子午圈和六时圈； 圆圈系统：天赤道，子午圈和六时圈； 基本要点： 基本要点： 基圈：天赤道；原点：上点； 基圈：天赤道；原点：上点； 始圈：午圈；纬度：赤纬； 始圈：午圈；纬度：赤纬； 经度：时角（经圈改称时圈） 经度：时角（经圈改称时圈）自上点沿 天赤道向西度量（为使天体的时角“ 天赤道向西度量（为使天体的时角“与 时俱增 ”）。
夏至点
黄道 天赤道
春分点
秋分点
地平圈
冬至点
天赤道
概念 天北极、天南极
K 秋分点
P 夏至点
黄道
概念 黄北极、黄南极 与天赤道的交点 与天赤道的大距点 冬至点
春分点 K´ P´
地平圈 天子午圈
大圆的大距点： 大圆的大距点：
地平圈对于天赤道：南点和北点； 地平圈对于天赤道：南点和北点； 天赤道对于地平圈：上点和下点； 天赤道对于地平圈：上点和下点； 黄道对于天赤道：夏至点和冬至点； 黄道对于天赤道：夏至点和冬至点； 天赤道对于黄道：无名点。 天赤道对于黄道：无名点。
太阳周年运动 方向向东(与地球公转方向相同),其视行路线被称为黄道。 方向向东(与地球公转方向相同),其视行路线被称为黄道。 ),其视行路线被称为黄道
地理坐标与天球标
地理坐标与天球标；
§1.1 地理坐标
一、地球上的经线和纬线地球的形状
地轴、地球的两极
经线和纬线都是地球上的圆
大圆：同一球面上最大的圆，其圆心即为球心；
小圆：大圆以外的圆。赤道半径：6378.140km
极半径：6356.755km
扁率：1/298.257
平均半径：6371km1、地球上的纬线(parallel)
——垂直于地轴的平面同地球相割而成的圆（图）
纬线相互平行;
大小不等;
赤道(equator)：纬线中唯一的大圆，将地球分为南北半球。
1、地球上的纬线、地球上的纬线(parallel)
——垂直于地轴的平面同地球相割而成的圆（图）
纬线相互平行;
大小不等;
赤道(equator)：纬线中唯一的大圆，将地球分为南北半球。
2、地球上的经线——通过地轴的平面同地球相割而成的圆；图
经线都在两极相交；
都是大圆（通常指它的半圆），大小相同；
本初子午线：通过英国Greenwich(格林尼治)天文台的0°经线（1884年确定）。
纬线平面垂直于地轴，经线平面都通过地轴
二、与地球自转有关，根据地球上的经线和纬线确定
地球的方向和距离1、地球上的方向
通常指地平面上的方向
（1）南北方向（经线方向），有限方向；
（2）东西方向（纬线方向），无限方向；
理论上“亦东亦西”；实际上“非东即西在北半球看，呈逆时针方向；
在南半球看，呈顺时针方向2、地球上的距离
（1）地球上的距离首先是角距离；
（2）角距离与线距离的换算:
海里（经度1分的弧长）
千米与角距离应用球心角来计算地表距离，需要一个前提条件，即假设地球为正球体。可把任意两地点，都看作是地球上同一个大圆上的两个点，它们间的连线距离也就是该两点间大圆弧段的长。
地理坐标和天球坐标
图1-17（下） 天体第 一赤道坐标系：赤纬 和时角
图1-16(上) 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。
A(40º N,120º E)
N
A
书写格式
纬度在前，经度在后 数字在前，符号在后
•o
S
练习
课堂练习
如以通过北京（1160E）的经线为本初子午线， 那么，现在的00经线的经度将是多少？ 如以现在的1200E经线为本初子午线，那么， 上海（1210E）的经度将是多少？ 亚洲大陆最北点纬度为77043′N，最南点纬 度为1017′N，最东点经度为169040′W，最 西点经度为26003′E。求亚洲大陆东西的经 度跨距与南北纬度跨距各是多少？
（三）第一赤道坐标系和第二赤道坐标系
（一）地平座标系和第一赤道坐标系
图1-14 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）。
