13 常用天球坐标系和坐标换算.doc

十三 常用天球坐标系和坐标换算u天球坐标系天文学中用来描述天体位置的坐标系统称为“天球坐标系”。常用的天球坐标系有地平坐标系、道坐标系和黄道坐标系。每一种坐标系都由一个“基本平面”和一个“极”组成。基本平面是天球上大圆所在的平面，“极”垂直于基本平面，指向由基本平面确定地平坐标系基本平面是地平圈，“极”是天顶Z。在地平坐标系（见下图）中，设天体为。过天顶Z、天体和天底Z的大圆 ZZ与地平圈WSEN垂直，且相交于H点， ZH 叫做“天体地平经圈”。它在地平圈上的弧度NH叫做“天体方位角”，记为A，由N点按顺时针方向计量，由00量到3600。天体的另一个坐标是Z弧，叫做“天顶距”，记为z，由天顶往下计量，从00量到900 。赤道坐标系基本平面是赤道面，“极”是北天极。在赤道坐标系（下左图）中，过北天极P、天体和南天极P的大 圆， 垂直于赤道面QQ且与QQ交于T，PTP就是天体的赤经圈或叫“时圈”。赤道上的QT弧叫做“时角”，记为t，从子午圈上Q点开始，按顺时针方向计量。赤道上的点是春分点，T弧是天体的一个坐标，叫做”赤经”，记为，从春分点开始，按逆时针方向计量。在时角t和赤经的测量中，计量单位都是时、分、秒，记为h、m、s。天体的另一个坐标叫做“赤纬”，记为，从赤道向两极度量，从00量到900，在赤道以北的天体记为“+”，在赤道以南的天体记为“-”。u黄道坐标系基本平面是黄道面，“极”是北黄极。在黄道坐标系（见上右图）中，经过黄极、天体和南黄极的大圆垂直于天球黄道面EE，且与黄道交于L，就是天体的“黄经圈”。黄道上的是春分点，L弧是天体的一个坐标，叫做“黄经”，记为，由春分点开始，在黄道上沿反时针方向计量，由00量到3600，。天体的另一个坐标是L弧，叫做黄纬，记为，由黄道向两极度量，从00量到900，在黄道以北的天体记为“”，在黄道以南的天体记为“”。u坐标变换天体在天球上的位置常常用一组坐标例如（A，Z）测量，而在实际工作中，有时则需要用另外一组坐标表示，这就需要在不同的坐标系之间进行变换。下面是常用坐标系之间的变换公式。已知地平坐标（A ,Z）求赤道坐标(,) ：cos cost=sin sinZ cosA+cos cosZ (1.1)Cos sint=sinZ sinA (1.2) sin=sin cosZ-cos sinZ cosA (1.3)式中t是时角，它与观测时间S(以恒星时作计量单位)和赤径的关系是，tS，是观测点地理纬度。由赤道坐标(,)变换到地平坐标（A ,Z）：sinZ cosA=sincos cost-cos sin (2.1) sinZ sinA= cos sint （2.2）cosZ=cos coscost + sin sin (2.3)（见左图）（3）由赤道坐标 (,)变换到黄道坐标 （，）：COScos=coscos （3.1） COSsin=coscossin+sinsin（3.2） sin=cossin-sincossin （3.3）式中式黄赤交角。（4）由黄道坐标 （，）变换到由赤道坐标 （,) ： COScos=coscos