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1、第二章第二章 地球与天球地球与天球第一节 地球与地理坐标第二节 天球与天球坐标7/30/2024第一节第一节 地球与地理坐地球与地理坐一、关于地球的基本概念二 、地理坐标的建立三、经纬线和地球上的方向四、地球上的距离7/30/2024一、关于地球的基本概念一、关于地球的基本概念1、地轴：、地轴：地球的自转轴（自转线速度为零）。地球的自转轴（自转线速度为零）。2 2、地极、地极、地极、地极：地轴与地表的两交点（地轴与地表的两交点（地轴与地表的两交点（地轴与地表的两交点（N N、S S）。）。）。）。3 3、赤道、赤道、赤道、赤道：垂直于地轴的平面与地表相交：垂直于地轴的平面与地表相交：垂直于地轴
2、的平面与地表相交：垂直于地轴的平面与地表相交 的大圆（距地轴最远、线速度最大）。的大圆（距地轴最远、线速度最大）。的大圆（距地轴最远、线速度最大）。的大圆（距地轴最远、线速度最大）。4 4、自转方向识记：、自转方向识记：、自转方向识记：、自转方向识记：设想右手在地球内部握住地轴，大设想右手在地球内部握住地轴，大设想右手在地球内部握住地轴，大设想右手在地球内部握住地轴，大拇指竖直指向北极（拇指竖直指向北极（拇指竖直指向北极（拇指竖直指向北极（N N），四手指的指向则为地球自），四手指的指向则为地球自），四手指的指向则为地球自），四手指的指向则为地球自转方向（自西向东）。转方向（自西向东）。转方向
3、（自西向东）。转方向（自西向东）。北极北极N N南极南极S S赤道赤道赤道赤道7/30/2024二二 、地理坐标的建立、地理坐标的建立1 1、地球坐标的参考点和面、地球坐标的参考点和面、地球坐标的参考点和面、地球坐标的参考点和面 基圈基圈基圈基圈赤道（原点在几内亚湾）赤道（原点在几内亚湾）赤道（原点在几内亚湾）赤道（原点在几内亚湾） 极点极点极点极点北极北极北极北极( ( ( (N N) ) ) )和南极和南极和南极和南极( ( ( (S S) ) ) )。 辅圈辅圈辅圈辅圈( ( ( (经圈经圈经圈经圈) ) ) )过过过过N N 、S S的大圆。的大圆。的大圆。的大圆。经线经线经线经线(
4、( ( (子午线子午线子午线子午线) ) ) ) 被极点分割的经圈半圆被极点分割的经圈半圆被极点分割的经圈半圆被极点分割的经圈半圆 始圈始圈始圈始圈( ( ( (本初子午线本初子午线本初子午线本初子午线) ) ) )通过格林威治天文台旧址的经线。通过格林威治天文台旧址的经线。通过格林威治天文台旧址的经线。通过格林威治天文台旧址的经线。2 2、地理经度、地理经度、地理经度、地理经度某地子午面与本初子午面的夹角某地子午面与本初子午面的夹角某地子午面与本初子午面的夹角某地子午面与本初子午面的夹角( ( ( (记号记号记号记号 ) ) ) )。 量度的方向与范围量度的方向与范围量度的方向与范围量度的方
5、向与范围3 3、地理纬度、地理纬度、地理纬度、地理纬度某地的铅垂线与赤道平面的夹角某地的铅垂线与赤道平面的夹角某地的铅垂线与赤道平面的夹角某地的铅垂线与赤道平面的夹角( ( ( (记号记号记号记号 ) ) ) )。 量度的方向与范围量度的方向与范围量度的方向与范围量度的方向与范围4 4、注记法则、注记法则、注记法则、注记法则：纬度在前经度在后；度数在前方向在后。：纬度在前经度在后；度数在前方向在后。：纬度在前经度在后；度数在前方向在后。：纬度在前经度在后；度数在前方向在后。N NS赤赤赤赤 道道道道 本初子午线本初子午线格林威治天文台旧址格林威治天文台旧址向东量度向东量度向东量度向东量度 0
6、0 0 0180180180180 为东经为东经为东经为东经(E)(E)(E)(E)向西量度向西量度向西量度向西量度 0 0 0 0180180180180 为西经为西经为西经为西经(W)(W)(W)(W)向北量度向北量度向北量度向北量度 0 0 0 090909090 为北纬为北纬为北纬为北纬(N)(N)(N)(N)向南量度向南量度向南量度向南量度 0 0 0 090909090 为南纬为南纬为南纬为南纬(S)(S)(S)(S)如：广州的地理坐标如：广州的地理坐标如：广州的地理坐标如：广州的地理坐标 2323 0505N N ， 113113 1313 E E7/30/2024三、经纬线与地
