春分点本初子午线.docx
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春分点本初子午线
春分点本初子午线
【篇一:
普通天文学】
第一章天文观测基础知识
第一节天球和天球坐标
1、天球:
天穹:
人们所能直接观测到的地平之上的半个球形天空。
天球:
以地心为球心半径为任意的假想球体,表示天体视运动的辅助工具。
(p1)
由于天球球心的不同分为:
观测者天球、地心天球、日心天球。
黄道
黄道是太阳周年视运动的轨迹,实际上是地球公转轨道所在平面与天球相交的大圆,这个平面是黄道面。
2、天球坐标系
(1)、地平坐标系
基本要点:
基圈:
地平圈;
始圈:
午圈;
原点:
南点;
纬度:
高度:
天体相对于地平圈的方向和角距离。
(解释度量及天顶距)
(2)、第一赤道坐标系(也称时角坐标系)
基本要点:
基圈:
天赤道;
始圈:
午圈;
原点:
上点;
纬度:
赤纬:
天体相对于天赤道的方向和角距离。
(解释度量及极距)
经度:
时角:
天体所在的时圈相对于上点(午圈)的方向和角距离。
自上点沿天赤道向西度量(为使天体的时角“与时俱增”)。
上、西、下、东为0时、6时、12时、18时。
(3)、第二赤道坐标系
基本要点:
基圈:
天赤道
始圈:
春分圈;
原点:
春分点;
纬度:
赤纬;(与第一赤道坐标相同)
经度:
赤经:
天体所在的时圈相对于春分点的方向和角距离。
自春分点沿天赤向东度量。
(4)、黄道坐标系
基本要点:
基圈:
黄道;
始圈:
无名圈;(过春分点的黄经圈)
原点:
春分点;
纬度:
黄纬:
天体相对于黄道的方向和角距离。
(解释度量)
经度:
黄经:
天体所在的黄经圈相对于春分点的方向和角距离。
自春分点沿黄道向东度量(为使太阳的黄经“与日俱增”)。
(5)各天球坐标系的区别和联系
仰极高度=天顶赤纬=当地纬度
天体赤经+天体当时时角=当时恒星时
第二节天体的视运动与四季星空
1、天体的周日视运动
所谓天体的周日视运动是指所有天体以一天为周期的自东向西运动。
天体周日视运动的轨迹叫做周日平行圈,简称周日圈。
恒隐星和恒显星
2、太阳的周年视运动
太阳的周年视运动是指因地球公转而引起的太阳在恒星背景上的运动
轨迹(路线):
即黄道
方向:
自西向东
周期:
与地球公转周期相同,约为365天。
3、视星等与绝对星等
天体的亮度:
天体的明暗程度。
视星等:
亮度等级。
天体的光度:
天体本身的发光强度。
绝对星等:
表示天体光度等级的星等。
国际通行的星空区划——88个星座
4、四季星空
春季主要星座:
①大熊座②小熊座
③牧夫座④室女座
⑤狮子座
夏季主要星座:
①天琴座②天鹰座
③天鹅座④天蝎座
⑤人马座
秋季主要星座:
①飞马座②仙女座
③仙后座④英仙座
⑤仙王座⑥南鱼座
冬季主要星座:
①猎户座②大犬座
③小犬座④双子座
⑤御夫座⑥金牛座
第三节天文望远镜和空间探测器
光学天文望远镜的类别:
按轴系分:
地平式、赤道式。
按光学系统分:
折射望远镜、反射望远镜、折反射望远镜。
第四节天文观测时间系统
1、恒星日与太阳日
恒星日:
某一恒星连续2次在同一地点上中天的时间间隔。
太阳日:
太阳连续2次在同一地点上中天的时间间隔。
2、恒星时与太阳时
3、地方时和世界时
(1)地方时:
以观测者本地经度测定的时间。
缺点:
过于分散,不便于远距离的交流与活动。
(2)世界时:
以本初子午线测定的时间。
缺点:
过于统一,不便于各地日常生活。
4、时区和法定时区(区时和法定时)
区时:
该时区标准经线的地方时。
法定时区:
各国法定的全国统一或地区统一使用的时区。
有时不是整数时区。
法定时:
法定时区的区时。
5、原子时、世界时(及其优缺点)和协调世界时
原子时:
依据是原子内部电子跃迁振荡频率,以铯原子跃迁振荡9192631770次所经历的时间为1原子秒。
优缺点:
精度极高,但无实际物理意义。
世界时:
优缺点:
日常所需,但精度一般。
协调世界时:
原子时的秒长与世界时的时刻相互协调。
如何协调:
闰秒。
6、历法
(1)历法:
推算日、月、年的时间长度和它们之间的关系,并制定时间顺序的法则。
(2).阴历
侧重协调历月与朔望月关系的历法,又叫太阴历。
只考虑朔望月,不考虑回归年。
所以,历月平均长度近于朔望月长度,历日与月相对应,但历年长度与回归年长度相差较大。
历月安排:
单数月为大月,30天,双数月为小月,29天。
阴历的不足:
