第一章 地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)

地球概論主要內(nèi)容第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)第二章地球的宇宙環(huán)境

第三章地球的運動第四章地球運動的地理意義

第五章地球和月球第六章地球的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)一、經(jīng)線和緯線1.地球上不存在經(jīng)線和緯線，人為建立經(jīng)緯網(wǎng)的目的是為了定位的需要。地面上每一個點都要看成是特定經(jīng)線和緯線交點。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)2.地軸和地極第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)3．經(jīng)線圈和緯線圈經(jīng)線圈緯線圈通過地軸的平面與地球表面相割而成的圓垂直地軸的平面同地球表面相割而成的圓所有經(jīng)線圈大小相等緯線圈大小不等所有經(jīng)線圈都是大圓，即所有經(jīng)線圈以球心為圓心除赤道外，其余緯線圈都是小圓即不以球心為圓心，且關(guān)于赤道對稱的第兩個緯線圈大小相等第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)4．經(jīng)緯線經(jīng)線緯線每個經(jīng)線圈被南北極點分成兩個半圓，每個半圓就是一條經(jīng)線一個緯線圈就是一條緯線每條經(jīng)線長度都相等緯線長短不等，赤道最長，其余關(guān)于赤道對稱的每兩條緯線等長所有經(jīng)線都交匯于南北極點每條緯線相互平行第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)5．地球上的方向⑴地球上的方向，通常是指地平方向。⑵南北方向①南北方向即經(jīng)線所指方向②南北方向是有限方向——非南即北北極是向南的起點，而南極是向北的起點。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)⑶東西方向①東西方向即緯線所指方向②理論上，東西方向是無限方向——亦東亦西緯線圈是整圓，沒有起點和終點：一地位于另一地的東方，它也必定于該地的西方。③實際中，東西方向也是有限方向——非東即西取圓的劣弧來定東西。ABCD第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)6．地球上的距離⑴地球上兩點間的最短距離是通過它們的大圓弧線。⑵海里和千米經(jīng)線長度：1×60×180=10800海里①海里是經(jīng)線1分的弧長經(jīng)線長度：1×100×200=20000Km②千米：把地球全周分成400°，每度再分成100′，每分的弧長即是1Km第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)③度、海里與千米的換算第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)二、經(jīng)度和緯度1.經(jīng)度和緯度是經(jīng)線和緯線的“編號”，本身代表一種角度。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)2.緯度第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)3.經(jīng)度第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)腳跨東西半球,即通過Greenwich天文臺的本初子午線(0°經(jīng)線)。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)NSWE第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)4.緯度間隔大體相等，而經(jīng)度間隔隨緯度增高而減小第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)經(jīng)度和緯度用來區(qū)分不同的經(jīng)線和緯線；經(jīng)線即等經(jīng)度線，緯線即等緯度線。5．經(jīng)（緯）度與經(jīng)（緯）線的關(guān)系第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)一地的經(jīng)度與緯度相結(jié)合，叫做該地的地理坐標(biāo)。地理坐標(biāo)系以赤道作為橫軸，本初子午線為縱軸。書寫地理坐標(biāo)時，先緯度后經(jīng)度；數(shù)字在先符號在后。6．地理坐標(biāo)第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)三、天球1.天球和天穹天球是一個以觀測者為球心，任意長為半徑的假想球體。天球是用來表示天體視運動的輔助工具，常見的天球有地心天球和日心天球，但通常所說的天球是指地心天球。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)同一時刻，只能看到天球位于地平面之上的部分，稱為“天穹”。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)2.天球周日視運動與周日圈地球向東自轉(zhuǎn)，使在地球上的觀測者感覺天球是在向西旋轉(zhuǎn)，且其旋轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，這種視運動被稱為天球周日視運動。周日圈即天體周日運動行徑的路線。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)3.