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坐坐标标系系统统 测量一个天体，必须有时间和空间中的方位才有实际意义。定定义义了了一一个个““时时————空空””参参考考系系才才能能对对在在各各 台台址址、、不不同同观观测测者者、、在在不不同同时时间间所所做做的的观观测测进进行行比比较较。。 天天球球 一一、、天天球球的的概概念念 题外话： 人为什么有两只眼睛？而不是一只或者三只？ 眼睛的作用之一是确定眼前事物的方位。 方位：方向与距离。 一只眼睛即可确定方向，但两只或两只以上方可确定距离！ 三只或更多眼睛是可行的，但不是必需的！ 两只眼睛：必需且足够！ 天体距离我们如此遥远，来自天体的光线已近似于平行光，此时我们实际上已变成了“独眼龙”！正常人相对于真正的独眼瞎子来说，只不过是多了一倍的接收面积而已！ 即我们失去了确定远近的能力，而仅知道天体的方向！所有的天体仿佛都分布在一个球面上！ 虽然很久以前就已经知道，星球离我们的距离彼此相差很大；“天”实际上并不存在，天也无所谓是方是圆；存在的只是广阔无垠的宇宙，宇宙中有着各种各样的天体和物质。 但是，天文学上仍然保留这个假想的圆球，作为表示目视运动的辅助工具，在球面上作一些假想的点和线，利用它们来研究天体的视位置和视运动。 这个假想的球就是天球！ 天球：假定围绕着我们有一个大圆球，它的半径比我们所能看到的最远的天体的距离还要大得多，这个大圆球称为天球。 视位置：天体和观测者的眼睛之间联成的直线延长后与天球的交点，也即该天体在天球上的投影，称为该天体的“视位置”。 视位置 天球 地球 视位置 天球的几点基本性质: 观测者总在天球的中心，原因是观测者的任意位移都比天体半径小得多，可以忽略不计。 所有相互平行的直线向同一方向延长，和天球交与一点。 不同远近的天体，如果在同一视线上，它们在天球上的视位置是重合的。 天球应该满足几何学中的圆球的一切性质。 二二、、天天球球上上的的基基本本点点和和基基本本圈圈 定量描述天体在天球上的位置，还需要选择一些基本点和基本圈。天球与地球的关系极大，在介绍天球的基本点和基本圈之前，先简要介绍一下地球。 地球自转轴（地轴）为PP’，P为北极，P’为南极。地球上每个点都绕PP’轴旋转，一天旋转一周。垂直于自转轴PP’的大圆QQ’为地理赤道，赤道把地球分为南北两个半球。显然北极P和南极P’相对于赤道上各点的弧距都是90度，是赤道这个大圆的两个极。通过地面上一个点M，平行于赤道的小圆叫纬度圈（见图上LML’）；经过两极垂直于赤道面的大圆叫做经度圈或子午圈。通过英国格林威治天文台的地理子午圈叫做本初子午圈（见图上PGgp’）。 1.天轴和天极 天轴：地轴无限延长。 天极：天轴与天球交于两点，对应于地球的北极和南极，分别叫北天极和南天极。 周日旋转：天球绕着天轴作周日旋转，只有P和P’点不动。 周日平行圈：恒星因周日运动画出了大小不同的圈，离天极越近，周日圈越小；反 之，越大。这些周日圈互相平行，叫做周日平行圈。 天赤道 天赤道：地球赤道面无限延展与天球相交的大圆，叫做天赤道。 天赤道面：天赤道所在的平面。 天赤道将天球分为南北两个半球，称为南天和北天。天球上平行于天赤道的小圆叫做赤纬圈；垂直于天赤道面且过两天极的大圆叫赤经圈，也叫时圈。 天顶和真地平 天顶和真地平的概念是以观测者的位置为基础建立的。 天顶和天底：观测者所在点与天球心在天球上的两个交点，头顶称为天顶，脚下称为天底。 真地平：过天球心、与天顶天底的连线垂直的平面叫天球地平 面，它与天球相交的大圆叫地平圈，也叫真地平。天球上与 真地平平行的小圆叫地平纬圈；垂直于天球地平面且过天顶和天底的大圆叫地平经圈。 天子午圈和四方点 天子午圈：过天顶和北天极的大 圆称为天子午圈。 卯酉(you)圈：过天顶和东西点所做的大圆弧。 四方点：天子午圈与真地平相交于N和S（见图），N靠近北天 极P，称为北点；S点靠近南天极P’，称为南点。从上往下 （沿ZZ’方向）看，真地平上按顺时针度量，距离北点90度的点称为东点，距离南点90度的点称为西点。东西南北四点合称四方点。 黄道和春分点 黄道：地球公转轨道面延伸与天球相交的大圆叫黄道。 春分点：黄道与赤道相交的两点分别叫做春分点和秋分点。其中春分点是太阳视运动沿黄道从天赤道以南穿过天赤道以北的交点；秋分点则从北向南。在黄道上，与春秋分点距90度，天赤道以北是夏至点，天赤道以南是冬至点。黄道轴的两极，分 别叫北黄极和南黄极。 因为赤道面、天轴、黄道面、黄极轴的方位都是唯一的，所 以春分点等四点都在天球上有唯一位置。但这只是对某一时期而言，由于地轴进动造成“岁差”，引起春分点沿黄道每年 向西移动约50.2“，这是一个很小的角度。春分点在黄道上移动6°，大致需要400多年。但从历史的角度看，岁差的影响是不小的，从