地理坐标与天球标.docx

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：6371km 1、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。地球大圆一度弧长为111.1千米。知道了与弧段相对应的角距离，计算弧段的长就很容易了。 同一经线上两点之间距离的计算 不同经线上两点之间距离的计算同一纬度？ 赤道上 其它纬圈上球面三角形的余弦公式球面上的三个点，每两点之间用大圆劣弧相连接，三弧所围成的球面部分称为球面三角形。球面三角形余弦定律：在球面三角形中，任意一边所对应球心角的余弦等于其他两边各自对应球心角的余弦乘积加上这两边各自对应球心角的正弦及任意的那条边在球面三角形中对应角的余弦三项乘积。 cosa=cosbcosc+sinbsinccosA 球面三角形正弦定律：在球面三角形中，任意一边所对应球心角的正弦与该边所在球面三角形中的对应角的正弦的比值相等。sina/sinA=sinb/sinB=sinc/sinC基本性质l 1、 a+bc,a-bc,其它边类推 l 2 、0a+b+c360 l 3 、180 A+B+C540 l 4 、-180 A+B-C180 ，余类推 l 5 、(a-b)与(A-B)同号或同为零，余类推 l 6 、(a+b-180 )与(A+B-180 )同号或同为零，余类推 三、地球上的经度和纬度1、纬度：一地相对于赤道平面的南北方向和角度纬度是一种线面角，即本地法线与赤道平面的交角；纬度在本地经线上度量，南北纬各分90度2、经度：本地子午面的东西方向和角距离经度是两面角，本初子午面为起始面；本地子午面为终面；经度通常在赤道上度量，东西经各分180度。3、经度与纬度的关系（1）经线都是大圆，不同经度处，相同纬度间隔大体相等； 1约折合111km （2）纬线是大小不等的圆 经度的间隔，随纬度增高而减小； 与纬度的余弦成反比。 四、地理坐标一地的经度和纬度相结合，叫做该地的地理坐标同地理坐标相联系的有三个大圆赤道（横轴）； 本初子午线（纵轴）；本地子午线。书写按惯例先纬度，后经度；数字在先，符号在后。 例：北京的地理坐标：40N, 116E1.2 天球坐标一、 天球、概念天球：以观测者为球心，任意长为半径的假想球体。在天文学上用作表示天体视位置和视运动的辅助工具。 天球的中心是观测者；天球的半径是任意的；天球是一个假想的球体。天穹：地平以上的半个天球2、天球的视运动天球及天体的周日视运动原因：地球自转规律；周期：每日旋转一周；方向：自东向西与地球自转方向相反；路线：与天赤道平行太阳的周年视运动原因：地球公转规律周期：每年巡天一周；方向：自西向东与地球公转方向一致；路线：黄道二、天球上的基本点和基本圆北天极和南天极l 天赤道天顶和天底地平圈天子午圈上点、下点四方点（四正点） 三个基本大圆 地平圈、天赤道、黄道 黄道交天赤道：春分点、秋分点大圆的极点 地平圈的两极：天顶、天底 天赤道的两极：天北极、天南极 黄道的两极：黄北极、黄南极大圆的交点 天赤道交地平圈：东点、西点 三、天球大圆的大距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；黄道对于天赤道： 夏至点和冬至点；天赤道对于黄道： 无名点。上的方向和距离；方向：地球上方向的延伸；南北方向：向北向北天极、向南向南天极；东西方向：天球外俯视，向东为逆时针方向；地球北极仰视，向东为顺时针方向。距离：天球上只有角距离。天体间的距离。 四、天球坐标1、天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。2、常见的几种天球坐标1) 地平坐标系用途：表示天体在天空中的高度和方位圆圈系统：地平圈地平纬圈；地平经圈（子午圈，卯酉圈）基本要点：基圈：地平圈原点：南点始圈：午圈坐标 高度（0 90） 方位 （0 - 360，自南点向西沿地平圈度量，右旋） (2) 第一赤道坐标系用途：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：午圈坐标：赤纬 时角（0-24h）,自上点沿天赤道向西度量（为使天体的时角“与时俱增 ”）。