太陽周年運動和黃道地球繞太陽的公轉(zhuǎn)，使地球上的觀測者看太陽是在繞地球運動，地球公轉(zhuǎn)一周，太陽便在天球上巡天一周，稱為太陽周年視運動，其視行路線被稱為黃道。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)太陽周年運動不能直視觀測到，是依據(jù)夜半中星的變化間接推出來的。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)太陽周日視運動是地球自轉(zhuǎn)的反映，方向向西，日轉(zhuǎn)一周，如同月球等其他天體的東升西落。太陽周年視運動是地球公轉(zhuǎn)的反映，方向向東，每年巡天一周。正是太陽的周年視運動使太陽周日視運動比其他天體的周日視運動的周期延遲約4分鐘，即晝夜以24小時交替，星空卻以23小時56分輪轉(zhuǎn)。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)4.天球上的圓和點第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)5.天球上的方向和距離天球上的方向是地球上方向的延伸，其南北方向也是有限方向，天赤道和赤緯圈方向表示東西方向，天球周日運動方向即為向西，相反即為向東。天外俯視北天極，天球周日運動是順時針方向；而在地球上仰視天北極則成逆時針方向。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)地球上的距離有角距離和線距離，而在天球上只有角距離而無線距離。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)四、天球坐標(biāo)1.球面坐標(biāo)系的特點與模式①存在一個基本大圓，稱為基圈。②基圈都有一個原點。原點則以通過它的輔圈為標(biāo)志，輔圈是過基圈兩極并垂直于基圈的所有大圓，過原點的輔圈稱為始圈。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)④球面上任意一點相對于始圈的方向和角距離，用經(jīng)度表示，是點的橫坐標(biāo)。③球面上任意一點相對于基圈的方向和角距離，用緯度表示，是點的縱坐標(biāo)。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)球面坐標(biāo)系是一個由基圈、始圈和終圈構(gòu)成的球面三角形。三角形的三個頂點為極點、原點和介點。天體的緯度就是天體所在的球半徑與基圈平面的交角；天體的經(jīng)度就是始圈與終圈平面的交角。球面坐標(biāo)系的一般模式：第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)右旋坐標(biāo)系與天球周日運動相聯(lián)系，經(jīng)度向西度量，如地平坐標(biāo)系和第一赤道坐標(biāo)系。左旋坐標(biāo)系與太陽周年運動相聯(lián)系，經(jīng)度向東度量，如第二赤道坐標(biāo)系和黃道坐標(biāo)系。（北半球觀測者而言）天球坐標(biāo)有左旋和右旋之分：第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)LR右旋坐標(biāo)系第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)LR左旋坐標(biāo)系第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)2.地平坐標(biāo)系（1）地平坐標(biāo)系的圓圈系統(tǒng)①地平圈②子午圈③卯酉圈PP′第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（2）地平坐標(biāo)系①基圈——地平圈②原點——南點(S)③始圈——午圈第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（3）天體的地平坐標(biāo)①地平緯度——高度（h）地平緯度是天體相對于地平圈的方向和角距離，沿天體所在的地平經(jīng)圈向上下兩個方向度量，自0°至±90°，地平圈以上為正，以下為負；高度的余角稱為天頂距(z)。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)②地平經(jīng)度——方位（A）地平經(jīng)度是天體所在的地平經(jīng)圈相對于午圈的方向和角距離，南點為起點，沿地平圈向西度量，自0°到360°？原因在于天球周日視運動方向向西，方位向西度量可使天體方位隨時間而遞增，從而便于計量。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（4）地平坐標(biāo)系的用途表示天體在天空中的方位和高度有其周日變化。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)練習(xí)1、太陽中天時的方位是多少？2、在北半球中緯度某地，北極星的方位是多少？3、9月23日，太陽正好升起在北京的地平線上時，其方位是多少？4、某恒星的方位和高度都是45°，問：須在天空的哪一部分去尋找？第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)3.第一赤道坐標(biāo)系/時角坐標(biāo)系（1）第一赤道坐標(biāo)系的圓圈系統(tǒng)①天赤道②子午圈*③六時圈Z′Z第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（2）第一赤道坐標(biāo)系/時角坐標(biāo)系①基圈——天赤道②原點——上點(Q)③始圈——午圈第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（3）天體的時角坐標(biāo)①第一赤道坐標(biāo)系的緯度—赤緯（δ）天體相對于天赤道的方向和角距離，沿天體所在的赤經(jīng)圈向南北兩個方向度量,自0°至±90°,天赤道以北為正，以南為負；赤緯的余角稱極距（p）。