thiên cầu & các hệ tọa độ trong thiên văn hàng hải

chuyên đề
thiên cầu & các hệ tọa độ trong thiên văn
hàng hải

NHÓM 5
HÀNG HẢI THIÊN VĂN
-THIÊN CẦU-

I) Khái niệm:

Trong thiên văn học và hàng hải, thiên cầu là
một hình cầu tự quay tưởng tượng với “bán kính
khổng lồ", đồng tâm với Trái Đất. Tất cả các
thiên thể trên bầu trời có thể được coi là nằm
trên hình cầu này. Hình chiếu của xích đạo và
cực địa lý lên thiên cầu là thiên xích đạo (xích
đạo trời) và các thiên cực
Thiên Cầu là một hình cầu tưởng tưởng mà
tâm trùng với tâm Trái Đất (một số tài liệu
ghi tâm là nơi ta đứng quan sát), có bán
kính vô cùng lớn. Các thiên thể ở rất xa ta
coi như chúng nằm trên mặt của Thiên Cầu
Thiên cầu và các cực vũ trụ
Quỹ đạo vị trí Thiên cực Bắc trên theo thời gian
II) Các đường, điểm và vòng tròn chính trên thiên cầu:

Chúng ta hãy xem xét Thiên cầu (Celestial Sphere) với tâm là vị
trí người quan sát trên bề mặt Trái Đất, vĩ độ của người quan sát

là φ

Thiên trục,thiên cực Bắc,thiên cực Nam

Thiên xích đạo (Celestial Equator)

Vòng thẳng đứng

Đường dây dọi(đường thẳng đướng),Thiên đỉnh,Thiên đế

Thiên kinh tuyến (Celestial Meridian),Thiên kinh tuyến
thượng(kinh tuyến ngày),Thiên kinh tuyến hạ(kinh tuyến đêm)

Mặt phẳng chân trời thật
Chúng ta có mối liên hệ quan trọng như sau:
góc NOPn = φ.
Người ta sử dụng biểu diễn Thiên cầu như vậy
dể nguyên cứu sự chuyển động của các thiên thể và
giải một số bài toán có liên quan đến thiên văn
HỆ TỌA ĐỘ TRONG THIÊN VĂN

Trong Thiên văn hàng hải,có 3 hệ tọa đô được sử
dụng,dó là:
*Hệ tọa độ chân trời
*Hệ tọa độ xích đạo loại 1
*Hệ tọa độ xích đạo loại 2
Trong đó 2 loai đâu được sử dụng nhiều hơn cả
Hệ toạ độ chân trời

A: PHƯƠNG VỊ (A)
Phương vị A của thiên thể là góc cầu ở thiên đỉnh, các
cạnh là kinh tuyến người quan sát và vòng tròn thẳng
đứng của thiên thể. Phương vị còn được đo bằng một
cung tương ứng trên vòng chân trời thật bắt đầu từ kinh
tuyến người quan sát và kết thúc từ vòng tròn thẳng đứng
đi qua thiên thể.
•
Phương vị nguyên vòng A: Được đo bằng cung trên
vòng chân trời thật từ điểm N về phía E đến vòng thẳng
đứng chứa thiên thể. Độ lớn từ 0°- 360°.
•
Phương vị bán vòng (A ½): Được đo từ kinh tuyến
người quan sát từ điểm N hay S dọc theo cung chân
trời thật về phía E hay W đến vòng thẳng đứng của
thiên thể. Độ lớn của phương vị bán vòng biến thiên từ
0°- 180° và được viết như sau, ví dụ: A ½ =N 105°E
hay A ½ =105° NE.
•
Phương vị ¼ (A ¼): được đo bằng cung trên đường
chân trời thật từ các điểm N hay S về phía E hay W đến
vòng tròng thẳng đứng chứa thiên thể, có trị số từ 0°-
90°. Cách biểu diễn cũng giống như trong phương vị
1/2 , ví dụ như: A = SE 75°
B: ĐỘ CAO (h)
Độ cao của thiên thể là góc ở tâm thiên cầu,kẹp giữa mặt
phẳng chân trời thật và hướng tới thiên thể.Độ cao còn
được đo bằng cung tương ứng trên vòng thẳng đứng của
thiên thể từ chân trời đến vị trí của thiên thể

