航海学天文定位第四篇天文航海第12章

13三月2024航海学天文定位第四篇天文航海第12章第二章天球坐标系

第一节天球坐标系在天文航海上常用的是:赤道坐标系和地平坐标系。一、天球天球上的点、线、圈地球地轴北极南极赤道纬度圈经度圈格林经线测者所在经线天球天轴天北极天南极天赤道赤纬圈时圈格林午圈测者午圈1．天轴和天极天北极天南极2．天赤道天赤道将天球分为北天半球和南天半球。3．天体时圈过两天极和天体的半个大圆PNBPS称天体时圈(hourcircle)。

4．天体赤纬圈5．天顶和天底(1)测者天顶Z，测者天底。(2)格林天顶ZG：无限延长格林尼治天文台的铅垂线，向上与天球的交点ZG称格林天顶；而向下延长与天球的交点Z’G称格林天底。6．子午圈(1)测者子午圈：测者子午圈将天球分为东天半球和西天半球。(2)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(Greenwichmeridian)PNZPSZ’G。

7．测者真地平圈真地平圈将天球分为上天半球和下天半球。

8．方位基点(cardinalpoints)

9．仰极与俯极真地平以上的天极称仰极(elevatedpole)(即与测者纬度同名的天极)。真地平以下的天极称俯极(depressedpole)。

10．垂直圈过天顶Z、天体B和天底Z’的半个大圆ZBZ，称天体垂直圈(verticalcircle)。11．春分点和秋分点地球绕太阳公转的轨道平面与天球相交的大圆称黄道。黄道和天赤道相交两点分别称春分点Υ(vernalequinox)和秋分点(autumnalequinox)。12．春分点时圈过两天极和春分点Υ的半个大圆PNΥPS称春分点时圈(hourcircleofvernalequinox)。

三、第一赤道坐标系

采用天赤道为基准圆，以格林(或测者)午圈和天赤道的交点为原点，几何极为天北极。坐标是时角和赤纬，故又称时角坐标系。

1．天体赤纬从天赤道起，沿天体时圈量到天体中心的弧距称赤纬(declination，Dec)，由0º～90º计算。向天北极度量为北N，向天南极度量为南S。极距p：从仰极起沿天体时圈量至天体中心的弧距，由0º～180º计算。p=90º±Dec(赤纬与纬度异名取加，同名取减)。2．天体地方时角测者午圈和天体时圈在天赤道上所夹的弧距(localhourangle，LHA)。

(1)圆周法：由测者午圈开始沿天赤道向西量至天体时圈，由0º～360º计算，无需命名。(2)半圆周法：由测者午圈开始沿天赤道向东或向西量至天体时圈，由0º～180º计算。半圆周法必须命名，即标注E或W。

3．天体格林时角从格林午圈起沿天赤道向西量到天体时圈，由0º～360º计算。地方时角LHA=格林时角GHA4．天体地理位置PG纬度

=天体赤纬Dec经度

例4：已知测者经度15º25′.2E，LHA299º14′.3，Dec14º36′.0S，求天体地理位置。解：天体地理位置纬度＝Dec＝14º36′.0S天体地理位置经度＝360º—283º49′.1＝76º10′.9E四、第二赤道坐标系

天赤道为基准圆，以春分点Υ为原点，几何极为天北极。也叫春分点赤道坐标系。

1．赤纬定义同第一赤道坐标系。

2．天体赤经(rightascension，RA)从春分点Υ起，沿天赤道向东量到天体时圈的弧距，由0º～360º计算。3．天体共轭赤经(siderealhourangle，SHA)从春分点Υ起，沿天赤道向西量到天体时圈的弧距，由0º～360º计算。对于同一天体显然有：RA十SHA＝360º

4．春分点格林时角(GreenwichhourangleofAries，GHAT)从格林午圈起，沿天赤道向西度量到春分点时圈的弧距，由0º～360º计算。GHA=GHAΥ+SHA天体地方时角LHA=春分点格林时角GHAΥ+共轭赤经SHA±测者经度＝春分点地方时角LHAΥ+共轭赤经SHA

五、地平坐标系

1．天体高度2．天体方位

1．天体高度天体高度(altitude，h)是从真地平圈起沿天体垂直圈量至天体中心的弧距，由0º～90º计算。从真地平向上高度为正(+)，向下为负(—)。该坐标的另一种表示方法称天体顶距(zenithdistance，Z)，它是从天顶起沿天体垂直圈量至天体中心的弧距，由0º～180º计算。对于在地平上同一天体有：h+Z=90º仰极高度等于测者纬度。

2．天体方位测者子午圈和天体垂直圈在真地平上所夹一段弧距称天体方位。(1)圆周法：无论北纬或南纬测者，均从北点N起算，按顺时针方向沿真地平量至天体垂直圈，由0º～360º计算。(2)半圆法：北纬测者，从北点N起算，沿真地平向东或向西量至天体垂直圈，由0º～180º计算。

南纬测者，从南点S起算，沿真地平向东或向西量至天体垂直圈，由0º～180º计算。由上可见，半圆方位后面应附有两个名称，第一名称与测者纬度同名，第二名称与半圆地方时角同名。第二节坐标变换一、天文三角形由测者午圈，天体时圈和天体垂直圈构成的