《地球概论第一章教材》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地球概论第一章教材（97页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一节地理坐标 101-经线和纬线 n在地球上是通过建立经纬网来确定地球 上任一点的位置。 n大圆与小圆：任意平面与球面相截的图 形都是圆，以球心为圆心的圆为大圆， 其它的为小圆。 n地球是一个球体，地球的球心叫地心。 n地球并不是固定不动的，而是在围绕着 过地心的一个轴在旋转，这种旋转叫地 球的自转。其旋转轴叫地轴。地轴与地 面相交与两点，这两点叫地球的两极。 一点称为地球北极，一点称为地球南极 。 一、纬线：一切与地轴垂 直的平面与地面相切割 而成的圆，都是纬线。 通过地心，同地轴垂直 的平面同地表相交的大 圆，叫做赤道。赤道把 地球等分为两个相等的 半球，北极所在半球为 北半球，南极所在
2、半球 为南半球 赤道是纬线圈中唯一 的大圆。其他纬线离赤 道越远就越小，在两极 成为两点。 二、经线 n过地轴的平面与地面相割而成的圆都是 经圈，一切经圈都是大圆。两级把经圈 等分为两个180的半圆，这样的半圆叫 经线。 101-2 地球上的方向和距离 一、地球上的方向 n经线的方向是南北方向，向南就是沿经线指向 南极的方向。向北就是沿经线指向北极方向。 n东西方向是同南北方向相垂直的纬线方向。其 中与地球自转一致的方向为东另一方为西。我 们称为地球的自转是自西向东的。如果在北极 上空看地球自转地球自转方向是逆时针的。圆 是没有起点和终点的。但是人们在实际应用时 总是采用最短的路线。东西方向是
3、无限方向。 所以任一点只能位于另一点的东方或西方 二、球面上的距离 n球面上两点可以做无数个平面，也就是 说两点间可以画无数条圆弧曲线，其中 过球心的大圆在两点间的短弧是球面上 最近的距离。 n球面上两点的距离是指过两点的大圆上 的短弧的长度。 n航空和航海所走的路线均是大圆短弧。 n近代科学家在搞清了地球圆周的基础上 ，创造了一批新型的长度单位。 n 1海里=经线一分的长度 n 赤道全长=21600海里 n法国人把圆周分为400,一度=一百分, 每一分叫一公里 n所以地球赤道的周长 =400100=40000km n1的长度 =40000/360=111.1km 102经度和纬度 一、纬度
4、n纬度（）：纬度是一种线面 角。其中的面就是赤道平面 ，其中的线是垂直于当地的 地面法线，两者的夹角就是 所在地的纬度。 n赤道纬度是0，赤道以北是 北纬，用N表示，北纬的范围 是0-90；赤道以南是南 纬，用S表示，范围也是0- 90。 n同一纬线上各点的纬度相同 。 n二、经度 n经度（）是一种两面 角。在1884年有关的 国际会议决定通过英 国格林威治天文台的 经线为本初子午线。 经度：通过某地的经 线与本初子午面的夹 角为该地经度。 n经度通常在赤道上度 量，以本初子午面为 起始面，以东为东经 （E）,以西为西经（ W），东西经各分 180度。 n同一经线上的各点的 经度都相同。 10
5、2-2地理坐标 n用纬度和经度标示一 个地点在地面上的位 置，叫做该地的地理 座标； n度量全球各地的地理 坐标需要一个统一的 制度就叫地理坐标系 。 n地理上，书写地理坐 标时：先纬度，后经 度；数字在先，符号 在后。 n例如：北京（39o57N,116oE）石家 庄（38 o 02 N，114 o 30 E） 第二节 天球坐标 103天球 103-1天球和天穹 n一、天球： n人眼所能直接观测到的半球形天空叫天 穹。 n可以想象，地球的另一面还有一个半球 形的天空，与天穹组成完整的球形，这 个球形我们就称为天球。 n为了讨论问题 的方便，我们 具体定义为： 以某一点为球 心，以无限为 半径