历年长度比回归年短11天左右。
缺乏季节意义,不能指导农业生产。
只在伊斯兰国家和地区使用。
置闰规则:
30年11闰。
(3)阳历
侧重协调历年和回归年关系的历法,又叫太阳历。
只考虑回归年,不考虑朔望月。
所以,历年平均长度近于回归年长度,但历日与月相无对应关系。
历月安排:
1、3、5、7、8、10、12共7个月为大月,每月31天,4、6、9、11共4个月为小月,每月30天,2月在平年为28天,在闰年为29天。
置闰规则:
400年97闰。
(4)阴阳历
既考虑朔望月,又兼顾回归年,并以朔望月为主的历法,叫阴阳历。
它实际是一种特殊的阴历或改进了的阴历。
历月体现月相循环,以朔望月为标准安排大月和小月;
历日与月相对应;
历年是历月的十二或十三倍。
历月安排:
大月30日,小月29日,无固定大小月顺序,以朔望月为标准安排大小月。
平均历月长度等于朔望月长度。
置闰规则:
19年7闰。
(5)我国农历(二十四节气)的特点
一是:
以月相定日序
二是:
以中气定月序
第二章地球和地月系
第一节地球
1、地球自转造成的后果
一是:
不同天体的周日运动
二是:
这种较快自转叠加缓慢公转形成地球上的昼夜交替
三是:
使水平物体方向发生偏转
2、地轴进动
是天轴绕黄轴作圆锥运动造成的天极位置在天球上自东向西的圆周运动。
地轴进动的后果:
一,天极周期变化。
二,春分点西移。
三,赤经赤纬黄经变化。
3、视差:
由于地球公转造成的恒星在天球上位置的移动。
光行差:
是地球轨道速度对于光速的影响
4、恒星年:
以恒星(恒星应无明显自行)为参考点,太阳视圆面中心连续两次经过同一恒星的时间间隔。
回归年:
以春分点为参考点,太阳视圆面中心连续两次经过春分点的时间间隔
5、地球公转引起的天文现象:
恒星的周年视差
太阳的周年运动
行星与太阳的会合运动:
行星与太阳的相对视运动。
月球与太阳的会合运动:
月球与太阳的相对视运动
6、地球运动的地理意义
(1)昼夜交替与昼夜长短
(2)太阳高度
(3)地球上的四季
原因:
黄道与天赤道有23度26分的夹角
7、昼夜交替与昼夜长短
影响昼夜长短的主要因素:
(1)地理纬度
(2)太阳赤纬
影响昼夜长短的其他因素:
(1)太阳视半径:
(2)大气折光:
(3)眼高差:
(4)晨昏蒙影:
第二节月球
1、月地平均距离为384401km。
2、月球表面形态:
月海:
暗的熔岩流平原。
月陆:
亮的高地。
环形山:
月坑,陨石撞击坑。
山脉
辐射纹:
从环形山向四周辐射的明亮线条。
月谷:
月面上的暗线条。
第三节地月系
【篇二:
天文学基础作业】
1、大地天文学基本概念....................................................................2
2、大地天文学的发展概况................................................................3
3、大地天文学的方法及应用............................................................3
4、天球的基本概念............................................................................4
4.1天球的定义..............................................................................4
4.2天球的分类..............................................................................4
4.3天球的两个特性......................................................................5
4.4关于天球的基本知识.............................................................5
5、天球与地球的相关关系................................................................6
5.1天球上与地球公转有关的圈、线、点...............................6
