天球和天球坐标(0378)

Q'
o
PS Z'
6．格林天顶、格林午圈、格林子圈
格林天顶是格林尼治天 文台处测者铅垂线gO向 上延伸与天球的交点ＺG。
两天极之间包括格林天 顶的半个大圆称为格林 午圈，PNZGPS半个大圆。
Z PN Q'
g
o
Z'G
ZG
两天极之间包括格林天 底的半个大圆称为格林 子圈，PNZG'PS半个大圆。 Q
PS
天文航海主要内容
现代航海中，无线电航海技术迅猛发展，海上船位的精度 得到了充分的保证，但是作为船舶航行中原始的定位手段 之一，天文航海有其自身的特点，作为航海人员也应加以 充分掌握和了解。
天文航海主要包括两部分内容：
第一部分是观测天体定位：即船舶在海上航行时，可利用 太阳、行星和恒星等天体测定观测时刻的船位。 第二部分是观测天体求罗经差，即观测天体的罗方位同时 记下观测时间来确定罗经差。
天球（Celestial Sphere）
在实用天文学中，将测者为中心，任意长为半径的空心的 假想球面定义为天球。 根据研究不同对象的需要，可以将球心取在地球中心或太阳 中心。 在《航海学》中，天球的中心定义在地球中心，因此通常研 究的是地心天球。
在天文航海中，通常是将地球作为圆球体进行研究的。 Z
Z'
7．天体时圈（Hour circle）
天体时圈是天球赤道坐标系 的辅助圈，它是包含天体的 半个天球子午圈 。 PN 它是通过两天极和天体的 半个大圆，是地球上天体 地理位置经度线在天球上 的投影。 8．天体赤纬圈 (Paralled of diclination) 赤纬圈也是天球赤道坐标 系的辅助圈，它是与天赤 道平行的球面小圆的统称， Q 它又称周日平行圈。 天球子午圈和天体时圈都 与天球赤纬圈相互垂直。 Z Q'
与地球上用纬度和经度来确定某点位置相类似，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。
天球上的基本点、线、圈
天球与地球点、线、圈对应表 地 球 地 轴 北 极 南 极 赤 道 纬 度 圈 经 度 圈 格林 测者 经线 经线
Q
PS
Z'
地方时角（Local hour angle）是测者午圈与天体时圈在天赤道上 Z 夹的大圆弧距，并用t (LHA)表示。
航用天体
天体（Celestial body）
是宇宙空间各种天体的统称。 例如恒星（包括太阳）、行星（包括地球）、卫星 （包括月亮）、小行星、彗星、流星等等。 恒星是炽热发光的天体，围绕着恒星运行的天体称为行星， 围绕着行星运行的天体称为卫星。
航海上常用的天体称为航用天体（Navigational celestial body）。
天球
PN
天体在天球上的位置，可以 用投影的方法将天体投射在 天球面上。
A
B是天体B'在天球上的位置。
b是天体B'在地球上的投影 点，称为天体的地理位置。 (Geographical position) 空中每一个天体都可以求得 它在天球上的位置点，以及 与其相对应的地球上的地理 位置点。
天球赤道坐标
PS Z'
第一赤道坐标系
• 基本圈 ——相互垂直的天赤道和格林午圈或测
者午圈（可根据不同情况来选择）
• 辅助圈 ——相互垂直的天体时圈和赤纬圈
• 位置坐标——赤纬和时角
１．赤纬（Declination，Dec） Z
PN
赤纬是第一赤道坐标系的纵坐标。 Q' 天体赤纬是天赤道和天体中 心在天体时圈上所夹的大圆 弧距，自天赤道起，沿天体 时圈向北（天极）或向南 （天极）度量到天体中心， 范围在0～90之间，并用 （Dec）表示。 天体在北天半球的，其赤纬 命名为北（N）； 天体在南天半球的，命名为 南（S）。 如：B天体赤纬= 60 N
天 球
天 轴
天 北 极
天 南 极
天 赤 道
赤 纬 圈
时 圈
格林 测者 午圈 午圈
1．天极（Celestial pole） 天极是天球赤道坐标系 的基本点，它是地轴PnPs 延伸后与天球所得的交点。 由地理北极Pn方向延长的 交点PN称为北天极； 由地理南极Ps方向延长的 交点PS称为南天极； ２．天轴（Celestial axis） Q 天轴是两天极的连线PNPS， 它是天球赤道坐标系的基本线 。 q PN Pn Q' q'
q W
南天半球
Ps PS
4．测者天顶（Zenith）和天底（Nadir）
测者天底是测者铅垂线向 下延伸与天球的交点Ｚ′。 PN
5．天球子午圈 （Celestial meridian） 天球子午圈是通过天极 PN、PS的大圆的统称， 它是地球子午圈在天球 上的投影。 两天极之间包括测者天顶 的半个大圆称为测者午圈； Q 两天极之间包括测者天底 的半个大圆称为测者子圈； A
Q
PS
Z'
2．格林时角和地方时角 Z
PN ZG
格林时角（Greenwich hour angle， GHA）是第一赤道坐标系的横坐标。 Q' 格林时角是从格林午圈沿天 赤道向西度量到天体时圈的 大圆弧距，它用tG表示， 或用GHA表示。 格林时角也可定义为在天极 处从格林午圈向西度量到天 体时圈的球面角。 格林时角的范围在0～360之间。
航用天体有太阳、月亮和四大行星（金星、火星、土星和 木星）以及159颗航用恒星。即所谓的日、月、星辰。 航海上经常观测这些天体进行定位和测定罗经差。
天球和天球坐标系
船舶在海上航行时，为了利用太阳、行星和恒星等天体测定 船位，必须了解观测时刻的天体位置和观测所得到的天体与 测者之间的相互位置关系问题。 人们通过一个假想的天球，把天球与地球、天体与测者通过 球面几何关系联系起来。
Ps PS
３．天赤道（Celestial equator） 天赤道是天球赤道坐标系 的基本圈，它是地球赤道 面与天球相截而成的大圆 QEQ’W，它是地球赤道 在天球上的投影 。 天轴垂直于天赤道面， 天赤道上任意点至天极 的球面距离都是90。 PN Pn E q'
北天半球
Q'
天赤道面将天球分为 南、北两个半球。 Q 包含北天极PN的半球称为 北天半球； 包含南天极PS的半球称为 南天半球；