7、球上的方向三、经纬线与地球上的方向三、经纬线与地球上的方向三、经纬线与地球上的方向经线（经度等值线经线（经度等值线经线（经度等值线经线（经度等值线）连接连接连接连接南北两极的大圆弧。南北两极的大圆弧。南北两极的大圆弧。南北两极的大圆弧。纬线（纬度等值线）纬线（纬度等值线）纬线（纬度等值线）纬线（纬度等值线）垂直垂直垂直垂直于地轴的平面与地球相交的圆。于地轴的平面与地球相交的圆。于地轴的平面与地球相交的圆。于地轴的平面与地球相交的圆。1 1、经纬线的含义、经纬线的含义、经纬线的含义、经纬线的含义经经经经 线线线线纬纬纬纬 线线线线N NS S2 2、东西方向、东西方向、东西方向、东西方向：沿纬线
8、顺地球自转方向为正东方向，沿纬线逆沿纬线顺地球自转方向为正东方向，沿纬线逆沿纬线顺地球自转方向为正东方向，沿纬线逆沿纬线顺地球自转方向为正东方向，沿纬线逆地球自转方向为正西方向（东西方向为无限方向）。地球自转方向为正西方向（东西方向为无限方向）。地球自转方向为正西方向（东西方向为无限方向）。地球自转方向为正西方向（东西方向为无限方向）。3 3、南北方向南北方向南北方向南北方向：沿经线指向北极为正北方向，指向南极则沿经线指向北极为正北方向，指向南极则沿经线指向北极为正北方向，指向南极则沿经线指向北极为正北方向，指向南极则为正南方向。（南北方向为有限方向）。为正南方向。（南北方向为有限方向）。为正
9、南方向。（南北方向为有限方向）。为正南方向。（南北方向为有限方向）。5 5、任意两点间的相对方向任意两点间的相对方向任意两点间的相对方向任意两点间的相对方向：以极距定南北；以劣弧定东西。以极距定南北；以劣弧定东西。以极距定南北；以劣弧定东西。以极距定南北；以劣弧定东西。4 4、十六方位、十六方位、十六方位、十六方位：北北北北( ( ( (N) ) ) )西西西西( ( ( (W) ) ) ) 东东东东( ( ( (E) ) ) ) 南南南南( ( ( (S) ) ) )东北东北东北东北( ( ( (NE) ) ) ) 西南西南西南西南( ( ( (SW) ) ) ) 西北西北西北西北( ( (
10、 (NW) ) ) ) 东南东南东南东南( ( ( (SE) ) ) ) 东东东东东北东北东北东北( ( ( (ENE) ) ) ) 西西西西西南西南西南西南( ( ( (WSW) ) ) ) 东东东东东南东南东南东南( ( ( (ESE) ) ) ) 西西西西西北西北西北西北( ( ( (WNW) ) ) ) 插插 图图插插 图图7/30/20247/30/2024四、地球上的距离1 1、常用的距离单位常用的距离单位常用的距离单位常用的距离单位 海里海里海里海里人们将地球上一角分大圆弧的长度定义为一海人们将地球上一角分大圆弧的长度定义为一海人们将地球上一角分大圆弧的长度定义为一海人们将地球上
11、一角分大圆弧的长度定义为一海里，即地球上每度大圆弧为里，即地球上每度大圆弧为里，即地球上每度大圆弧为里，即地球上每度大圆弧为6060海里。海里。海里。海里。（船在海上航行的速度以（船在海上航行的速度以（船在海上航行的速度以（船在海上航行的速度以“ “节节节节” ”表示，表示，表示，表示，1 1节节节节=1=1海里海里海里海里/ / / /小时。）小时。）小时。）小时。） 公里公里公里公里法国人把地球上大圆弧周长的四万分之一定义法国人把地球上大圆弧周长的四万分之一定义法国人把地球上大圆弧周长的四万分之一定义法国人把地球上大圆弧周长的四万分之一定义为一公里。为一公里。为一公里。为一公里。每度经线之
12、长每度经线之长每度经线之长每度经线之长=40000=40000公里公里公里公里/ / / /360360度度度度=111.11=111.11公里公里公里公里/ / / /度度度度 华里华里华里华里为公里长度的二分之一。为公里长度的二分之一。为公里长度的二分之一。为公里长度的二分之一。 单位换算：单位换算：单位换算：单位换算：因因因因: 1: 1度大圆弧度大圆弧度大圆弧度大圆弧=60=60海里海里海里海里=111.11=111.11公里公里公里公里 故故故故: 1: 1海里海里海里海里=1.85=1.85公里；或公里；或公里；或公里；或 1 1公里公里公里公里=0.54=0.54海里海里海里海里
