《航海学》船舶定位课件2_3天球坐标天体视运动.ppt

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1、退退 出出2.32.3 天体坐标和天体视运动天体坐标和天体视运动1 1 天球坐标系天球坐标系 2 2 天体视运动天体视运动课外练习题课外练习题1 1上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出1 1 天球坐标系天球坐标系一、航用天体和天球一、航用天体和天球二、天球第一赤道坐标二、天球第一赤道坐标三、天球第二赤道坐标系三、天球第二赤道坐标系四、地平坐标系四、地平坐标系2 2上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出一、航用天体和天球一、航用天体和天球航用天体航用天体天体（天体（Celestialbody）是宇宙空间各种天体的统称。例如恒星（包括太阳）是宇宙空

2、间各种天体的统称。例如恒星（包括太阳）、行星（包括地球）、卫星（包括月亮）、小行星、彗星、行星（包括地球）、卫星（包括月亮）、小行星、彗星、流星等等。流星等等。航用天体航用天体（Navigationalcelestialbody）航海上常用的天体称为航用天体（航海上常用的天体称为航用天体（Navigationalcelestialbody）。）。航用天体有航用天体有太阳、月亮和太阳、月亮和四大行星（四大行星（金星、火星、土星和金星、火星、土星和木星木星）以及）以及159颗颗航用航用恒星恒星。end天体运动图天体运动图3 3上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出现象现象定

3、义：将以测者（也可以地球中心或太阳中心）为中心，定义：将以测者（也可以地球中心或太阳中心）为中心，任意长为半径的假想球面定义为天球（任意长为半径的假想球面定义为天球（Celestialsphere）。球心取在地球中心或太阳中心的天球称地心天）。球心取在地球中心或太阳中心的天球称地心天球或日心天球。球或日心天球。在在航海学航海学中，使用地心天球。中，使用地心天球。2.天球天球end天体运动图天体运动图4 4上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出3天体在天体在天球上的投天球上的投影位置影位置地心与天体地心与天体连线的延长连线的延长线与天球面线与天球面的交点的交点B4天体的天

4、体的地理位置地理位置（Geographicalposition）地心与天体地心与天体连线与地球面连线与地球面的交点的交点b天天体体投投影影位位置置end5 5上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出二、天球第一赤道坐标二、天球第一赤道坐标第一赤道坐标系第一赤道坐标系与地球的地理坐标系相对应。与地球的地理坐标系相对应。基本点、线、圈基本点、线、圈）天极）天极天极（天极（Celestialpole）地轴延伸后与天球所得的交地轴延伸后与天球所得的交点。点。北天极北天极对应地理北极的点对应地理北极的点PN，南天极南天极地理南极方向的点地理南极方向的点PS。）天轴）天轴天轴（天轴（

5、Celestialaxis）两天极的连线两天极的连线PNPS。end天体运动图天体运动图6 6上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出）天赤道）天赤道天赤道天赤道（Celestialequator）地球赤道面无限延伸地球赤道面无限延伸与天球相截而成的大圆，与天球相截而成的大圆，即地球赤道在天球上的投即地球赤道在天球上的投影。影。天赤道面将天球分为南、天赤道面将天球分为南、北两个半球北两个半球。北天半球（北天半球（Northcelestialhemisphere）南天半球（南天半球（Southcelestialhemisphere）end7 7上海海事大学航海教研室制作上海

6、海事大学航海教研室制作退退 出出4）天球子午圈）天球子午圈天球子午圈天球子午圈（Celestialmeridian）两天极两天极PN、PS之间的大圆，是之间的大圆，是地球子午圈在天球上的地球子午圈在天球上的投影。投影。测者天顶测者天顶（Zenith）测者铅测者铅垂线向上延伸与天球的垂线向上延伸与天球的交点。交点。测者天底测者天底（Nadir）测者铅测者铅垂线向下延伸与天球的垂线向下延伸与天球的交点。交点。end8 8上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出测者子午圈测者子午圈过天顶、天底过天顶、天底的天球子午圈，即测者的的天球子午圈，即测者的地理子午圈在天球上的投地理子午