5.2天球上与地球自转有关的圈、线、点...............................8
6、天球坐标系..................................................................................10
6.1天球坐标系分类.................................................................10
6.1.1地平天球坐标系..........................................................11
6.1.2时角天球坐标系..........................................................13
6.1.3赤道天球坐标系..........................................................14
6.1.4黄道天球坐标系:
......................................................14
6.2天球坐标系之间的转换.....................................................15
6.2.1天文坐标与天球坐标之间的关系..............................15
6.2.2地平坐标与时角坐标之间的关系..............................16
6.2.3天球直角坐标系及其转换..........................................18
大地天文学
1、大地天文学基本概念大地天文学是天文学的一个分之,也是大地测量的一个重要组成部分。
它的重要任务,是用天文方法观测天体的位置来确定地面点在地球上的位置(经纬度)和某一方向的方位角,以供大地测量和其他有关的科学技术部门使用.这是天体测量学与大地天文学的边缘学科,在测站(通常称为天文点)使用天体测量仪器观测天体以测定天文经度和纬度,也可测定测站至相邻固定目标的方位角从而确定测站的子午线。
大地天文学的传统课题包括:
①测定地面点的天文经度,就是在同一瞬间测定地面上一点与本初子午线上的地方时之差。
该点上的时刻可使用经纬仪、中星仪、棱镜等高仪以及照相天顶筒等仪器测定;本初子午线上的地方时则可通过收录无线电时号求得。
②测定地面点的天文纬度。
这等同于测定地面点的天极高度。
该点的纬度可使用带有纬度水准的经纬仪、天顶仪、棱镜等高仪以及照相天顶筒等仪器测定。
③地面目标方位角的测定。
这等同于确定某天文点的子午线方向。
观测恒星,测定其时角,算出它的方位角,然后测定该瞬间恒星与地面目标之间的水平角,从而得到目标的方位角。
这些任务都包含对各种误差的分析及对削弱和消除误差的研究。
近代已能测定地面点在以地心为原点的三维直角坐标系中的地心直角坐标,用诸如甚长基线干涉测量、激光测距、全球定位系统测量等技术,精
度可达几厘米量级。
2、大地天文学的发展概况
3、大地天文学的方法及应用
大地天文学的主要任务是研究精确测定天文点的天文经纬度、方位角以及地方恒星时的理论和方法。
已实现天文定位的地面点叫天文点。
定位方法都是在测出某些天体的某些量(如天顶距z、高度h、方位角a或天体通过特定平面的时刻t)后求解天文三角形。
测定纬度的方法常用天顶距差法(或称太尔各特法)和等高法。
无线电时号法与
中天法专门用于测定经度。
多星等高法则可同时测定经度与纬度。
恒星时角法用于测定方位角。
这些测定法在军事上得到广泛应用。
军用地图的编绘、火炮射击目标的迅速定位和导弹等武器发射的准确性等,都需要用到它们。
大地网的定向、测角的验核、部队战斗队形各要素的大地联测和部队战斗行动的测绘保障等工作,也都离不开天文定位资料。
工程建设、海洋开发、国土整治、科学研究、军事测绘都需要进行大地网的布设。
天文经纬度与大地测量结果相比对,可获得点位的垂线偏差,这是研究地球形状和大地水准面结构的必要参数。
测量天文方位角可确定地面子午线的方向。
天文方位角还可用以推算大地方位角,从而控制大地网中的累积误差。
大地天文学的测量精度通常在0.5″以下,固定的天文仪器则可达0.05″左右。
在保障军事行动的近似测量中,也可使用中、低精度的经纬仪,天文钟则可用精密秒表代替。
4、天球的基本概念
4.1天球的定义
各个天体同地球上的观测者的距离都不相同。