13、在在在在法国角度制中：圆周法国角度制中：圆周法国角度制中：圆周法国角度制中：圆周=400=400；1=1001=100 ；1 1 经线经线经线经线=1=1公里公里公里公里 经经经经圈周长圈周长圈周长圈周长= 400= 400 100100 1 1 1 1公里公里公里公里 1 1 =40000=40000公里公里公里公里清政府在清政府在清政府在清政府在17081708年定：年定：年定：年定：1 1 经线经线经线经线=200=200华里华里华里华里 ；因与公里进率不整；因与公里进率不整；因与公里进率不整；因与公里进率不整 后改为：后改为：后改为：后改为： 1 1 经线经线经线经线=222.22=2
14、22.22华里华里华里华里 7/30/20242 2、地球上两点距离公式、地球上两点距离公式 设：设：设：设：A A地的地理坐标为地的地理坐标为地的地理坐标为地的地理坐标为（ A A A A ） B B地的地理坐标为地的地理坐标为地的地理坐标为地的地理坐标为（ B B B B ） 则则则则ABAB距离距离距离距离（ABAB大圆弧的度数大圆弧的度数大圆弧的度数大圆弧的度数）为为为为：式中式中式中式中： 北纬取正北纬取正北纬取正北纬取正，南纬取负南纬取负南纬取负南纬取负； 东经取正东经取正东经取正东经取正，西经取负西经取负西经取负西经取负。 证明证明证明证明：在在在在QABNQABN中中中中，据边
15、余弦定理得据边余弦定理得据边余弦定理得据边余弦定理得：00AABA AB BN NBa ab bS S CosCosn= =coscosa acoscosb b+ +sinsina asinsinb bcoscosN N a a=90=90 - - B B ；b b=90=90 - - A A ；N N= = B B - - A A 代入代入代入代入 式得式得式得式得：即即即即: :n 注意：注意：注意：注意：ABAB 弧为了弧为了弧为了弧为了书写书写书写书写和和和和讨论方讨论方讨论方讨论方便便便便我们有时会用我们有时会用我们有时会用我们有时会用“ “n n” ”代表。代表。代表。代表。7/3
16、0/2024求算步骤：计算公式等号右边的数值（计算公式等号右边的数值（计算公式等号右边的数值（计算公式等号右边的数值（ ）即即即即：coscosn= = 注意符号！注意符号！注意符号！注意符号！余弦负角不负余弦负角不负余弦负角不负余弦负角不负用用用用诱导公式化钝角为锐角诱导公式化钝角为锐角诱导公式化钝角为锐角诱导公式化钝角为锐角余弦值余弦值余弦值余弦值+-反三角函数求反三角函数求反三角函数求反三角函数求ABAB弧的度数：弧的度数：弧的度数：弧的度数：AB=AB=n= =coscos-1-1 注意：注意：注意：注意：n的值域的值域的值域的值域0 0 n 180180 （1 1、2 2 象限角）象
17、限角）象限角）象限角）当：当：当：当： 0 0时，时，时，时， n 是是是是第一象限角。第一象限角。第一象限角。第一象限角。 当：当：当：当： 0 0时，时，时，时，n 是第二象限角。是第二象限角。是第二象限角。是第二象限角。 例如例如： =0 0. .5 5 n = = coscos-1 -1 ( ( 0 0. .5) = 605) = 60 =- -0 0. .5 5 n= = coscos-1 -1 ( (- - 0 0. .5)=1805)=180 - -6060 =120=120 60606060计算计算计算计算ABAB弧的长度弧的长度弧的长度弧的长度: : ABAB( ( ( (k
18、mkm) ) ) )= =n n度度度度111.111km 111.111km / / / /度度度度ABAB( ( ( (海里海里海里海里) ) ) )= =n n度度度度6060海里海里海里海里/ / / /度度度度7/30/2024n作业一作业一: n 求下列两地距离（求下列两地距离（km）n广州（广州（2448N；11313E） 悉尼（悉尼（3350S；150 56 E）7/30/2024第二节第二节 天球与天球坐标天球与天球坐标一、天球基本知识二、天球上的基本点和圈三、天球坐标系四、各种球面坐标的关系7/30/2024一、天球基本知识一、天球基本知识1 1、天球的含义、天球的含义、天
