Экваториальная система координат

Система небесных координат, используемая для определения положений небесных объектов Экваториальная система координат с использованием сферических координат. Фундаментальная плоскость образована проекцией экватора Земли на небесную сферу, образуя небесный экватор. Первичное направление устанавливается путем проецирования земной орбиты на небесную сферу, формирования эклиптики и установки восходящего узла эклиптики на небесном экваторе, образуя весеннее равноденствие. Прямое восхождение измеряется на восток вдоль небесного экватора от точки равноденствия, а склонение измеряется положительно к северу от небесного экватора. (Здесь показаны две такие пары координат.) Проекции северного и южного географических полюсов Земли образуют северный и южный небесные полюса соответственно.

Экваториальная координата system - это система небесных координат, широко используемая для определения положений небесных объектов. Он может быть реализован в сферических или прямоугольных координатах, определяемых исходной точкой в центре Земли, фундаментальной плоскость, состоящая из проекции земного экватора на небесную сферу (образующую небесный экватор ), основное направление в направлении весеннее равноденствие и правосторонняя конвенция.

Начало координат в центре Земли означает, что координаты геоцентрические, то есть, если смотреть из центра Земли, как если бы он был прозрачным. Фундаментальная плоскость и основное направление означают, что система координат, выровненная с земным экватором и полюсом, не вращается вместе с Землей, а остается относительно неподвижной относительно фона звезды. Правостороннее соглашение означает, что координаты увеличиваются к северу от основной плоскости и к востоку от нее.

• 1 Первичное направление
• 2 Сферические координаты
  • 2.1 Использование в астрономии
  • 2.2 Склонение
  • 2.3 Прямое восхождение
  • 2.4 Часовой угол
• 3 Прямоугольные координаты
  • 3.1 Геоцентрические экваториальные координаты
  • 3.2 Гелиоцентрические экваториальные координаты
• 4 См. Также
• 5 Ссылки
• 6 Внешние ссылки

Это описание ориентации система отсчета несколько упрощена; ориентация не совсем фиксированная. Медленное движение земной оси, прецессия, вызывает медленный, непрерывный поворот системы координат на запад вокруг полюсов эклиптики, совершая один оборот примерно за 26000 лет. На это накладывается меньшее движение эклиптики и небольшое колебание земной оси, нутация.

. Чтобы точно определить основное направление, эти движения требуют указания равноденствия определенной даты, известной как эпоха, при указании позиции. Три наиболее часто используемых:

Среднее равноденствие стандартной эпохи (обычно J2000.0, но может включать B1950.0, B1900.0 и т. Д.)

- это фиксированное стандартное направление, позволяющее напрямую сравнивать положения, установленные в разные даты.

Среднее равноденствие даты

- это пересечение эклиптики "даты" (то есть эклиптики в ее положении в «дату») со средним экватором (то есть, экватор, повернутый прецессией в свое положение в «дату», но свободный от небольших периодических колебаний нутации). Обычно используется при вычислении планетарной орбиты.

Истинное равноденствие даты

- это пересечение эклиптики «даты» с истинным экватором (то есть средним экватором плюс нутация). Это фактическое пересечение двух плоскостей в любой конкретный момент с учетом всех движений.

Таким образом, положение в экваториальной системе координат обычно определяется истинным равноденствием и экватором даты, средним равноденствием и экватором J2000.0, или похожие. Обратите внимание, что не существует «средней эклиптики», так как эклиптика не подвержена небольшим периодическим колебаниям.

Использование в астрономии

A сферических координат звезды : часто выражается как пара, прямое восхождение и склонение, без координаты расстояние. Направление достаточно удаленных объектов одинаково для всех наблюдателей, и это направление удобно задавать с одинаковыми координатами для всех. Напротив, в горизонтальной системе координат положение звезды отличается от наблюдателя к наблюдателю в зависимости от их положения на поверхности Земли и непрерывно изменяется с вращением Земли.

Телескопы, оборудованные экваториальной монтировкой и установочными кругами, используют экваториальную систему координат для поиска объектов. Установка кругов в сочетании с картой звездного неба или эфемеридой позволяет легко наводить телескоп на известные объекты на небесной сфере.

