天文定位与导航-认识天体坐标系

天球第一赤道坐标系第一赤道坐标系——与地球的地理坐标系相对应。１）基本点、线、圈（１）天极天极（Celestialpole）——地轴延伸后与天球所得的交点。北天极——对应地理北极的点——PN，南天极——地理南极方向的点——PS。（２）天轴天轴（Celestialaxis）——两天极的连线PNPS。（3）天赤道定义：地球赤道面无限延伸与天球相截而成的大圆，即地球赤道在天球上的投影。天赤道面将天球分为南、北两个半球。（4）子午圈测者天顶Ｚ——测者铅垂线向上延伸与天球的交点。测者天底Ｚ′——测者铅垂线向下延伸与天球的交点。测者子午圈——过测者天顶、天底和两天极的大圆PNZPSZ′称测者子午圈测者午圈：两天极之间包含测者天顶的半个大圆PNZPS，它与测者所在经线相对应测者子圈：两天极之间包含测者天底的半个大圆PNZ′PS测者子午圈将天球分为东、西两个半球。天球第一赤道坐标系格林子午圈过格林天顶、天底和两天极的大圆称格林子午圈。格林午圈——两天极之间包含格林天顶的半个大圆PNZGPS，它与格林经线(零度经线)相对应的。格林子圈——两天极之间包含格林天底的半个大圆PNZG′PS

，它与180°经线相对应。天球第一赤道坐标系

（5）天体时圈天体时圈——是通过两天极和天体中心的半个大圆（6）天体赤纬圈天体赤纬圈——过天体中心且平行于天赤道的小圆称为天体赤纬圈，又称周日平行圈天球第一赤道坐标系第一赤道坐标系坐标轴（基准大圆）——天赤道和格林午圈或测者午圈辅助圈——天体时圈和赤纬圈坐标——是赤纬和时角。坐标轴（１）赤纬（）定义：天赤道和天体中心在天体时圈上所夹的弧距，用表示。度量：自天赤道起，向北或向南度量到天体中心。范围：0～90

。命名：天体在北天半球——北赤纬（N）；在南天半球——南赤纬（S）。第一赤道坐标系（2）时角格林时角和地方时角①格林时角（tG）定义：从格林午圈起沿天赤道向西度量到天体时圈的大圆弧距，用tG

表示。范围：0～360

第一赤道坐标系②地方时角（t）定义：是测者午圈与天体时圈在天赤道上夹的大圆弧距，用t表示。度量方法：

Ⅰ、圆周法圆周地方时角——是从测者午圈起沿天赤道向西度量到天体时圈的大圆弧距范围：0～360

。圆周时角又称为西向时角，无需命名。第一赤道坐标系Ⅱ、半圆法半圆地方时角——是从测者午圈起沿天赤道向东（天体在东天半球）或向西（天体在西天半球）度量到天体时圈的大圆弧距范围：0～180

。向东度量时，以“E”命名。向西度量时，以“w”命名。第一赤道坐标系（3）圆周地方时角t和格林时角tG的关系

或其记忆法则可以简单地归纳为“东大西小”,即东经的地方时角t>格林时角tG；西经的地方时角t<格林时角tG。第一赤道坐标系例１已知某天体的格林时角tG＝298

30′.0，求经度

＝126

20′.0Ｅ处，该天体的半圆地方时角t。解：

tＧ

298

30′.0+）

126

20′.0Ｅ

t424

50′.0（超过360

，应减去360

）即64

50′.0Ｗ第一赤道坐标系例2已知经度

=120

25

.0Ｅ处某天体的圆周时角t=060

10

.0，求该天体的格林时角tG。解：

t060

10′.0（不够减，可加上360

）-）

120

25′.0EtG299

45′.0第一赤道坐标系（4）极距仰极：与测者纬度同名的天极俯极：与测者纬度异名的天极极距p：是仰极到天体中心的天体时圈弧距,用p表示。度量：自仰极起，沿天体时圈度量到天体中心，范围0～180

第一赤道坐标系极距和赤纬间有关系式：p＝δ90°-δ第一赤道坐标系3）天体地理位置（THEEND）当已知天体的赤纬δ和格林时角tG后，天体地理位置（纬度和经度）为：

