【大學(xué)】地球概論 地理坐標(biāo)和天球坐標(biāo)ppt課件

1、精品資源共享課程第一章第一章 地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo) 第二節(jié)第二節(jié) 天球坐標(biāo)天球坐標(biāo)103 天球天球一、概念一、概念 天球：以觀測(cè)者為球心，半徑無(wú)窮大的假想圓球天球：以觀測(cè)者為球心，半徑無(wú)窮大的假想圓球。 精品資源共享課程天體視位置天體視位置:天體看上去的位置。天體看上去的位置。天穹天穹:地球上的觀測(cè)者所見(jiàn)到的半球性天空。地球上的觀測(cè)者所見(jiàn)到的半球性天空。精品資源共享課程二、天體視運(yùn)動(dòng)二、天體視運(yùn)動(dòng) 1 1、天球周日運(yùn)動(dòng)、天球周日運(yùn)動(dòng) 地球上觀測(cè)者所見(jiàn)天體相對(duì)于本人的周日轉(zhuǎn)動(dòng)。地球上觀測(cè)者所見(jiàn)天體相對(duì)于本人的周日轉(zhuǎn)動(dòng)。 周日視運(yùn)動(dòng)方向：向西周日視運(yùn)動(dòng)方向：向西 周日視運(yùn)動(dòng)繞轉(zhuǎn)中心

2、：天極周日視運(yùn)動(dòng)繞轉(zhuǎn)中心：天極 周日視運(yùn)動(dòng)途徑：周日圈周日視運(yùn)動(dòng)途徑：周日圈 周日圈：天體繞天極為視中心旋轉(zhuǎn)的軌跡為一周日圈：天體繞天極為視中心旋轉(zhuǎn)的軌跡為一個(gè)個(gè)相互平行的圓圈，該圈稱(chēng)周日圈。個(gè)個(gè)相互平行的圓圈，該圈稱(chēng)周日圈。精品資源共享課程2、太陽(yáng)周年運(yùn)動(dòng)、太陽(yáng)周年運(yùn)動(dòng) 因地球公轉(zhuǎn)，地球上觀測(cè)者所見(jiàn)太陽(yáng)相對(duì)于星因地球公轉(zhuǎn)，地球上觀測(cè)者所見(jiàn)太陽(yáng)相對(duì)于星 空的運(yùn)動(dòng)?？盏倪\(yùn)動(dòng)。方向：向東方向：向東軌道：黃道軌道：黃道 周期：恒星年周期：恒星年 真運(yùn)動(dòng)：地球公轉(zhuǎn)真運(yùn)動(dòng)：地球公轉(zhuǎn) 精品資源共享課程三、天球上的點(diǎn)和圈三、天球上的點(diǎn)和圈 1、根本點(diǎn)和圈、根本點(diǎn)和圈五圈：地平圈、天赤道、黃道、子午圈、卯西圈

3、五圈：地平圈、天赤道、黃道、子午圈、卯西圈十二點(diǎn)：十二點(diǎn)：P、P、Z、Z、Q、Q、K、K、四正點(diǎn)、四正點(diǎn)2、四正點(diǎn)確實(shí)定、四正點(diǎn)確實(shí)定當(dāng)緯度在當(dāng)緯度在090之間時(shí)之間時(shí)正北方向確實(shí)定：正北方向確實(shí)定：P點(diǎn)在地平面上的投影方向；點(diǎn)在地平面上的投影方向；正南方向確實(shí)定：正南方向確實(shí)定：P點(diǎn)在地平面上的投影方向；點(diǎn)在地平面上的投影方向；正東、正西方向確實(shí)定：正東、正西方向確實(shí)定： 按地理方位確定按地理方位確定站在球心，面北而立，左西右東；站在球心，面北而立，左西右東；按天體運(yùn)轉(zhuǎn)方向確定按天體運(yùn)轉(zhuǎn)方向確定天體升上地平處出為東點(diǎn)，落入地平處天體升上地平處出為東點(diǎn)，落入地平處 沒(méi)為西點(diǎn)。沒(méi)為西點(diǎn)。精品資源