7、圈在天球上的投影。影。测者午圈（测者午圈（Upperbranchofobserversmeridian）测者子圈（测者子圈（Lowerbranchofobserversmeridian）end9 9上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出测者子午圈将天球分为测者子午圈将天球分为东、西两个半球东、西两个半球。格林午圈格林午圈（PNGPS）是格林经度线在天球上是格林经度线在天球上的投影；的投影；格林子圈是格林子圈是180 经度线经度线在天球上的投影。在天球上的投影。end1010上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出2辅助圈辅助圈1）天体时圈）天体时圈

8、天体时圈（天体时圈（Hourcircle）是包是包含天体的半个天球含天体的半个天球子午圈。是通过两子午圈。是通过两天极和天体的半个天极和天体的半个大圆大圆end1111上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出天体赤纬圈天体赤纬圈2）天体赤纬圈）天体赤纬圈赤纬圈（赤纬圈（Paralledofdiclination）是与天赤道平行是与天赤道平行的球面小圆的统称，的球面小圆的统称，它它又称周日平行圈又称周日平行圈。天体赤纬圈天体赤纬圈由由天体地理位置的纬天体地理位置的纬度圈投影到天球上度圈投影到天球上得到的小圆。得到的小圆。end1212上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航

9、海教研室制作退退 出出3第一赤道坐标第一赤道坐标Firstcelestialequatorsystemofcoordinates坐标轴坐标轴天赤道和格林午圈天赤道和格林午圈或测者午圈或测者午圈辅助圈辅助圈天体时圈和赤纬圈天体时圈和赤纬圈坐标坐标是是赤纬和时角赤纬和时角。坐标轴坐标轴end1313上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出定义：定义：天赤道和天体天赤道和天体中心在天体时圈上所中心在天体时圈上所夹的弧距。夹的弧距。度量：度量：自天赤道起，向北或自天赤道起，向北或向南度量到天体中心。向南度量到天体中心。范围：范围：090。命名：天体在北天半命名：天体在北天半球球北

10、赤纬（北赤纬（N）；）；在南天半球在南天半球南赤南赤纬（纬（S）。）。）赤纬赤纬DeclinationDeclination，end1414上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出2）时角时角格林时角和地方时角格林时角和地方时角（1）格林时角格林时角（Greenwichhourangle，tG）。）。定义：从格林午圈沿定义：从格林午圈沿天赤道天赤道向西度量向西度量到天到天体时圈的大圆弧距。体时圈的大圆弧距。范围：范围：0360 ZGend1515上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出定义：是测者午圈与天定义：是测者午圈与天体时圈在天赤道上夹体时圈在

11、天赤道上夹的大圆弧距。的大圆弧距。度量方法：度量方法：圆周法圆周法圆周地方时角圆周地方时角是是从测者午圈沿天赤道从测者午圈沿天赤道向西度量向西度量到天体时圈到天体时圈的大圆弧距的大圆弧距范围：范围：0360。圆。圆周时角又称为西向时周时角又称为西向时角，无需命名。角，无需命名。Z（2）地方时角地方时角LocalhourangleLocalhourangle，t tWend1616上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出半圆法半圆法半圆地方时角半圆地方时角是从是从测者午圈沿天赤道测者午圈沿天赤道向向东或向西东或向西度量到天体度量到天体时圈的大圆弧距时圈的大圆弧距范围：范围：

12、0180。向东度量时，以向东度量时，以“E”命名。命名。向西度量可不命名。向西度量可不命名。ZWend1717上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出3）圆周）圆周地方时角地方时角t和格林时角和格林时角tG的关系的关系t=tG 例例1或或tG=t 例例2其记忆法则可以简单地归纳为其记忆法则可以简单地归纳为“东大西小东大西小”,即即东经的地方时角东经的地方时角t格林时角格林时角tG，；，；西经的地方时角西经的地方时角t0)天体在上天半球，天体在上天半球，从真地平圈向上度量；从真地平圈向上度量；负高度负高度(，h0，则为正高，则为正高度，若度，若sinh0，则为负高度。，则为