图1-15 天体的地平坐标： 高度和方位
2、第一赤道坐标系(也称时角坐标系) （1）用途：用于时间度量； （2）圆圈系统：天赤道，子午圈和六 时圈；
天球坐标系知识
第一章地理坐标与天球坐标
第一节地理坐标
101经线和纬线
§101-1地球上的经线和纬线
地球的自转轴叫地轴。地轴通过地心，它同地面相交的两个端点，是地球的两极，分别叫北极和南极。
纬线意即横线，经线则是竖线。平面上的直线，到了球面上就成了弧线。所以，纬线和经线都是地球上大大小小的圆。在几何上，任何圆都代表一定的平面，因此，球面上的圆，都可以看作一定的平面同球面的截割线。纬线与经线的差异，在于各自平面同地轴的关系：前者垂直于地轴，后者则通过地轴。纬线平面垂直于地轴，经线平面都通过地轴。
一切垂直于地轴的平面同地面相割而成的圆，都是纬线。所有纬线互相平行，大小不等。其中，垂直于地轴，且通过地心的平面同地面相割而成的圆，是纬线中的唯一大圆，名叫赤道。赤道分地球为南北两半球，是地理坐标系的横轴。
一切通过地轴（也必通过地心）的平面同地面相割而成的圆，都是经圈。所有经圈都是大圆，因而有同样的大小。它们都在南北两极相交，并被等分为二个半圆，这样的半圆叫经线。其中，通过英国伦敦格林尼治天文台的那条经线，被公认为本初子午线，即0°经线。它是地理坐标系的纵轴。
经线和纬线处处相交。每一条经线通过所有的纬线；每一条纬线也通过所有的经线，而且相互垂直。地球上每一地点，都可以看成特定的经线和纬线的交点，从而确定它们的地理位置。
§101-2地球上的方向和距离
地球上的方向，通常是指地平方向。地平圈上的东南西北四正点，代表地平方向的东南西北四正向。我国古代用十二地支（子丑寅卯……戌亥）表示地平方向，其中的子午和卯酉，分别就是南北和东西向。
天球坐标系与地球坐标系
地球坐标是把地球视为理想球体，以其旋转轴两极的最短球面连线为经线，垂直于经线的是纬线形成的角度坐标系。
而宇宙中的星体位置远近不一，所以以地球为球心，将星体沿球径投影到某个假想球面上，来表示星体的角位置。
区别：天球坐标是天文用的，地球坐标是地理用的；天球坐标能描述星体相对于地球的角度位置，地球坐标只描述物体在地球表面的位置。
它们都是角坐标系，但是地球坐标是以地球表面为球面的，是有半径的；而天球坐标与半径无关，只要是某一球面即可。
天球坐标系
celestial coordinate system
为确定天球上某一点的位置，在天球上建立的球面坐标系。有两个基本要素：①基本平面。由天球上某一选定的大圆所确定。大圆称为基圈，基圈的两个几何极之一作为球面坐标系的极。②主点，又称原点。由天球上某一选定的过坐标系极点的大圆与基圈的交点所确定。
天球上一点在此天球坐标系中的位置由两个球面坐标标定：①第一坐标或称经向坐标。作过该点和坐标系极点的大圆，称副圈，从主点到副圈与基圈交点的弧长为经向坐标。②第二坐标或称纬向坐标。从基圈上起沿副圈到该点的大圆弧长为纬向坐标。天球上任何一点的位置都可以由这两个坐标唯一地确定。这样的球面坐标系是正交坐标系。对于不同的基圈和主点，以及经向坐标所采用的不同量度方式，可以引出不同的天球坐标系，常用的有地平坐标系、赤道坐标系、黄道坐标系和银道坐标系等。
地球坐标系：固定在地球上与地球一起自转和公转的
坐标系
地球坐标系分类：参心坐标系、地心坐标系
实验一 地理坐标与天球坐标
实验一地理坐标与天球坐标
一、实验目的：
1.掌握地球天球仪的结构；
2.运用地球仪与天球仪读取坐标。
二、实验内容：
1.地理坐标的建立与使用；
2.天球坐标的建立与使用。
三、实验用品：
1.地球仪；
2.天球仪；
3.转动星图。
四、实验过程：
（一）地球仪的构造与用法：
1.构造：
球部：经纬网、赤道、本初子午线、地名。
支架：支撑球部使其自由转动以演示地球自转，转动轴与赤道有23º26'的交角。
