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。
要素 地平坐标 第一赤道坐标 天球轴 当地垂线 两极 纬圈 基圈 经圈(辅圈) 始圈 午圈 午圈 春分圈 通过春分点的黄经圈 通过银心在银道上投影的银经圈 原点 纬度 经度 应用 南点 高度 方位(向西度量) 在天文航海、天文航空、人造地球卫星观测及大地测量等部门广泛应用 上点 赤纬 时角(向西度量) 春分点 赤纬 赤经(向东度量) 观测太阳以及太阳系内运行在黄道面附近的天体,则采用黄道坐标系 春分点 黄纬 黄经(向东度量) 银道与始圈的交点 银纬 银经(按逆时针方向度量) 对银河系的观测,则要采用银道坐标系 天顶、天底 地平纬圈(等高线) 地平圈(有四正点) 地平经圈(有子午、卯酉圈) 天轴 北天极、南天极 赤纬圈 天赤道(有上、下点) 时圈(有子午天轴 北天极、南天极 赤纬圈 天赤道(有春黄纬圈 黄道(有二分、二至黄轴 北黄极、南黄极 银轴 北银极、南银极 银纬圈 银道 第二赤道坐标 黄道坐标 银道坐标 分点、秋分点) 点) 时圈(有二分、黄经圈(有二至圈) 银经圈 圈、六时圈) 二至点) 观测恒星、星云、星图等类型的遥远天体常常采用赤道坐标系,它被广泛应用与天体测量中 9.计算二分二至时太阳的赤纬、赤经、黄纬、黄经。 节气 太阳赤纬 春分 秋分 0° 0° 夏至 23°26′ 冬至 -23°26′ 太阳赤经 太阳黄纬 太阳黄经 0° 90° 180° 270° h
0° 0° 0° 0° m
0° 90° 180° 270° 10.已知纬度30°N,恒星时S=630,试推算下列各点的地平坐标和赤道坐标的纬度和经度。 坐标点 高度 天顶 天底 90° 方位 任意 赤纬 30° 时角 0° 任意 赤经 630 hmhm-90° 任意 -30° 180° 1830 任意 任意 hmhm北天极 30° 180° 90° 南天极 -30° 东点 西点 0° 0° 0° 270° 90° 0° 0° -90° 任意 270° 1230 90° 2430 南点 北点 上点 下点 0° 0° 60° 0° 0° -60° 0° 0° 0° 0° 630 hmhm
180° 60° 180° 1830 630 hmhm-60° 180° 180° 1830
第三章 时间与历法
1.何谓时间?
答:时间有时刻和时段两重含义。时刻是指无限流逝时间中的某一瞬间;时段是指任意两时刻之间的间隔。
2.何谓测时?常用的计时系统有哪些?
答:测时,是时间计量工作的一项内容。古时候是靠立竿见影,测定太阳影子定时间或测定某些恒星的位置来确定时间的。现代则是应用中星仪或等高仪等测时仪器观测选定的某恒星(如太阳)通过的瞬间,再经过归算获得准确的时刻。常见的计时系统有恒星时、太阳时(有视太阳时和平太阳时)、太阴时、历书时、原子时和协调时等。
3.已知某地毕宿五(a=4h35m)正好上中天,当日太阳的赤经为21h51m44s,时差为-14m13s,求当时该地的平时。
答:由平时=视时-时差=(恒星时-太阳赤经+12h)-时差=4h35m-21h51m44s+12h+14m13s+24h=18h57m29s
4.在成都某地(赤经=104°05′E=6h56m20sE)5月6日用日冕测得视太阳时10h02m,求相应的地方平时及北京时间。(时差为3h24m) 平时=视时-时差=10h02m-3h24m=9h58m36s 北京时间=9h58m36s+(120°-104°05′) ×4m=11h02m6s 5.已知东八区的区时为2000年1月13日8h,求西九区的区时? 答:西九区区时=东八区区时-(8+9)小时=1月12日15时
6.为什么要设立国际日期变更线?
答:我们换算各地的地方时或区时,会产生时间丢失的情况,为此国际上人为设定一条国际日期变更线以求解决这个问题。理论国际日期变更线是180°经线,实际国际日期变更线是一根折线。从西十二区越过日界线到东十二区加一天,反之相反。
7.简述我国及世界时间服务状况?
