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天文基础之 地平坐标系

【地平坐标用途】

地平圈把天球分割成上下两部分,人们所见的天空是地平圈以上的一半,天体在天球面上升降和移动,会在某个位置停留。以观测者为中心,使用地平坐标系表示天体在天球中什么方位角,以及地平高度是多少,以此来定位天体位置的天文观测方法。

【认识平坐标系】

地平圈;地平圈即地平面的无限延伸,与天球面相交的大圆。

天顶和天底;以观测点为中心,垂直线沿着上空和底下,上下无线延申与天球相交的两个点,位于观测者上方的点为天顶,下方的点为天底。

地平经圈:在天球面上连接天顶和天底形成半圆的线称为地平经线,相对的两条组成一个大圆就是地平经圈,简称平经圈。

※ 经过天顶和天底的线就看作是地平经线,组成大圆就是地平圈

子午圈:以天顶和天底为界,通过北天极的平经线为子圈(北半圈),通过南天极的平经线为午圈(南半圈),合为子午圈。

卯酉圈:通过东点的平经圈为卯圈(东半圈),通过西点的平经圈为酉圈(西半圈),卯酉圈和子午圈相互垂直。

方位角

是天体所在地平经圈相对于北圈的方向和角距离。从正北方作为起始点,顺时针从左到右,从0度到360度递增,可记住四个大方向度数方便目测,正北为0度,正东为90度,正南为180度,正西为270度。

地平高度:是天球上的某个点连接观测者线,与当地地平面的夹角,沿天体所在的地平经圈向上量°地平面为0度,地平面以上为正值,地平面以下为负值。天顶为正90度,天底为负90度,从0到90递增。

方法示例

拿月亮举例,以观测者所在地为中心,此时此地,从正北0°顺时针观测,月亮在150度方位角,地平高度从地平面起0度,此时月亮的地平高度为50度。

地平坐标系只适合当地的固定观测位置,会随着你的位置改变和改变观测数据,如果你和另一个人站在不同的方位和纬度,观测到的方位角和高度角数据自然是不一样的,除非都在同一个位置。

古代地平坐标系

我国古代就已经有地平坐标,从最初只有子午卯酉四个方位,到增加东南 西南 西北 东北,八个方位的十二地支,地平高度用“丈”表示。

再到二十四山,从子正北为0度,顺时针360度,高度角也从粗略的“丈”单位演变为比较精确的“度”。

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