第三章-天体视运动(修订版)解析ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四篇 天 文 航 海,湛江海洋大学航海学院,航海教研室,第四篇 天 文 航 海 湛江海洋大学航海学院,1,第三章 天体视运动,apparent motion of celestial body,由于地球的自转和绕太阳的公转，以及天体的自行，使得天体随时间在不停地运动着，人们在地球上看到天体的这种相对运动的现象称为,天体视运动,。,第三章 天体视运动 apparent motion o,2,第一节 天体周日视运动 diurnal apparent motion of celestial body,一、天体周日视运动的成因及其运动规律,地球每日绕地轴自西向东自转一周，引起天球带着所有天体每日相对于地球自东向西运动一周的现象称为天体周日视运动。,恒星：周日视运动轨迹是平行于天赤道的小圆即赤纬平行圈，又称周日平行圈,太阳、月亮和行星：一条连续的球面螺旋线。,第一节 天体周日视运动 diurnal apparent,3,1.天体的出没（rise and set of celestial body）,在周日视运动中，当,天体中心,通过,测者地心真地平,（celestial horizon）时称,天体的真出没,。,当天体中心位于东方真地平时称为真出(true rise)，,位于西方真地平时称真没（true set）。,二、天体周日视运动的现象,1.天体的出没（rise and set of celest,4,当测者的纬度一定时，有出没天体的赤纬Dec应满足：,Dec90,D,90,-,90,-,Z,Q,Q,Z,P,N,P,S,N,S,E,W,J,如果天体没有出没现象,其赤纬,Dec,应满足,:,Dec,90,当Dec与,同名时，天体不没；,当,Dec,与,异名，,天体,不出。,当测者的纬度一定时，有出没天体的赤纬Dec应满足：D,5,1,天体的中天（meridian passage）,在周日视运动中，当天体中心经过测者子午圈时，称天体中天。,（,1,）天体中心经过测者午圈时称天体上中天（,upper meridian passage,）。,此时，LHA0,，,当Dec,，且同名时，,0,、180,。,G,A,Q,Q,Z,P,N,P,S,N,S,E,W,F,当Dec与异名或Dec90时，,H180,（90,）,Dec。,A,Q,Q,Z,P,N,P,S,N,S,E,W,天体中天时的高度称中天高度，如果测者纬度和天体赤纬Dec,7,（2）天体中心通过测者子圈时称下中天（lower meridian passage），,此时天体的地方时角,LHA,180,。,航海中较少用！,（2）天体中心通过测者子圈时称下中天（lower merid,8,3,天体在上天半球运行现象,现以北纬测者（,0,45,N,）为例,（1）有出没的天体，其赤纬Dec90,：,Dec,0,，出E点，没W点，经过,SE,、,SW,两个象限。在地平上的时间等于地平下的时间。,Dec与,同名，均出NE象限，没NW象限。在地平上的时间大于地平下的时间。,当,Dec,时，天体,K,经过,NE,、,NW,两个象限。当天体运行到其垂直圈（平面）与其赤纬平行圈相切的切点时，该天体的方位角达最大值，这时天体的位置称距角。天体在距角处（或称天体距角），其位置角,90,。,K,P,N,W,E,Z,N,Q,S,b,a,当Dec=时，天体中天时过天顶，其中天高度为90，经过,10,Dec,与,异名，天体,F,：出,SE,象限，没,SW,象限，经过,SE,、,SW,两个象限。在地平上的时间小于地平下的时间。,A,N,S,E,W,90-,90-,Q,Q,Z,P,N,P,S,N,S,E,W,Z,B,C,K,（,2,）没有出没的天体，其赤纬,Dec,90,：,F,Dec与异名，天体F：出SE象限，没SW象限，经过SE,11,为了便于对照记忆，将常涉及到的几种现象列于下表,要 求,天 体 条 件,说 明,有出没的天体,Dec90,Dec与,同名，在地平上的时间大于地平下的时间。