(3) 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；二分圈和二至圈基本要点：基圈：天赤道原点：春分点始圈：春分圈坐标：赤纬； 赤经，沿天赤道向东度量。(4) 黄道坐标系用途：表示日月行星的位置及其运动圆圈系统：黄道；黄经圈（无名圈：通过春分点的黄经圈、二至圈）基本要点：基圈：黄道原点：春分点始圈：无名圈坐标：黄纬； 黄经，自春分点沿黄道向东度量。一1）地平坐标与第一赤道坐标右旋坐标系始圈相同（午圈）但基圈不同，因而高度不同于赤纬，方位不同于时角； 二者的具体差异与当地的纬度有关；仰极高度体现地平系统与第一赤道系统的关系2）第二赤道坐标系与黄道坐标系左旋坐标系赤经和黄经都向东度量； 有共同的原点（春分点）； 基圈不同、始圈不同，所以赤纬不同于黄纬，赤经不同于黄经。 3）第一赤道坐标系与第二赤道坐标系 基圈相同（天赤道）因而有相同的纬度（赤纬）；但始圈不同，因而时角不同于赤经。二者的具体差异与当时的恒星时（春分点的时角，或上点的赤经）有关-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 一、天球 二、天球上的基本点和圆 三、天球上的方向和距离四、天球坐标第二章-地球的宇宙环境天体系统的层次-地月系卫星系；太阳系行星系；星系 银河系 河外星系星系群/团 本星系群超星系团本超星系团总星系 2.2 恒星和星系、 恒星恒星及其自行恒星：由炽热气体组成的、能够自身发光的球形或类似球形的天体。 “固定”相对位置 变化的2、恒星的发光和光谱 3、恒星的亮度和光度3、恒星的亮度和光度1）恒星的亮度和视星等 恒星的亮度：观测所见恒星的明亮程度，即单位时间、接收器在单位面积上所接收到的来自恒星的辐射能量。 与恒星的发光本领和距离有关 视星等(喜帕恰斯，Hipparchus)星等相差1等,恒星的亮度相差2.512倍；星等以等差级数增大，亮度以等比级数递减；太阳的亮度是一等星亮度的 2.51227.74 =1300亿倍。 视星等和亮度的关系普森公式 2）恒星的光度和绝对星恒星的光度 天体的光度是指天体的发光本领，即天体在单位时间内向各个方向发出的总能量，一般用L表示。 光度和亮度的关系 天文上常用的表示距离的单位 天文单位（AU）：1.495978701011米1.49601011米 光年（ly）：63240AU，94605亿千米 秒差距（pc，parsec，parallax second） 绝对星等 绝对星等和视星等的关系 太阳；太阳是银河系中一颗普通的恒星大多数恒星的质量不小于太阳质量的10%，不大于太阳质量的10倍；大小：太阳半径的1600倍0.75%恒星的密度有惊人的差异：巨星十分稀薄；矮星非常致密，中心密度是水的100万1000万倍从日地关系的角度讲，太阳是一颗具有重要意义的恒星。太阳是地球所绕转的恒星太阳是太阳系的唯一恒星，其引力控制着行星系统的运动；太阳在天球上没有固定的位置。太阳是距离地球最近的恒星，对地球而言太阳特别大；太阳特别明亮；太阳辐射是地球的主要能源。 、行星概况水星( the mercury 星距太阳最近，只有580万km。 水星没有卫星，它的体积在太阳系中最小。 水星的大气极其稀薄。 水星表面昼夜温度差巨大。 水星上没有液态的水。 水星有一个主要由铁和镍构成的核，是太阳系含铁量最高的行星。 水星的表面与月球极其相似，上面布满了深浅不一的陨石坑、行星概况金星（the venus） 金星表面覆盖着主要由硫酸雾组成的浓密云层，地表温度达四百多度，比水星还要热。 它与地球在体积、质量、密度和重量上非常相似，可以算作是地球的姊妹星。 行星概况火5星（the 火星在很多方面与地球很相似，它是目前所知地球外最有可能存在生命的地方。 火星大气：稀薄，主要成分二氧化碳 火星被称为红色的行星，这是因为它表面布满了氧化物，因而呈现出铁锈红色。 而事实上金星与地球非常不同 ：自转、公转周期、物理状况等 5、行星概 木星（the jupiter 木星堪称“行星之王”，是太阳系中最大的行星，其他八颗行星质量加起来也没有它大。 、行星概况土星（the saturn） 土星直径119300公里，是太阳系第二大行星。它与邻居木星十分相像，表面也是液态氢和氦的海洋，上方同样覆盖着厚厚的云层。 土星