13、负高度。天体半圆方位天体半圆方位A的取值与命名：的取值与命名：取值：取值：函数计算器显示函数计算器显示tgA为正为正(“+”)时，则时，则A为小于为小于90 的角的角度；度；若若tgA为负为负(“”)值，则应将显示屏上的读数加上值，则应将显示屏上的读数加上180 才是要求的方位角才是要求的方位角A（即（即A大于大于90）。）。命名：第一名称与测者纬度同名，命名：第一名称与测者纬度同名，第二名称与天体半圆地方时角同名。第二名称与天体半圆地方时角同名。end4242上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出计算举例计算举例例例1：已知已知=38 10.2N，=39 00.0N，

14、t=11 15.0E。求求h和和A解解:end天体计算演示天体计算演示4343上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出=38 10.2N，=39 00.0N，t=11 15.0E6.393 410 082 end天体计算演示天体计算演示4444上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出例例2：已知：已知=43 18.0N,=11 29.0S,t=26 13.0,求求h和和A。解：解：end天体计算演示天体计算演示4545上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出作业：已知作业：已知=10 10.2N，=15 00.0S，t=21 1

15、5.0，求，求h和和A。解解end天体计算演示天体计算演示4646上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出2 2 天体视运动天体视运动一、天体周日视运动一、天体周日视运动二、太阳周年视运动二、太阳周年视运动三、月球视运动简介三、月球视运动简介4747上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出一、天体周日视运动一、天体周日视运动1成因成因2天体周日视运动现象天体周日视运动现象3不同纬度处的测者所见的周日视运动不同纬度处的测者所见的周日视运动4周日视运动中特殊点的周日视运动中特殊点的h和和A5周日视运动所引起的天体坐标的变化周日视运动所引起的天体坐标的变化

16、end4848上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出1成因成因天体周日视运动天体周日视运动（DiurnalapparentmotionofDiurnalapparentmotionofcelestialbodycelestialbody）成因：地球的自转使地球上的测者看到天球带着所有的天成因：地球的自转使地球上的测者看到天球带着所有的天成因：地球的自转使地球上的测者看到天球带着所有的天成因：地球的自转使地球上的测者看到天球带着所有的天体绕着天轴由东向西运动，一天转动一周。体绕着天轴由东向西运动，一天转动一周。体绕着天轴由东向西运动，一天转动一周。体绕着天轴由东向西运动，

17、一天转动一周。天体天体周日视运动的轨迹周日视运动的轨迹周日视运动的轨迹周日视运动的轨迹：赤纬圈，它们也称为天体周日平：赤纬圈，它们也称为天体周日平：赤纬圈，它们也称为天体周日平：赤纬圈，它们也称为天体周日平行圈。如图行圈。如图行圈。如图行圈。如图1 1end4949上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出2天体周日视运动现象天体周日视运动现象周日视运动轨迹周日视运动轨迹天体出没天体出没天体出没天体出没天体出没时象限天体出没时象限天体出没时象限天体出没时象限天体中天天体中天天体中天天体中天天体通过天顶、天底天体通过天顶、天底天体通过天顶、天底天体通过天顶、天底天体在上天半球

18、运行所天体在上天半球运行所天体在上天半球运行所天体在上天半球运行所经过的象限经过的象限经过的象限经过的象限天体通过东西圈天体通过东西圈天体通过东西圈天体通过东西圈P PNNZ ZNNE ES SQQQQ天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动end5050上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出1 1）周日视）周日视运动轨迹运动轨迹end天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动5151上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出2）天体出没）天体出没天体中心通过测者真地天体中心通过测者真地天体中心通过测者真地天体中心通过测者真地平圈的现象

19、称为天体真平圈的现象称为天体真平圈的现象称为天体真平圈的现象称为天体真出没出没出没出没(Truerisingand(Truerisingandsettingofcelestialsettingofcelestialbody)body)。天体有真出和真没的天体有真出和真没的天体有真出和真没的天体有真出和真没的条件条件条件条件：90900 0 ，且与，且与，且与，且与 同名。同名。同名。同名。天体永不升出的条件：天体永不升出的条件：天体永不升出的条件：天体永不升出的条件：90900 0 ，与，与，与，与 异名异名异名异名。有出没有出没有出没有出没天体上下半球运行天体上下半球运行天体上下半球运行天体