,Dec与,异名，在地平上的时间小于地平下的时间。,没有出没的天体,Dec90,Dec与,同名，不没。Dec与,异名，不出。,Dec90,，恰好不出或不没。,过东、西点的天体,Dec0,周日平行圈为天赤道，方位在两个象限变化。,在地平上下的时间相等。,过东西圈的天体,Dec,，且同名,方位在四个象限变化。,过天顶的天体,Dec,，且同名,中天高度为90，方位在两个象限变化,发生距角的天体,Dec,，且同名,天体距角时其位置角X90。,方位在两个象限变化。,为了便于对照记忆，将常涉及到的几种现象列于下表 要 求,12,4,不同纬度上天体周日视运动现象,（1）测者位于赤道上（,0）,测者能见全天所有天体。,Z（Q）,P,N,（N）,Z,（Q,）,P,S,（S）,W,E,天体半圆方位,A,第一名称与赤纬同名，第二称与半圆地方时角同名。,天体上中天时，其顶距ZDec，中天高度90,Dec。,当,Dec,0,时，天体过天顶，其中天高度,90,。,4不同纬度上天体周日视运动现象（1）测者位于赤道上（,13,（,2,）测者位于两极,(,90,N,或,S),所有天体均无出没现象，Dec与,同名的天体不没，Dec与,异名的天体不出。,这时测者能见半个天球上的天体。而且所有天体的高度均等于其赤纬。,P,N,（Z）,P,N,（Z,）,（2）测者位于两极(90N或S)PN（Z）PN（Z,14,太阳赤纬（,23,27,N,Dec,23,27,S,），太阳不出没的条件是其赤纬,Dec,90,90,Dec,故,与,Dec,同名时，会发生极昼现象，,与,Dec,异名时，会发生极夜现象。,注：能否见到极昼或极夜现象与测者所在经度无关。,太阳赤纬（2327NDec2327S），太阳不,15,（,3,）测者位于任意纬度（,0,90,）,测者纬度愈高，不出没的天体愈多（能见天体愈少）。,对于有出没的天体，其在地平上的时间随着测者纬度和天体赤纬的不同而变化。,当天体赤纬等于0,时，各地所见该天体在地平上、下的时间均相等；,当测者纬度与天体赤纬同名时，纬度越高，天体在地平上的时间越长,当测者纬度与天体赤纬异名时，纬度越高，天体在地平上的时间越短。,（3）测者位于任意纬度（0 90）,16,三、天体周日视运动引起天体坐标的变化,1,天体时角,LHA,的变化对其高度,h,变化的影响,sin hsin,sin Deccos,cos Dec cos LHA,当,、Dec为常量，h、LHA为变量时，微分上式,cos Dec sinX,),LHA,(,d,dh,),LHA,(,d,dh,cos,sinA,),LHA,(,d,dh,引起天体坐标的变化因素有很多，但是下面我们只讨论在周日视运动中，当测者纬度一定时，不计天体自行而引起的天体坐标的变化。,三、天体周日视运动引起天体坐标的变化 1天体时角LHA的,17,上两式中的“,”号说明高度,h,随半圆时角,LHA,的增大而减小。,当天体上中天时，其方位角,0,或,180,，高度变化率为零，说明高度变化最慢。,当天体过东西圈（卯酉圈）时，其方位角,90,或,270,，高度变化率,cos,，说明高度变化最快。,当天体距角时，其位置角,X=90,，,高度变化率,cos Dec,，说明高度变化最快。,cos,sinA,),LHA,(,d,dh,cos Dec sinX,),LHA,(,d,dh,上两式中的“”号说明高度h随半圆时角LHA的增大而减小。,18,综上所述得出以下结论：,（1）当天体中天时，其高度变化最慢，在中天附近其高度变化缓慢；,（2）当天体过东西圈时，其高度变化最快，且与测者纬度有关；,（,3,）当天体距角时，其高度变化最快，且与天体赤纬有关。