天文学基础讲义.ppt

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1、二、天　球第二章　天球坐标与时间系统1１天球概念以任意点为球心，任意长为半径，为研究天体的位置和运动而引进的一个与人们直观感觉相符的假想圆球。2２天球类型站心天球地心天球主要用于表示太阳系以外的天体视位置和视运动日心天球主要用于表示太阳系内天体的视位置和视运动3３天球的性质天体在天球上的位置只反映天体视方向的投影天球半径可以任意选取，通常当作数学上的无穷大天球上任意两天体的距离用其角距(球心角)表示，线距离没有意义地面上两平行方向指向天球同一点地球上不同点看同一天体的视线方向是相互平行的一个天体发射到地面不同地方的光相互平行地球上所有相互平行平面

2、相交于天球上同一大圆4４天球上的基本点和基本圈为了确定天体在天球上的视位置，并研究天体的视运动，在天球上作一些假想的点和大圆：天顶、天底和天球地平圈天轴、天极和天球赤道子午圈、四方点和时圈垂直圈和卯酉圈天球黄道和黄极二分和二至点黄经圈和黄赤交角参考资料：董挹英，刘彩璋，徐德宝编著《实用天文测量学》5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(天球地平面)，与天球相交的大圆为真地平(天球地平圈)。垂直圈：过天顶垂直于地平圈的

3、大圆。O6天轴：过天球球心，与地球自转轴平行的直线。天极：天轴与天球的两个交点(北天极P和南天极P’)。天球赤道：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。P’7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。(垂直于子午圈的垂直圈)时圈：过天极的大圆弧，又称为赤经圈。(垂直于天赤道的大圆)子午圈既是时圈，又是垂直圈。8黄道：过天球中心做一与地球公转轨道面平行的平面为黄道面，与天球相交的大圆为黄道。黄

4、极：黄道所对应的两个极点。黄经圈：过黄极的大圆弧。黄赤交角：黄道与赤道的交角。ε＝23°26′21″9二分点：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；冬至点二分、二至点的空间位置不随测站不同而变化！103月22日或3月23日,太阳经过春分点11春分点与地方时12每25,800年，春分点遍历各星座一周13练习天子午圈与地平圈的两个交点是；天子午圈与卯酉圈的两个交点是；天赤道与黄道的两个交点是；天赤道与地平圈的两个交点是；北点和南点天顶和天底春分点和秋分点东点和西点14思考：如果黄赤交角为0度，天球上

5、的主要点和圈会发生什么样的变化？（举出1-3例）如果黄赤交角为0度，地球上将会发生什么现象？15三、球面三角初步第二章　天球坐标与时间系统16１球面上的圆定理：任何平面和球面的交线都是正圆。定义：通过球心的平面与球面的交线，是直径最大的圆，叫做大圆。不通过球心的平面与球面的交线，叫小圆。通过球面上不在同一直径两端的两个点，能做并且只能做一个大圆。17大圆小圆未通过圆心18２球面上两点的距离(角距)球面上任意两点A和B，可以做一个大圆ABC。A、B两点间的大圆弧(小于180°的弧)可以用线长、也可以用角度计量，在天文上常用角度来计量，叫做A、B间的

6、角距，它等于大圆弧所对的球心角∠AOB。19３球面上圆的极垂直于球面上一已知圆（不论大圆或小圆）所在平面的球直径的端点，叫做这个圆的极。极到对应圆周上各点的距离都相等，这一距离称为极距。大圆的极有什么特点？20４球面角两个大圆弧相交所成的角，叫做球面角。它们的交点叫做球面角的顶点。大圆弧叫做球面角的边。球面角以过顶点的圆弧的二切线所夹的角度来度量。＝顶点Ｐ为极所对应的大圆QQ’与大圆弧(或延长线)的两个交点A’、B’所对的球心角。＝平面ＰＯＡ和ＰＯＢ的所构成的二面角。21５球面三角形球面三角形：球面上两两分别相交的三个大圆弧所围成的几何图形球面三

7、角形的边：三条大圆弧为球面三角形的边a、b、c球面三角形的角：各大圆弧所成的球面角为球面三角形的角A、B、C22球面三角形基本性质球面三角形两边之和大于第三边推理：球面三角形两边之差小于第三边球面三角形三边之和大于0°而小于360°球面三角形三角之和大于180°而小于540°若球面三角形的两边相等，则这两边的对角也相等。反之，若两角相等，则这两角的对边也相等在球面三角形中，大角对大边，大边对大角23极三角形设球面三角形ABC各边a、b、c的极分别为A‘、B’、C‘，并设弧AA’、BB‘、CC’都小于90°，则由通过A‘、B’、C‘的大圆弧构成的球

8、面三角形A’B‘C’叫做原球面三角形的极三角形。定理1：如果一球面三角形为另一球面三角形的极三角形，则另一球面三角形也为这一球面三角形的