20、上下半球运行时间时间比比比比较较：当当当当=0=0，上下半球等上下半球等上下半球等上下半球等长长当当当当 与与与与 同名，同名，同名，同名，上半球上半球上半球上半球长长 与与与与 异名异名异名异名,下半球下半球下半球下半球长长P PNNZ ZNNE ES SQQQQ90-90-end天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动5353上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出天体出没时象限天体出没时象限升出升出升出升出降没降没降没降没=NNENW=NNENW=SSESW=SSESW=0EW=0EWP PNNZ ZNNE ES SQQQQend天体天体周日视运动周日视运动

21、周日视运动周日视运动5454上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出3）天体上中天）天体上中天上中天上中天上中天上中天方位方位方位方位：上中天高度上中天高度上中天高度上中天高度H H：H HZ=90HZ=90H =ZZ 同名同名同名同名+，异名，异名，异名，异名 P PNNZ ZNNE ES SQQQQE EHHZ Zend天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动5555上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出4）天体过天顶、天底天体过天顶、天底过天顶的条件过天顶的条件过天顶的条件过天顶的条件=,与与与与 同名同名同名同名过天底的条件过天底的

22、条件过天底的条件过天底的条件=,与与与与 异名异名异名异名P PNNZ ZNNE ES SQQQQend天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动5656上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出5）天体在上天半球运行所经过的象限）天体在上天半球运行所经过的象限真地平上真地平上真地平上真地平上象限的划分象限的划分象限的划分象限的划分：NENE、SESE、SWSW、NWNW天体升出的象限取决于天体升出的象限取决于天体升出的象限取决于天体升出的象限取决于天体的赤纬天体的赤纬天体的赤纬天体的赤纬 ：（1 1），且同名，且同名，且同名，且同名的天体的天体的天体的天体天体不通天

23、体不通天体不通天体不通过东西圈过东西圈过东西圈过东西圈对于北纬测者对于北纬测者对于北纬测者对于北纬测者,天体在天体在天体在天体在NENE、NWNW象限内运行；象限内运行；象限内运行；象限内运行；对南纬测者，天体则在对南纬测者，天体则在对南纬测者，天体则在对南纬测者，天体则在SESE、SWSW内运行。内运行。内运行。内运行。P PNNZ ZNNE ES SQQQQend天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动5757上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出天体天体距角距角提问：演示图中的提问：演示图中的天体天体在周日运动中半圆方位的变化如何在周日运动中半圆方位的变化

24、如何？不超过不超过90，且从小，且从小大大小变化。小变化。距角（距角（Elongation）（位置角）（位置角q=90）天体中心位于天体中心位于方位角达最大（方位角达最大（Amax）时即位置角）时即位置角q=90的位置。的位置。end天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动5858上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出天体通过东西圈天体通过东西圈（2 2），且同名的天体，且同名的天体天体过东西圈天体过东西圈天体将在四个象限天体将在四个象限NE、SE、SW和和NW内运行。内运行。对于北纬测者，对于北纬测者，NE升出，升出，过东圈入过东圈入SE，中天方位，中天方位1

25、80，后入，后入SW，过西圈，入，过西圈，入NW，而后降没。，而后降没。对于南纬测者对于南纬测者，天体将依，天体将依次在次在SE、NE、NW、SW象象限运行。限运行。P PNNZ ZNNE ES SQQQQend天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动5959上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出（3）90 ，且异名的天体且异名的天体，在地，在地平上同样在两个象限内平上同样在两个象限内运行。运行。对于北纬测者，天体在对于北纬测者，天体在SE、SW象限内运行，象限内运行，对于南纬测者，在对于南纬测者，在NE、NW象限内运行。象限内运行。P PNNZ ZNNE ES

26、 SQQQQend天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动6060上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出3不同纬度处的测者所见的周日视运动不同纬度处的测者所见的周日视运动1）测者位于赤道）测者位于赤道2）测者位于中纬度）测者位于中纬度3）测者位于极地）测者位于极地end天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动6161上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出4.周日视运动中特殊点的周日视运动中特殊点的h和和A1）天体中天）天体中天2）天体在东西圈）天体在东西圈3）天体真出没）天体真出没end天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视