2.用途与用法：
用途：用于确定地球上点的位置、查找地物的名称及经纬度范围。
用法：查地物坐标或用坐标查地物。
（二）天球仪的构造与用法：
1.构造：（如图1）
图1
（1）球部：星座名称、恒星、坐标（第一赤道坐标系、第二赤道坐标系）、银河系等。
天球是天球仪的主体，其中心轴线代表天轴。天轴两端有轴承，装在子午线圈上，用以支持天球的旋转。两个轴承即天北极P和天南极P′。
天球上距两天极相等距离的大圆为天赤道。和天赤道正交的大圆（以两极为终端）是赤经圈，其间是1h（150），其赤经值注明在天赤道上。与天赤道平行的是赤纬圈，间距一般是100。
和天赤道斜交约23.5°的大圆为黄道，其上注明黄经度数、日期和节气，表明不同日期太阳在周年视运动中的位置。黄道的两个极，即黄北极和黄南极，他们分别与天北极和天南极的角距离大约23.5°。黄道和天赤道相交的两点：春分点和秋分点，O h赤经线通过的点是春分点，12h赤经线通过的点是秋分点。6h 赤经线与黄道的交点是夏至点，18h赤经线与黄道的交点是冬至点。
天球上绘有星座图形，肉眼可见的有星团和星云及银河等，银河的中心线是银道。
地球概论之地理坐标
第一章地理坐标与天球坐标
第一节地理坐标
101 经线和纬线
§101—1地球上的经线和纬线
大地是一个球体，称为地球。作为太阳系九大行星成员之一，地球环绕中心天体太阳运动，同时绕轴自转。地球的自转轴叫地轴。地轴通过地心，它同地面相交的两个端点，是地球的两极，分别叫北极和南极。
为了地理定位的需要，人们设置地理坐标系。我们知道，二直线相交于一点，点的位置可以用纵横两线相交来确定。举例来说，人们凭入场券上的几排几座，就能在剧场里找到自己的座位。根据这个道理，人们在地球上划分许多纵横交叉的线——经线和纬线。
按中文意思，纬线意即横线，经线则是竖线。平面上的直线，到了球面上就成了弧线。所以，纬线和经线都是地球上大大小小的圆。在几何上，任何圆都代表一定的平面，因此，球面上的圆，都可以看作一定的平面同球面的截割线。纬线与经线的差异，在于各自平面同地轴的关系：前者垂直于地轴，后者则通过地轴（图1—l）。
图1—l纬线和经线
纬线平面垂直于地轴，经线平面都通过地轴。
一切垂直于地轴的平面同地面相割而成的圆，都是纬线。所有纬线互相平行（它的西名par- lallel，意即平行线），大小不等。其中，垂直于地轴，且通过地心的平面同地面相割而成的圆，是纬线中的唯一大圆，名叫赤道1[1]。赤道分地球为南北两半球，是地理坐标系的横轴。
一切通过地轴（也必通过地心）的平面同地面相割而成的圆，都是经圈。所有经圈都是大圆，因而有同样的大小。它们都在南北两极相交，并被等分为二个半圆，这样的半圆叫经线。其中，通过英国伦敦格林尼治天文台的那条经线，被公认为本初子午线②，即0°经线。它是地理坐标系的纵轴。
3地理坐标与天球坐标
37
三、第一赤道坐标系(也称时角坐标系)
用途：用于时间度量；
圆圈系统：天赤道，子午圈和六时圈；
基本要点：
• 基圈：天赤道；原点：上点； • 始圈：午圈；纬度：赤纬； • 经度：时角（经圈改称时圈）自上点 沿天赤道向西度量（为使天体的时角 “与时俱增 ”）。
38
图1-21（下）天体第 一赤道坐标系：赤纬 和时角
7
图1-2 地球自转方向—向 东。在北半球看，呈逆时 针方向；在南半球看，呈 顺时针方向。
图1-3 十二支表示地平方向。 其中子午表示南北，卯酉表 示东西。
8
地球上的距离
角距离和线距离相互联系。
海里n mile：经线1角分的弧长；
赤道的周长：60海里×360=21 600海里。
公里：大圆弧周长的1/40000；
• 基圈：黄道；原点：春分点； • 始圈：无名圈；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”）。
42
图1-25（下） 天体的黄道坐 标系：黄纬和黄经