Склонение

Символ склонения δ (нижний регистр «дельта», сокращенно DEC) измеряет угловое расстояние до объекта, перпендикулярного небесному экватору, положительно на север, отрицательно на юг.. Например, северный полюс мира имеет склонение + 90 °. Источником склонения является небесный экватор, который представляет собой проекцию экватора Земли на небесную сферу. Склонение аналогично земной широте.

Прямое восхождение

Как видно сверху, Северный полюс Земли , местный час звезды угол (LHA) для наблюдателя около Нью-Йорка. Также изображены прямое восхождение и часовой угол по Гринвичу (GHA), местное среднее звездное время (LMST) и <126.>Среднее звездное время по Гринвичу (GMST). Символ ʏ обозначает направление весеннего равноденствия.

Символ прямого восхождения α (нижний регистр «альфа», сокращенно RA) измеряет угловое расстояние объекта на восток вдоль небесного экватора от весеннего равноденствия до часового круга, проходящего через объект. Точка весеннего равноденствия - одна из двух точек, где эклиптика пересекает небесный экватор. Аналогично земной долготе, прямое восхождение обычно измеряется в звездных часах, минутах и ​​секундах, а не в градусах, что является результатом метода измерения прямых восхождений с помощью времени прохождения объекты по меридиану, когда Земля вращается на. Есть 360 ° / 24 = 15 ° в одном часе прямого восхождения и 24 ° прямого восхождения вокруг всего небесного экватора.

. Когда используются вместе, прямое восхождение и склонение обычно обозначаются сокращенно RA / Dec.

Часовой угол

В качестве альтернативы прямому восхождению, часовому углу (сокращенно HA или LHA, местный часовой угол), левосторонняя система, измеряет угловое расстояние до объекта на западе вдоль небесного экватора от меридиана наблюдателя до часового круга, проходящего через объект. В отличие от прямого восхождения, часовой угол всегда увеличивается с вращением Земли. Часовой угол можно рассматривать как средство измерения времени с момента верхней кульминации, момента, когда объект касается меридиана над головой.

Считается, что кульминационная звезда на меридиане наблюдателя имеет нулевой часовой угол (0). Спустя один сидерический час (приблизительно 0,9973 солнечных часов ) вращение Земли перенесет звезду к западу от меридиана, и ее часовой угол будет равен 1. При вычислении топоцентрического, прямое восхождение может быть преобразовано в часовой угол в качестве промежуточного шага.

Геоцентрические экваториальные координаты

Геоцентрические экваториальные координаты. origin - это центр Земли. Основная плоскость - это плоскость экватора Земли. Первичное направление (ось x) - весеннее равноденствие. Правостороннее соглашение определяет ось y под углом 90 ° к востоку в основной плоскости; ось z - северная полярная ось. Система отсчета не вращается вместе с Землей, скорее, Земля вращается вокруг оси Z.

Существует несколько прямоугольных вариантов экваториальных координат. У всех есть:

• начало в центре Земли.
• фундаментальная плоскость в плоскости экватора Земли.
• Основное направление (ось x) к весеннему равноденствию, то есть месту, где Солнце пересекает небесный экватор в северном направлении в его годовой видимой области. круговой контур вокруг эклиптики.
• A правостороннего соглашения, задавая ось y на 90 ° к востоку в фундаментальной плоскости и ось az вдоль северной полярной оси.

Справочные кадры не вращаются вместе с Земля (в отличие от центрированных по центру Земли, фиксированных с Землей кадров), оставаясь всегда направленной к равноденствию и дрейфующей во времени с движениями прецессии и нутация.

