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術數社交學習平台討論區步天推晷有关黄道与赤道坐标的换算

  • 有关黄道与赤道坐标的换算

    Posted by ddzj on 2 8 月, 2006 在 9:36 上午

    黄道座标系统,是以黄道做为基准平面的天球座标系统。黄道是由地球上观察太阳一年中,在天球上的视运动所横越的路径,也就是地球绕太阳公转的轨道平面在天球上的投影。在黄道上的纬度称为黄纬,符号为 β,以北方为正值。在黄道上的经度称为黄经,符号为λ,由西向东量度,从0°至360°。像赤道座标系统中的赤经一样,以春分点做为黄经的起点。这个座标会因为岁差的影响而使恒星的位置逐渐移动,所以使用时必须说明参考的历元。通常采用的是J2000.0的历元,但是也可以参考当天的瞬时分点。

    这个座标特别适合标示太阳系内天体的位置,大多数的行星(水星和冥王星除外)和许多小行星的轨道平面对黄道的倾斜角都很小,所以她们的黄纬值(β)都不大。

    天球座标系统的转换
    下面的公式是参考

    λ 和 β 代表黄经和黄纬
    α 和 δ 代表赤经和赤纬
    ε = 23.439 281° 是地球自转轴的倾角,也就是黄道与赤道间的夹角。
    1、黄道座标转换为赤道座标
    赤经 α 和赤纬 δ 可以下面的公式得到:

    sin δ = sin ε sin λ cos β + cos ε sin β
    cos α cos δ = cos λ cos β
    sin α cos δ = cos ε sin λ cos β – sin ε sin β
    因为正弦和余弦的解不是唯一的,所以必须要三个公式都能满足的解才是正解。

    2、赤道座标转换为黄道座标
    sin β = cos ε sin δ – sin α cos δ sin ε
    cos λ cos β = cos α cos δ
    sin λ cos β = sin ε sin δ + sin α cos δ cos ε
    特别注意:
    或许有些人试图简化前面二个等式,但因为正弦和余弦的解不是唯一的,这样做并不是明智的方法,因为当反三角函数被执行时,对应的角度会受到限制,就需要第三个公式来协助判断与选择。例如,在第二个公式的赤经值α,可以经由消除cosδ 使等式左边只剩下tan α,或是放弃第三个等式,只利用第二式 cos α = cos λ cos β / cos δ。在一些直接的运算下,他可能会将你引入歧途,例如当cos-1,通常角度会在0° 和180° 之间,但是赤经 α 的范围是360°,sin-1 和 tan-1 的范围也是180°,所有这些函数在它们的极限值附近的误差都会明显的增大。

    在实务上,靠近黄道的天体,你可以正确的判断赤经α的象限,因为它会与黄经λ在同一个象限中(但是必须排除靠近极点的)。但是,一般的应用程序不易编排,这必须要用人工来处理。

    3、算法
    如果是利用电子计算机来处理运算,最好利用直角座标转换为极座标(R-P)和极座标转换成直角座标(P-R)的函数功能(在多数的科学用计算机都有这些函数),这样能避免上述所有的问题,并且能额外的提供一份明确的清单供查核。

    那么从黄道座标转为赤道座标的运算可以转换为下面的形式:

    将上面三个公式在等号右边的项目做转换
    运用 R-P 的转换将 cos α cos δ 成为 X 的数值, sin α cos δ 成为 Y 的数值
    答案中角度的部份是方位角,范围是完整的 0° 至 360° (或是 -180° 至 +180°),稍后可以除以15转为“时”。
    再度使用R-P 的转换将最后答案中的径度量转换成 X 的数值,并将 sin δ 转换成第一个公式的Y数值。
    答案中角度的部份是高度,范围在 -90° 至 +90°之间。
    径度量的数值必须正好是1,如果不是1你的计算一定是错了!
    同样的可以将赤道座标转为黄道座标

    饒云翔 replied 13 年, 7 月 前 6 Members · 6 Replies
  • 6 Replies
  • ddzj

    會員
    4 8 月, 2006 在 1:36 上午

    我们知道黄赤交角的常数是23.439281°(23°26′21.4116″),也即是“黄赤大距”。
    如果要求得精确之数,可以用公式:
    є(黄赤交角)= 23°26′21″.4116 - Δє

    而Δє = 46″.845T + 0.0059T² - 0.0018T³

    T(弧秒 )= (JD - 2415020) ÷36525
    注意:单位要统一。

  • 64閒人

    會員
    23 2 月, 2007 在 1:20 上午

    非常需要這方面的知識
    感謝

  • xueba

    會員
    2 9 月, 2007 在 12:47 下午

    受益匪淺啊:pig8:

  • shdw

    會員
    13 1 月, 2009 在 4:11 上午

    [size=13px]非常需要这方面的知识
    [/size]

  • x2817

    會員
    8 6 月, 2009 在 4:45 上午

    :查找: :勝利:

  • 饒云翔

    會員
    6 2 月, 2012 在 4:45 上午

    λ 和 β 代表黄经和黄纬
    α 和 δ 代表赤经和赤纬
    天下文章一大抄
    楼主给出的公式,本人又从新推导了一遍,发现如果按
    λ 和 β 代表赤经和赤纬
    α 和 δ 代表黄经和黄纬
    则第一组为赤道转换为黄道坐标的公式,第二组为黄道转换为赤道坐标的公式

    [ 本帖最後由 饒云翔 於 2012-2-6 12:47 PM 編輯 ]

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