【汉语拼音】tianqiu zuobiaoxi
【中文词条】天球坐标系
【外文词条】celestial coordinate system
【作者】赵君亮
为了确定天球上某一点的位置，必须引入天球坐标系，以天球上任何一个大圆BCDE

过观测者O (天球中心)的铅垂线，延伸后与天球交于两点，朝上的一点Z 称为天顶，朝下的一点Z 称为天底(图2过天顶Z 和天体作一垂直圈，它与地平圈交于垂足D 点，则天体 在地平坐标系中的第一坐标就是大圆弧D 或极距 Z 。D =h 称为地平纬度，又称地平高度，简称高度；而Z= 称为天顶距。地平高度也可以用平面角OD 来量度，而天顶距也可以用平面角OZ 来量度。天球上与地平圈相平行的小圆称为地平纬圈，也称平行圈。同一地平纬圈上任意点的地平高度都是相同的，因此可以称为等高圈。南点S 与垂足D 之间的大圆弧SD =a ，是地平坐标系中的第二坐标，称为地平经度或天文方位角，简称方位角。方位角也可以用平面角SOD 来量度，天文学中习惯从南点起按顺时针方向量度。以地平圈为基圈、子午圈为主圈、南点为主点的坐标系称为地平坐标系。由于周日视运动，天体的地平坐标不断发生变化。

另一方面，对不同的观测者，由于铅垂线方向的不同，就有不同的地平坐标系，同一天体也就有不同的地平坐标。这种随测站而异的性质使记录天体位置的各种星 1表不能采用地平坐标系统。

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。

黄道坐标系：
在研究太阳系内各种天体的运动情况时，要用另一种天球坐标系，即黄道坐标系。

地球绕太阳公转的轨道平面是黄道坐标系中的基本平面，称为黄道面。黄道面与天球相交的大圆称为黄道，它是太阳周年视运动轨迹在天球上的投影。黄道与天赤道在天球上相交于两点，这两点称为二分点。其中，太阳沿黄道从赤道以南向北通过赤道的那一个交点称为春分点，另一个交点称为秋分点。

黄道上与二分点相距90愕牧降愠莆??恋恪F渲些o在赤道以北的为夏至点，在赤道以南的为冬至点。黄道的两个几何极称为黄极，按其所处的天区位置不同，又有北黄极、南黄极之分。黄道是黄道坐标系中的基圈，北黄极为黄道坐标系的极。黄道与赤道的交角ε 称为黄赤交角，它是黄极与天极之间的角距离，ε =23°27。

天球上与黄道平行的小圆称为黄纬圈。过黄极的大圆称为黄经圈，它是黄道坐标系的副圈，所有的黄经圈都与黄道垂直。在黄道坐标系中，以过春分点的黄经圈为主圈，春分点便是主点。以黄道为基圈、春分点为主点以及过春分点的黄经圈为主圈的坐标系，称为黄道坐标系。

天体的黄经圈与黄道交于D 点，大圆弧D =β或平面角OD 就是天体在黄道坐标系中的第一坐标，称为黄纬。由黄道向南北黄极分别计算黄纬，从 0°～±90°，在黄道以南的黄纬取为负值。过春分点的黄经圈和天体黄经圈之间的球面角E 或黄道上的大圆弧D =λ，是天体黄道坐标系中的第二坐标，称为黄经。从春分点起沿黄道量度黄经，从0°～360°，黄经的量度方向是逆时针的，也就是从春分点向夏至点方向量度。黄道坐标系属于左旋坐标系。黄道坐标系的基圈和主圈随著旋转天球一起作周日运动，同第二赤道坐标系相似，天体的黄道坐标不会因观测时间和观测地点的不同发生变化。