宇宙是一本用数学语言写成的书。只有学会它的语言,我们才能读懂它,否则只能在黑暗的迷宫中瞎逛。
为了定量描述物体的位置及其变化,需要用到坐标系。在探索外太空时,天球坐标系就尤为重要了。
天球坐标系是以天极和春分点作为天球定向基准的坐标系。根据不同需要,分有地平坐标系,第一赤道坐标系(时角坐标系),第二赤道坐标系(赤道坐标系),黄道坐标系等。
地平坐标系
基本平面是地平圈,“极”是天顶Z。在地平坐标系中,设天体为σ。过天顶Z、天体σ和天底Z’的大圆ZσZ’与地平圈WSEN垂直,相交于H点,ZσH叫做“天体σ地平经圈”。它在地平圈上的弧度NH叫做“天体σ方位角”,记为A,由N点按顺时针方向计量,由0°量到360°。天体σ的另一个坐标是Zσ弧,叫做“天顶距”,记为z,由天顶往下计量,从0°量到90°。
特点:
地平坐标系是直接定义的,便于实现,易于进行直接观测;
对于不同观测者,彼此的天顶、地平均不同,同一天体的地平坐标也不同,具有地方性;
天体具有周日运动,其视位置不断变化,并且是非线性的,具有时间性;
地平坐标系与测站和观测时间均有关。
时角坐标系
用赤纬和时角两个坐标来表示天体在天球上的位置。
定义:
赤纬δ:由赤道沿时圈向天体量,0º~±90º,向北为正,向南为负。
时角t:①点Q起算,沿赤道向西量,0º360º,或024小时;②点Q’起算,分别沿赤道向东、西量,0º±180º,或0±12小时,向西为正,向东为负。
特点:
赤纬δ与测站、周日视运动无关;
时角t与测站有关,具有地方性;
时角t与周日视运动有关,具有时间性;
常作为地平与赤道坐标系转换时的过渡坐标系。
赤道坐标系
基本平面是赤道面,“极”是北天极。在赤道坐标系中,过北天极P、天体σ和南天极P’的大圆,PσP’垂直于赤道面γQQ’且与γQQ’交于T,PσTP’就是天体σ的赤经圈或叫“时圈”。赤道上的QT弧叫做“时角”,记为t,从子午圈上Q点开始,按顺时针方向计量。赤道上的γ点是春分点,γT弧是天体σ的一个坐标,叫做”赤经”,记为α,从春分点开始,按逆时针方向计量。在时角t和赤经α的测量中,计量单位都是时、分、秒,记为h、m、s。天体σ的另一个坐标叫做“赤纬”,记为δ,从赤道向两极度量,从0量到90,在赤道以北的天体记为“+”,在赤道以南的天体记为“-”。
特点:
坐标原点(春分点)随天球一起转动;
赤经、赤纬与地球自转无关(与时间无关);
赤经、赤纬与测站无关;
各种星表和天文历表中通常列出的都是天体在赤道坐标系中的坐标,以供全球各地观测者使用。
黄道坐标系
基本平面是黄道面,“极”是北黄极。在黄道坐标系中,经过黄极п、天体σ和南黄极п’的大圆пσп’垂直于天球黄道面γEE’,且与黄道交于L,пσп’就是天体σ的“黄经圈”。黄道上的γ是春分点,γL弧是天体σ的一个坐标,叫做“黄经”,记为λ,由春分点γ开始,在黄道上沿反时针方向计量,由0°量到360°。天体σ的另一个坐标是Lσ弧,叫做黄纬,记为β,由黄道向两极度量,从0°量到90°,在黄道以北的天体记为“+”,在黄道以南的天体记为“-”。
特点:
坐标原点(春分点)随天球一起转动;
黄纬β、黄经l与测站无关;
纬β、黄经l与周日视运动无关;
主要在理论天文学中用来研究太阳系内各天体的位置和视运动规律。
WGS84坐标系
一种国际上采用的地心坐标系。坐标原点为地球质心,其地心空间直角坐标系的Z轴指向BIH (国际时间服务机构)1984.O定义的协议地球极(CTP)方向,X轴指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交点,Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系,称为1984年世界大地坐标系统。
J2000坐标系
在J2000时刻的天赤道与二分点用来定义天球参考坐标系,该参考坐标系也可写作J2000坐标或简单记为J2000。指的是儒略日期TT时2451545.0,或是TT时2000年1月1日12时,即相对于TAI的2000年1月1日,11:59:27.816或UTC时间2000年1月1日11:58:55.816。
来源:CSDN
作者:lavanana
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