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时角

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时角(HA)是天文学的名词,一个天体的时角被定义为该天体的赤经与当地的恒星时的差值。 在天文学天文航海中,时角是在赤道坐标系中用于给出天球上点的方向的坐标之一。 一个点的时角是两个平面之间的角度:一个平面包含地轴天顶(子午面),另一个平面是穿过该点与极点(地轴)的球面大圆切圆所形成的平面(赤经圈)。

时角由天赤道平面上的橙色箭头指示。 箭头自天球天赤道的子午面至观测目标所在面的球面大圆处结束,该球面大圆也是赤经圈

时角由子午线确定,遵循的规则是在子午线的东边则为负时角,在子午线的西边则为正时角,或者向西为正的360度,时角与经度的换算方法为24h = 360°

时角在天文学中被定义为,从子午线沿天赤道,到目标所在过地球极点的球面大圆的角距离,角距离要从西开始算[1]这个值可以是小时,度,或者弧度

天文航海中, 惯例则是根据本初子午线 (格林尼治天文台的子午线的时角Greenwich hour angle, GHA), 或者地方子午线(地方时时角local hour angle, LHA) 或者由历元计算(sidereal hour angle, SHA).

时角与赤纬结合使用以精确确定天球上一点在赤道坐标系下的坐标[2]

时角与赤经的关系

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在时角赤道坐标系中,时角 是指从本地的上赤道点 算起,沿顺时针方向到观测目标所在的时圈与赤道的交点 的弧长 。而在赤经赤道坐标系中,赤经 则是从春分点 算起,沿逆时针到上述交点 的弧长 。由于上赤道点 沿顺时针方向到春分点 的弧长 即为春分点的本地时角 ,因此观测目标的时角和赤经可通过如下公式转换:

其中的时角和赤经的通常采用时、分、秒为度量单位,并且值都是非负的。这种度量方式将一周()定义为 ,使度、分、秒和时、分、秒的度量方式得以互换。

春分点的本地时角 又被定义为本地的恒星时),则上式同样可以表述成:

其中, GST 为 格林威治恒星时 (Greenwich sidereal time), 即格林威治所测的的本地恒星时, 为观测者所在的 经度 (由 本初子午线 (prime meridian) 起算,以东为正).[3]

负时角(−180° < < 0°)表示物体正在接近子午线,正时角(0° < < 180°)表示物体正在远离子午线。时角为 0,表示物体正在子午线上,即当时为该天体的 中天 时刻。

所以,一个天体的时角也表示该天体是否通过了当地的子午圈(中天)。其数值则表示了该天体与当地子午圈的角距离,并借用时间的单位,以小时(单位为恒星时)来计量()。例如,一个天体的时角是,就表示他已经在2.5个(恒星)小时之前通过当地的子午圈,并且在当地子午圈的西方37.5度的距离上。

时角与经度的关系

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由于时角所采用的起算面是本地的子午圈,同一天体在不同测站或不同时间内被观测到的时角是不同的,所以时角可以作为测量天文经度的依据。对于同一天体,若经度为 的测站 测得其时角为 , 经度为 的测站 测得其时角为 ,则有:

即两测站的天文经度的差等于它们对同一天体测得的时角的差。特殊地,当测站 位于本初子午线上(即经度为 )时,对同一天体测得的时角与格林尼治天文台测得的时角 是相同的,则任意测站的经度 与该测站对某一天体测得的时角 和格林尼治天文台对同一天体测得的时角之差相等:

脚注与参考文献

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  1. ^ U.S. Naval Observatory Nautical Almanac Office. P. Kenneth Seidelmann , 编. Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac. Mill Valley, CA: University Science Books. 1992: 729. ISBN 0-935702-68-7. 
  2. ^ Explanatory Supplement (1992), p. 724.
  3. ^ Meeus, Jean. Astronomical Algorithms. Willmann-Bell, Inc., Richmond, VA. 1991: 88. ISBN 0-943396-35-2.