黄道坐标系

天球坐标系之一

黄道坐标系是天球坐标系之一。黄道坐标系是以黄道为基圈〔相当于平面直角坐标系的横轴），以经过春分点的黄经圈（半圆）为始圈（相当于平面直角坐标系的纵轴），以春分点为原点组成的天球坐标系，它的经度叫黄经〔λ〕，是天体所在的黄经圈—终圈同始圈的角距离，即终圈与始圈所夹黄道的一段弧，以春分点为起点，在黄道上逆时针（左旋）度量，从0°到360°，它的纬度叫黄纬（β），是天体相对于黄道的方向和角距离。从黄道开始，沿黄道（基圈）向北为0°到90°。向南为0°到-90°。黄道坐标系主要应用于太阳，月亮及行星在天球上的位置和运动。

定义

（Ecliptic system of coordinates）

地球绕太阳运行轨道面无限扩展同天球相交所成的天球大圆叫黄道，黄道也是太阳周年视运动路线。经过地心并与黄道面垂直的直线叫黄轴，黄轴与天球相交的两点叫黄极，分为北黄极〔E〕和南黄极〔E′〕，是黄道的两个极。经过南北黄极并且同黄道相垂直的天球大圆叫黄经圈，天球上与黄道平行的小圆叫黄纬圈。黄道和天赤道相交的两点叫二分点，其中黄道对于天赤道的升交点叫春分点〔γ〕，降交点叫秋分点。黄道上与二分点相距90°的两点叫二至点，其中位于天赤道以北的叫夏至点，位于天赤道以南的叫冬至点。

在岁差和章动的研究中经常使用黄道坐标，其点和面分别为北黄极和黄道。

基本圈和基本点

黄道坐标系的基本圈是黄道，基本点是黄北极和黄南极。

黄极是通过观测点（坐标中心）做垂直于黄道面的直线与天球相交的两个点，距天北极较近的点叫做黄北极，距天南极较近的点叫做黄南极。黄北极与黄南极的连线就是黄轴。

平行于黄道在天球上可以做无数个小圆，即黄纬圈。通过黄极可以做无数个与黄道垂直的大圆，即黄经圈，其中过春分点的黄经圈是黄道坐标系中经度（黄经）度量的起始圈

黄经

黄经即黄道坐标系中的经度，它是一种两面角。它是春分点所在的黄经圈平面与天体所在的黄经圈平面之间的夹角。黄经的度量是以春分点所在的黄经圈为起始圈，在黄道上沿逆时针方向进行的。用角度来表示，范围从0°～360°。

黄纬

黄纬即黄道坐标系中的纬度，它是一种线面角。它是天体与天球中心的连线和黄道平面之间的夹角。黄纬以黄道面为起点面，向南、向北两个方向量算，从黄道面到黄北极范围为0°～+90°，从黄道面到黄南极范围为0°～（-90°）。

词语分开解释

黄道

地球一年绕太阳转一周，我们从地球上看成太阳一年在天空中移动一圈，太阳这样移动的路线叫做黄道。它是天球上假设的一个大圆圈，即地球轨道在天球上的投影。黄道和赤道平面相交于春分点和秋分点。

坐标系

几何对象(如点、直线、平面等)的集合与有序数组集合之间建立的一套对应法则。与点对应的有序数组称为该点的坐标。常用的坐标系有直线坐标系、平面直角坐标系、平面极坐标系、空间直角坐标系、球面坐标系、柱面坐标系等。

标系的区别

古代中国学者的研究

早在晋·司马彪撰《后汉书·志·律历中·贾逵论历》中就分析了赤道和黄道在测定天体位置上的区别，“臣前上傅安等用黄道度日月弦望多近，史官一以赤道度之，不与日月同，如今历弦望至差一日以上，辄奏以为变，至以为日却，缩退行。于黄道，自得行度，不为变。……《五纪》论‘日月循黄道，南至牵牛，北至东井，率日日行一度，月行十三度十九分度之七’也。今史官一以赤道为度，不与日月行同，其斗、牵牛、（东井）、舆鬼，赤道得十五，而黄道得十三度半；……夫日月之术，日循黄道，月从九道。以赤道仪，日冬至去极俱一百一十五度。其入宿也，赤道在斗二十一，而黄道在斗十九。两仪相参，日月之行，曲直有差，以生进退。故月行井、牛，十四度以上，其在角、娄，十二度以上。皆不应率不行。”也就是说，单就月亮这一天体而言，依据黄道和依据赤道所测 “弦望”日期及运行速度是不一样的。对其他天体的测定自然也是如此。