27、运动6262上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出1）天体中天）天体中天天体位于测者午圈，天体位于测者午圈，t=0，A=180(或或0)，位置角，位置角q=0（或（或180）。天体上中天高度天体上中天高度H：H=90 于是于是=90H=Z 式中：式中：Z和和 同名，相加；异名则相减同名，相加；异名则相减，而，而 与与Z、的较大的较大者同名。者同名。例例end天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动6363上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出天体中天时的方位天体中天时的方位A=180A=0ZZPNPN6464上海海事大学航海教研室制作上海

28、海事大学航海教研室制作退退 出出天体中天时的高度天体中天时的高度H=90+H=90 ZZPNPN6565上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出例例例例1：观测太阳上中天高度得观测太阳上中天高度得H=3728.4S，已知太阳，已知太阳赤纬赤纬=1213.8S，求测者纬度。，求测者纬度。解：解：H3728 4SZ52316N 12138S 4017 8Nend天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动6666上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出2）天体在东西圈）天体在东西圈天体方位角天体方位角A=90，有，有sinh=sin csc cosh

29、=cos sintend天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动6767上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出3）天体真出没）天体真出没天体真出没时，天体真出没时，h=0，根，根据天体方位的计算公式据天体方位的计算公式得得end天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动例例例例6868上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出例例已知测者纬度已知测者纬度=3315 0N，=356 0S，求，求太阳真太阳真出没出没方位。方位。解：解：A=94.7即：太阳真出方位为即：太阳真出方位为94.7NE，真没方位为，真没方位为94.7NW。思考：测

30、者纬度为思考：测者纬度为S时如何？时如何？end天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动6969上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出5周日视运动所引起的天体坐标的变化周日视运动所引起的天体坐标的变化假定：测者位置固定假定：测者位置固定不计天体本身的运动不计天体本身的运动地球自转是地球自转是匀速的。匀速的。1）天体赤道坐标的变化天体赤道坐标的变化天体赤纬天体赤纬，天体的时角，天体的时角t，天体的赤经天体的赤经 2）天体地平坐标的变化）天体地平坐标的变化h和和A归纳归纳end天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动7070上海海事大学航海教研室制作上海海事

31、大学航海教研室制作退退 出出1）天体赤道坐标的变化）天体赤道坐标的变化天体的时角天体的时角t天球匀速转动，天体的时角也匀速变化。天球匀速转动，天体的时角也匀速变化。赤纬赤纬赤纬赤纬 ：近似不变近似不变近似不变近似不变周日视运动中，天体都是沿着各自的周日平行周日视运动中，天体都是沿着各自的周日平行周日视运动中，天体都是沿着各自的周日平行周日视运动中，天体都是沿着各自的周日平行圈圈圈圈赤纬圈移动。赤纬圈移动。赤纬圈移动。赤纬圈移动。天体的赤经天体的赤经天体的赤经天体的赤经 ：不变不变不变不变赤经赤经赤经赤经 是以春分点为基准度量的，而春分点与天体是以春分点为基准度量的，而春分点与天体是以春分点为基

32、准度量的，而春分点与天体是以春分点为基准度量的，而春分点与天体一起参加天球的周日旋转。一起参加天球的周日旋转。一起参加天球的周日旋转。一起参加天球的周日旋转。end天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动7171上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出2）天体地平）天体地平坐标的变化坐标的变化 h=cos sin A A t=t由公式可看出：由公式可看出：由公式可看出：由公式可看出：天体高度变化最慢的位置天体高度变化最慢的位置天体高度变化最慢的位置天体高度变化最慢的位置天体中天时天体中天时天体中天时天体中天时当当当当A=180A=180(或或或或0 0)，q=0q

33、=0(或或或或180180)时（天体上中天时），时（天体上中天时），时（天体上中天时），时（天体上中天时），h/t=0=0，说明在上中天附近，天体高度变化最慢。，说明在上中天附近，天体高度变化最慢。，说明在上中天附近，天体高度变化最慢。，说明在上中天附近，天体高度变化最慢。end天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动（1 1）高度）高度）高度）高度h h（公式公式公式公式）的变化）的变化）的变化）的变化7272上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出高度高度h的变化的变化天体高度变化最快的位置天体高度变化最快的位置天体高度变化最快的位置天体高度变化最快的位置过东