＝＝第一赤道坐标系航用天体和天球１）航用天体天体——是宇宙空间各种天体的统称。例如恒星（包括太阳）、行星（包括地球）、卫星（包括月亮）、小行星、彗星、流星等等。航用天体——航海上常用的天体称为航用天体。航用天体有太阳、月亮和四大行星（金星、火星、土星和木星）以及159颗航用恒星。天球（1）定义：将以测者（也可以地球中心或太阳中心）为中心，任意长为半径的假想球面定义为天球。球心取在地球中心或太阳中心的天球称地心天球或日心天球。（2）在《船舶定位与导航》中，使用地心天球。B′bBo天球（3）天体位置——天体在天球上的投影位置.即地心O与天体B’连线的延长线与天球面的交点B（4）天体的地理位置地心O与天体B’连线与地球表面的交点b天球一、天球坐标系1、航用天体和天球2、天球第一赤道坐标3、天球第二赤道坐标系4、地平坐标系航用天体和天球１）航用天体天体­——是宇宙空间各种天体的统称。例如恒星（包括太阳）、行星（包括地球）、卫星（包括月亮）、小行星、彗星、流星等等。航用天体——航海上常用的天体称为航用天体。航用天体有太阳、月亮和四大行星（金星、火星、土星和木星）以及159颗航用恒星。天球（1）定义：将以测者（也可以地球中心或太阳中心）为中心，任意长为半径的假想球面定义为天球。球心取在地球中心或太阳中心的天球称地心天球或日心天球。（2）在《船舶定位与导航》中，使用地心天球。B′bBo天球（3）天体位置——天体在天球上的投影位置.即地心O与天体B’连线的延长线与天球面的交点B（4）天体的地理位置地心O与天体B’连线与地球表面的交点b天球天球第一赤道坐标第一赤道坐标系——与地球的地理坐标系相对应。１）基本点、线、圈（１）天极天极（Celestialpole）——地轴延伸后与天球所得的交点。北天极——对应地理北极的点——PN，南天极——地理南极方向的点——PS。（２）天轴天轴（Celestialaxis）——两天极的连线PNPS。（3）天赤道定义：地球赤道面无限延伸与天球相截而成的大圆，即地球赤道在天球上的投影。天赤道面将天球分为南、北两个半球。（4）子午圈测者天顶Ｚ——测者铅垂线向上延伸与天球的交点。测者天底Ｚ′——测者铅垂线向下延伸与天球的交点。测者子午圈——过测者天顶、天底和两天极的大圆PNZPSZ′称测者子午圈测者午圈：两天极之间包含测者天顶的半个大圆PNZPS，它与测者所在经线相对应测者子圈：两天极之间包含测者天底的半个大圆PNZ′PS测者子午圈将天球分为东、西两个半球。天球第一赤道坐标格林子午圈过格林天顶、天底和两天极的大圆称格林子午圈。格林午圈——两天极之间包含格林天顶的半个大圆PNZGPS，它与格林经线(零度经线)相对应的。格林子圈——两天极之间包含格林天底的半个大圆PNZG′PS

，它与180°经线相对应。天球第一赤道坐标

（5）天体时圈天体时圈——是通过两天极和天体中心的半个大圆（6）天体赤纬圈天体赤纬圈——过天体中心且平行于天赤道的小圆称为天体赤纬圈，又称周日平行圈天球第一赤道坐标第一赤道坐标坐标轴（基准大圆）——天赤道和格林午圈或测者午圈辅助圈——天体时圈和赤纬圈坐标——是赤纬和时角。坐标轴（１）赤纬（）定义：天赤道和天体中心在天体时圈上所夹的弧距，用表示。度量：自天赤道起，向北或向南度量到天体中心。范围：0～90

。命名：天体在北天半球——北赤纬（N）；在南天半球——南赤纬（S）。第一赤道坐标（2）时角格林时角和地方时角①格林时角（tG）定义：从格林午圈起沿天赤道向西度量到天体时圈的大圆弧距，用tG

表示。范围：0～360

第一赤道坐标②地方时角（t）定义：是测者午圈与天体时圈在天赤道上夹的大圆弧距，用t表示。度量方法：

Ⅰ、圆周法圆周地方时角——是从测者午圈起沿天赤道向西度量到天体时圈的大圆弧距范围：0～360

。圆周时角又称为西向时角，无需命名。第一赤道坐标Ⅱ、半圆法半圆地方时角——是从测者午圈起沿天赤道向东（天体在东天半球）或向西（天体在西天半球）度量到天体时圈的大圆弧距范围：0～180

。向东度量时，以“E”命名。向西度量时，以“w”命名。第一赤道坐标（3）圆周地方时角t和格林时角tG的关系

或其记忆法则可以简单地归纳为“东大西小”,即东经的地方时角t>格林时角tG；西经的地方时角t<格林时角tG。第一赤道坐标例１已知某天体的格林时角tG＝298

30′.0，求经度

＝126

20′.0Ｅ处，该天体的半圆地方时角t。解：

tＧ

298

30′.0+）

126

20′.0Ｅ

t424

50′.0（超过360

，应减去360

）即64

50′.0Ｗ第一赤道坐标例2已知经度

=120

25

.0Ｅ处某天体的圆周时角t=060

10

.0，求该天体的格林时角tG。解：

t060

10′.0（不够减，可加上360

）-）

120

25′.0EtG299

45′.0第一赤道坐标（4）极距仰极：与测者纬度同名的天极俯极：与测者纬度异名的天极极距p：是仰极到天体中心的天体时圈弧距,用p表示。度量：自仰极起，沿天体时圈度量到天体中心，范围0～180