4、共享課程104 天球坐標(biāo)天球坐標(biāo)一、球面坐標(biāo)的普通方式一、球面坐標(biāo)的普通方式 球面坐標(biāo)系都有一個(gè)根本大圓，稱(chēng)為基圈。例如，在地理坐標(biāo)系中，球面坐標(biāo)系都有一個(gè)根本大圓，稱(chēng)為基圈。例如，在地理坐標(biāo)系中，赤道就是它的基圈。赤道就是它的基圈。 基圈上都有一個(gè)原點(diǎn)。原點(diǎn)指基圈同始圈的交點(diǎn)，是度量經(jīng)度坐標(biāo)基圈上都有一個(gè)原點(diǎn)。原點(diǎn)指基圈同始圈的交點(diǎn)，是度量經(jīng)度坐標(biāo)的起點(diǎn)。的起點(diǎn)。 輔圈是經(jīng)過(guò)基圈的兩極，垂直于基圈的一切大圓。在地理坐標(biāo)系中，輔圈是經(jīng)過(guò)基圈的兩極，垂直于基圈的一切大圓。在地理坐標(biāo)系中，它們就是經(jīng)線。它們就是經(jīng)線。 經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的輔圈，叫做始圈。例如，地理坐標(biāo)系中的始圈，就是本經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的輔圈，叫做始

5、圈。例如，地理坐標(biāo)系中的始圈，就是本初子午線。初子午線。 球面上任一天體相對(duì)于基圈的方向和角間隔，用緯度表示，是天體球面上任一天體相對(duì)于基圈的方向和角間隔，用緯度表示，是天體的縱坐標(biāo)。取值范圍的縱坐標(biāo)。取值范圍0 0 90 90。例如，地理坐標(biāo)系的縱坐標(biāo)叫地理緯。例如，地理坐標(biāo)系的縱坐標(biāo)叫地理緯度。度。精品資源共享課程 球面上任一天體所在的輔圈平面相對(duì)于始圈平面的方向和角間隔，用球面上任一天體所在的輔圈平面相對(duì)于始圈平面的方向和角間隔，用經(jīng)度表示，是天體的橫坐標(biāo)。取值范圍經(jīng)度表示，是天體的橫坐標(biāo)。取值范圍0 90。例如，地理坐標(biāo)。例如，地理坐標(biāo)系的橫坐標(biāo)叫地理經(jīng)度。系的橫坐標(biāo)叫地理經(jīng)度。 介點(diǎn)

6、終圈與基圈的交點(diǎn)度量緯度坐標(biāo)的起點(diǎn)。介點(diǎn)終圈與基圈的交點(diǎn)度量緯度坐標(biāo)的起點(diǎn)。精品資源共享課程二、地平坐標(biāo)系二、地平坐標(biāo)系 地平坐標(biāo)系地平坐標(biāo)系用高度用高度h h和方位和方位A A來(lái)表示天體的位置。來(lái)表示天體的位置。1 1、用途：用來(lái)表示天體在天空中的方位和高度及、用途：用來(lái)表示天體在天空中的方位和高度及 其其 周日變化。例如：周日變化。例如：旭日東升、夕陽(yáng)西下、明月當(dāng)空等。旭日東升、夕陽(yáng)西下、明月當(dāng)空等。2 2、圓圈系統(tǒng)：地平圈、子午圈、卯西圈，三圈相互垂直，將天空分為、圓圈系統(tǒng)：地平圈、子午圈、卯西圈，三圈相互垂直，將天空分為8 8塊塊 。3 3、根本要素：、根本要素： 基圈是地平圈。基圈是

7、地平圈。 原點(diǎn)通常是南點(diǎn)原點(diǎn)通常是南點(diǎn)S S，始圈通常是午圈。，始圈通常是午圈。 地平緯度稱(chēng)高度地平緯度稱(chēng)高度h h，是天體相對(duì)于地平圈的方向和角間隔。取值，是天體相對(duì)于地平圈的方向和角間隔。取值范圍范圍0 09090。 地平經(jīng)度稱(chēng)方位地平經(jīng)度稱(chēng)方位A A，是天體所在地地平經(jīng)圈相對(duì)于午圈的方向和，是天體所在地地平經(jīng)圈相對(duì)于午圈的方向和角間隔。取值范圍角間隔。取值范圍0 0360360。精品資源共享課程4、地平坐標(biāo)系坐標(biāo)值確實(shí)定：、地平坐標(biāo)系坐標(biāo)值確實(shí)定： 經(jīng)過(guò)天頂、天底和該天體，作垂直于地平圈的終圈，定出經(jīng)過(guò)天頂、天底和該天體，作垂直于地平圈的終圈，定出介點(diǎn)；介點(diǎn)； 確定方位確定方位A值，從值