,综上所述得出以下结论：（1）当天体中天时，其高度变化最慢,19,2,天体时角,LHA,的变化对其方位变化的影响,ctgA,cos,tg Dec cscLHA,sin,ctg LHA,天体上中天时，其位置角,0,或,180,，得,天体距角时，其位置角,X=90,，,),LHA,(,d,dA,（,sin,cos,cosA tg h,）,),LHA,(,d,dA,cos Dec cosX sec h,),LHA,(,d,dA,cos Dec sec h,，说明方位变化最快,),LHA,(,d,dA,得 ,0,，说明天体方位变化最慢。,2天体时角LHA的变化对其方位变化的影响 ctgA,20,对有出没并过东西圈的天体（,Dec90,，,Dec,且同名）来说，当天体出没和过东西圈时，方位变化率相等，均为,sin,。,可以证明，当天体介于出与东圈之间时（或西圈与没之间时），存在使方位变化率取得,最小值,的一点.,天体位于该点时其方位变化最慢，在该点前后其方位变化缓慢。,),LHA,(,d,dA,（,sin,cos,cosA tg h,）,N,S,E,W,Q,Q,Z,P,N,P,S,N,S,E,W,Z,B,对有出没并过东西圈的天体（Dec90，Dec且,21,综上所述得出以下结论：,（,1,）当天体中天时，其方位变化最快，且与,Dec,和,h,有关，当,Dec,一定，中天高度越高（即纬度越低），方位变化越快；,（,2,）当天体距角时，其方位变化最慢；,（,3,）当天体介于出没与东西圈之间时，其方位变化缓慢。,综上所述得出以下结论：（1）当天体中天时，其方位变化最快，,22,小结,（1）当天体中天时，其高度变化最慢，,其方位变化最快,；,（2）当天体过东西圈时，其高度变化最快，,（,3,）当天体距角时，其高度变化最快，其方位变化最慢。,（,4,）当天体介于出没与东西圈之间时，其方位变化缓慢。,小结（1）当天体中天时，其高度变化最慢，其方位变化最快；,23,第二节 太阳周年视运动,Solar annual apparent motion,一、太阳周年视运动的成因,地球除自转外，每年(约365.2422日)还绕太阳自西向东公转一周，由此而引起太阳每年相对地球自西向东运动一周的现象称为太阳周年视运动。,第二节 太阳周年视运动Solar annual appar,24,1,黄道（,ecliptic,）：地球公转轨道面与天球截得的大圆，亦即太阳周年视运动的轨迹。,黄道平面与天赤道平面的夹角,23,27,，该角称为黄赤交角(,obliquity of the ecliptic),黄道与天赤道交于两个点，称两分点。太阳赤纬由,S,变为所经过的一点称春分点,（,vernal equinox,），另一点为秋分点,（,autumnal equinox,）。,1黄道（ecliptic）：地球公转轨道面与天球截得的大圆，,25,在黄道上距两分点,90,的两个点，称两至点。太阳赤纬为,N,时所经过的一点称夏至点,。另一点为冬至点,。,在黄道上距两分点90的两个点，称两至点。太阳赤纬为N时所经,26,二、太阳周年视运动的规律,1,运动规律,日期,分、至点,赤经RA,赤纬Dec,北半球日照,说明,3月21日,春分,0,0,昼夜相等,北半球天文春季开始太阳北赤纬开始逐渐增大。,6月22日,夏至,90,23,27,N,昼长夜短,北半球天文夏季开始。太阳北赤纬开始逐渐减小。,9月23日,秋分,180,0,昼夜相等,北半球天文秋季开始太阳南赤纬开始逐渐增大。,12月22日,冬至,270,23,27,S,昼短夜长,北半球天文冬季开始。太阳南赤纬开始逐渐减小。,二、太阳周年视运动的规律日期分、至点赤经RA赤纬Dec北半球,27,2太阳周年视运动为不等速运动,太阳从春分点运行到秋分点（,180,）需要约,186,天，而由秋分点运行到春分点（,180,）则需要约,179,天，两者相差,7,天。所以，太阳在周年视运动的全过程中为不等速运动。,每年1月3日前后，地球离太阳最近，称为近日点。此时地球受太阳引力最大，公转速度最快,每年7月4日前后，地球离太阳最远，