19、球的含义、天球的含义: :天球是一个假想的无穷大的正球体。天球是一个假想的无穷大的正球体。天球是一个假想的无穷大的正球体。天球是一个假想的无穷大的正球体。2 2、天球的特性天球的特性天球的特性天球的特性: :具有正球体的一切几何性质。具有正球体的一切几何性质。具有正球体的一切几何性质。具有正球体的一切几何性质。 一切天体都可以投影在天球上一切天体都可以投影在天球上一切天体都可以投影在天球上一切天体都可以投影在天球上, , 天体之间的距离用角度表示。天体之间的距离用角度表示。天体之间的距离用角度表示。天体之间的距离用角度表示。球心可以根据讨论需要任意选定。球心可以根据讨论需要任意选定。球心可以根
20、据讨论需要任意选定。球心可以根据讨论需要任意选定。 （日心天球、地心天球、地面天球）（日心天球、地心天球、地面天球）（日心天球、地心天球、地面天球）（日心天球、地心天球、地面天球） 同向平行射线交于天球上的一点同向平行射线交于天球上的一点同向平行射线交于天球上的一点同向平行射线交于天球上的一点。 地心天球和地面天球天球每日自东向西视运动一周。地心天球和地面天球天球每日自东向西视运动一周。地心天球和地面天球天球每日自东向西视运动一周。地心天球和地面天球天球每日自东向西视运动一周。 天球天球天球天球 7/30/2024同向平行射线交于天球上的一点：平行线永远不相交或在无穷远处相同向平行射线交于天球
21、上的一点：平行线永远不相交或在无穷远处相同向平行射线交于天球上的一点：平行线永远不相交或在无穷远处相同向平行射线交于天球上的一点：平行线永远不相交或在无穷远处相交事实上是一回事，因为天球上的点都是无穷远的。形象的比喻：远交事实上是一回事，因为天球上的点都是无穷远的。形象的比喻：远交事实上是一回事，因为天球上的点都是无穷远的。形象的比喻：远交事实上是一回事，因为天球上的点都是无穷远的。形象的比喻：远处的铁道看起来是两条线联结为一个点。处的铁道看起来是两条线联结为一个点。处的铁道看起来是两条线联结为一个点。处的铁道看起来是两条线联结为一个点。7/30/2024二、天球上的基本点和圈二、天球上的基本
22、点和圈（一）天极和天赤道（一）天极和天赤道（一）天极和天赤道（一）天极和天赤道1 1、天轴、天轴、天轴、天轴地轴的无限延长称为天轴地轴的无限延长称为天轴地轴的无限延长称为天轴地轴的无限延长称为天轴 2 2、天极、天极、天极、天极天轴与天球的两交点称为天轴与天球的两交点称为天轴与天球的两交点称为天轴与天球的两交点称为 天极。其中天极。其中天极。其中天极。其中P P为为为为北天极北天极北天极北天极； PP为为为为南天极南天极南天极南天极。3 3、天赤道、天赤道、天赤道、天赤道地球的赤道平面无限扩大地球的赤道平面无限扩大地球的赤道平面无限扩大地球的赤道平面无限扩大 与天球相交的大圆叫天赤道。与天球相
23、交的大圆叫天赤道。与天球相交的大圆叫天赤道。与天球相交的大圆叫天赤道。 4 4、天球上的方向、天球上的方向、天球上的方向、天球上的方向是地球上方向的延伸。是地球上方向的延伸。是地球上方向的延伸。是地球上方向的延伸。（二）天顶、天底和地平圈（二）天顶、天底和地平圈（二）天顶、天底和地平圈（二）天顶、天底和地平圈1 1、天顶、天底、天顶、天底、天顶、天底、天顶、天底过观察地点的铅垂线向上延长与天球的过观察地点的铅垂线向上延长与天球的过观察地点的铅垂线向上延长与天球的过观察地点的铅垂线向上延长与天球的交点叫天顶交点叫天顶交点叫天顶交点叫天顶( ( ( (Z Z) ) ) )，向下延长与天球的交点叫天
24、底，向下延长与天球的交点叫天底，向下延长与天球的交点叫天底，向下延长与天球的交点叫天底( ( ( (Z Z ) ) ) )。2 2、地平圈、地平圈、地平圈、地平圈观察点的数学地平面与天球相交的大圆叫地观察点的数学地平面与天球相交的大圆叫地观察点的数学地平面与天球相交的大圆叫地观察点的数学地平面与天球相交的大圆叫地平圈。平圈。平圈。平圈。（其中地平圈之上叫可见天球，地平圈之下叫不可见天球其中地平圈之上叫可见天球，地平圈之下叫不可见天球其中地平圈之上叫可见天球，地平圈之下叫不可见天球其中地平圈之上叫可见天球，地平圈之下叫不可见天球） P PPPZ ZZZ地平圈地平圈地平圈地平圈天赤道天赤道天赤道天
