地球与天球LI市公开课一等奖省赛课获奖课件

第二章地球与天球第一节地球与地理坐标第二节天球与天球坐标10/10/地球与天球LI第1页第一节地球与地理坐一、关于地球基本概念二、地理坐标建立三、经纬线和地球上方向四、地球上距离10/10/地球与天球LI第2页一、关于地球基本概念1、地轴：地球自转轴（自转线速度为零）。2、地极：地轴与地表两交点（N、S）。3、赤道：垂直于地轴平面与地表相交大圆（距地轴最远、线速度最大）。4、自转方向识记：构想右手在地球内部握住地轴，大拇指竖直指向北极（N），四手指指向则为地球自转方向（自西向东）。北极N南极S赤道10/10/地球与天球LI第3页二、地理坐标建立1、地球坐标参考点和面①基圈——赤道（原点在几内亚湾）②极点——北极(N)和南极(S)。③辅圈(经圈)——过N、S大圆。经线(子午线)——被极点分割经圈半圆④始圈(本初子午线)——经过格林威治天文台旧址经线。2、地理经度——某地子午面与本初子午面夹角(记号λ)。量度方向与范围3、地理纬度——某地铅垂线与赤道平面夹角(记号φ)。量度方向与范围4、注记法则：纬度在前经度在后；度数在前方向在后。NS赤道本初子午线格林威治天文台旧址向东量度0°—180°为东经(E)向西量度0°—180°为西经(W)向北量度0°—90°为北纬(N)向南量度0°—90°为南纬(S)如：广州地理坐标——23°05′N，113°13′E10/10/地球与天球LI第4页三、经纬线与地球上方向②经线（经度等值线）——连接南北两极大圆弧。①纬线（纬度等值线）——垂直于地轴平面与地球相交圆。1、经纬线含义经线纬线NS2、东西方向：沿纬线顺地球自转方向为正东方向，沿纬线逆地球自转方向为正西方向（东西方向为无限方向）。3、南北方向：沿经线指向北极为正北方向，指向南极则为正南方向。（南北方向为有限方向）。5、任意两点间相对方向：以极距定南北；以劣弧定东西。4、十六方位：北(N)西(W)东(E)南(S)东北(NE)西南(SW)西北(NW)东南(SE)东东北(ENE)西西南(WSW)东东南(ESE)西西北(WNW)插图插图10/10/地球与天球LI第5页10/10/地球与天球LI第6页四、地球上距离1、惯用距离单位

①海里——人们将地球上一角分大圆弧长度定义为一海里，即地球上每度大圆弧为60海里。（船在海上航行速度以“节”表示，1节=1海里/小时。）②公里——法国人把地球上大圆弧周长四万分之一定义为一公里。每度经线之长=40000公里/360度=111.11公里/度③华里——为公里长度二分之一。④单位换算： 因:1度大圆弧=60海里=111.11公里故:1海里=1.85公里；或1公里=0.54海里在法国角度制中：圆周=400°；1°=100′；1′经线=1公里经圈周长=400°×100′／1°×1公里／1′=40000公里清政府在17定：1°经线=200华里；因与公里进率不整后改为：1°经线=222.22华里10/10/地球与天球LI第7页2、地球上两点距离公式

设：A地地理坐标为（A

A

）B地地理坐标为（B

B

）则AB距离（AB大圆弧度数）为：式中：北纬取正，南纬取负；

东经取正，西经取负。证实：在Q—ABN中，据边余弦定理得：0°AABABNBabS

Cosn=cosacosb+sinasinbcosN……①∵a=90°-

B；b=90°-

A

；N=

B-

A

∴代入①式得：即:n注意：AB

弧为了书写和讨论方便我们有时会用“n”代表。10/10/地球与天球LI第8页求算步骤：①计算公式等号右边数值（Δ）即：cosn=Δ注意符号！余弦负角不负用诱导公式化钝角为锐角余弦值++--②反三角函数求AB弧度数：AB=n=cos-1Δ注意：n值域→0°≤n≤180°（1、2象限角）当：Δ＞0时，n是第一象限角。当：Δ＜0时，n是第二象限角。比如：Δ=0.5n