8、，從S點(diǎn)沿地平圈度量到介點(diǎn)，西量為正順點(diǎn)沿地平圈度量到介點(diǎn)，西量為正順時(shí)針為正；時(shí)針為正； 確定地平高度確定地平高度h值，從介點(diǎn)沿終圈度量到該天體，向天頂度值，從介點(diǎn)沿終圈度量到該天體，向天頂度量為正。量為正。 精品資源共享課程練練 習(xí)習(xí)1 1a a、b b兩顆恒星的方位如下面所述，請(qǐng)問(wèn)需求兩顆恒星的方位如下面所述，請(qǐng)問(wèn)需求 在天空的在天空的什么方向上才干找到？什么方向上才干找到？ a a星星 A= A=2020 h=20 h=20 b b星星 A=100 A=100 h= h=50502 2在下面圖中標(biāo)出在下面圖中標(biāo)出c c、d d、e e三顆天體的位置。知三個(gè)天體三顆天體的位置。知三個(gè)天體

9、的坐標(biāo)值是：的坐標(biāo)值是： a a天體天體 A=0 A=0 h= h=4545 b b天體天體 A=180 A=180 h=0 h=0 c c天體天體 A= A=9090h=0h=0 精品資源共享課程三、第一赤道坐標(biāo)系三、第一赤道坐標(biāo)系 第一赤道坐標(biāo)系又稱(chēng)時(shí)角坐標(biāo)系第一赤道坐標(biāo)系又稱(chēng)時(shí)角坐標(biāo)系 用赤緯用赤緯和時(shí)角和時(shí)角t t來(lái)表示天體的位置。來(lái)表示天體的位置。 1 1、用途：用于時(shí)間的度量。天球的周日運(yùn)動(dòng)本身是均勻的，但在地平坐、用途：用于時(shí)間的度量。天球的周日運(yùn)動(dòng)本身是均勻的，但在地平坐標(biāo)系中，方位的變化是不均勻的，所以地平坐標(biāo)系不能用于度量時(shí)間。標(biāo)系中，方位的變化是不均勻的，所以地平坐標(biāo)系不

10、能用于度量時(shí)間。人們?yōu)榱耸菇?jīng)度隨時(shí)間而均勻的變化，就設(shè)計(jì)了第一赤道坐標(biāo)系，將人們?yōu)榱耸菇?jīng)度隨時(shí)間而均勻的變化，就設(shè)計(jì)了第一赤道坐標(biāo)系，將基圈定為天赤道，天體在該坐標(biāo)系均勻運(yùn)動(dòng)，一樣的時(shí)間轉(zhuǎn)過(guò)的角度基圈定為天赤道，天體在該坐標(biāo)系均勻運(yùn)動(dòng)，一樣的時(shí)間轉(zhuǎn)過(guò)的角度一樣。一樣。2 2、圓圈系統(tǒng)：天赤道、子午圈：、圓圈系統(tǒng)：天赤道、子午圈：3 3、根本要素：、根本要素： 基圈是天赤道。原點(diǎn)是上點(diǎn)基圈是天赤道。原點(diǎn)是上點(diǎn)Q Q；始圈是午圈。；始圈是午圈。 緯度稱(chēng)赤緯緯度稱(chēng)赤緯，是天體相對(duì)于天赤道的南北方向和角間隔。，是天體相對(duì)于天赤道的南北方向和角間隔。赤緯自天赤道起沿天體所在的赤經(jīng)圈向南北兩個(gè)方向度量，取

11、值范圍赤緯自天赤道起沿天體所在的赤經(jīng)圈向南北兩個(gè)方向度量，取值范圍0 09090。 經(jīng)度稱(chēng)時(shí)角經(jīng)度稱(chēng)時(shí)角t t，是天體所在的赤經(jīng)圈相對(duì)于午圈的方向和角，是天體所在的赤經(jīng)圈相對(duì)于午圈的方向和角間隔。時(shí)角以上點(diǎn)為起點(diǎn)，沿天赤道向西度量。間隔。時(shí)角以上點(diǎn)為起點(diǎn)，沿天赤道向西度量。 精品資源共享課程4、時(shí)角坐標(biāo)系坐標(biāo)值確實(shí)定：、時(shí)角坐標(biāo)系坐標(biāo)值確實(shí)定：經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)P、P和該天體，作垂直于天赤道的終圈，定出介點(diǎn)；和該天體，作垂直于天赤道的終圈，定出介點(diǎn)； 確定時(shí)角確定時(shí)角t值，從值，從Q點(diǎn)沿天赤道度量到介點(diǎn)，西量為正順時(shí)針為正；點(diǎn)沿天赤道度量到介點(diǎn)，西量為正順時(shí)針為正；確定赤緯確定赤緯值，從介點(diǎn)沿終圈度量到

