天文学基础作业.docVIP

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.天球的 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 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 683～7271°的弧长。元代天文学家郭守敬(1231～1316)组织过全国范围的纬度测量。然而，直到17世纪光学望远镜、测微器与天文钟问世以后，才形成精密的大地天文学。现代大地天文学的测量设备包括天文观测仪器、守时仪器、记时仪器和无线电接收机。 天文观测仪器主要是全能经纬仪，也可用中星仪和棱镜等高仪等。守时仪器已全部采用石英钟。记时仪器用以记录观测恒星的时刻。无线电接收机则用以收录时号。为提高观测精度和效率，各国都在研制新的观测仪器，例如美国的自动天文定位系统、方位角监测仪，意大利的天顶摄影机等。 3、大地天文学的方法应用 4.1天球的定义 4.2 天球的分类 4.3天球的两个特性 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 图 4-1 5、天球与地球的相关关系 5.1 天球上与地球公转有关的圈、线、点 （-1） 图－1 地球公转轨道与黄道 （6-2） 图－2 天球赤道与黄道的交点 ε来表示，其值约为23.5o。天球上距离黄道90°的两点，即黄道轴与天球相交的两点，称黄极。靠近北天极的一点叫北黄极（通常用K表示），靠近南天极的一点叫南黄极（通常用K′表示）。 二分点和二至点：天球上黄道与赤道相交于和两点，称为二分点，即春分点和秋分点。在黄道上距春分点和秋分点90o的两个点称为二至点，即夏至点和冬至点，其中在赤道以北（最北）的那一点称为夏至点。在赤道以南（最南）的那一点 称为冬至点。 二分圈和二至圈：在天球上通过天极、春分点和秋分点的大圈，称为二分圈。在天球上通过天极、夏至点和冬至点的大圈，称为二至圈。 5.2 天球上与地球自转有关的圈、线、点 （-3）天轴和天极：通过天球中心（这里为测站点）而与地球瞬时自转轴pp′相平行的直线PP′称为天轴，它与天球相交的两点P和P′称为天极。相应地球北极p的一点P称为北天极，相应地球南极p′的一点P′称为南天极。 天顶和天底：测站的瞬时铅垂线ZZ′与天球相交于Z和Z′两点，在观测者头顶上方的Z点称为天顶，与天顶相对的Z′点称为天底。 天球地平面和天球地平圈：通过天球中心而垂直于测站瞬时铅垂线ZZ′的平面ESWN称为天球地平面，它与天球相交的大圈称为天球地平圈。 图－3 天球上的主要圈、线、点 天球赤道面和天球赤道：通过天球中心而与天轴PP′垂直的平面EQWQ′称为天球赤道面（简称