黄道坐标系统

黄道坐标系统

中文名 黄道坐标系统
类型 天球坐标系统
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适用范围

  这个坐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。

系统转换

  天球坐标系统的转换。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。  黄道坐标转换为赤道坐标  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,所以必须三个公式都能满足的解才是正解。  赤道坐标转换为黄道坐标  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

警告

  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。

算法

  如果是利用 电子计算机来处理运算,最好利用 直角坐标转换为 极坐标(R->P)和极坐标转换成直角坐标(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。  那么从黄道坐标转为 赤道坐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!  同样的可以将赤道坐标转为黄道坐标

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