34、西圈过东西圈过东西圈过东西圈或或或或距角距角距角距角时时时时（公式公式展示展示）（且与（且与（且与（且与 和和和和 有关）有关）有关）有关）当当当当A=90A=90（过东西圈过东西圈过东西圈过东西圈），有），有），有），有 hh/t=coscos ，且，且，且，且 越越越越低，低，低，低，hh/t变化越大变化越大变化越大变化越大当当当当q=90q=90（距角距角距角距角）时，有）时，有）时，有）时，有 hh/t=coscos 。且。且。且。且 越越越越低，低，低，低，hh/t变化越大变化越大变化越大变化越大end天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动7373上海海事大学航海教研室制作

35、上海海事大学航海教研室制作退退 出出（2）天体方位）天体方位A的变化的变化 A=cos cosqsech t（原始（原始（原始（原始公式公式公式公式）=(sin tghcos cosA)t方位变化率最大位置方位变化率最大位置天体上中天时天体上中天时当当q=180上中天，上中天，A/t=sechcos，有最大的，有最大的方位变化率，且方位变化率，且 越越低，低，h越高，越高，A/t变化越大；变化越大；当天体半圆方位当天体半圆方位A=180上中天，上中天，A/t=sin tghcos，因此有最大的方位变化率。，因此有最大的方位变化率。end天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动7474上

36、海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出天体方位天体方位A的变化的变化方位变化率缓慢区域方位变化率缓慢区域（公式展示公式展示）当当h=0（天体真出没时），（天体真出没时），A/t=sin；当半圆方位当半圆方位A=90（天体过东西圈）时，（天体过东西圈）时，A/t=sin。因此，天体从升出到东圈，或者从西圈到降没时，方位变因此，天体从升出到东圈，或者从西圈到降没时，方位变化较慢；化较慢；方位变化率为零的位置方位变化率为零的位置距角处距角处在在距角处，距角处，q=90，A/t=cos cosqsech=0，即方位不变。，即方位不变。end天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周

37、日视运动7575上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出归纳归纳天体天体天体天体上中天上中天上中天上中天时：时：时：时：方位变化方位变化方位变化方位变化率最率最率最率最快快快快，高度变化最慢高度变化最慢高度变化最慢高度变化最慢 天体过天体过天体过天体过东西圈东西圈东西圈东西圈时：时：时：时：方位变化方位变化方位变化方位变化率缓率缓率缓率缓慢慢慢慢，高度变化最快高度变化最快高度变化最快高度变化最快天体天体天体天体距角时距角时距角时距角时：方位变化最慢方位变化最慢方位变化最慢方位变化最慢，高度变化最快高度变化最快高度变化最快高度变化最快天体真出没：方位变化率缓慢天体真出没：方

38、位变化率缓慢天体真出没：方位变化率缓慢天体真出没：方位变化率缓慢天体在真地平与东西圈之间时：方位变化率缓慢，但有方天体在真地平与东西圈之间时：方位变化率缓慢，但有方天体在真地平与东西圈之间时：方位变化率缓慢，但有方天体在真地平与东西圈之间时：方位变化率缓慢，但有方位变化最慢点。位变化最慢点。位变化最慢点。位变化最慢点。end天体天体周日视运动周日视运动周日视运动周日视运动7676上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出二、二、太阳周年视运动太阳周年视运动太阳以一年为周期的运动，称为太阳以一年为周期的运动，称为太阳以一年为周期的运动，称为太阳以一年为周期的运动，称为太阳的周