25、赤道北半天球北半天球北半天球北半天球南半天球南半天球南半天球南半天球天球天球天球天球N NS S可见天球可见天球可见天球可见天球不可见天球不可见天球不可见天球不可见天球7/30/2024（三）天子午圈与四正点三）天子午圈与四正点三）天子午圈与四正点三）天子午圈与四正点：1 1、天子午圈、天子午圈、天子午圈、天子午圈在天球上过天极在天球上过天极在天球上过天极在天球上过天极 ( ( ( (P P、PP) ) ) )和某地天顶和某地天顶和某地天顶和某地天顶( ( ( (Z Z、ZZ) ) ) ) 的大的大的大的大圆叫该地的天子午圈圆叫该地的天子午圈圆叫该地的天子午圈圆叫该地的天子午圈 。2 2、中天
26、、中天、中天、中天天体通过天子午线的天体通过天子午线的天体通过天子午线的天体通过天子午线的 瞬间叫天体中天瞬间叫天体中天瞬间叫天体中天瞬间叫天体中天( ( ( (午圈与子圈）。午圈与子圈）。午圈与子圈）。午圈与子圈）。上中天上中天上中天上中天：天体通过午圈的瞬间（即天体高度角最大时）。天体通过午圈的瞬间（即天体高度角最大时）。天体通过午圈的瞬间（即天体高度角最大时）。天体通过午圈的瞬间（即天体高度角最大时）。下中天下中天下中天下中天：天体通过子圈的瞬间（即天体高度角最小时）。：天体通过子圈的瞬间（即天体高度角最小时）。：天体通过子圈的瞬间（即天体高度角最小时）。：天体通过子圈的瞬间（即天体高度
27、角最小时）。3 3、上点与下点、上点与下点、上点与下点、上点与下点天子天子天子天子 午圈与天赤道有两交点。午圈与天赤道有两交点。午圈与天赤道有两交点。午圈与天赤道有两交点。4 4、四正点、四正点、四正点、四正点（均在地平圈上）（均在地平圈上）（均在地平圈上）（均在地平圈上）地平圈与天子午圈有两交点地平圈与天子午圈有两交点地平圈与天子午圈有两交点地平圈与天子午圈有两交点地平圈与天赤道有两交点，面向北点地平圈与天赤道有两交点，面向北点地平圈与天赤道有两交点，面向北点地平圈与天赤道有两交点，面向北点P PPPZ ZZZQQQQN N N NS S S SE E E EW W W W地平圈地平圈地平圈
28、地平圈天赤道天赤道天赤道天赤道北半天球北半天球北半天球北半天球南半天球南半天球南半天球南半天球天球天球天球天球天子午圈天子午圈天子午圈天子午圈地平面之上的叫地平面之上的叫地平面之上的叫地平面之上的叫上点（上点（上点（上点（QQ）地平面之下的叫地平面之下的叫地平面之下的叫地平面之下的叫下点（下点（下点（下点（QQ）近北天极的叫近北天极的叫近北天极的叫近北天极的叫北点北点北点北点（N N N N）近南天极的叫近南天极的叫近南天极的叫近南天极的叫南点南点南点南点（S S S S）右为右为右为右为东点东点东点东点（E E E E）左为左为左为左为西点西点西点西点（W W W W） 7/30/2024（
29、四）黄道与二分二至点（四）黄道与二分二至点（四）黄道与二分二至点（四）黄道与二分二至点1 1、黄道、黄道、黄道、黄道地球的轨道平面无限扩大地球的轨道平面无限扩大地球的轨道平面无限扩大地球的轨道平面无限扩大 与与与与天球相交的大圆叫黄道。天球相交的大圆叫黄道。天球相交的大圆叫黄道。天球相交的大圆叫黄道。 黄道黄道黄道黄道是太阳周年视运动的轨迹，是太阳周年视运动的轨迹，是太阳周年视运动的轨迹，是太阳周年视运动的轨迹， 也也也也是地球轨道的日心天球投影。是地球轨道的日心天球投影。是地球轨道的日心天球投影。是地球轨道的日心天球投影。 2 2、黄极：、黄极：、黄极：、黄极：是黄道是黄道是黄道是黄道 大圆
30、之极大圆之极大圆之极大圆之极uu公元公元公元公元20002000年北天极年北天极年北天极年北天极P P与北黄极与北黄极与北黄极与北黄极KK的角距离为的角距离为的角距离为的角距离为232621.448232621.4483 3、二分点、二分点、二分点、二分点：天赤道与黄道的两交点：天赤道与黄道的两交点：天赤道与黄道的两交点：天赤道与黄道的两交点 4 4、二至点、二至点、二至点、二至点：在黄道上的：在黄道上的：在黄道上的：在黄道上的K K黄黄黄黄 道道道道KK地球地球地球地球P PPP 6969 天赤道天赤道天赤道天赤道太阳太阳太阳太阳近天北极的为近天北极的为近天北极的为近天北极的为北黄极北黄极北
31、黄极北黄极（K K）近天南极的为近天南极的为近天南极的为近天南极的为南黄极南黄极南黄极南黄极（KK） 降交点为降交点为降交点为降交点为秋分点秋分点秋分点秋分点（）升交点为升交点为升交点为升交点为春分点春分点春分点春分点（ ）最北点叫最北点叫最北点叫最北点叫夏至点夏至点夏至点夏至点（69696969）最南点叫最南点叫最南点叫最南点叫冬至点冬至点冬至点冬至点（ ） 7/30/2024天底天底天底天底 Z Z Z Z 天球上的基本点和圈（复习小结复习小结）天天天天 轴轴轴轴天北极天北极天北极天北极 P PP P 天南极天南极天南极天南极Z Z Z Z 天顶天顶天顶天顶天天天天 赤赤赤赤 道道道道地地