6、的球形天 空叫天球。 n天球根据球心 不同，可以分 为地心天球和 日心天球。 二、天球上的大圆与小圆。 n大圆：过天球球心的平面与天球球面相 交而成的圆，其余都是小圆。 1032天球的视运动 n天球的周日视运动 n地轴无限延伸与天球有两个交点，这两 个点叫做天南极和天北极。天体周日运 动的路线叫周日圈。 n 地球在自转的同时，还绕太阳公转。地 球公转的方向与其自转的方向相同，都 是自西向东。这种运动同样不能被感觉 到的。人们感觉到的是太阳在天球上的 周年视运动。 n太阳的一年一周的视运动叫太阳的周年视运动 。太阳的周年视运动，很长时间内被认为是太 阳的真实运动。人们把太阳在天球上的运动路 线开
7、始用黄线标出叫黄道。（我们也把地球绕 太阳公转的轨道在天球上的投影叫黄道，是同 一个大圆。） n从观测夜半中星的变化，间接推出太阳 的运动。夜半中星的位置推知太阳的位 置。 n天空中的太阳同时参与两种运动，一种 是由于地球自转的向西周日运动。另一 种是由于地球公转表现为相对于恒星的 运动。 夜半中星的季节变化，是 地球公转的反映 n地球自转，向东 n天球周日运动，向 西 n地球公转，向东 n太阳周年运动，向东 地球 太阳 太阳 590分 10天后 33天球上的圆和点 一、大圆和它的极点球面上以球心为圆心的圆就 是大圆。过球心垂直于大圆作垂线，与天球相 交于两点，此两点就是该大圆的极点。 二、与
8、天球坐标系相联系的几个大圆以及它们的 两极 n1、地平圈：地平面的无限延伸与天球相交所 组成的圆。两极垂直于当地的铅垂线与天球相 交的两点，一点称作天底，一点称作天顶，分 别用Z,Z表示。不同的地点有不同的地平圈 。 天底 天顶 地平圈 天北极 天赤道 北 西 南 东 下点 上点 天赤道和地平圈 大圆交点：东点和西点 远距点： 北点和南点 上点和下点 （Q）（Q） n2、天赤道：地球赤道平面无限扩大，同 天球相交而成的天球大圆，它把天球分 成南北两半天球它的两极叫天北极和天 南极，用P,P表示。 n3、赤道：是地球绕日公转轨道无限延伸 ，同天球相交而成的天球大圆。黄道的 两季是黄北极和黄南极，
9、用K,K表示。 天南极 天北极 天赤道 黄北极 黄南极 黄道 春分点 秋分点 冬至点 夏至点 黄道和天赤道 大圆交点：春分点和秋分点 远距点： 夏至点和冬至点 无名点 三、大圆相交 n1、球面上两个大圆相交必互相等分。 n2、有两交点，同时各有一对大距点，交 点与大距点的间隔为90 n黄道与天赤道成2326的交角。（成 黄赤交角）它们的两个交点称为二分点 。黄道对于天赤道的升交点（从赤道以 南进入赤道以北）叫春分点，降交电为 秋分点。黄道上的两个大距点称二至点 。北至点为夏至点，南至点为冬至点。 天赤道对于黄道的两个远距点称为无名 点。 103-4天球上的方向和距离 n地球上的经线与纬线无限扩
10、大，与天球 相交，其交线就是天球的经线和纬线， 其方向就是天球的经纬线方向。在天球 上也有距离，但是反应天体之间的角距 离，而不是反映线距离。 n天球上，只有角 距离，没有线距 离 104天球坐标 104-1天球坐标系概说 n一、天球坐标系的共同特点 n一切球面坐标系都有共同的特点，它 们都具有基圈、两极、始圈、原点、辅 圈、终圈。 n 基圈：任何一个球面坐标系都有一个基 本的大圆称基圈。地理坐标系的基圈是 地球的赤道，它是地理坐标系的纬度度 量的起点。 n两极：过基圈圆心与基圈所在平面垂直 的直线与球面相交的两点为基圈的两极 。（地理坐标系的两极是地球的两极） n辅圈：是通过基圈的两极，且垂
11、直于基 圈的大圆，地理坐标系的经圈。 n始圈：是经度量的起始圈，相当于地理 坐标系重的本初子午线。 n终圈：是经度度量的终线圈。 二、地球坐标系的一般模式 n以基圈，始圈和终圈构成一球面三角形 ； 图1-13球面坐标的一般模式 由基圈、始圈和终圈构成球面三角形 三、右旋坐标系坐标系 n右旋坐标系与天球的周日运动相联系， 经度向西度量：地坪坐标系和第一赤道 坐标系。 n左旋坐标系，与太阳的周年运动(地球公 转)相联系,经度向东度量，有第二赤道 坐标系和黄道坐标系。 n各坐标系的命名，都是依据基圈命名的 。 104-2地平坐标系：高度和方位 n四正点：上点、下点 一、圆圈系统 n地平坐标系同地平圈
