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球面天文学 Spherical Astronomy

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球面天文学 Spherical Astronomy. 李军政 Junzheng Li 2002.06.06. 天球( celestial sphere ). celestial sphere :a sphere with the observer in center Character Direction of celestial body Any radius ( finity or infinity) Two parallel line to the same point Center: observer, the earth, the sun.

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spherical astronomy

球面天文学Spherical Astronomy

李军政

Junzheng Li

2002.06.06

celestial sphere
天球(celestial sphere )
  • celestial sphere :a sphere with the observer in center
  • Character
    • Direction of celestial body
    • Any radius ( finity or infinity)
    • Two parallel line to the same point
    • Center: observer, the earth, the sun
main point circle
Main point & circle
  • 天极(celestial pole)
  • 天赤道( equator)
  • 天顶&天底(vertex & nadir)
  • 真地平( real horizon )
  • 天子午圈( celestialmeridian)
  • 四方点(direction point)
  • 卯酉圈
  • 黄道(ecliptic)
  • 黄极( eclipticpole)
  • 二分点和二至点
reference frame
地平

坐标系

时角

坐标系

赤道

坐标系

黄道

坐标系

天球坐标系(reference frame)
time measure
时间计量(time measure)
  • Basal equation
  • Principle
    • Select a known kinetic rule as standard
    • Select a kinetic course as basal unit
    • Select a station as start

A time measure system

slide7
时间计量系统
  • 恒星时(fixed star time):

A=vernal equinox

  • 真太阳时(real solar time):

A=12h

  • 平太阳时

A=12h(<1925) A=0h(>1925)

时差

slide8
地方史和区时
  • 地方时(local time)
    • 地方恒星时
    • 地方平时
  • 世界时(universal time)
    • Greenwich
  • 区时
slide9
时间换算
  • 单位换算
    • 1平时单位=(1+μ)恒星时单位
    • 1恒星时单位= (1-ν)平时单位
    • μ=1/365.2422 ν=1/366.2422
  • 时刻换算
    • s=S+λ=S0+m+(m-λ) μ
    • m=M+λ=M0+s-(s-λ) ν
    • M=(S-S0)(1- ν)
    • m=(s-s0)(1- ν)
slide10
历法
  • 太阴历
  • 太阳历
    • 儒略历(B.C.46)1y=365.25d
    • 格里历(A.D.1582)1y=365.2425d

1y=365.24219879-0.0000000614(t-1900)

  • 阴阳历
    • 夏历
  • 儒略日

JD A=B.C.4713y1m1d12h

JMD A=A.D.1858y11m17d0h

JD-JMD=2400000.5d

slide11
影响恒星位置的因素
  • 大气折射(refraction)
  • 视差(parallax)
  • 光行差(aberration)
  • 岁差(precession)
  • 章动(nutation)
refraction
大气折射(refraction)
  • 从天体到观测者的光线,因穿过地球大气层而产生弯曲,这就是大气折射现象。由于大气折射,观测者所看到的天体方向和没有大气时不同,这个方向通常称为大气折射或蒙气差。
parallax
视差(parallax)
  • 对于离我们较近的天体,由于观测者空间位置的变化,他们在天球上的位置也不一样,这种现象叫做视差现象。
  • 地面坐标:以观测者为天球中心的天体坐标
  • 地心坐标:以地心为天球中心的天体坐标
  • 地心视差或周日视差:同一天体的地面坐标和地心坐标之差
  • 日心坐标:以日心为天球中心的天体坐标
  • 日心视差或周年视差:同一天体的地心坐标与日心坐标之差
aberration
光行差(aberration)
  • 由于观测者具有一定的运动速度而引起的天体方向的变化叫做光行差现象。
  • 由于地球的自转和公转,观测者所见天体方向不是真方向,而是被光行差歪曲的方向,这个方向叫做视方向。视方向指向天球的一点是天体的视位置。
  • 地球上的观测者在空间有三种运动:
    • 地球自转 周日光行差
    • 地球公转 周年光行差
    • 太阳系在星际空间的运动 长期光行差
precession nutation
岁差(precession)章动(nutation)
  • 日月岁差

太阳、月亮对地球赤道隆起部分的引力作用

平天极P0,它围绕黄极沿着一个小圆顺时针旋转

T=26000y

  • 章动

真天极P相对于平天极的运动

T=18.6y

  • 行星岁差

行星对地球公转运动的摄动

slide16
恒星位置
  • 观测位置=视位置+大气折射+周日视差+周日光行差
  • 视位置=真位置+周年光行差+周年视差
  • 真位置=观测瞬间平位置+章动
  • 观测瞬间平位置=年首平位置+岁差+自行
  • 视位置=年首平位置+岁差+章动+周年光行差+周年视差+自行
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