=

cos-1(

0.5)=60°

Δ=-0.5n=

cos-1(-

0.5)=180°-60°=120°60°60°③计算AB弧长度:AB(km)=n度×111.111km/度AB(海里)=n度×60海里/度10/10/地球与天球LI第9页作业一:求以下两地距离（km）广州（24°48′N；113°13′E）悉尼（33°50′S；150°56′E）10/10/地球与天球LI第10页第二节天球与天球坐标一、天球基本知识二、天球上基本点和圈三、天球坐标系四、各种球面坐标关系10/10/地球与天球LI第11页一、天球基本知识1、天球含义:天球是一个假想无穷大正球体。2、天球特征:①含有正球体一切几何性质。②一切天体都能够投影在天球上,天体之间距离用角度表示。③球心能够依据讨论需要任意选定。（日心天球、地心天球、地面天球） ④同向平行射线交于天球上一点。⑤地心天球和地面天球天球每日自东向西视运动一周。

天球●★★★★☆☆☆☆10/10/地球与天球LI第12页同向平行射线交于天球上一点：平行线永远不相交或在无穷远处相交实际上是一回事，因为天球上点都是无穷远。形象比喻：远处铁道看起来是两条线联结为一个点。10/10/地球与天球LI第13页二、天球上基本点和圈（一）天极和天赤道1、天轴——地轴无限延长称为天轴2、天极——天轴与天球两交点称为天极。其中P为北天极；P'为南天极。3、天赤道——地球赤道平面无限扩大与天球相交大圆叫天赤道。

4、天球上方向——是地球上方向延伸。（二）天顶、天底和地平圈1、天顶、天底——过观察地点铅垂线向上延长与天球交点叫天顶(Z)，向下延长与天球交点叫天底(Z′)。2、地平圈——观察点数学地平面与天球相交大圆叫地平圈。（其中地平圈之上叫可见天球，地平圈之下叫不可见天球）PP'ZZ'地平圈天赤道北半天球南半天球天球NS可见天球不可见天球10/10/地球与天球LI第14页（三）天子午圈与四正点：1、天子午圈——在天球上过天极(P、P′)和某地天顶(Z、Z′)大圆叫该地天子午圈。2、中天——天体经过天子午线瞬间叫天体中天(午圈与子圈）。①上中天：天体经过午圈瞬间（即天体高度角最大时）。②下中天：天体经过子圈瞬间（即天体高度角最小时）。3、上点与下点——天子午圈与天赤道有两交点。4、四正点（均在地平圈上）①地平圈与天子午圈有两交点②地平圈与天赤道有两交点，面向北点PP'ZZ'QQ'NSEW地平圈天赤道北半天球南半天球天球天子午圈地平面之上叫上点（Q'）地平面之下叫下点（Q）近北天极叫北点（N）近南天极叫南点（S）右为东点（E）左为西点（W）

10/10/地球与天球LI第15页（四）黄道与二分二至点1、黄道——地球轨道平面无限扩大与天球相交大圆叫黄道。黄道是太阳周年视运动轨迹，也是地球轨道日心天球投影。2、黄极：是黄道 大圆之极公元北天极P与北黄极K角距离为23º26'21.448"3、二分点：天赤道与黄道两交点4、二至点：在黄道上K黄道K'地球PP′Ωγ69β天赤道太阳近天北极为北黄极（K）近天南极为南黄极（K'）降交点为秋分点（Ω）升交点为春分点（γ）最北点叫夏至点（69）最南点叫冬至点（β）10/10/地球与天球LI第16页天底Z天球上基本点和圈（复习小结）天轴天北极PP'天南极Z