12、相联系，地平圈的 两极是天顶、天底。通过天顶，天底且 垂直于地平圈的一切大圆是它的绕圈， 称地平经圈。一切与地平圈平行的圆是 它的地平纬圈。 图1-14 地平坐标系的圆圈系统： 地平圈上4个相距90的点：东、 南、西、北点；得到子午圈（过 南、北点）和卯酉圈（过东、西 点）。 图1-15 天体的地平坐标： 高度和方位 n二、基本要点 n1、它的基圈是地平圈。 n2、它的原点。为南点，始圈为午圈。 n3、它的纬度，地平纬度称高度（h）是天体相 对于地平圈的方向和角距离。 n4它的经度，地平经度称为方位（a）。方位以 南点为起点，沿地平圈向西度量。0-360 n三、用途：是用来表示天体在空中的方位
13、和高度 及周日变化。如太阳的周日运动。 1043 第一赤道坐标系：赤纬和时角 一、圆圈系统 n天赤道为基圈，两极 是天南极和天北极。 通过天南极和天北极 垂直于天赤道的一切 大圆是它的经圈，称 赤道经圈，简称赤经 圈。 n四正点和上下点。 图1-16(上) 第一赤道坐标系的 圆圈系统。天赤道上4个相距 90的点：东、西、上、下点； 得到子午圈和六时圈。 二、基本要点： n1、基圈：天赤道； n2、原点：上点Q； 始圈：午圈； n3、第一赤道坐标系 纬度的赤纬； 赤纬 的余角叫极距。 n4、第一赤道坐标系 的经度叫时角，经圈 又称时圈，时角的单 位采用时间单位。 24h=360 n1时=15.h
14、ms 分别为时、分、秒。 三、用途：用于时间度 量。 n太阳的时角=时间 12h 图1-17（下） 天体第 一赤道坐标系：赤纬 和时角 104-4第二赤道座标系（赤纬和赤经 ） 一、 圆圈系统：天赤道，二分圈和二至 圈； 图左第二赤道坐标系的圆圈 系统。天赤道上4个相距90 的点：二分点和二个无名点 ；得到二分圈和二至圈。 二、 基本要点： n1、基圈：天赤道； n2、原点：春分点； 始 圈：春分圈； n3、第二赤道座标系的纬度 是赤纬与第一坐标系相同。 n 4、第二赤道座标系的经度 是赤经，是天体所在时圈相 对于春分圈的方向和角距离 。赤经以春分点为起点，沿 天赤道向东度量0h24h 三 、
15、用途：表示天体在天球上 相对不变的的位置，用于编 制星表。 图1-19（上） 天体第 二赤道坐标系：赤纬 和赤经 104-5黄道坐标系：黄纬和黄经 一、圆圈系统 二、基本要点 n1、基圈：黄 道 n2、原点：春 分点，始圈是 无名圈(过的 黄经圈) 图1-20（上） 黄道坐标系的圆 圈系统。黄道上4个相距90的 点：二分点和二至点；得到无 名圈和二至圈。 n3、黄道坐标系的纬度称黄 纬，（）是天体相对于黄 道的方向和角距离。黄纬 自黄道起沿天体所在的黄 经圈向南北两个方向度量 。黄道以北为正，以南为 负，0+_90. n4、黄道坐标系的经度称为 黄经（）,是天体所在的 黄经圈相对于春分点所在
16、的黄经圈的方向和角距离 。黄经以春分点为起点向 东度量0360 三、用途：表示日、月、行 星在天球上的位置和运动 ，如太阳黄纬为0，黄经 每日增加约1。 图1-21（下） 天体的黄道 坐标系：黄纬和黄经 104-6各种天球座标的区别： 一、地平坐标系和第一赤道坐标系： n 1、两种坐标系都通过地平圈与天赤道 相互联系而建立起来的。 n2、这两种坐标系都属于右旋坐标系，它 们的经度（方位、时角）都是向西度量 ，而且二者都以子午圈为始圈。 基圈始圈 原点 经经度度量方向 地平坐标标系地平圈午圈南点向西 第一赤道坐标标系天赤道 上点 n3、但是前者以地平圈、后者以天赤道为 基圈。因而以S、Q为原点，这样天体的 高度不同于赤纬，方位也不同于时角。 n4、它们之间的具体差异，与当地的纬度 有关，纬度愈高，二者愈近。 n5体现在、地平坐标系与第一赤道坐标系 的联系，有如下关系：、 n n 仰极高度天顶赤纬当地纬度 n仰极高 度 n天顶赤 纬 n当地
