时角坐标系

用定量的方法表达天体位置的天球坐标系

时角坐标系，是一种用定量的方法表达天体位置的天球坐标系。其基本圈是天赤道，基本点是天北极和天南极。

简介

时角坐标系又称“第一赤道坐标系”。地球赤道平面延伸后与天球相交的大圆，称为天赤道。天赤道的几何极称为天极。天赤道是赤道坐标系中的基圈，北天极P 是赤道坐标系的基本极。

由于所取的主圈、主点以及随之而来的第二坐标的不同﹐赤道坐标系又有第一赤道坐标系和第二赤道坐标系之分。

第一赤道坐标系的主圈是子午圈﹐主点是天赤道与子午圈在地平圈之上的交点F ﹐天体的第二坐标是大圆弧FB =t 或球面角FP ﹐t 称为天体的时角。由主点F 开始按顺时针方向量度时角t ﹐从0°～360°﹐或从0～24。周日运动不会改变天体的赤纬﹐而仅仅使时角发生变化。

第二赤道坐标系的主点是春分点﹐它是黄道对赤道的升交点﹐过春分点的赤经圈就是该坐标系的主圈﹐春分点的时圈与天体时圈之间的球面角 P 或大圆弧B =α﹐是天体在第二赤道坐标系中的第二坐标﹐称为天体的赤经﹐赤经α是由春分点开始按逆时针方向量度的﹐从0°～360°﹐或从0～24。第一赤道坐标系是右旋坐标系﹐第二赤道坐标系为左旋坐标系。

天体的周日运动不影响春分点与天体之间的相对位置﹐因此也就不会改变天体的赤经和赤纬﹐而在不同的测站﹑不同的观测时间﹐天体的时角却是变化的。所以，在各种星表中通常列出的都是天体在第二赤道坐标系中的坐标赤经和赤纬﹐供全球各地的观测者使用。

基本要素

基本圈：天赤道、子午圈、六时圈。

基本点：天赤道与天子午圈近南点的交点（Q'点）（即天赤道上4个相距90°的点：东、西、上、下，交点取上点）。

在基本圈上计量的第一坐标：时角（t），自子午圈起向西为正（0h~12h），向东为负（0h~12h）度量时自上点沿天赤道向西度量。

第二坐标：赤纬（），子赤道向北天极计量为正（0°~90°），向南天极为负（0°~90°）。

应用：S（恒星时）=t（春分点时角）。

S（恒星时）=天（恒星的时角）+a（恒星的赤经）。

使用情况

时角坐标系系又取子午圈为主圈（与基圈不同），天赤道与子午圈的上交点为主点，从此点起量。

赤纬时角（天体所在位置与子午圈所在平面的夹角，从主点开始按按顺时针方向量度，范围0-360°或0-24h）。也就随时间变化而不断变化。

即在不同的测站﹑不同的观测时间﹐天体的时角是变化的。第一赤道坐标系和地平坐标系相似之处是坐标随时间地点而变化，这样有利有弊，但在多数情况下不便研究，故在天文学研究中第二赤道坐标系更常用。

古代坐标系

赤道天球坐标系在古代中国被称为浑天系，它是将天地看作一个整体，将这个整体比做一枚鸡卵，将地球比做卵中黄，将环绕地球的天穹比做卵白和卵壳。

浑天系是以地体为天地的球心，以南、北两天极为轴心，亦即天地的中心；以缘地球表面向四周延伸的太空为上下四方。以北天极为上，以南天极为下，以与地球赤道相平行的二十八宿为圆形天道，以将二十八宿所标示360度等分（其实古人是将天球等分365.25份，每一份为一度，固有秦代李斯在《仑颉篇》中有“地日行一度”之说）的十二辰为划分时间的坐标，并在这一立体的“卵壳”上标示日月星辰的运行度数。

现象解释

（1）时角坐标系解释两地的恒星时差（或者太阳时差）等于两地的经度差。

度量时间的始圈是当地的午圈，午圈就是当地的经圈无限延伸和天球的交线— — 天球子午圈，经度不同天球子午圈不同，即始圈不同，所以在同一计时系统内，某一特定物理时刻两地恒星时（或太阳时差）等于两地的地理经度差。

（2）时角坐标系解决恒星时、真太阳时和时差

三者之间的换算也是在天赤道上模拟真太阳、平太阳、时差和恒星的位置，再根据有关的定义推得的。

（3）解释真太阳日的不均匀

时角坐标系、第二赤道坐标系系和黄道坐标系结合起来解释，由于日地距离的变化造成运行在黄道上的真太阳每日的黄经差不等，表现在天赤道上每日的赤经差也随之增大或减小，呈不均匀变化，因而真太阳的时角也随之不均匀变化，故真太阳日不均匀。另一方面即使真太阳在黄道上匀速前进，由于黄赤交角的影响，相等的黄经差在天赤道上对应的赤经差也是不相等的，时角不等，真太阳日也是不均匀的。

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