32、地地 平平平平 圈圈圈圈天天天天 子子子子 午午午午 圈圈圈圈北点北点北点北点南点南点南点南点东点东点东点东点铅铅铅铅垂垂垂垂线线线线 天球天球天球天球用右手定则识记用右手定则识记用右手定则识记用右手定则识记地球的自转。地球的自转。地球的自转。地球的自转。西点西点西点西点N NS S 7/30/2024P P 天北极天北极天北极天北极地地 平平 圈圈7/30/2024三、天球坐标系（一）地平坐标一）地平坐标一）地平坐标一）地平坐标1 1、地平坐标的参考点和面地平坐标的参考点和面地平坐标的参考点和面地平坐标的参考点和面基圈基圈基圈基圈是地平圈是地平圈是地平圈是地平圈 。极点极点极点极点天顶（天顶
33、（天顶（天顶（Z Z）与天底（）与天底（）与天底（）与天底（ZZ）辅圈辅圈辅圈辅圈过过过过Z Z、ZZ的大圆又叫地平经圈。的大圆又叫地平经圈。的大圆又叫地平经圈。的大圆又叫地平经圈。 原点原点原点原点天文学用南点（天文学用南点（天文学用南点（天文学用南点（S S）作起算原点，）作起算原点，）作起算原点，）作起算原点， 测量学用北点（测量学用北点（测量学用北点（测量学用北点（N N）作起算原点。）作起算原点。）作起算原点。）作起算原点。始圈始圈始圈始圈天子午圈。天子午圈。天子午圈。天子午圈。2 2、地平纬度：、地平纬度：、地平纬度：、地平纬度：天体与观察者的连线与地平面的夹角，天体与观察者的连线
34、与地平面的夹角，天体与观察者的连线与地平面的夹角，天体与观察者的连线与地平面的夹角， 简称平纬又叫高度角（记号为：简称平纬又叫高度角（记号为：简称平纬又叫高度角（记号为：简称平纬又叫高度角（记号为：h h）。）。）。）。量度方向和范围：量度方向和范围：量度方向和范围：量度方向和范围：090090，仰角为正值，俯角为负值。，仰角为正值，俯角为负值。，仰角为正值，俯角为负值。，仰角为正值，俯角为负值。 3 3、地平经度、地平经度、地平经度、地平经度：过天体的地平经圈与天子午圈的夹角（简称：过天体的地平经圈与天子午圈的夹角（简称：过天体的地平经圈与天子午圈的夹角（简称：过天体的地平经圈与天子午圈的夹
35、角（简称平经又叫方位角）即平经又叫方位角）即平经又叫方位角）即平经又叫方位角）即 MOS MOS （记号为：（记号为：（记号为：（记号为：A A）。）。）。）。量度方向和范围：自南点（量度方向和范围：自南点（量度方向和范围：自南点（量度方向和范围：自南点（S S）起顺时针方向）起顺时针方向）起顺时针方向）起顺时针方向0360 0360 Z ZZZN NS SMMMMOOh hA A地地 平平 圈圈P PPP天球天球天球天球4、地平坐标的特点与应用：、地平坐标的特点与应用： 同一天体同一时刻的方位（同一天体同一时刻的方位（A）与高度（）与高度（h）是随观测地点的不同而异的。是随观测地点的不同而异
36、的。 同一地点，不同天体的同一地点，不同天体的A、h各异，而且随天各异，而且随天体的周日运动而变化。体的周日运动而变化。 用于天文观测、卫星跟踪、军事、航空、航用于天文观测、卫星跟踪、军事、航空、航海、测量等方面。海、测量等方面。 7/30/2024（二）第一赤道坐标（时角坐标）（二）第一赤道坐标（时角坐标） 1 1、时角、时角、时角、时角坐标的参考点和面坐标的参考点和面坐标的参考点和面坐标的参考点和面基圈基圈基圈基圈是是是是天赤道天赤道天赤道天赤道 。极点极点极点极点北天极北天极北天极北天极( ( ( (P P) ) ) )与南天极与南天极与南天极与南天极( ( ( (PP) ) ) )。辅
37、圈辅圈辅圈辅圈是过是过是过是过P P、P P 的大圆的大圆的大圆的大圆 又叫赤经圈或时圈。又叫赤经圈或时圈。又叫赤经圈或时圈。又叫赤经圈或时圈。 原点原点原点原点是上点（是上点（是上点（是上点（QQ） 。始圈始圈始圈始圈是过是过是过是过QQ点的辅圈即点的辅圈即点的辅圈即点的辅圈即午圈。午圈。午圈。午圈。2 2、赤纬、赤纬、赤纬、赤纬：天体与地心的连线和天赤道平面的夹角：天体与地心的连线和天赤道平面的夹角：天体与地心的连线和天赤道平面的夹角：天体与地心的连线和天赤道平面的夹角即：即：即：即：MOMMOM ，记号为：，记号为：，记号为：，记号为： 。量度方向和范围：量度方向和范围：量度方向和范围：
