摘要：茫茫浩瀚宇宙，人們在觀(guān)測的時(shí)候，是如何確定方位的呢？
迄今為止，盡管空間天文已取得巨大成就，但最基本的天文觀(guān)測仍然是在地面上進(jìn)行的。即使空間觀(guān)測仍然是環(huán)繞地球周?chē)臻g軌道的飛行體上進(jìn)行的。因此，為了確定天體的方位，最自然的方式是把地球上確定方位的系統延伸向宇宙空間。
赤道坐標系
地面上任何點(diǎn)的位置都可以用經(jīng)緯度來(lái)表示，而經(jīng)緯度實(shí)際上是該點(diǎn)與地心連線(xiàn)和某些參考面之間的夾角。例如，北京的緯度是39°.9，經(jīng)度是116°.4，表示北京與地心間的連線(xiàn)與赤道面的夾角是39°.9，這條線(xiàn)與南北極構成的平面和通過(guò)英國倫敦格林尼治天文臺的0經(jīng)度面的夾角是116
°.4。
設想以地球表面為基準作若干向外擴張的同心球面，這樣的一些球面稱(chēng)為天球面。地球赤道面在天球上相交的大圓叫做天赤道。任何一個(gè)天體與地心的連線(xiàn)和赤道的夾角就稱(chēng)為該天體的赤緯，往往用符號б表示。在赤道以北的赤緯為正，以南為負。赤緯為+90°和-90°的點(diǎn)分別稱(chēng)為北天極和南天極，也就是地球自轉軸和天球的交點(diǎn)。通過(guò)天體和兩個(gè)天極的大圓叫做赤經(jīng)圈，它們相當于地球上的經(jīng)圈在天球上的延伸。地球上選擇英國格林尼治天文臺的經(jīng)圈作為0°起點(diǎn)，向東，西各算180°。天球上則選擇春分點(diǎn)的赤經(jīng)圈作為起點(diǎn)。春分點(diǎn)是每年大約在3月21日前后，太陽(yáng)由天球南半部進(jìn)入北半部，穿過(guò)天赤道的點(diǎn)，也就是天球上黃道和天赤道的交點(diǎn)。太陽(yáng)到達這一點(diǎn)的時(shí)間叫春分。雖然在天球上春分點(diǎn)沒(méi)有明顯的標志，但它的準確位置是可以通過(guò)測量確定的。春分點(diǎn)是用一個(gè)像帶犄角的羊頭γ的符號來(lái)表示的。天體的赤經(jīng)圈和天赤道的交點(diǎn)與春分點(diǎn)之間在地心的夾角稱(chēng)為天體的赤徑或時(shí)角，用字母a表示。然而赤經(jīng)一般不用0°～360°表示，而用時(shí)、分、秒的時(shí)間單位來(lái)度量，由春分點(diǎn)開(kāi)始向東量，每15°為一小時(shí)。
由于地球自轉軸和地球軌道面不垂直，而且地球又略呈扁球形，太陽(yáng)和月亮對地球赤道部分多于引力使地軸以26000年為周期發(fā)生進(jìn)動(dòng)。因此，天赤道和天極在天球的位置也就不固定，也就是說(shuō)赤道坐標在天球上不是一成不變的，逐年部有微小的歲差變化。天體的赤經(jīng)赤緯值一般都應注明以哪個(gè)年代為準（如，1950年，2000年等）。一般星表的天體位置每50年變更一次。
黃道坐標系
為研究太陽(yáng)系內各種天體的運動(dòng)情況，用黃道坐標系是方便的。地球繞太陽(yáng)公轉的軌道平面是黃道坐標系中的基本平面，稱(chēng)為黃道平面。黃道面與天球相交的大圓稱(chēng)為黃道，它是太陽(yáng)周年視運動(dòng)軌跡在天球上的投影。黃道與天赤道在天球上相交于兩點(diǎn)，它們稱(chēng)為二分點(diǎn)。其中，太陽(yáng)沿黃道從赤道以南向北通過(guò)赤道的那一個(gè)交點(diǎn)稱(chēng)為春分點(diǎn)表以γ，另一個(gè)交點(diǎn)稱(chēng)為秋分點(diǎn)表以Ω。黃道上與二分點(diǎn)相距90°的兩分點(diǎn)稱(chēng)二至點(diǎn)。黃道的兩個(gè)幾何極稱(chēng)為黃極，按其所處的天區位置不同又分別稱(chēng)為北黃極和南黃極。黃道是黃道坐標系的基圈，北黃極為黃道坐標系的極。黃道與赤道的夾角稱(chēng)黃赤交角，記為ε，且ε＝23°.27’。