图1-24（上） 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。
43
2
经线(meridian) 通过地轴的平面同地球相割而成的圆； 经线都是大圆的一半，都在两极相交， 大小相同； 本初子午线：通过英国Greenwich(格林 尼治)天文台经线（1884年确定），0°。
第二讲天球坐标
体现地平坐标系与第一赤道坐标系的 联系，有如下关系式： 仰极高度=天顶赤纬=当地纬度
（天球的南北两极，一个在地平之上，叫 做仰极；另一个在地平之下，叫做
俯极。）
u对于北半球来说，仰极就是天北极，见图，图中得 内圆表示地球，外圆是天球子午圈，显然，一地的
纬度（ φ ）与当地天顶的赤纬属同一个角， 它等于当地仰极的高度，二者都是天顶极 距的余角。
第八页，共39页
u基本要点：
（1）基圈：地平圈；
（2）原点：南点； 始圈：午圈；
（3）纬度：称高度（h），是天体 相对于地平圈的方向和角距离。 （0°—±90°，自地平圈起，沿 天体所在的地平经圈向上（下） 度量。） 高度的余角为天顶距（Z）。
（4）经度，称方位（A），是天体
所在的地平经圈相对于午圈的方向和 角距离。
u纵坐标即纬度； 天体的纬度就是天体所 在的球半径与基圈平面 的夹角。
u横坐标即经度；
天体的经度就是始圈与终 圈平面的夹角。
第三页，共39页
Ø球面坐标系共同的特点：
u都有一个基本大圆（基圈）。
例如，地理坐标系中，赤道就是它的基圈；而在不同的天球 坐标系中，基圈各异。 u基圈上都有一个原点。
u球面上任一点相对于基圈的方向和角距离，用纬度表示，是 点得纵坐标。
（0°—360°，以南点为起点，沿地平
天球坐标系知识
第一章地理坐标与天球坐标
第一节地理坐标
101经线和纬线
§101-1地球上的经线和纬线
地球的自转轴叫地轴.地轴通过地心，它同地面相交的两个端点，是地球的两极，分别叫北极和南极.
纬线意即横线，经线则是竖线.平面上的直线，到了球面上就成了弧线。所以，纬线和经线都是地球上大大小小的圆。在几何上，任何圆都代表一定的平面,因此，球面上的圆,都可以看作一定的平面同球面的截割线。纬线与经线的差异，在于各自平面同地轴的关系:前者垂直于地轴，后者则通过地轴.纬线平面垂直于地轴，经线平面都通过地轴.
一切垂直于地轴的平面同地面相割而成的圆，都是纬线。所有纬线互相平行，大小不等。其中，垂直于地轴，且通过地心的平面同地面相割而成的圆，是纬线中的唯一大圆，名叫赤道.赤道分地球为南北两半球,是地理坐标系的横轴。
一切通过地轴（也必通过地心)的平面同地面相割而成的圆，都是经圈.所有经圈都是大圆，因而有同样的大小。它们都在南北两极相交,并被等分为二个半圆，这样的半圆叫经线。其中，通过英国伦敦格林尼治天文台的那条经线，被公认为本初子午线，即0°经线。它是地理坐标系的纵轴。
经线和纬线处处相交.每一条经线通过所有的纬线；每一条纬线也通过所有的经线，而且相互垂直。地球上每一地点，都可以看成特定的经线和纬线的交点，从而确定它们的地理位置。
§101-2地球上的方向和距离
地球上的方向，通常是指地平方向.地平圈上的东南西北四正点，代表地平方向的东南西北四正向.我国古代用十二地支(子丑寅卯……戌亥）表示地平方向，其中的子午和卯酉，分别就是南北和东西向。
第一章 地理坐标和天球坐标
地理坐标 天球坐标
第一节 地理坐标
地球上的经纬线 经度和纬度 地理坐标 球面坐标模式
一、地球上的经纬线
纬线（圈）
N
概念 特点 赤道 极
经线
经圈和经线 特点
•o
本初子午线 本地子午线
地球上的方向
S
地球上的方向
经线代表南北方向
北：沿经线指向北极 C 南：沿经线指向南极
纬线代表东西方向
夏至点
与天赤道的交点
与天赤道的大距点
地平圈
冬至点
天子午圈
春分点
K´ P´
地球公转轨道与黄道
黄 道
黄道：太阳在天球上作周年视运动的路线。