西方学者论差异

时角坐标系与黄道坐标系并无直接的关系，“正如德·沙素（de Saussure，1740-1799）的名言所说：希腊天文学是‘黄道、角度、真实、周年’”；而中国天文学是赤道、时间、平均、周日’。按照某些拱极星的指引定出赤道上的标志点，系统观测这些拱极星的中天，中国人从未迷失逐时变化的星座方位，因此他们能确定太阳、月亮不可见时的位置。”[7]拱极星是指恒显圈和恒隐圈内的星。恒显圈内的星总在地平圈之上，故可观测到它们的上中天和下中天。恒隐圈内的星，总在地平圈之下，永不上升，故看不见。见《恒显圈图》:：也就是说，赤道坐标系是依据恒显圈内环绕北极星的北斗星等天体的观测来确定时间。这一系统有异于西方天文学的一个重要特征就是：“它是天极、赤道的，而不是行星、黄道的。”黄道坐标系则是“观察恒星的偕日出和偕日没，也就是观测黄道附近的恒星在日出前或日没后瞬间的出没。我们都记得古埃及著名的对天狼星的偕日观测。进行这种观测并不需要天极、子午或赤道等的知识，也不需要任何测时系统，它自然地导致人们熟悉黄道各星座，以及距黄道远近不等的和黄道星座同时出没的恒星。……”

赤道与黄道，就象两股道上跑的车，走的不是一条路。赤道的星宿与黄道的星座，如同高速公路与普通公路的停靠点和出站口有所不同一样。我们不能去高速公路上寻找普通公路的停靠点和出站口，也不能去普通公路上寻找高速公路的停靠点和出站口。同理，不能去时角坐标系的十二辰中寻找十二宫的客观依据，也不能去黄道坐标系的十二宫中寻找十二辰的客观依据。

应用

黄道坐标系适用于表示太阳系内天体的位置和运动。由于太阳本身是在黄道上运行的，因此用太阳黄经来表示其位置，用太阳黄经的变化来表示太阳的视运动是特别适宜的。例如，在春分日太阳黄经为0°，夏至日为90°，秋分日为180°，冬至日为270°太阳系内其它天体的运行，也可以用其黄道坐标值来表示。例如，行星的运行规律可以用黄道坐标系来表示。当太阳与外行星黄经相同的时候，即为合；当太阳与外行星黄经相差180°时，即为冲；相差90°时则为方照。又如，月球运行的规律也可以用黄道坐标系来表示。当日、月黄经相同时，即为朔，朔时为农历每月初一；当日、月黄经相差180°时，即为望，望时为农历十五或十六；当日、月黄经相差90°时，为上弦；当日、月黄经相差270°时，为下弦。

天体在天球上的位置常常用一组坐标例如（A，Z）测量，而在实际工作中，有时则需要用另外一组坐标表示，这就需要在不同的坐标系之间进行变换。

因为过春分点的黄经圈和黄道在天球坐标系中，分别都是唯一的，所以恒星的黄经和黄纬不会因时因地而改变。

但是，太阳作为一颗特殊的恒星，其黄经在发生着周年性的变化，这种变化也引起太阳的赤道坐标值的改变。春分日太阳黄经为0°，赤经为0°或0时，赤纬为0°；夏至日太阳黄经为90°，赤经为90°，赤纬为+23°26′；秋分日太阳黄经为180°，赤经为180°，赤纬为0°；冬至日太阳黄经为270°，赤经为270°，赤纬为-23°26′。

每种天球坐标系都有其独特的性质，因此也就有其特定的用途，为了便于对比，利于记忆，兹将各种天球坐标系归纳成表2-3。

表四种天球坐标系对照

全国各地天气预报查询

上海市

云南省

云南省

云南省

云南省