39、年视运动太阳的周年视运动太阳的周年视运动太阳的周年视运动1 1太阳周年视运动的成因太阳周年视运动的成因太阳周年视运动的成因太阳周年视运动的成因2 2太阳周年视运动的方向和轨道太阳周年视运动的方向和轨道太阳周年视运动的方向和轨道太阳周年视运动的方向和轨道3黄道坐标系黄道坐标系4太阳周年视运动的规律太阳周年视运动的规律5一年中太阳视运动现象一年中太阳视运动现象end7777上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出1太阳周年视运动的成因太阳周年视运动的成因太阳的周年视运动太阳的周年视运动太阳的周年视运动太阳的周年视运动地球沿着椭圆轨道绕太阳作自西向东的公转运动。使地球地球沿着椭

40、圆轨道绕太阳作自西向东的公转运动。使地球地球沿着椭圆轨道绕太阳作自西向东的公转运动。使地球地球沿着椭圆轨道绕太阳作自西向东的公转运动。使地球上的人们仅观测到太阳在天球上自西向东作周年运动。上的人们仅观测到太阳在天球上自西向东作周年运动。上的人们仅观测到太阳在天球上自西向东作周年运动。上的人们仅观测到太阳在天球上自西向东作周年运动。end7878上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出2太阳周年视运动太阳周年视运动的方向和轨道的方向和轨道 1 1）方向）方向）方向）方向自西向东自西向东自西向东自西向东end7979上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出

41、出2）轨道及其要素轨道及其要素（1）黄道黄道太阳在天球上作自西向东的视运动大圆。太阳在天球上作自西向东的视运动大圆。即地球即地球公转轨道公转轨道在天球上的投影。在天球上的投影。（2）黄极（）黄极（Eclipticpole）黄道的极，靠近北天极黄道的极，靠近北天极的黄极称为北黄极的黄极称为北黄极MN，另一个黄极称为南黄极，另一个黄极称为南黄极MS。（3）黄赤交角（）黄赤交角（Obliquityoftheecliptic，）黄道黄道面与天赤道面的夹角面与天赤道面的夹角2327 即太阳的最大赤纬。即太阳的最大赤纬。（4）分点）分点太阳视运动的黄道与天赤道的交点太阳视运动的黄道与天赤道的交点春分点（春

42、分点（FirstpointofAries,）太阳视运动由南太阳视运动由南天半球进入北天半球的黄道与天赤道的交点天半球进入北天半球的黄道与天赤道的交点end（演示演示演示演示）8080上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出2）轨道及其要素轨道及其要素秋分点（秋分点（FirstpointofLibra,）太阳周年视运动太阳周年视运动由北天半球进入南天半球的黄道与天赤道的交点由北天半球进入南天半球的黄道与天赤道的交点至点至点在黄道上，春分点和秋分点之间的两个中间点，在黄道上，春分点和秋分点之间的两个中间点，即太阳周年视运动中的赤纬最高点即太阳周年视运动中的赤纬最高点夏至点（夏

43、至点（FirstpointofCancer,）春分点到秋分点春分点到秋分点的中间点的中间点太阳北赤纬最高点太阳北赤纬最高点冬至点冬至点(FirstpointofCopricornus,)秋分点到春秋分点到春分点的中间点分点的中间点太阳南赤纬最高点太阳南赤纬最高点end（演示演示演示演示）8181上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出3黄道坐标系黄道坐标系(Eclipticcoordinates(Eclipticcoordinatessystem)system)黄经圈（黄经圈（Circleofcelestiallongitude）南、北黄极之间的南、北黄极之间的半个大圈。

44、半个大圈。基本圈：黄道和春分点基本圈：黄道和春分点黄经圈。黄经圈。辅助圈：黄经圈。辅助圈：黄经圈。坐标原点：春分点坐标原点：春分点。end（演示演示演示演示）8282上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出黄道坐标黄道坐标黄经黄经（Celestiallongitude，）由春分点起，由春分点起，沿黄道沿黄道向东向东度量到度量到天体黄经圈的弧距，天体黄经圈的弧距，范围范围0360end（演示演示演示演示）8383上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出黄道坐标黄道坐标黄纬黄纬（Celestiallatitude，）由黄道沿黄经圈由黄道沿黄经圈度量到天体

