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第一节 天球坐标 天球坐标是确定天体在天空中位置的坐标系统。 天体位置确定之后，测者与天体之间才能借助数学方法，即通过球面三角公式相互联系起来，从而可以解决天文航海中诸多天文航海上的实际问题。 一、 天球坐标系 确定天体在天球上位置的球面坐标系称天球坐标系。 由于天球上采用的原点和基准大圆不同，可采用多种不同的天球坐标系，在天文航海上常用的是赤道坐标系和地平坐标系。 （一）天球上的基本点、线、圈 （二）第一赤道坐标系 基准圆；天赤道、测者（或格林）午圈 几何极：天北极 原 点：格林(或测者)午圈和天赤道的交点QG或Q 坐标是时角和赤纬，故又称时角坐标系。 1．天体赤纬(declination，Dec) 从天赤道起，沿天体时圈量到天体中心的弧距称赤纬，由0?～90°计算。 向天北极度量为北N，向天南极度量为南S。 该坐标的另一种表示方法称极距p(polar distance：从仰极起沿天体时圈量至天体中心的弧距，由0?～180°计算。 p +Dec ＝90? (赤纬与纬度同名取正号,异名取负号) 2．天体地方时角 (local hour angle，LHA) 测者午圈和天体时圈在天赤道上所夹的弧距称天体地方时角LHA。 天体地方时角LHA量法分为： 圆 周 法：由测者午圈开始沿天赤道向西量至天体时圈，由0?～360°计算 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0?～180°计算。半圆周法必需命名，即标注E或W。 凡是未命名的地方时角均应视为西向时角。 两种算法的关系： 1. 当LHA180°时， 圆周时角=半圆时角（W） 2. 当180°LHA360 °时， 360 ° —圆周时角=半圆时角（E） 3. 当LHA 360 °时， LHA—360 °=半圆时角(W)。 * 天体在东天半球，半圆时角必为E； 天体在西天半球，半圆时角必为W。 3．天体格林时角(greenwich hour angle，GHA) 格林午圈和天体时圈在天赤道上所夹的弧距称格林时角GHA。 4．天体圆周地方时角与格林时角算法关系 例4－2－2：已知GHA 15?20.?8，测者经度81?35.?0W,求LHA？ 5．天体地理位置PG 天体在天球上的位置B和地心O的连线，与地球表面的交点b(PG)称为天体地理位置(geographical Position)。 由于地球自转，天体时角是时时刻刻地变化着，因此利用第一赤道坐标系确定的天体坐标，只能定出对于某一观测者，在某一时刻的天体位置，也就是瞬时位置。 （三）第二赤道坐标系 基准圆：天赤道、春分点时圈 几何极：天北极 原点：春分点? 第二赤道坐标系也叫春分点赤道坐标系。 1.赤纬 (declination，Dec) 定义同第一赤道坐标系。 2．天体赤经(right ascension， RA) 从春分点?起，沿天赤道向东量到天体时圈的弧距，由0?～360°计算。 对于同一天体显然有：RA＋SHA ＝360°。用第二赤道坐标系的坐标表示天体的位置与地球的自转无关。 3.第一赤道坐标系与第二坐标系坐标换算 ∵ LHA＝GHA± ∴ LHA＝GHA?＋SHA ± （四）地平坐标系 基准圈：真地平圈、测者子午圈 几何极：天顶 原点：北点N(或南点S) 坐标为高度h和方位A。 1．天体高度(altitude ，h) 从真地平圈起沿天体垂直圈量至天体中心，由0?～90°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Z（zenith distance)：从天顶起沿天体垂直圈量至天体中心的弧距， 由0?～180°计算。 2．天体方位(azimuth ，A) 测者子午圈和天体垂直圈在真地平圈上所夹一段弧距。也等于该弧距所对的球面角。天体方位有二种算法： (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0?～180°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0?～180°计算。 同样， 其后附有两个名称，例如： 半圆周方位A＝40? SW 圆周方位 A＝220? 圆周方位与半圆周方位方位换算 二、 坐标变换 （一）天文三角形 天文三角形的三个顶点： 天顶、仰极、天体。 三条边： 余纬： 90°－φ 顶距Z ； 90°－h 极距p ： 90°－Dec 三个角： 半圆方位角； A 半圆地方时角：LHA 位置角： X （二）解算天文三角形 1．求天体高度