基础：天体-天球-天球坐标【PPT课件】

当我们仰望星空，只见幽蓝的夜空，群星闪耀，不时有星星一闪一闪，仿似对着人间眨着眼睛，这是多么有趣的事情。但是，你可曾思考过：天上的星星为什么会眨眼？有不眨眼的星星吗？,人的天职在勇于探索真理。 尼古拉哥白尼,基础：天体，天球，天球坐标,天体和天体系统一、天体概念及主要天体简介天体概念: 宇宙中所有的星体统称为天体。主要天体简介（恒星、行星、小行星、卫星、彗星、流星体、星云、星系、星际物质，人造天体，暗物质等）恒星是天体中的主体 二、天体系统概念：在引力的作用下，邻近的天体会集结在一起，组成互有联系的系统， 这就是天体系统。主要天体系统：地月系、太阳系、银河系、河外星系,仰望夜空，我们所看到的：,卫星行星恒星：组成星座的主体深空天体（Deep sky object, DSO）：星团、星云、星系、类星体彗星流星,天球和天球坐标如何确定天体位置？天球,天球是一个假想的球，它是以观测者（或地心）为中心，以无穷远为半径的球，所有天体都投影在这个球面上。天穹：地平以上的半个扁球。,特点：1、与直观感觉相符的科学抽象2、天体在天球上的位置只反映天体视方向的投影3、天球上任意两天体的距离用其角距表示4、地面上两平行方向指向天球同一点5、任意点为球心（常以地球或观测者为球心）,天体的角距离,在天球上度量两个天体之间的距离，不用长度单位，而用角度单位。,天球坐标系统,复习“地理坐标”一、经线和纬线地理定位的需要 二线相交于一点 每一个地点都可看作特定的经线和纬线的交点起始点：地球自转轴与地表的两个交点2. 经线圈和纬线都是地面上的圆 大圆：同一球面上最大的圆，其圆心即为球心。 小圆：大圆以外的圆统称小圆。3. 纬线：垂直于地轴的平面同地球相割而成的圆赤道面：垂直地轴且经过地心的平面赤道面与地球相交的线称为赤道，是纬线中唯一的大圆纬线相互平行，大小不同,4. 经线：通过地轴的平面同地球相割而成的圆 经线圈都是大圆（经线通常指它的半圆），都在两极相交，大小相同；本初子午线，通过英国伦敦格林尼治天文台的经线（1884年确定，是人为定的）5. 地球上的方向 南北方向，有限方向； 东西方向，无限方向，理论上亦东亦西，实际上非东即西,二、经度和纬度1.是经线和纬线的“编号”，其本身代表一种角度；2. 纬度：一地相对于赤道平面的南北方向和角距离。 纬度是线面角，即本地垂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。3. 经度：本地子午面相对本初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；本地子午面为终止面。,4. 经（纬）度与经（纬）线经度和纬度用来区分不同的经线和纬线经线即等经度线；纬线即等纬度线。同一经线经度相等，同一纬线纬度相等。,5. 地理坐标 一地的经度和纬度相结合，叫作该地的地理坐标 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）和本地子午线 书写时按惯例：先纬度，后经度；数字在先，符号在后。（26N,120E),地理坐标纬度经度本初子午线赤道南极北极,1、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称天顶。天底Z：与天顶相对的另一交点为天底。真地平：过天球中心做一与铅垂线垂直的平面，与天球相交的大圆为真地平。四方点：,基本点：天顶 天底 基本圈：真地平地平高度 h: 由真地平沿过天体的地平经圈向天顶、天底量度 （00 900）天顶距 Z: Z900h方位角 A:由南点或北点沿真地平顺时针度量到过天体的地平经圈 （003600）起始点：南点 北点,1、地平坐标,北极的高度等于当地地理纬度,2、天极和天赤道：,天极P：地球的自转轴无限延伸成为天轴，它与天球相交的两点为天极。天赤道QQ：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。,3、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。卯酉圈：过天顶和东西点所做的大圆弧。,天子午圈,2、时角坐标（第一赤道坐标）,基本点：天极 基本圈：天赤道赤纬 ：由天赤道沿过天体的赤经圈向两极方向度量 （00 -900）时角 t：由起始点沿天赤道顺时针量至天体所在赤经圈 （0h 24h）起始点：子午圈与天赤道的交点（上点）。,地平坐标系与第一赤道坐标系。第一赤道坐标系的原点是上点，是因为上点的位置比下点更容易测定。,坐标转换：sinzcosA=sincoscost-cossinsinzsinA=cossintcosz=coscoscost+sinsin,4、黄道、二分点、二至点,黄道：地球公转面无限延伸称为黄道面，与天球相交的大圆为黄道。二分点： 黄道与天赤道的两个交点。 春分点；秋分点二至点： 黄道上与二分点相距900的另两个点。 夏至点；冬至点,3、第二赤道坐标 赤纬 ：同上 赤经 ： 起始点：春分点 由春分点沿天赤道逆时针方向量至天体所在赤经圈 （0h 24h) 春分点的时角： trt,5、黄极,黄道：黄极：黄道所对应的两个极点。 黄赤交角：黄道与赤道的交角。230.5,4、黄道坐标,基本点：黄极基本圈：黄道 黄纬： 由黄道沿过天体的黄经圈向两边度量（00 900）黄经： 由春分点沿黄道逆时针量至天体所在黄经圈与黄道的交点 （00 3600)起始点：春分点,赤道坐标与黄道坐标,第二赤道坐标系（左）和黄道坐标系（右）,天球上的基本点圈,1、天极(p、p,)和天赤道(Q、Q, )2、天顶(Z)、天底(Z,)和真地平3、天子午圈、四方点和卯酉圈4、黄道和黄极5、二分点和二至点,表21 天球坐标系比较,注：基圈和始圈上的点，其纬度或经度为零；极点的纬度为90，经度则为任意。纬度度数相等，方向相反；经度相差180的两点为互为对跖点。,天体的视运动,1、周日视运动 地球的自转 天体的周日视运动 天体自东向西在周日平行圈上每日运行一周所有天体的东升西落。,在地球赤道地区看到所有天体都垂直于平面做圆运动,在中纬地区看到的天体的周日视动,在地球的南、北极地区看到所有天体都平行于地平圈做圆运动,天体的周日视运动,不同纬度处的天体视运动：1、极区 ：h 2、赤道地区： 3、中纬度地区：,永不上升与永不下落天体,1、永不下落天体： （900）“拱极” 永不上升天体： （900） 2、地理纬度越高，这类天体越多： 极区：各半； 赤道：无,天极的高度等于当地地理纬度,2、周年视运动 地球的公转 天体的周年视运动 太阳自西向东在黄道上每年运行一周 四季星空的不同。,太阳的周年视运动轨迹：黄道 运动方向： 自西向东,当太阳位于：春分点时:（3月21日） 0h 00夏至点时:（6月22日） 6h 23.50秋分