12、該天體，向值，從介點(diǎn)沿終圈度量到該天體，向P度量為正。度量為正。 精品資源共享課程練練 習(xí)習(xí)1 1當(dāng)當(dāng)=30=30N N時(shí)，時(shí)，P P點(diǎn)的點(diǎn)的t t、為多少？為多少？2 2在在=30=30N N的時(shí)角坐標(biāo)系中，的時(shí)角坐標(biāo)系中，Q Q點(diǎn)的點(diǎn)的t t、是多少？當(dāng)是多少？當(dāng)=50=50，= - 50= - 50時(shí)，時(shí)，Q Q點(diǎn)點(diǎn)t t、值是多少？該答案闡明值是多少？該答案闡明了什么結(jié)論？了什么結(jié)論？ 3 3某恒星時(shí)角為某恒星時(shí)角為18h18h，=0=0，問(wèn)可以在天球的什么方向上，問(wèn)可以在天球的什么方向上見(jiàn)到該星？見(jiàn)到該星？ 精品資源共享課程四、第二赤道坐標(biāo)系四、第二赤道坐標(biāo)系 第二赤道坐標(biāo)系第二赤道

13、坐標(biāo)系用赤緯用赤緯和赤徑來(lái)表達(dá)天體在天球上位置。和赤徑來(lái)表達(dá)天體在天球上位置。 1、用途：表示天體在天球上相對(duì)不變的位置，用于編制星表。、用途：表示天體在天球上相對(duì)不變的位置，用于編制星表。 2、圓圈系統(tǒng)：天赤道、子午圈、黃道、二分圈、二至圈。、圓圈系統(tǒng)：天赤道、子午圈、黃道、二分圈、二至圈。3、根本要素：、根本要素： 基圈是天赤道；基圈是天赤道； 原點(diǎn)是春分點(diǎn)；原點(diǎn)是春分點(diǎn)； 始圈是春分圈；始圈是春分圈； 緯度稱(chēng)赤緯緯度稱(chēng)赤緯 ，經(jīng)度稱(chēng)赤經(jīng)，經(jīng)度稱(chēng)赤經(jīng) ，是天體所在時(shí)圈相對(duì)于春分圈的方向，是天體所在時(shí)圈相對(duì)于春分圈的方向和角間隔。赤經(jīng)以春分點(diǎn)為起點(diǎn)，沿天赤道向東度量，取值范圍和角間隔。赤經(jīng)以

14、春分點(diǎn)為起點(diǎn)，沿天赤道向東度量，取值范圍0- 360。精品資源共享課程4、第二赤道坐標(biāo)系坐標(biāo)值確實(shí)定：、第二赤道坐標(biāo)系坐標(biāo)值確實(shí)定： 經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)P、P和該天體，作垂直于天赤道的終圈，定出介點(diǎn)；和該天體，作垂直于天赤道的終圈，定出介點(diǎn)；確定赤緯確定赤緯值，從春分點(diǎn)沿天赤道度量到介點(diǎn)，東量為正逆時(shí)針為正；值，從春分點(diǎn)沿天赤道度量到介點(diǎn)，東量為正逆時(shí)針為正；確定赤經(jīng)確定赤經(jīng)值，從介點(diǎn)沿終圈度量到該天體，向值，從介點(diǎn)沿終圈度量到該天體，向P度量為正。度量為正。 精品資源共享課程五、黃道坐標(biāo)系五、黃道坐標(biāo)系黃道坐標(biāo)系黃道坐標(biāo)系用黃經(jīng)用黃經(jīng) 和黃緯和黃緯 來(lái)表達(dá)天體的位置來(lái)表達(dá)天體的位置 1 1、用途：表示

15、日月行星在星空間的位置和運(yùn)動(dòng)。、用途：表示日月行星在星空間的位置和運(yùn)動(dòng)。 2 2、圓圈系統(tǒng)：黃道、黃經(jīng)圈、黃緯圈、無(wú)名圈、二至圈。、圓圈系統(tǒng)：黃道、黃經(jīng)圈、黃緯圈、無(wú)名圈、二至圈。3 3、根本要素：、根本要素： 基圈是黃道；原點(diǎn)是春分點(diǎn)；始圈是無(wú)名圈；基圈是黃道；原點(diǎn)是春分點(diǎn)；始圈是無(wú)名圈； 緯度稱(chēng)黃緯緯度稱(chēng)黃緯，是天體相對(duì)于黃道的方向和角間隔。黃緯自，是天體相對(duì)于黃道的方向和角間隔。黃緯自黃道起沿天體所在的黃經(jīng)圈向南北兩個(gè)方向度量，取植范圍黃道起沿天體所在的黃經(jīng)圈向南北兩個(gè)方向度量，取植范圍0 0 9090。 經(jīng)度稱(chēng)黃經(jīng)經(jīng)度稱(chēng)黃經(jīng)，是天體所在的黃經(jīng)圈相對(duì)于春分點(diǎn)所在的黃，是天體所在的黃經(jīng)圈相