38、量度方向和范围：090090，北纬为正值，南纬为负值。，北纬为正值，南纬为负值。，北纬为正值，南纬为负值。，北纬为正值，南纬为负值。 3 3、时角、时角、时角、时角：过天体的时圈平面与午圈平面的夹角：过天体的时圈平面与午圈平面的夹角：过天体的时圈平面与午圈平面的夹角：过天体的时圈平面与午圈平面的夹角即即即即 ： QOMQOM ，记号为：记号为：记号为：记号为：t t 。 量度方向和范围是：时角从量度方向和范围是：时角从量度方向和范围是：时角从量度方向和范围是：时角从QQ起算自东向西起算自东向西起算自东向西起算自东向西0 0h h2424h h 或或或或03600360量度。量度。量度。量度。
39、P PPPZ ZZZQQQQMMMM天天 赤赤 道道 t t t tOO4、时角坐标的特点与应用：、时角坐标的特点与应用： 同一天体同一时刻的时角，因地理经度同一天体同一时刻的时角，因地理经度不同而异。不同而异。 恒星的赤纬是不变的恒星的赤纬是不变的既无周日变化既无周日变化亦不随测地的变化而变化。亦不随测地的变化而变化。 天体的时角是与时间同步增长。天体的时角是与时间同步增长。 用于天文观测和时间计量。用于天文观测和时间计量。7/30/2024（三）第二赤道坐标（三）第二赤道坐标1 1、第二赤道、第二赤道、第二赤道、第二赤道坐标的参考点和面坐标的参考点和面坐标的参考点和面坐标的参考点和面基圈基
40、圈基圈基圈是是是是天赤道天赤道天赤道天赤道 。极点极点极点极点北天极北天极北天极北天极( ( ( (P P) ) ) )与南天极与南天极与南天极与南天极( ( ( (P P ) ) ) )。辅圈辅圈辅圈辅圈是过是过是过是过P P、P P 的大圆叫赤经圈。的大圆叫赤经圈。的大圆叫赤经圈。的大圆叫赤经圈。 原点原点原点原点是春分点（是春分点（是春分点（是春分点（ ） 。始圈始圈始圈始圈是过是过是过是过点的辅圈即点的辅圈即点的辅圈即点的辅圈即春分圈。春分圈。春分圈。春分圈。2 2、赤纬、赤纬、赤纬、赤纬：天体与地心的连线和天赤道平面的夹角：天体与地心的连线和天赤道平面的夹角：天体与地心的连线和天赤道
41、平面的夹角：天体与地心的连线和天赤道平面的夹角即：即：即：即：MOMMOM ，记号为：，记号为：，记号为：，记号为： 。量度方向和范围：量度方向和范围：量度方向和范围：量度方向和范围：090090，北纬为正值，南纬为负值。，北纬为正值，南纬为负值。，北纬为正值，南纬为负值。，北纬为正值，南纬为负值。3 3、赤经、赤经、赤经、赤经：过天体的赤经圈平面与春分圈平面的夹角：过天体的赤经圈平面与春分圈平面的夹角：过天体的赤经圈平面与春分圈平面的夹角：过天体的赤经圈平面与春分圈平面的夹角 即即即即 OMOM ，记号为：记号为：记号为：记号为： 。 量度方向和范围是：赤经从量度方向和范围是：赤经从量度方向
42、和范围是：赤经从量度方向和范围是：赤经从 起算自西向东起算自西向东起算自西向东起算自西向东0360 0360 或或或或0 0h h2424h h 量度。量度。量度。量度。 MMMMOOP PPP春春春春分分分分圈圈圈圈天天 赤赤 道道4、第二赤道坐标的特点与应用：、第二赤道坐标的特点与应用： 恒星的恒星的、数值相对固定，与数值相对固定，与观测地点无关（可查表求得）。观测地点无关（可查表求得）。 用于天文观测、制定精确星图用于天文观测、制定精确星图以及宇航方面。以及宇航方面。7/30/2024（四）黄道坐标（四）黄道坐标1 1、黄道、黄道、黄道、黄道坐标的参考点和面坐标的参考点和面坐标的参考点和
43、面坐标的参考点和面基圈基圈基圈基圈是是是是黄道大圆黄道大圆黄道大圆黄道大圆 。极点极点极点极点黄黄黄黄北极北极北极北极( ( ( (K K) ) ) )与黄南极与黄南极与黄南极与黄南极( ( ( (K K ) ) ) )。辅圈辅圈辅圈辅圈是过是过是过是过K K、K K 的大圆叫黄经圈。的大圆叫黄经圈。的大圆叫黄经圈。的大圆叫黄经圈。 原点原点原点原点是春分点（是春分点（是春分点（是春分点（ ） 。始圈始圈始圈始圈是过是过是过是过点的黄经圈（无名圈）。点的黄经圈（无名圈）。点的黄经圈（无名圈）。点的黄经圈（无名圈）。2 2、黄纬、黄纬、黄纬、黄纬：天体与日心的连线和黄道平面的夹角：天体与日心的连