地理纬度φ与地心纬度φ’
N
•o
S
第二节 天球坐标
天球 天球坐标
天球的概念
人们所能直接看 天穹：到的地平以上的
半个球形天空。 以地心为球心， 天球：以无穷大为半径 的假想球体。
天球上的圈和点
天顶
地平圈 天底
天球图示
天球上的几个圈和点
天赤道
P
概念 天北极、天南极 K
黄道
概念 黄北极、黄南极
秋分点
东：顺地球自转方向 西：逆地球自转方向
N
A
•o
B
S
练习
判断下二图中，Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ各位
第二章 地理坐标与天球坐标
二、经度和纬度 （一）纬度 纬度是一种线面角，即当地的地面法线或本地垂 线同赤道平面的交角。它表示一地相对于赤道平面的 南北方向和角距离。纬度的度量以赤道为起点，在本 地经线上度量，可以向南北两个方向度量，赤道以北 为北纬（N），赤道以南为南纬（S），分别为0度— 90度。 地理纬度：地面法线与赤道面的交角。强调经线 上一段弧的度数。 地心纬度：地球半径与赤道面的交角。强调弧所 张的球心角。 地理纬度﹥地心纬度。因为经线曲率自赤道向两 极递减。 南北纬45°两种纬度差值最大（12′）。因南北 纬45°的经线曲率是平均曲率，是两种纬度差值持续 增加的终点和持续减小的起点。
最早进行这种弧度测量的是我国唐代天文学家僧一行本名张遂在他的指导下南宫说太监率领测量队在现今河南省黄河两岸的平原地带分别测定了大体位于同一条经线上的滑县开封扶沟上蔡四地的二分二至的正午日影长度和北极星高度同时测量上述各地之间的水平距离从而得出地球表面子午线1的长度为351里80步唐代以300步为1里1步为5尺这个数据相当于现代的12941公里
（三）关于“梨形地球” （1）似梨 北半球高纬和南半球低纬，大地水准面高出扁球体； 北半球低纬和南半球高纬，大地水准面低于扁球体。 从图6—8所表示的大地水准面对于参考扁球体的偏离 来看，人们都说地球形状“似梨”，地球的南极就是梨柄 所在。其实这只是一种假像。 （2）非梨：
——忽略了赤道半径与极半径之间的21千米的巨大差异。 该图不是用椭圆而是用正圆表示参考扁球体的经线，忽略了参 考扁球体的“扁”字，从而也就忽略了赤道半径和极半径之间 21千米的巨大差异。 ——过分夸大了南北两极极半径之间40米的微小差异。用 来表示这40米差值的比例尺比表示地球半径的比例尺大57000倍。 ——笼统地说地球呈梨形是不确切的。 此图看上去似梨是由于这两个原因造成的，如果没有这两 条，地球给人的印象，必将是扁球体，所以地球“似梨非梨”。 在没有说明前提的条件下，笼统地说地球呈梨形是不确切的。
第一章 地理坐标与天球坐标
地球概论
第一章 地理坐标与天球坐标 左 旋 坐 标 系
R
L
地球概论
第一章 地理坐标与天球坐标
2. 地平坐标系
（1）地平坐标系的圆圈系统 ①地平圈
P
②子午圈
③卯酉圈
P′
地球概论
第一章 地理坐标与天球坐标
（2）地平坐标系
①基圈——地平圈 ②原点——南点(S) ③始圈——午圈
地球概论
第一章 地理坐标与天球坐标 （3）天体的地平坐标 ①地平纬度——高度（h）
P′
Q′
Z′
地球概论
第一章 地理坐标与天球坐标 练 习
2、当天顶的赤纬和赤经分别是+25°和3h时，南点 的赤纬、赤经是多少？东点的赤经和时角是多 少？ Z Q P N W E S
P′
Q′
Z′
地球概论
第一章 地理坐标与天球坐标 作 业
1、画出地平坐标和时角坐标系及其圆圈系统。 2、画出45°S一观测者的地平坐标圆圈系统。
地球概论
地球概论
主要内容
第一章 地理坐标与天球坐标 第二章 地球的宇宙环境 第三章 地球的运动 第四章 地球运动的地理意义 第五章 地球和月球 第六章 地球的结构和物理性质
地球概论
第一章 地理坐标与天球坐标 一、经线和纬线