16、對(duì)于春分點(diǎn)所在的黃經(jīng)圈的方向和角間隔。黃經(jīng)以春分點(diǎn)為起點(diǎn)，沿黃道向東度量，取值經(jīng)圈的方向和角間隔。黃經(jīng)以春分點(diǎn)為起點(diǎn)，沿黃道向東度量，取值范圍范圍0 0360360。 精品資源共享課程4、太陽(yáng)黃徑：、太陽(yáng)黃徑： 由春分點(diǎn)沿黃道度量到太陽(yáng)位置的經(jīng)度坐標(biāo)。由春分點(diǎn)沿黃道度量到太陽(yáng)位置的經(jīng)度坐標(biāo)。 太陽(yáng)黃徑的特點(diǎn)：太陽(yáng)黃徑的特點(diǎn)：1太陽(yáng)黃徑每日添加約太陽(yáng)黃徑每日添加約1。2分至日時(shí)，太陽(yáng)黃徑值分別為：春分日分至日時(shí)，太陽(yáng)黃徑值分別為：春分日0，夏至日，夏至日90，秋分日，秋分日180，冬，冬至日至日270。精品資源共享課程六、六、 各種坐標(biāo)系的比較各種坐標(biāo)系的比較1、地平坐標(biāo)系和第一赤道坐標(biāo)系比較、

17、地平坐標(biāo)系和第一赤道坐標(biāo)系比較 異同點(diǎn)：異同點(diǎn)： 1地平坐標(biāo)系與第一赤道坐標(biāo)系：兩種坐標(biāo)系都屬于右旋地平坐標(biāo)系與第一赤道坐標(biāo)系：兩種坐標(biāo)系都屬于右旋坐標(biāo)系，它們的經(jīng)度方位與時(shí)角都是向西度量為坐標(biāo)系，它們的經(jīng)度方位與時(shí)角都是向西度量為正；正； 2二者都以子午圈為始圈，地平坐標(biāo)系以地平圈為基圈，二者都以子午圈為始圈，地平坐標(biāo)系以地平圈為基圈，以南點(diǎn)為原點(diǎn)；第一赤道坐標(biāo)系以天赤道為基圈，以上點(diǎn)為以南點(diǎn)為原點(diǎn)；第一赤道坐標(biāo)系以天赤道為基圈，以上點(diǎn)為原點(diǎn)。原點(diǎn)。精品資源共享課程兩者關(guān)系式：兩者關(guān)系式：仰極高度北天極的地平高度仰極高度北天極的地平高度= =天頂赤緯天頂赤緯= =地理緯度值地理緯度值精品資源

18、共享課程地平坐標(biāo)系和第一赤道坐標(biāo)系重要點(diǎn)坐標(biāo)值比較地平坐標(biāo)系和第一赤道坐標(biāo)系重要點(diǎn)坐標(biāo)值比較精品資源共享課程2、第二赤道坐標(biāo)系和黃道坐標(biāo)系比較、第二赤道坐標(biāo)系和黃道坐標(biāo)系比較 異同點(diǎn)：兩種坐標(biāo)系都屬于左旋坐標(biāo)系，它們的經(jīng)度赤異同點(diǎn)：兩種坐標(biāo)系都屬于左旋坐標(biāo)系，它們的經(jīng)度赤經(jīng)和黃經(jīng)都是向東度量為正；它們的原點(diǎn)都是春分點(diǎn)。經(jīng)和黃經(jīng)都是向東度量為正；它們的原點(diǎn)都是春分點(diǎn)。 黃經(jīng)黃經(jīng)、赤經(jīng)、赤經(jīng) 和赤緯和赤緯三者的關(guān)系三者的關(guān)系 1黃經(jīng)黃經(jīng)和赤經(jīng)和赤經(jīng) 僅在分至日時(shí)相等，其它時(shí)不等。僅在分至日時(shí)相等，其它時(shí)不等。 2赤經(jīng)赤經(jīng) 是黃經(jīng)是黃經(jīng)投影在天赤道上的東西分量，赤緯投影在天赤道上的東西分量，赤緯是黃是黃經(jīng)經(jīng)相對(duì)于天赤道變化的南北分量。相對(duì)于天赤道變化的南北分量。精品資源共享課