摘要：茫茫浩瀚宇宙，人們?cè)谟^測(cè)的時(shí)候，是如何確定方位的呢？
迄今為止，盡管空間天文已取得巨大成就，但最基本的天文觀測(cè)仍然是在地面上進(jìn)行的。即使空間觀測(cè)仍然是環(huán)繞地球周圍空間軌道的飛行體上進(jìn)行的。因此，為了確定天體的方位，最自然的方式是把地球上確定方位的系統(tǒng)延伸向宇宙空間。
赤道坐標(biāo)系
地面上任何點(diǎn)的位置都可以用經(jīng)緯度來表示，而經(jīng)緯度實(shí)際上是該點(diǎn)與地心連線和某些參考面之間的夾角。例如，北京的緯度是39°.9，經(jīng)度是116°.4，表示北京與地心間的連線與赤道面的夾角是39°.9，這條線與南北極構(gòu)成的平面和通過英國(guó)倫敦格林尼治天文臺(tái)的0經(jīng)度面的夾角是116
°.4。
設(shè)想以地球表面為基準(zhǔn)作若干向外擴(kuò)張的同心球面，這樣的一些球面稱為天球面。地球赤道面在天球上相交的大圓叫做天赤道。任何一個(gè)天體與地心的連線和赤道的夾角就稱為該天體的赤緯，往往用符號(hào)б表示。在赤道以北的赤緯為正，以南為負(fù)。赤緯為+90°和-90°的點(diǎn)分別稱為北天極和南天極，也就是地球自轉(zhuǎn)軸和天球的交點(diǎn)。通過天體和兩個(gè)天極的大圓叫做赤經(jīng)圈，它們相當(dāng)于地球上的經(jīng)圈在天球上的延伸。地球上選擇英國(guó)格林尼治天文臺(tái)的經(jīng)圈作為0°起點(diǎn)，向東，西各算180°。天球上則選擇春分點(diǎn)的赤經(jīng)圈作為起點(diǎn)。春分點(diǎn)是每年大約在3月21日前后，太陽由天球南半部進(jìn)入北半部，穿過天赤道的點(diǎn)，也就是天球上黃道和天赤道的交點(diǎn)。太陽到達(dá)這一點(diǎn)的時(shí)間叫春分。雖然在天球上春分點(diǎn)沒有明顯的標(biāo)志，但它的準(zhǔn)確位置是可以通過測(cè)量確定的。春分點(diǎn)是用一個(gè)像帶犄角的羊頭γ的符號(hào)來表示的。天體的赤經(jīng)圈和天赤道的交點(diǎn)與春分點(diǎn)之間在地心的夾角稱為天體的赤徑或時(shí)角，用字母a表示。然而赤經(jīng)一般不用0°～360°表示，而用時(shí)、分、秒的時(shí)間單位來度量，由春分點(diǎn)開始向東量，每15°為一小時(shí)。
由于地球自轉(zhuǎn)軸和地球軌道面不垂直，而且地球又略呈扁球形，太陽和月亮對(duì)地球赤道部分多于引力使地軸以26000年為周期發(fā)生進(jìn)動(dòng)。因此，天赤道和天極在天球的位置也就不固定，也就是說赤道坐標(biāo)在天球上不是一成不變的，逐年部有微小的歲差變化。天體的赤經(jīng)赤緯值一般都應(yīng)注明以哪個(gè)年代為準(zhǔn)（如，1950年，2000年等）。一般星表的天體位置每50年變更一次。
黃道坐標(biāo)系
為研究太陽系內(nèi)各種天體的運(yùn)動(dòng)情況，用黃道坐標(biāo)系是方便的。地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道平面是黃道坐標(biāo)系中的基本平面，稱為黃道平面。黃道面與天球相交的大圓稱為黃道，它是太陽周年視運(yùn)動(dòng)軌跡在天球上的投影。黃道與天赤道在天球上相交于兩點(diǎn)，它們稱為二分點(diǎn)。其中，太陽沿黃道從赤道以南向北通過赤道的那一個(gè)交點(diǎn)稱為春分點(diǎn)表以γ，另一個(gè)交點(diǎn)稱為秋分點(diǎn)表以Ω。黃道上與二分點(diǎn)相距90°的兩分點(diǎn)稱二至點(diǎn)。黃道的兩個(gè)幾何極稱為黃極，按其所處的天區(qū)位置不同又分別稱為北黃極和南黃極。黃道是黃道坐標(biāo)系的基圈，北黃極為黃道坐標(biāo)系的極。黃道與赤道的夾角稱黃赤交角，記為ε，且ε＝23°.27’。