天体和观察者间的距离与观测者随地球在空间移动的距离相比要大得多,人的肉眼分辨不出天体的远近,所以看上去天体似乎都离我们一样远,仿佛散布在以观测者为中心的一个圆球的球面上(站心天球)。
实际上我们看到的是天体在这个巨大的圆球的球面上的投影位置,这个圆球就称为天球。
4.2天球的分类
文学上就将以空间某一点为中心,以无限大为半径,内表面分布着各种各样天体的球面称为天球。
天球是研究天体的位置和运动而引进的一个半径为无限大的假想圆球,想象中所有天体都附着在天球表面上。
根据所选取的天球中心不同,有站心天球、日心天球、地心天球等。
4.3天球的两个特性
由于天球的半径可视为无穷大,在空间任何有限的距离与天球半径相比,都微小到可以忽略不计。
因此天球具有下面两个特性:
1)相距有限距离的所有平行直线,向同一方向延长与天球交于一点。
2)相距有限距离的所有平行平面天球交于同一大圆。
4.4关于天球的基本知识
观测者所能直接辨别的只是天体的方向。
在球面上处理点和弧段的关系,比在空间处理视线方向间的角度要简便得多,在天文学的一些应用中,都用天体投影在天球上的点和点之间的大圆弧段来表示它们之间的位置关系。
天球的半径是任意选定的,可以当作数学上的无穷大。
我们站在地球上仰望星空,看到天上的星星好像都离我们一样远。
星星就好像镶嵌在一个圆形天幕上的宝石。
实际上星星和我们的距离有远有近,我们看到的是它们在这个巨大的圆球球面上的投影,这个假想的圆球就称为天球,它的半径是无限大。
而地球就悬挂在这个天球中央。
星星在天空中移动的方向并不是杂乱无章的,而且星座
【篇三:
地理坐标与天球标】
地理坐标与天球标;
1.1地理坐标
一、地球上的经线和纬线地球的形状
地轴、地球的两极
经线和纬线都是地球上的圆
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。
赤道半径:
6378.140km
极半径:
6356.755km
扁率:
1/298.257
平均半径:
6371km1、地球上的纬线(parallel)
——垂直于地轴的平面同地球相割而成的圆(图)
纬线相互平行;
大小不等;
赤道(equator):
纬线中唯一的大圆,将地球分为南北半球。
1、地球上的纬线、地球上的纬线(parallel)
——垂直于地轴的平面同地球相割而成的圆(图)
纬线相互平行;
大小不等;
赤道(equator):
纬线中唯一的大圆,将地球分为南北半球。
2、地球上的经线——通过地轴的平面同地球相割而成的圆;图
经线都在两极相交;
都是大圆(通常指它的半圆),大小相同;
纬线平面垂直于地轴,经线平面都通过地轴
二、与地球自转有关,根据地球上的经线和纬线确定
地球的方向和距离1、地球上的方向
通常指地平面上的方向
(1)南北方向(经线方向),有限方向;
(2)东西方向(纬线方向),无限方向;
理论上“亦东亦西”;实际上“非东即西在北半球看,呈逆时针方向;在南半球看,呈顺时针方向2、地球上的距离
(1)地球上的距离首先是角距离;
(2)角距离与线距离的换算:
海里(经度1分的弧长)
千米与角距离应用球心角来计算地表距离,需要一个前提条件,即假设地球为正球体。
可把任意两地点,都看作是地球上同一个大圆上的两个点,它们间的连线距离也就是该两点间大圆弧段的长。
地球大圆一度弧长为111.1千米。
知道了与弧段相对应的角距离,计算弧段的长就很容易了。
①同一经线上两点之间距离的计算
②不同经线上两点之间距离的计算
同一纬度?
——赤道上
——其它纬圈上
球面三角形的余弦公式球面上的三个点,每两点之间
用大圆劣弧相连接,三弧所围成的球面部分称为球面三角形。
球面三角形余弦定律:
在球面三角形中,任意一边所对应球心角的余弦等于其他两边各自对应球心角的余弦乘积加上这两边各自对应球心角的正弦及任意的那条边在球面三角形中对应角的余弦三项乘积。
cosa=cosbcosc+sinbsinccosa
球面三角形正弦定律:
在球面三角形中,任意一边所对应球心角的正弦与该边所在球面三角形中的对应角的正弦的比值相等。
sina/sina=sinb/sinb=sinc/sinc
基本性质
?
1、a+bc,a-bc,其它边类推
?
2、0?
a+b+c360?
?
3、180?
a+b+c540?
?
4、-180?
a+b-c180?
,余类推
?
5、(a-b)与(a-b)同号或同为零,余类推
?
6、(a+b-180?
)与(a+b-180?