天球上與黃道平行的小圓稱(chēng)黃緯圈。過(guò)黃極的大圓稱(chēng)黃經(jīng)圈，它是黃道坐標系的副圈，所有的黃經(jīng)圈都與黃道垂直。過(guò)春分點(diǎn)的黃經(jīng)圈稱(chēng)為主圈，春分點(diǎn)則稱(chēng)為主點(diǎn)。黃道為基圈。圖2表示了黃道坐標和天赤道的關(guān)系。
黃道坐標系的基圈和主圈隨旋轉天球一起作周日運動(dòng)，天體的黃道坐標不會(huì )因觀(guān)測時(shí)間和觀(guān)測的地點(diǎn)不同而發(fā)生變化。
銀道坐標系
在研究天體的更大體系，即研究恒星團及星系結構時(shí)采用銀道坐標系是更方便的。
后面我們將看到，銀河系的主要部分是一個(gè)扁平的圓盤(pán)狀結構，它的平均中心面稱(chēng)銀道平面。它是銀道系的基本平面，其與天球相交的大圓稱(chēng)為銀道，是銀道坐標系的基圈。天球上與銀道相平行的小圓銀緯圈。銀道的幾何極分為南、北銀極。而北銀極作為銀道坐標系的極L。通過(guò)兩個(gè)銀極所作的半個(gè)大圓稱(chēng)為經(jīng)圈，也就是銀道坐標系中的副圈。所有的銀經(jīng)都與銀道相垂直。銀道與天赤道在天球上交于兩點(diǎn)。由北銀極向銀道面看去，按反時(shí)針?lè )较驈某嗟酪阅舷虮蓖ㄟ^(guò)赤道的那一個(gè)點(diǎn)，稱(chēng)為銀道對天赤道的升交點(diǎn)；另一個(gè)就是降交點(diǎn)。
天體б的銀經(jīng)圈與銀道交于B點(diǎn)，大圓弧бB＝b就是天體在銀道坐標系中的銀緯。由銀道起沿銀經(jīng)圈向南、北銀極分別量度銀緯b，從0°一±90°，南銀緯取為負值。過(guò)升交點(diǎn)的銀經(jīng)圈與天體的銀經(jīng)圈所交的球面角或銀道上的大圓弧是天體的銀經(jīng)I。由于銀道面是銀河系的平均面，需要對銀道的位置作較準確的測定。銀道坐標的空間定向用銀極的赤道坐標來(lái)確定。1958年前，北銀極在赤道坐標中的坐標取為：
赤經(jīng)A＝12^h40^m=190°
赤緯D＝＋28°（1900．0歷元）
這樣規定的坐標系稱(chēng)為舊銀道坐標系，系統內的銀道坐標用l^Ib^I表示。銀道與赤道的交角i＝62°，稱(chēng)為銀赤交角，升交點(diǎn)的赤經(jīng)為18^h40^m。1958年國際天文學(xué)會(huì )聯(lián)合會(huì )第十屆大會(huì )上，按新觀(guān)測資料，規定北銀極赤道坐標的新值為：
赤經(jīng)A＝12^h49^m＝199°15'
赤緯D＝＋27°24'（1950．0歷元）
同時(shí)規定，銀經(jīng)不從升交點(diǎn)量起，而取銀河中心方向（人馬座）為銀經(jīng)的起算點(diǎn)，該方向在舊系統內的坐標為：
1^I＝327°.69，b^I＝－I°.40。
量度方式仍按左旋坐標系的規定。這樣規定的坐標系稱(chēng)為國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì )銀道坐標系，并以l^Ⅱ和b^Ⅱ表示天體的銀經(jīng)和銀緯以區別于舊系統的l^I和b^I。
用上面介紹的三種方法，原則上都可以確定天體的方位。但由于地球本身的運動(dòng)和銀河系的運動(dòng)，用哪種坐標系來(lái)標志天體的方位，取決于我們研究的對象。為觀(guān)測天體，用其赤經(jīng)和赤緯來(lái)確定其方位是極其方便的；而研究太陽(yáng)系則宜采用黃道坐標系，而研究銀河系結構以及更大尺度的天體則應采用銀道坐標系。
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