天球上與黃道平行的小圓稱黃緯圈。過黃極的大圓稱黃經(jīng)圈，它是黃道坐標(biāo)系的副圈，所有的黃經(jīng)圈都與黃道垂直。過春分點(diǎn)的黃經(jīng)圈稱為主圈，春分點(diǎn)則稱為主點(diǎn)。黃道為基圈。圖2表示了黃道坐標(biāo)和天赤道的關(guān)系。
黃道坐標(biāo)系的基圈和主圈隨旋轉(zhuǎn)天球一起作周日運(yùn)動(dòng)，天體的黃道坐標(biāo)不會(huì)因觀測(cè)時(shí)間和觀測(cè)的地點(diǎn)不同而發(fā)生變化。
銀道坐標(biāo)系
在研究天體的更大體系，即研究恒星團(tuán)及星系結(jié)構(gòu)時(shí)采用銀道坐標(biāo)系是更方便的。
后面我們將看到，銀河系的主要部分是一個(gè)扁平的圓盤狀結(jié)構(gòu)，它的平均中心面稱銀道平面。它是銀道系的基本平面，其與天球相交的大圓稱為銀道，是銀道坐標(biāo)系的基圈。天球上與銀道相平行的小圓銀緯圈。銀道的幾何極分為南、北銀極。而北銀極作為銀道坐標(biāo)系的極L。通過兩個(gè)銀極所作的半個(gè)大圓稱為經(jīng)圈，也就是銀道坐標(biāo)系中的副圈。所有的銀經(jīng)都與銀道相垂直。銀道與天赤道在天球上交于兩點(diǎn)。由北銀極向銀道面看去，按反時(shí)針方向從赤道以南向北通過赤道的那一個(gè)點(diǎn)，稱為銀道對(duì)天赤道的升交點(diǎn)；另一個(gè)就是降交點(diǎn)。
天體б的銀經(jīng)圈與銀道交于B點(diǎn)，大圓弧бB＝b就是天體在銀道坐標(biāo)系中的銀緯。由銀道起沿銀經(jīng)圈向南、北銀極分別量度銀緯b，從0°一±90°，南銀緯取為負(fù)值。過升交點(diǎn)的銀經(jīng)圈與天體的銀經(jīng)圈所交的球面角或銀道上的大圓弧是天體的銀經(jīng)I。由于銀道面是銀河系的平均面，需要對(duì)銀道的位置作較準(zhǔn)確的測(cè)定。銀道坐標(biāo)的空間定向用銀極的赤道坐標(biāo)來確定。1958年前，北銀極在赤道坐標(biāo)中的坐標(biāo)取為：
赤經(jīng)A＝12^h40^m=190°
赤緯D＝＋28°（1900．0歷元）
這樣規(guī)定的坐標(biāo)系稱為舊銀道坐標(biāo)系，系統(tǒng)內(nèi)的銀道坐標(biāo)用l^Ib^I表示。銀道與赤道的交角i＝62°，稱為銀赤交角，升交點(diǎn)的赤經(jīng)為18^h40^m。1958年國(guó)際天文學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì)第十屆大會(huì)上，按新觀測(cè)資料，規(guī)定北銀極赤道坐標(biāo)的新值為：
赤經(jīng)A＝12^h49^m＝199°15'
赤緯D＝＋27°24'（1950．0歷元）
同時(shí)規(guī)定，銀經(jīng)不從升交點(diǎn)量起，而取銀河中心方向（人馬座）為銀經(jīng)的起算點(diǎn)，該方向在舊系統(tǒng)內(nèi)的坐標(biāo)為：
1^I＝327°.69，b^I＝－I°.40。
量度方式仍按左旋坐標(biāo)系的規(guī)定。這樣規(guī)定的坐標(biāo)系稱為國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)銀道坐標(biāo)系，并以l^Ⅱ和b^Ⅱ表示天體的銀經(jīng)和銀緯以區(qū)別于舊系統(tǒng)的l^I和b^I。
用上面介紹的三種方法，原則上都可以確定天體的方位。但由于地球本身的運(yùn)動(dòng)和銀河系的運(yùn)動(dòng)，用哪種坐標(biāo)系來標(biāo)志天體的方位，取決于我們研究的對(duì)象。為觀測(cè)天體，用其赤經(jīng)和赤緯來確定其方位是極其方便的；而研究太陽系則宜采用黃道坐標(biāo)系，而研究銀河系結(jié)構(gòu)以及更大尺度的天體則應(yīng)采用銀道坐標(biāo)系。
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