1. 地球上不存在经线和纬线，人为 建立经纬网的目的是为了定位的 需要。地面上每一个点都要看成 是特定经线和纬线交点。
天球坐标系统--天文竞赛辅导
三个基本大圆：地平圈，天赤道，黄道； 大圆的极点： 地平圈两极：天顶和天底； 天赤道的两极：天北极和天南极； 黄道的两极：黄北极和黄南极。 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。
30
四、天球上的方向和距离 方向：地球上方向的延伸； 东西方向：俯视天北极，逆钟向为东； 判断：右手定则。 距离：只有角距离。
2
经线(meridian) 经线(meridian) 通过地轴的平面同地球相割而成的圆； 通过地轴的平面同地球相割而成的圆； 经线都是大圆的一半，都在两极相交， 经线都是大圆的一半，都在两极相交， 大小相同； 大小相同； 本初子午线：通过英国Greenwich( Greenwich(格林 本初子午线：通过英国Greenwich(格林 尼治)天文台经线（1884年确定），0 年确定）， 尼治)天文台经线（1884年确定），0°。 纬线(parallel) 纬线(parallel) 垂直于地轴的平面同地球相割而成的圆； 垂直于地轴的平面同地球相割而成的圆； 纬线相互平行，大小不等; 纬线相互平行，大小不等; 赤道(equator) (equator)： 赤道(equator)： 0°。
31
图1-15 天球上的方向
32
图1-16 天球上的距离
33
天球坐标
一、球坐标系的一般模式 以基圈、始圈和终圈构成一球面三角形； 纵坐标即纬度； 横坐标即经度。
地理天球坐标
赤纬和赤经
天体第二赤道坐标系：赤纬和赤经
黄道坐标系
用途：表示日月行星在空间的位置和运动 圆圈系统：黄道，其两极为黄北极和黄南极，通 过黄北极和黄南极的黄道经圈为黄经圈，与黄道 平行的的圆为黄纬圈，通过二分点的黄经圈称为 无名圈，通过二至点的黄道经圈为二至圈。 黄道，无名圈和二至圈相互垂直且等分，把天球 分为八个相等的球面三角形。 思考：无名圈与二分圈的区别？？？？
地平圈
地平圈
地平圈与地平线？
天球上的点
天球大圆的交点和远距点
左:地平圈与天赤道的交点（东、西）和远距点(南、北、上、下)；右:黄道与天 赤道的交点（二分）和远距点（二至点和无名点）
大圆的交点和距点
大圆相交相互等分；两个交点和两个远距点 天赤道交地平圈：东点和西点，交角因地而已 黄道交天赤道：春分点[spring equinox]和秋分点
讨论一：不同纬度的天球运动
黄道、中星
地球公转，使太阳的视运动在一年内自西向东巡 天一周，叫太阳的周年运动，视行路线称为黄道 [Ecliptic] 太阳周年运动的发现：夜半中星的变化 中星[Culminant star]：(夜半)上中天的星宿
夜半太阳沉入地北
夜半中星的变化反映了太阳在天球上从一个星座 到另一个星座的巡天运动
经度
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第一章
地理坐标与天球坐标
主要内容：地面上点位置及天球上天体位置的描述。
第一节地理坐标
教学目的：１．掌握地球上方向的描述方法。
２．掌握经纬线及经纬度的概念。
３．掌握地理坐标的书写方法，会使用地球仪查找经纬度。教学难点：１．方向的描述。
２．经纬度的度量及球面坐标模式的建立。
课时：３课时。
教学过程：
地心——地球的球心０
地轴——地球的自转轴北极Ｎ
地极——地轴与地面的两个交点
南极Ｓ
一．地球上的经纬线
（一）纬线（圈）
１．概念（Ｐ１）
２．特点
（１）地球表面有无数条纬线。
（２）纬线相互平行。
∵纬线平面⊥地轴
（３）纬线大小不等。
纬圈的半径随切割平面与地心距离的增大而减小。
３．赤道
垂直于地轴并通过地心的平面与地面的交线。
赤道是纬线中唯一的大圆。
赤道将地球分为南北两半球。