天顶天赤道地平圈天子午圈北点南点东点铅垂线天球用右手定则识记地球自转。西点NS10/10/地球与天球LI第17页P天北极地平圈10/10/地球与天球LI第18页三、天球坐标系（一）地平坐标1、地平坐标参考点和面①基圈——是地平圈。②极点——天顶（Z）与天底（Z'）③辅圈——过Z、Z′大圆又叫地平经圈。

④原点——天文学用南点（S）作起算原点， 测量学用北点（N）作起算原点。⑤始圈——天子午圈。2、地平纬度：天体与观察者连线与地平面夹角， 简称平纬又叫高度角（记号为：h）。量度方向和范围：0º—±90º，仰角为正值，俯角为负值。3、地平经度：过天体地平经圈与天子午圈夹角（简称平经又叫方位角）即∠M′OS（记号为：A）。量度方向和范围：自南点（S）起顺时针方向0º—360ºZZ'NSMM'OhA地平圈PP'天球4、地平坐标特点与应用：①同一天体同一时刻方位（A）与高度（h）是随观察地点不一样而异。②同一地点，不一样天体A、h各异，而且随天体周日运动而改变。③用于天文观察、卫星跟踪、军事、航空、航海、测量等方面。10/10/地球与天球LI第19页（二）第一赤道坐标（时角坐标）

1、时角坐标参考点和面①基圈——是天赤道。②极点——北天极(P)与南天极(P')。③辅圈——是过P、P'大圆 又叫赤经圈或时圈。

④原点——是上点（Q'）。⑤始圈——是过Q'点辅圈即——午圈。2、赤纬：天体与地心连线和天赤道平面夹角 即：∠M'OM，记号为：δ。量度方向和范围：0º—±90º，北纬为正值，南纬为负值。3、时角：过天体时圈平面与午圈平面夹角 即：∠Q'OM'，记号为：t。量度方向和范围是：时角从Q'起算自东向西0h—24h 或0º—360º量度。PP'ZZ'Q'QMM'天赤道δtO4、时角坐标特点与应用：①同一天体同一时刻时角，因地理经度不一样而异。②恒星赤纬是不变——既无周日改变亦不随测地改变而改变。③天体时角是与时间同时增加。④用于天文观察和时间计量。10/10/地球与天球LI第20页（三）第二赤道坐标1、第二赤道坐标参考点和面①基圈——是天赤道。②极点——北天极(P)与南天极(P')。③辅圈——是过P、P'大圆叫赤经圈。

④原点——是春分点（

γ）。⑤始圈——是过γ点辅圈即——春分圈。2、赤纬：天体与地心连线和天赤道平面夹角 即：∠M'OM，记号为：δ。量度方向和范围：0º—±90º，北纬为正值，南纬为负值。3、赤经：过天体赤经圈平面与春分圈平面夹角 即∠γOM'，记号为：α。量度方向和范围是：赤经从γ起算自西向东0º—360º 或0h—24h量度。αγMM'OPP'春分圈δ天赤道4、第二赤道坐标特点与应用：

①恒星α、δ数值相对固定，与观察地点无关（可查表求得）。②用于天文观察、制订准确星图以及宇航方面。10/10/地球与天球LI第21页（四）黄道坐标1、黄道坐标参考点和面①基圈——是黄道大圆。②极点——黄北极(K)与黄南极(K')。③辅圈——是过K、K‘大圆叫黄经圈。

④原点——是春分点（

γ）。⑤始圈——是过γ点黄经圈（无名圈）。2、黄纬：天体与日心连线和黄道平面夹角 即：∠M'OM，记号为：β。量度方向和范围：0º—±90º，北纬为正值，南纬为负值。3、黄经：过天体黄经圈平面与春分点所在黄经圈夹 角即∠γOM'，记号为：λ。量度方向和范围是：黄经从γ起算自西向东0º—360º γMM'OKK'无名圈β黄道4、黄道坐标特点与应用：

①恒星λ、β数值相对固定，与观察地点无关（可查表求得）。②用于天文观察、制订准确星图以及宇航方面。λ10/10/地球与天球