45、中心的弧度量到天体中心的弧距，距，范围范围090。向北度量为北黄纬，向北度量为北黄纬，向南度量为南黄纬。向南度量为南黄纬。太阳在周年视运动中太阳在周年视运动中=0，=0360end（演示演示演示演示）8484上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出4太阳周年视运动的规律太阳周年视运动的规律1）太阳周年和周日合成视运动轨迹）太阳周年和周日合成视运动轨迹螺旋曲线螺旋曲线2）太阳在黄道上的运动周期）太阳在黄道上的运动周期（1）春分点每年沿黄道西移）春分点每年沿黄道西移50.276（地极进动现象地极进动现象演演示）示）原因：由于太阳和月球，还有行星对地球的作用力及地球原因：由于太

46、阳和月球，还有行星对地球的作用力及地球本身的自转，使天轴（地轴）绕着黄轴以本身的自转，使天轴（地轴）绕着黄轴以25800年为周期年为周期转动，引起转动，引起春分点每年沿黄道西移春分点每年沿黄道西移50.276。end（演示演示演示演示）8585上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出（2）地球绕太阳公转一周）地球绕太阳公转一周360的时间间隔的时间间隔恒星年恒星年即太阳在黄道上运行完整一周的时间间隔即太阳在黄道上运行完整一周的时间间隔（3）太阳中心连续两次通过春分点（）太阳中心连续两次通过春分点（36050.276）的时间间隔的时间间隔回归年回归年（Tropicalyea

47、r）。）。1回归年回归年=365.2422（地球自转周期）（地球自转周期）=365d05h48m46s（4）恒星年与回归年的比较）恒星年与回归年的比较恒星年比回归年约长恒星年比回归年约长20m（地球绕太阳公转（地球绕太阳公转124h，124m，50.27620m）end进动演示进动演示进动演示进动演示8686上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出3）一年内太阳赤道坐标的变化一年内太阳赤道坐标的变化（1）几个特殊点的太阳赤）几个特殊点的太阳赤纬纬 和赤经和赤经 赤纬赤纬 的极限位置的极限位置2327 N2327 S。北回归线北回归线（TropicofCancer）2327

48、 N（最北）的周日平行圈（最北）的周日平行圈（赤纬圈）（赤纬圈）南回归线（南回归线（TropicofCapricorn）2327 S（最南）的周日（最南）的周日平行圈（赤纬圈）。平行圈（赤纬圈）。end（演示演示演示演示）8787上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出3）一年内一年内太阳赤道坐标的变化太阳赤道坐标的变化 日期日期黄道上的点黄道上的点 3月月21日日 春分点春分点 0 0 6月月22日日 夏至点夏至点 902327 N 9月月23日日 秋分点秋分点 180 012月月22日日 冬至点冬至点 2702327 Send（演示演示演示演示）8888上海海事大学航

49、海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出（2）太阳赤经和赤纬的日变化）太阳赤经和赤纬的日变化=cos sin（3）end（演示演示演示演示）8989上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出（3）太阳赤经在）太阳赤经在4个特殊点的日变化表个特殊点的日变化表日期黄经的日变化赤经的日变化 春分点前后 夏至点前后 秋分点前后 冬至点前后实际应实际应用中可用中可认为认为太阳黄太阳黄经经的日的日变变化量化量=1太阳赤经的日变化量太阳赤经的日变化量：53.866.6，平均日变化量为，平均日变化量为 =59.14太阳赤纬的日变化量太阳赤纬的日变化量=0.4 cos =00.4。e

50、nd9090上海海事大学航海教研室制作上海海事大学航海教研室制作退退 出出5一年中太阳视运动现象一年中太阳视运动现象考察：一年中太阳的升出和降没象限，中天的方位、高度，考察：一年中太阳的升出和降没象限，中天的方位、高度，过头顶的机会，白天、夜间的时间长度比较等过头顶的机会，白天、夜间的时间长度比较等1）赤道上的测者赤道上的测者：（）白天等于夜间。（）白天等于夜间。（）不同赤纬时（）不同赤纬时分点时，分点时，=0，太阳中天过天顶。中天前太阳方位为东，太阳中天过天顶。中天前太阳方位为东，中天后太阳方位为西，中天太阳方位刹那间改变中天后太阳方位为西，中天太阳方位刹那间改变180。）0：当：当 为为N