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)②第一赤道坐標(biāo)系的經(jīng)度—時角（t）天體所在的赤經(jīng)圈相對于午圈的方向和角距離，以上點為起點，沿天赤道向西度量,為的是使天體時角“與時俱增”，用以度量時間。因經(jīng)度稱為時角，故赤經(jīng)圈便改稱為時圈，并采用時間單位。上點、西點、下點、東點的時角，分別為0h、6h、12h、18h。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)用于時間度量（4）第一赤道坐標(biāo)系的用途第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)練習(xí)1、太陽中天時的時角是多少？2、在何地（指緯度）觀測，天體的赤緯與高度相等，時角與方位相等？3、南點和北點的時角是多少？上點與下點的方位是多少？第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)4.第二赤道坐標(biāo)系（1）第二赤道坐標(biāo)系的圓圈系統(tǒng)①天赤道②二分圈③二至圈第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（2）第二赤道坐標(biāo)系①基圈——天赤道②原點——春分點③始圈——春分圈第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（3）天體的第二赤道坐標(biāo)①第二赤道坐標(biāo)系的緯度—赤緯（δ）天體相對于天赤道的方向和角距離，沿天體所在的赤經(jīng)圈向南北兩個方向度量,自0°至±90°,天赤道以北為正，以南為負；赤緯的余角稱極距（p）。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)②第二赤道坐標(biāo)系的經(jīng)度—赤經(jīng)（α）是天體所在的時圈相對于春分圈的方向和角距離，以春分點為起點，沿天赤道向東度量，自0h~24h。？為了使天使按從小到大的順序依次經(jīng)過上中天。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)表示天體在天球上相對不變的位置，用于編制星表。（4）第二赤道坐標(biāo)系的用途第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)5.黃道坐標(biāo)系（1）黃道坐標(biāo)系的圓圈系統(tǒng)①黃道②二至圈③無名圈第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（2）黃道坐標(biāo)系①基圈——黃道②原點——春分點③始圈——無名圈第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（3）天體的黃道坐標(biāo)①黃道坐標(biāo)系的緯度—黃緯（β）天體相對于黃道的方向和角距離，沿天體所在的黃經(jīng)圈向南北度量,自0°~±90°。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)②黃道坐標(biāo)系的經(jīng)度—黃經(jīng)（λ）天體所在的黃經(jīng)圈相對于無名圈的方向和角距離，以春分點為起點，沿黃道向東度量，為的是使太陽的黃經(jīng)“與日俱增”第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（4）黃道坐標(biāo)系的用途表示日月行星在星空間的位置和運動。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)練習(xí)1、在地球上北緯30°的地方，當(dāng)春分點位于西點時，北點的赤經(jīng)、時角、赤緯、方位和高度各是多少？WEQQ′NSPP′Z′Z第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)練習(xí)2、當(dāng)天頂?shù)某嗑暫统嘟?jīng)分別是+25°和3h時，南點的赤緯、赤經(jīng)是多少？東點的赤經(jīng)和時角是多少？WEQQ′NSPP′Z′Z第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)作業(yè)1、畫出地平坐標(biāo)和時角坐標(biāo)系及其圓圈系統(tǒng)。2、畫出45°S一觀測者的地平坐標(biāo)圓圈系統(tǒng)。3、畫出第二赤道坐標(biāo)和黃道坐標(biāo)系及其圓圈系統(tǒng)。第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)6.各種天球坐標(biāo)系的區(qū)別（1）地平坐標(biāo)系與時角坐標(biāo)系第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)Ahδtφφ第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（2）第二赤道坐標(biāo)系與黃道坐標(biāo)系第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)（3）第一赤道坐標(biāo)系與第二赤道坐標(biāo)系第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)αtδ第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)春分點的時角，稱為某地的恒星時（S）。時角坐標(biāo)系與第二赤道坐標(biāo)系之間的差異集中體現(xiàn)在某地恒星時的變化。αtα+t=tΥα+t=αQS=α★+t★第一章地理坐標(biāo)與天球坐標(biāo)某地任何時刻的恒星時，等于當(dāng)時中天恒星的赤經(jīng)。S