４．极
地面上距离赤道最远的两点。
可视为半径为０的纬线。
（二）经线
１．概念（Ｐ２）
经圈：一切通过地轴的平面同地面相割而成的圆。
所有经圈都是大圆。
经线：每一经圈被南北两极等分为两个半圆，每个半圆叫做经线或子午线。
２．特点
（１）地球表面有无数条经线。
地球上的任何一点都可以看作
是某条经线与纬线的交点。
（２）所有经线大小相等。（半个大圆）
（３）所有经线相交于南北两极。
经线即连接南北两极的大圆弧。
（４）经线与纬线相互垂直。
３．本初子午线（Ｐ２）
通过格林尼治天文台原址的经线。
是人为选定的作为经度起始面的经线。
1884年国际经度会议将其定为本初子午线。
４．本地子午线对整个地球来说，有无数条。
通过本地的子午线
对一个地点来说，只有一条。
（三）地球上的方向
经纬线代表着地球上的方向，每一地点的经纬线分别指示该地的正东、正西、正南、正北四个方向。
１．经线代表南北方向
北：即沿经线指向北极
南：即沿经线指向南极
南北方向是有限的方向：北极
是向北的终点，也是向南的起点；
南极是向南的终点，也是向北的起点。
２．纬线代表东西方向
东：顺地球自转的方向
西：逆地球自转的方向
东西方向是无限的方向，因为纬圈无始终。
理论上的亦东亦西：Ａ、Ｂ两地互为东西
实际上的非东即西：取Ａ、Ｂ两点间的劣弧判断。
地球上点的相互方向的判断：
Ａ比较南北方向：看该点更靠近Ｎ、Ｓ哪个极
Ｂ比较东西方向：首先选取二点间的劣弧，然后看是顺着还是逆着地球自转方向由一点到达另一点。
练习：分别判断下二图中，Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ各位于Ａ点的什么方向？
二．经度和纬度
（一）纬度(Φ)
１． 线面角
本地法线与赤道平面的夹角为所
在地的纬度。
本地法线：与本地地面的切平面
相垂直的线。
２．度量
以赤道为起始面，在本地子午线上度量到该点为止。
从赤道到所在地的经线弧的度数即为该点地理纬度的数值。 如Ａ点：40０（Ｎ）
３．方向
北纬——由赤道向北度量，0０－90０Ｎ
南纬——由赤道向南度量，0０－90０Ｓ
４．同一纬线上各地点具有相同的纬度。
∵纬线相互平行，所有纬线//赤道
简言之，一个地点的纬度，就是这个地点相对于赤道面的南北方向和角距离。体现这一量度的是从赤道到所在地的一段经线。（Ｐ４）（二）经度（λ）
１．两面角
本地子午线平面与本初子午线平面的夹角。
２．度量
以本初子午线为起点，在赤道上度量到本地子午线为止。
该段赤道弧的度数即为该地的经度数值。
３．方向
东经——由本初子午线向东度量，００－180０Ｅ
西经——由本初子午线向西度量，００－180０Ｗ
４．同一经线各地具有相同的经度。
５．地球上东西两半球的界线是20０Ｗ和160０Ｅ，而不是００和180０经线。因为００经线通过英、法、西班牙等国，若以此为界则使这些国家分属两个半球。
简言之，一地的经度，就是该地所在的子午面相对于本初子午面的东西方向和角距离，体现这一量度的是赤道上以本初子午面为起点，本地子午面为终点的一段弧。（Ｐ４）
（三）经纬度的间隔
由于经纬线的不等长，造成经纬度的间隔不同。
１．经度的间隔是固定的
因为经线大小等长，４万KM/经圈，
所以每度纬度的间隔为4万KM/3600=111KM/10
２．经度的间隔随纬度的升高而减小
因为纬线大小随纬度升高而减小，
所以经度１0的间隔在赤道上最长，为111KM/10，而向两极逐渐缩短。
三．地理坐标
（一）概念
地理坐标即用经度和纬度来表示某地地理位置的方法。
一个地点的经度和纬度即它的地理坐标。
如Ａ（４0０Ｎ，1２0０Ｅ），表示该点位于４0０Ｎ纬线与1２0０Ｅ经线的交点上，这样的交点只有一个即Ａ。任何两地可以有相同的纬度或者相同的经度，但不可能同时具有相同的经纬度。因此，地理坐标具有科学性和唯一性的特点。
（二）书写格式（Ｐ５）