第一赤道坐标极距和赤纬间有关系式：p＝δ90°-δ第一赤道坐标3）天体地理位置当已知天体的赤纬δ和格林时角tG后，天体地理位置（纬度和经度）为：

＝＝第一赤道坐标天球第二赤道坐标系第二赤道坐标系（太阳周年视运动展示）春分点（Υ）：太阳在黄道上作周年视运动过程中，从南天半球进入北天半球所经过天赤道的交点

春分点（Υ）时圈：连接北、南两天极并且通过春分点的半个大圆。坐标轴（基准大圆）：是天赤道和春分点（Υ）时圈。辅助圆：天体赤纬圈和天体时圈。坐标：纵坐标——天体赤纬(同第一赤道坐标系）。横坐标——天体共轭赤经α′和赤经α。1）天体的共轭赤经

共轭赤经（S.H.A.或

′）

定义：是从春分点起，沿着天赤道向西度量到天体时圈的大圆弧距，用

′表示。

范围：0～360

。

2）天体的赤经赤经（R.A.或

）定义：是从春分点起，沿天赤道向东度量到天体时圈的大圆弧距，用

表示。范围：0～360

。两者间的关系

′＋

＝360

天球第二赤道坐标系3）时角和共轭赤经的关系天体的格林时角和共轭赤经的关系

tG＝＋

′＝－

天体的地方时角和共轭赤经的关系

t=tG±

=tGr＋

′±

=t

＋

′=t

－

天球第二赤道坐标系感谢倾听一、天球坐标系1、航用天体和天球2、天球第一赤道坐标3、天球第二赤道坐标系4、地平坐标系（4）方向基点——N、S：测者子午圈与真地平圈的交点：靠近北天极的交点N称为北点；靠近南天极的交点S称为南点。E、W：天赤道和测者真地平圈的交点：测者面北背南，右侧的交点为E，左侧的交点为W。测者真地平圈平分天球为上、下半球：上天半球——真地平圈上，含天顶Z；下天半球——真地平圈下，含天底Zˊ。

地平坐标系（5）天体垂直圈，又称地平经圈——过天顶Z、天体中心和天底Z′的半个大圆。（6）天体高度平行圈，又称地平纬圈——是过天体中心且平行于测者真地平圈的小圆。地平坐标系2）地平坐标系（1）坐标轴（基准大圆）

测者子午圈和测者真地平圈。（2）辅助圆：天体垂直圈和高度平行圈。地平坐标系3）地平坐标（1）天体高度(h)定义：是从测者真地平圈起，沿天体垂直圈度量到天体中心的大圆弧距，用h表示。范围：0～90

。正高度(+，h>0)——天体在上天半球，从真地平圈向上度量；负高度(-，h<0)——天体在下天半球，从真地平圈向下度量。天体高度要求精确到0.′1。提问：仰极高度是？例如：北纬测者的仰极高度仰极高度=测者纬度地平坐标系（2）天体顶距(z)定义：从测者天顶起，沿天体垂直圈度量到天体中心的大圆弧距，用z表示。范围：0

～180

。要求精确到0.′1。z的意义：测者与天体地理位置之间的球面距离。高度和顶距之关系?h+z=90

或z=90

-h地平坐标系（3）天体中天高度(H)定义：天体位于测者午圈时的高度称上中天高度H。

H的方向：天体距S点近，H为S，距N点近，H为N图中太阳的中天H=75

S中天顶距（Z）定义：Z=90

-HZ的方向：与H相反。图中太阳的Z=15

N。ZPNQNSHtZtδN地平坐标系（4）天体方位(A)①圆周方位定义：由北点N起沿真地平圈向东（顺时针）度量到天体垂直圈的大圆弧距，用A表示。范围：000

～360

。地平坐标系②半圆方位定义：由测者子圈起算即北纬测者由N起算，南纬测者由S起算，向东（天体在东天半球）或向西（天体在西天半球）度量到天体垂直圈的大圆弧距，用A表示。范围：0

～180

。半圆方位命名：第一名称为方位的起算点，与测者纬度同名；第二名称为方位的度量方向。即与天体的半圆地方时角同名，天体在东天半球为“E”，在西天半球为“W”。天体方位要求精确到0.

1。地平坐标系感谢倾听一、天球坐标系1、航用天体和天球2、天球第一赤道坐标3、天球第二赤道坐标系4、地平坐标系4）天体高度和方位的计算1）天文三角形是天体坐标之间的纽带天文三角形的构成三条边测者余纬：90

-

天体极距(p)：90

-δ；天体顶距(z)：90

-h。天文三角形（1）天文三角形三个顶点（三个角）：天顶Z：天体半圆方位角：A=∠PNZB；仰极PN：天体半圆地方时角：t=∠ZPNB；天体B：天体位置角或视差角：q=∠ZBPN。天文三角形（2）天文三角形的