简明天文学教程第二版第二章答案余明主编

第二章天球与天球坐标

1.解释下列名词。

天体天体系统天球地心天球日心天球地轴天轴黄轴银轴赤道天赤道黄道银道地极天极黄极银极地平圈天顶天底东点西点南点北点上点下点春分点秋分点夏至点冬至点子午圈卯酉圈春分圈时圈六时圈经度方位时角赤经黄经银经纬度高度赤纬黄纬银纬

天体：宇宙间名种星体的总称或宇宙中所有物质的总称。包括恒星、行星、卫星、彗星体、陨星、小行星、星团、星系、星际物质、暗物质等。（天体可为自然天体和人造天体，天体也分为可视天体和不可视天体（暗物质）) 。

天体系统：在引力作用下，邻近的天体会集结在一起，组成互有联系的系统，就是天体系统。天球：以任意长为半径的一个假想的球体，若以观测者为中心，称为观测者天球。它是天文学用作表示天体视位置和视运动的辅助工具。

地心天球：以地心为中心的天球。

日心天球：以日心为中心的天球。

地轴：地球在自转过程中，若不考虑公转因素，从地表到地内假设就有一连串不动的点，连接这些不动的点所构成的线就是地轴。地球就是绕着假想的地轴自转的。

天轴：地轴任意或无限延伸就成天轴。

黄轴：与黄道垂直，连接北黄极与南黄极的连线就是黄轴。

银轴：与银道垂直，连接北银极与南银极的连线就是银轴。

赤道：既垂直于地轴，又通过球心的平面与地表相割面成的圆，称为赤道，它是地球上最大的圆。

天赤道：与北天极和南天极距离相等，且垂直于天轴的大圆，称为天赤道。或指地球赤道平面任意扩展与天球相割而成的圆，称天赤道。

黄道：黄道面与天球相交的大圆称为黄道。或：地球公转的轨道无限扩大与天球相交而成的圆。

银道：指银河系平面无限扩大与天球相交而成的圆。天文界规定银道面与天赤道交角为63度26分。为银道坐标系的基圈。

地极：地轴与地表相交的点就是地极。有南、北两极

天极：天轴与天球相交的点就是天极。有南天、北天两极。

黄极：通过天球中心作一垂直于黄道面的直线，使该线与天球相交于两点。其中靠近北天极P的称为北黄极K，靠近南天极P′的另一点称为南黄极K′。

银极：在银道两侧与银道相距90度的两点，称为银极。

地平圈：通过地心并垂直于观察者所在地点的垂线的平面与天球相割面成的圆为地平圈，也就是人们平时所说的地平线（没有如此严格的定义）。

天顶：沿观测者头顶所延伸的方向作铅直线向上无限延伸，与天球相交的点称为天顶（Z）天底：天球上距天顶180度的点，既铅直线在观测者脚底向地面以下无限延伸，与天球相交的另一点称为天底（Z′）

东点、西点、南点、北点：合称四方点（或四正点）。子午线与地平圈相交的两点中，靠近南天极的那一点称为南点（S）。靠近北天极的那一点称为北点（N）。自北点顺时针旋转90度的那一点为东点（E），与东点相距180度的点称为西点（W）

上点：午圈与天赤道的交点（Q），或天赤道对地平圈最大的距点之一。

下点：天赤道上与Q相距180度的点，既子圈与天赤道交点（Q′），或天赤道对地平圈最

大的距点之一。

二分、二至点：黄道与天赤道有两个交点，既春分点（r）和秋分点（Ω）。在北半球看来，春分点是升交点，秋分点是降交点。夏至点是黄道上的最北点，冬至点是黄道上最南点。子午圈：通过天顶与北天极又过北点和南点所作的大圆PZSP`Z`NP

卯酉圈：通过天顶和天底同时又过东西点的大圆ZEZ`W

春分圈：通过春分点的时圈。

时圈：第一赤道坐标系中它的经线，是天球上通过北天极与南天极的圆，在此改称时圈。经度：终圈所在平面与始圈所在平面之间的夹角（某地经线所在的平面相对本初子午线所在的平面夹角就是该地的地理经度）。