答:时间服务是指把测得的时间用各种手段播报出去的工作,也称为授时或播时。在古代则采用鸣锣击鼓声音报时等简易的方式,近代的时间服务有无线播报时,电视系统授时。为了统一全世界的时间服务,由国际时间局主持全球的世界时服务工作。二十世纪50年代初出现原子钟以后,原子时服务就成了国际时间局另一项重要的工作内容。时间服务不仅为日常
生活和生产所必需,更重要的是与许多科学实验有密切的关系。在天文学中,世界时服务直接为研究地球自转、天文地球动力学,进而为研究地月系和太阳系的起源和演化提供基本资料;天文历书工作需要以历书时作为标准来编算各种天体的历表。在大地测量中,需要用精确的世界时来确定各个地点的精确坐标;航海航空部门则需要世界时进行天文导航。在空间科学中,人造卫星和导弹的发射、飞行和跟踪,都需要世界时和原子时的高精度时间同步,需要用原子标准时间和频率进行控制。此外,在无线电频谱校准、高容量数字通讯、无线电波传递研究和相对论的检验等工作中,时间和频率标准都有广泛的用途。
世界时间服务主要分为世界时服务和原子时服务。世界时服务,大致可以分为采用原子时以前和以后两个时期。在采用原子时以前,从事时间服务的天文台利用大量的天文测时资料进行误差(包括系统误差和偶然误差)处理,求得精确的世界时。由于天文测时和大量的数据处理费时较多,天文台总是每天先按世界时的近似外推值,用无线电时号的形式发播出去,再根据事后测算的精确世界时对过去已发播的近似值进行修正。这种修正通常是用时号改正数的形式在授时公报中刊布出来,一般大约在无线电时号发播以后二、三个月发表。有时为了满足一些部门的急需,天文台也同时发表一些延迟二、三个星期的快速时号改正数,但精度略低。时号改正数是世界时服务的最后成果。为了提高世界时服务的精度,同时提供世界时的标准,需要将许多天文台所订定的时号改正数进行综合处理,或者直接利用这些天文台的天文测时资料进行综合处理。这样得到的时号改正数称为综合时号改正数,它可以作为某些国家的乃至全球的世界时标准。在采用原子时以后,无线电时号一般均按协调世界时或原子时发播,不再发播精确的世界时时号(仍有少数天文台继续发播),仅用特殊的加重讯号在协调世界时或原子时时号中附带地将其近似值发播出去。在这种情况下,精确的世界时则是在将天文测时资料和协调世界时进行比较并进行数据处理以后以UT1-UTC或UT2-UTC的形式发表的,实质上就是提供世界时和协调世界时的精确差值的资料。目前世界时服务的精度为±1毫秒左右。原子时服务,以原子钟为基础进行的服务,将协调世界时或原子时(二者仅差整秒数)用无线电时号发播出去。时间服务机构根据自己的原子钟所发播的协调世界时或原子时称为地方协调世界时或地方原子时。通过各种时间比对的手段,将各地方机构的原子钟所示的原子时进行比较,经过综合分析处理可以得到协调世界时或原子时的标准。国际时间局所提供的原子时标准称为国际原子时。国际时间局定期发表UTCi-UTC的资料,其中UTC为国际协调世界时,UTCi为第i个天文台所提供的地方协调世界时。
在采用原子时以前,天文台利用大量的测时资料进行误差处理,求出精确的世界时,在采用原子时以后,无线电时号一般均按协调世界时或原子时发播,不再发播精确的世界时时号,采用特殊的加重讯号在协调世界时或原子时时号中附带的将其近似值发播出去,原子时服务将协调世界时用无线电时号发播出去。
8.何谓历法?常用的历法有哪些?各有哪些特点?试举例说明。
答:历法就是推算日,月,年的时间长度和它们之间的关系,制定时间顺序的法则,或历法就是人为安排年、月、日的法则。常用的历法有太阳历(简称阳历),太阴历(简称阴历),阴阳历。阳历强调回归年,阴历强调朔望月,阴阳历是即考虑回归年又考虑朔望月。 阳历具有以下特点:优点有①历年与回归年同步,故月序与季节匹配较好;②它的置闰为400年97闰或每4年一闰,世纪年份除尽400年是闰年。缺点:①历月人为安排,天数有28、29、30、31天4种,大小月排列不规律;②四季长度不一有90、91和92天3种,上下半年也不相等;③岁首(元旦)没有天文意义;④每个月的星期参数不固定;⑤与月相变化天关,白白浪费了天赐的月相变化周期。
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