• В астрономии :
  • положение Солнца часто указывается в геоцентрических экваториальных прямоугольных координатах X, Y, Z и четвертой координате расстояния R (= √ X + Y + Z), в единицах астрономической единицы.
  • Po положения планет и других тел Солнечной системы часто задаются в геоцентрических экваториальных прямоугольных координатах ξ, η, ζ и четвертой координате расстояния δ (равной √ξ + η + ζ) в единицах астрономической единицы.Эти прямоугольные координаты связаны с соответствующими сферическими координатами следующим образом:

    $XR\; =\; \xi \; \Delta \; =\; cos\; \; \delta \; cos\; \; \alpha \; YR\; =\; \eta \; \Delta \; =\; cos\; \; \delta \; sin\; \; \alpha \; ZR\; знак\; равно\; \zeta \; \Delta \; знак\; равно\; грех\; \; \delta \; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; begin\; \{выровнено\}\; \{\backslash \; frac\; \{X\}\; \{R\}\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{\backslash \; xi\}\; \{\backslash \; mathit\; \{\backslash \; Delta\}\}\}\; =\; \backslash \; cos\; \backslash \; delta\; \backslash \; cos\; \backslash \; alpha\; \backslash \backslash \; \{\backslash \; frac\; \{Y\}\; \{R\}\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{\backslash \; eta\}\; \{\backslash \; mathit\; \{\backslash \; Delta\}\}\}\; =\; \backslash \; cos\; \backslash \; delta\; \backslash \; sin\; \backslash \; alpha\; \backslash \backslash \; \{\backslash \; frac\; \{\; Z\}\; \{R\}\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{\backslash \; zeta\}\; \{\backslash \; mathit\; \{\backslash \; Delta\}\}\}\; =\; \backslash \; sin\; \backslash \; delta\; \backslash \; end\; \{align\}\}\}$

• В астродинамике :
  • Положения искусственная Земля спутники задаются в геоцентрических экваториальных координатах, также известных как геоцентрическая экваториальная инерциальная система (GEI), (ECI) и традиционная инерциальная система (CIS), которые по определению эквивалентны астрономическому геоцентрическому экватору. ial прямоугольные рамки, вверху. В геоцентрической экваториальной системе отсчета оси x, y и z часто обозначаются как I, J и K соответственно, или базис системы задается единичными векторами Î, Ĵ и K̂.
  • Геоцентрическая небесная система отсчета (GCRF) является геоцентрическим эквивалентом Международной небесной системы отсчета (ICRF). Его первичным направлением является равноденствие в J2000.0, и оно не движется с прецессией и нутацией, но в остальном эквивалентно в вышеуказанных системах.

Краткое обозначение астрономических экваториальных координат

	Сферическое			Прямоугольное
	Прямое восхождение	Склонение	Расстояние	Общее	Специальное
Геоцентрический	α	δ	Δ	ξ, η, ζ	X, Y, Z (Солнце)
Гелиоцентрический				x, y, z

Гелиоцентрические экваториальные координаты

In астрономия, существует также гелиоцентрический прямоугольный вариант экваториальных координат, обозначенный x, y, z, который имеет:

• начало координат в центре Солнце.
• Фундаментальная плоскость в плоскости экватора Земли.
• Первичное направление (ось x) в сторону весеннего равноденствия.
• A вправо- условное обозначение, определяющее ось y на 90 ° к востоку в фундаментальной плоскости и ось az вдоль северной полярной оси Земли.

Этот кадр i s во всех отношениях эквивалентен системе отсчета ξ, η, ζ, приведенной выше, за исключением того, что начало координат перенесено в центр Sun. Обычно используется при расчете орбиты планет. Три астрономические прямоугольные системы координат связаны соотношением

$\xi \; =\; x\; +\; X\; \eta \; =\; y\; +\; Y\; \zeta \; =\; z\; +\; Z\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; begin\; \{align\}\; \backslash \; xi\; =\; x\; +\; X\; \backslash \backslash \backslash \; eta\; =\; y\; +\; Y\; \backslash \backslash \backslash \; zeta\; =\; z\; +\; Z\; \backslash \; end\; \{align\}\}\}$

• Система небесных координат
• Полярное расстояние
• Сферическая астрономия
• Положение звезды

• ИЗМЕРЕНИЕ НЕБА Краткое руководство по небесной сфере Джеймс Б. Калер, Университет Иллинойса
• Небесная экваториальная система координат Университет Небраски-Линкольн
• Небесный экваториальный Coordinate Explorers Университет Небраски-Линкольн