44、线和黄道平面的夹角：天体与日心的连线和黄道平面的夹角：天体与日心的连线和黄道平面的夹角即：即：即：即：MOMMOM ，记号为：，记号为：，记号为：，记号为： 。量度方向和范围：量度方向和范围：量度方向和范围：量度方向和范围：090090，北纬为正值，南纬为负值。，北纬为正值，南纬为负值。，北纬为正值，南纬为负值。，北纬为正值，南纬为负值。3 3、黄经黄经黄经黄经：过天体的黄经圈平面与春分点所在的黄经圈的夹：过天体的黄经圈平面与春分点所在的黄经圈的夹：过天体的黄经圈平面与春分点所在的黄经圈的夹：过天体的黄经圈平面与春分点所在的黄经圈的夹 角即角即角即角即 OMOM ，记号为：记号为：记号为：记号
45、为： 。 量度方向和范围是：黄经从量度方向和范围是：黄经从量度方向和范围是：黄经从量度方向和范围是：黄经从 起算自西向东起算自西向东起算自西向东起算自西向东0360 0360 MMMMOOKKKK无无无无名名名名圈圈圈圈黄黄 道道4、黄道坐标的特点与应用：、黄道坐标的特点与应用： 恒星的恒星的、 数值相对固定，与数值相对固定，与观测地点无关（可查表求得）。观测地点无关（可查表求得）。 用于天文观测、制定精确星图用于天文观测、制定精确星图以及宇航方面。以及宇航方面。 7/30/20241 1、同一地点有：天极的高度、同一地点有：天极的高度、同一地点有：天极的高度、同一地点有：天极的高度( (h
46、hP P)=)=地理纬度地理纬度地理纬度地理纬度( ( )=)=天顶的赤纬天顶的赤纬天顶的赤纬天顶的赤纬(Z Z) )；ZPNS Q地平圈地平圈地地 球球h hP P Z Z 天天 球球B本本初初子子午午线线QAQBA天赤道天赤道赤道赤道ABtAtBN2 2、任何瞬间同一天体的时角、任何瞬间同一天体的时角、任何瞬间同一天体的时角、任何瞬间同一天体的时角( (t tMM) )与赤经与赤经与赤经与赤经(MM) )之和等于春分点的之和等于春分点的之和等于春分点的之和等于春分点的时角时角时角时角( (t tr r) )也等于当时天顶的赤经也等于当时天顶的赤经也等于当时天顶的赤经也等于当时天顶的赤经(Z
47、 Z) )；即：即：即：即： MM+t+tMM= =t tr r=Z Z ； 3 3、任意两地同一瞬间测得同一天体的、任意两地同一瞬间测得同一天体的、任意两地同一瞬间测得同一天体的、任意两地同一瞬间测得同一天体的时角时角时角时角之之之之差差差差等于这两地的等于这两地的等于这两地的等于这两地的经经经经度差度差度差度差。即：。即：。即：。即： A A-B B= =t tA A-t -tB B 天赤道天赤道MP春春分分圈圈MOPQm mt tm mZZ四、各种球面坐标之间的关系四、各种球面坐标之间的关系7/30/2024地球上的方向地球上的方向N NS SA A A A地经线地经线地经线地经线A A
48、地纬线地纬线地纬线地纬线赤道平面赤道平面北北北北西西西西南南南南B B东东东东C C返返 回回例例例例：A A地：地：地：地：20N20N，130E 130E B B地：地：地：地：60S60S， 70W70W问：问：问：问：A A地位于地位于地位于地位于B B地什么方向？地什么方向？地什么方向？地什么方向？答：答：答：答： A A地位于地位于地位于地位于B B地的地的地的地的西北西北西北西北方方方方向向向向赤道平面赤道平面赤道平面赤道平面N N0 0 A A地地地地 130E130EB B地地地地 70W70W东东东东西西西西返返 回回7/30/2024天球天球太阳太阳太阳太阳地球轨道黄 道天赤道天赤道P天北极天北极天北极天北极天南极天南极天南极天南极P春分点春分点秋分点秋分点夏至点夏至点冬至点冬至点春分点每年春分点每年春分点每年春分点每年西移西移西移西移50505050角秒角秒角秒角秒天球上的基本点和圈（复习小结复习小结2 2）岁差岁差岁差岁差 （汉代刘歆发现）（汉代刘歆发现）（汉代刘歆发现）（汉代刘歆发现）立立 夏夏立立 秋秋立立 冬冬立立 春春K 北黄极北黄极北黄极北黄极K K 南黄极南黄极南黄极南黄极7/30/2024n n天球n n子午圈n n天赤道n n黄道n n地平圈n n竖环n n底座n n螺旋7/30/2024