Giá trị của h là từ âm 90 độ - đối với các thiên thể có vị trí
tại thiên để (nadir) cho đến dương 90 độ - đối với các thiên
thể nằm tại thiên đỉnh. Giá trị của độ cao này sẽ là âm nếu
thiên thể nằm dưới đường chân trời (tức là không thể nhìn
thấy) và dương nếu nằm phía trên đường chân trời.
Trong một số trường hợp, độ cao h này được thay
thế bằng một giá trị tương ứng là zenith distance, là
khoảng cách góc giữa thiên đỉnh và thiên thể cần
xác định. Như vậy thì giá trị của chỉ số này sẽ là 0
nếu thiên thể nằm trên thiên đỉnh, là 90độ nếu thiên
thể nằm trùng với chân trời và là 180 độ khi thiển
thể nằm tại thiên đế.
HỆ TỌA ĐỘ XÍCH ĐẠO LoẠI 1
A:GÓC Gi C A THIÊN TH (t)Ờ Ủ Ể

Là cung c a xích đ o tính t kinh tuy n th ng ủ ạ ừ ế ượ
ng i quan sát v phía W đ n kinh tuy n c a ườ ề ế ế ủ
thiên th có giá tr t 0-360 đ và đ c g i là góc ể ị ừ ộ ượ ọ
gi Tây(ho c g i là gi qui c)ờ ặ ọ ờ ướ

Góc gi th c d ng:ờ ự ụ đ c tính t kinh tuy n ượ ừ ế
th ng v phía Đông ho c Tây đ n kinh tuy n ượ ề ặ ế ế
qua thiên th ,có giá tr t 0-180 đ .Góc gi th c ể ị ừ ộ ờ ự
d ng th ngđ c dùng đ gi i các bài toán thiên ụ ườ ượ ể ả
văn
B:XÍCH VĨ C A THIÊN TH Ủ Ể

Là góc tâm Thiên c u,k p gi a m t ph ng ở ầ ẹ ữ ặ ẳ
thiên xích đ o và h ng t i thiên th .Xích vĩ ạ ướ ớ ể

cũng đ c đo b ng cung t ng ng trên kinh ượ ằ ươ ứ
tuy n c a thiên th t xích đ o đ n v trí c a ế ủ ể ừ ạ ế ị ủ
thiên thể

N u thiên th n m bán c u B c,xích vĩ c a nó ế ể ằ ở ầ ắ ủ
mang tên N

N u thiên th n m bán c u Nam,xích vĩ c a nó ế ể ằ ở ầ ủ
mang tên là S
nhìn vào hình ta th yấ

Xích vĩ δ : là khoảng
cách góc từ Xích đạo
trời đến thiên thể S.
δS = SS’
-Góc giờ t : là góc giữa
kinh tuyến trời và vòng
giờ qua thiên thể S,
tính từ S’ theo chiều
Nhật động (tức hướng
sang Tây).
tS = X’S’
Xích vĩ hay xích vĩ độ (ký hiệu δ),
Xích vĩ là một thuật ngữ thiên văn học chỉ một trong hai
tọa độ của một điểm trên thiên cầu khi sử dụng hệ tọa độ
xích đạo. Tọa độ còn lại gọi là xích khinh hoặc góc giờ.
Xích vĩ của một thiên thể là khoảng cách góc từ mặt phẳng
xích đạo đến thiên thể đó. Xích vĩ tương tự như vĩ độ,
chiếu lên thiên cầu, đo theo góc về phía Bắc, tính từ xích
đạo. Cụ thể, xích vĩ của một thiên thể bằng góc giữa

phương nối thiên thể và tâm Trái Đất với mặt phẳng xích
đạo. Góc này được quy ước là dương khi thiên thể nằm ở
phía Bắc mặt phẳng xích đạo và âm khi nằm ở phía Năm