)同号或同为零,余类推
cdcdcd
三、地球上的经度和纬度
1、纬度:
一地相对于赤道平面的南北方向和角度
纬度是一种线面角,即本地法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度
2、经度:
本地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;本地子午面为终面;
经度通常在赤道上度量,东西经各分180度。
3、经度与纬度的关系
(1)经线都是大圆,不同经度处,相同纬度间隔大体相等;
(2)纬线是大小不等的圆
经度的间隔,随纬度增高而减小;
与纬度的余弦成反比。
四、地理坐标一地的经度和纬度相结合,叫做该地的地理坐标
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);
本地子午线。
书写按惯例
先纬度,后经度;
数字在先,符号在后。
例:
北京的地理坐标:
40on,116oe
1.2天球坐标一、天球、概念
天球:
以观测者为球心,任意长为半径的假想球体。
在天文学上用作表示天体视位置和视运动的辅助工具。
天球的中心是观测者;
天球的半径是任意的;
天球是一个假想的球体。
天穹:
地平以上的半个天球
2、天球的视运动
天球及天体的周日视运动
原因:
地球自转
规律;周期:
每日旋转一周;方向:
自东向西——与地球自转方向相反;路线:
与天赤道平行
太阳的周年视运动
原因:
地球公转cosc?
cosacosb?
sinasinbcosccos?
?
sin?
sin?
?
cos?
cos?
cos(?
?
?
)
规律周期:
每年巡天一周;方向:
自西向东——与地球公转方向一致;路线:
黄道
二、天球上的基本点和基本圆北天极和南天极
?
天赤道天顶和天底地平圈天子午圈上点、下点四方点(四正点)三个基本大圆地平圈、天赤道、黄道
黄道交天赤道:
春分点、秋分点
大圆的极点
地平圈的两极:
天顶、天底
天赤道的两极:
天北极、天南极
黄道的两极:
黄北极、黄南极
大圆的交点
天赤道交地平圈:
东点、西点
三、天球大圆的大距点
地平圈对于天赤道:
南点和北点;
天赤道对于地平圈:
上点和下点;
黄道对于天赤道:
夏至点和冬至点;
天赤道对于黄道:
无名点。
上的方向和距离;方向:
地球上方向的延伸;
南北方向:
向北—向北天极、向南—向南天极;
东西方向:
天球外俯视,向东为逆时针方向;地球北极仰视,向东为顺时针方向。
距离:
天球上只有角距离。
天体间的距离。
四、天球坐标1、天球坐标系的一般模式
以基圈、始圈和终圈构成一球面三角形;
纵坐标即纬度;
横坐标即经度。
2、常见的几种天球坐标1)地平坐标系用途:
表示天体在天空中的高度和方位
圆圈系统:
地平圈——地平纬圈;地平经圈(子午圈,卯酉圈)
基本要点:
基圈:
地平圈
原点:
南点
始圈:
午圈
坐标
(2)第一赤道坐标系用途:
用于时间度量
圆圈系统:
天赤道;子午圈和六时圈
基本要点:
基圈:
天赤道
原点:
上点
始圈:
午圈
坐标:
赤纬
时角(0-24h),自上点沿天赤道向西度量(为使天体的时角“与时俱增”)。
(3)第二赤道坐标系用途:
表示天体在天球上的位置
圆圈系统:
天赤道;二分圈和二至圈
基本要点:
基圈:
天赤道
原点:
春分点
始圈:
春分圈
坐标:
赤纬;
赤经,沿天赤道向东度量。
(4)黄道坐标系用途:
表示日月行星的位置及其运动
圆圈系统:
黄道;黄经圈(无名圈:
通过春分点的黄经圈、二至圈)
基本要点:
基圈:
黄道
原点:
春分点
始圈:
无名圈
坐标:
黄纬;
黄经,自春分点沿黄道向东度量。
一
1)地平坐标与第一赤道坐标
右旋坐标系
始圈相同(午圈)但基圈不同,因而高度不同于赤纬,方位不同于时角;
二者的具体差异与当地的纬度有关;
仰极高度体现地平系统与第一赤道系统的关系
2)第二赤道坐标系与黄道坐标系
左旋坐标系赤经和黄经都向东度量;
?
有共同的原点(春分点);
?
基圈不同、始圈不同,所以赤纬不同于黄纬,赤经不同于黄经。
3)第一赤道坐标系与第二赤道坐标系
?
基圈相同(天赤道)因而有相同的纬度(赤纬);但始圈不同,因而时角不
同于赤
经。
二者的具体差异与当时的恒星时(春分点的时角,或上点的赤经)有关-------------天体赤经+天体当时时角=当时恒星时-------------------s(恒星时)=tr(春分点时角)
s(恒星时)=t*(恒星的时角)+a*(恒星的赤经)
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