方位：在地平坐标系中的经度称为方位（A），它是天体对于午圈的角距离。

时角：在第一赤道坐标系中的经度称为时角，是天体相对于Q点所在的时圈的角距离。

赤经：在第二赤道坐标系中的经度称为赤经，是天体相对于春分圈的角距离。

黄经：在黄道坐标系中的经度称为黄经，是天体对于春分点所在的黄经圈的角距离。

银经：在银道坐标系中的经度称为银经。

纬度：天体相对基圈的角距离（某地法线与赤道平面的交角就是某地的地理纬度。它以赤道面为起始在经线上度量）。

高度：在地平坐标系中的纬度称高度（h），即天体与地平圈的角距离，就是天体光线与地平面的交角，也就是天体仰角。它用角度表示，以地平圈为起点沿天体所在的地平经圈向上或向下度量。

赤纬：在第一赤道坐标系中的纬度称赤纬，是天体相对于天赤道的角距离，即天体视方向与天赤道的平面的交角，用角度表示。以天赤道为起始，在天体所在的时圈上向北或向南度量。黄纬：在黄道坐标系中的纬度称黄纬，是天体相对于黄道的角距离，用角度表示。以黄道为起始，在天体所在的黄经圈上向北或向南度量。

银纬：在银道坐标系中的纬度称银纬，用角度表示。以银道为起始，在天体所在的银经圈上向北或向南度量。

2.写出下列两个天球大圆的两极。

地平圈：天顶（Z）和天底(Z′) ；子午圈：东点（E）和西点（W）；

天赤道：北天极（P）和南天极（P′）卯酉圈：南点（S）和北点（N）

黄道；北黄极（K）和南黄极K′ ；六时圈：上点（Q）和下点（Q′）

3.写出下列天球的大圆的交点。

答：

子午圈与地平圈：南点（S）和北点（N）；子午圈与天赤道：上点（Q）和下点（Q′）；子午圈与卯酉圈：天顶（Z）和天底(Z′)；子午圈与六时圈：北天极（P）和南天极（P′）天赤道与地平圈：东点（E）和西点（W）；天赤道与黄道：春分点（Υ）和秋分点（Ω）

4.方位，时角，赤经,黄经四者的度量方向是怎样的？为什么要按这样的方向度量？

答：①方位：天文学以地平南点为原点，在地平圈上向西度量（因天体周日运动向西），自0度到360度，南，西，北，东四点的方位角分别为0度，90度180度270度，测量学里以北点为起点的。②时角：是第一赤道坐标中的经度，是天体相对于子午圈的角距离，即天体所在时圈与子午圈的交角，实质上是两圈所在平面夹角。以上点为原点，沿天赤道向西度量（因天体周日运动向西），用时间单位表示可记为时（h）、分（m）、秒（s）。③赤经是第二赤道坐标中的经度，是天体相对于春分圈的角距离。也就是天体上中天时的恒星

时，上中天恒星的赤经是子午圈上的恒星与春分圈的角距离。即可用时间单位表示，记为时（h）、分（m）、秒（s）也可用角度单位表示，自0°至360°。④黄经是黄道坐标系中的经度，是天体对于春分点所在的黄经圈的角距离。以春分点为原点，沿黄道向东度量(因太阳系内天体周年视运动的总趋势向东)，自0°至360°。

5.在福州（北纬26度）观测北天极，它的高度是多少？在广州，北京又是多少？

答：在福州（北纬26度）观测北天极高度是26度。（因为北天极高度等于当地的纬度）广州：23度；北京：40度。

6.春分点的赤经赤纬黄经黄纬各是多少？

答：都是0度

7.北天极的黄纬和黄经是多少？北天极的赤纬和赤经是多少？

答：黄纬：66度34分；黄经：90度。赤纬：90度；赤经：0度。

8.地平坐标系、第一赤道坐标系、第二赤道坐标系、黄道坐标系和银道坐标系各有什么特点？各有什么用途？试列表说明。

9.计算二分二至时太阳的赤纬、赤经、黄纬、黄经。

10.已知纬度30°N，恒星时S=6h30m，试推算下列各点的地平坐标和赤道坐标的纬度和经度。