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天球，天文学名词，是指一个以地球质心M为中心，半径r为任意长的一个假想的球体。其目的是将天体沿观测者视线投影到球面上，以便于研究天体及其相互关系。有时还将天球球心设置在某些特殊点，如地心和日心，相应的天球分别称为地心天球和日心天球。天文航海按自身的需要，把地心作为天球的球心。 [1] 天球 外文名： Celestial sphere 应用学科： 天文学 适用领域范围： 天文学、测绘学 目录 天球简介 天球，是研究天体的位置和运动，而引进的一个假想圆球。
观测者所能直接辨别的只是天体的方向。在球面上处理点和弧段的关系，比在空间处理视线方向间的角度要简便得多。在天文学的一些应用中,都用天体投影在天球上的点和点之间的大圆弧段来表示它们之间的位置关系。天球的半径是任意选定的，可以当作数学上的无穷大。为了定量地表示和研究天体投影在天球上的位置和运动,需要在天球上建立参考坐标系，并主要应用球面三角学计算点位的关系。它假定各天体在天球表面上的投影就是天体在宇宙空间中的位置。
地球绕地轴自转相对于地球不动的概念，天球上的物体也是每24小时围绕着天极旋转的。这就是昼夜运动，太阳、行星、卫星等等都是东升西落,这称为天球的周日视运动.因为地球有公转的缘故，一颗恒星总是比它前一天提前约4分钟升起。 产生许多古代科学家都相信天上的星星是与地球等距离的，这个球就是宇宙的真正的模型。尽管这是不正确的，但它仍不失为一种很好的抽象系统。天空中的一切都不是仅凭我们的肉眼就能够判断出距离的。正因为此，我们仅能通过它们的朝向来确定其在天空中的位置。于是，天球就成了一个很有用的天文定位的工具了。 观测位置不同根据观测位置的不同，就具有不同的天球中心。严格的讲，不同的观测者就有不同的天球中心。在地面上观测时，观测者的眼睛就是天球中心，这样建立起来的天球叫做地面天球。 如果从地心观测，则叫做地心天球。把地轴无限延长，就是假想的天轴，地球北极指的一点是北天极，地球南极指的一点就是南天极。通过地球中心和天轴垂直的平面叫做天赤道面，天赤道面和天球的会合处就是天赤道。 天文学应用周日运动有一颗2等星非常接近天球北极，所以看来似乎永远静止不动，其它的星就好像绕着它旋转。我们称这颗星为北极星。因为北极星看来永远静止不动停留在正北方及不会下山，所以我们像居住在北半球的人便可以利用北极星来辨别方向。可惜的是，天球南极附近没有光星，所以没有「南」极星为南半球居民引路。 北极星相对于地面的高度取决于观测者所在地的纬度。例如在北京，北极星会在正北，离地面40 度；在北极，北极星会在头顶（天顶）；在赤道的地方，北极星刚好躺在水平线上；而在南半球，北极星是永远不会升出地平在线，所以在南半球是永远看不到北极星。同样道理，有些星永远不会东升。居住在北半球的人永远看不到接近南天极的星，而居住在南半球的人同样也看不到接近北天极的星。 广袤无垠的天空，看起来像一个庞大的圆球，全部日月星辰好像都分布在这个球面上。天文学上就将以地球为中心，以无限大为半径，内表面分布着各种各样天体的球面称为天球。 以地球球心为中心，且具有很大半径的假想圆球。想象中，所有天体都附着在天球上。 天球是研究天体的位置和运动而引进的一个半径为任意的假想圆球。根据所选取的天球中心不同，有站心天球、日心天球、地心天球等，各个天体同地球上的观测者的距离都不相同。 关联词条:天球仪进一步说: 我们站在地球 实际星星和我们的距离有远有近，我们看到的是它们在这个巨大的圆球球面上的投影，这个假想的圆球就称为天球，它的半径是无限大。而地球就悬挂在这个天球中央。 星星在天空中移动的方向并不是杂乱无章的，而且星座的形状并不会改变。星星从东方的地平线爬上来，爬到最高点（中天），然后往西方沉下去。看起来就像整个天球围绕着地球旋转一样。相信大家都明白，地球并不是宇宙的中心，星体并不会绕着地球转。 天球上的距离地球上的距离，有角距离和线距离。但在天球上，只有角距离而没有线距离，因为天球的大小是任意的。至于两个天体间的实际距离，例如，牛郎星和织女星相距16.4光年，那是指空间的直线距离。天球上的任何一点，都只代表一个空间方向；任何两点间的弧长，实际上就是两个方向间的夹角。例如，牛郎星和织女星的角距离为35°
坐标系统简介这套坐标系统把天球分为赤纬及赤经。赤纬的算法是从天球赤道开始至两极止，天球赤道是0度，向北至天球北极是+90 度， 向南至天球南极是-90 度。赤经的算法较特别，和地球经度（由-180度至+180度）的算法不同，赤经是在天球赤道自西向东由0小时至24 小时，就是把一周360度平均分成24份，可以知道其中的1小时就等于15度。和时间一样，赤经的每小时可分为60分，每分可再细分为60秒。另外，这里的分秒是指时分时秒，和传统意义上的角分角秒不同，1时分=15角分，1时秒=15角秒。赤经计算的起点为春分点，春分点是太阳在每年的春分（3月21日前后）所处的位置。 像转动中的陀螺一样，地球的自转轴在太空中其实并不固定，而是以26000年的周期在转动，这个运动称为岁差，所以，春分点和天球北极的位置亦会非常缓慢地移动。所以，当我们使用天球坐标来标示天体的位置时，应该同时指出是哪一年的坐标，例如公元2000.0年。 天球坐标
天球座标
古希腊天文学
天体测量学
太阳视运动，天文学术语，是人的一种观测表示。由于地球的自转，使位于地球上的人觉得太阳每天都是从东方升起，在西方落下，从而认为是太阳绕地球的运动。（这是不成立的，事实是地球作为行星而绕着太阳这颗恒星转） 在天文学上，观测分析某个天体时，将其投影到天球上，在观测者看来它就在天球上运动，称为天体的视运动。又依据观测者是否随地球自转，将视运动分为周日视运动和周年视运动。就太阳而言，太阳的周日视运动就是东升西落或绕着地球运动；太阳周年视运动在天球上的轨迹便是黄道。 目录 太阳视运动 The sun looks at motion 太阳视运动，是由于地球的自转，使位于地球上的人觉得太阳每天都是从东方升起，又在西方落下，从而认为是太阳绕地球的运动。但是，太阳视运动只是人的一种观测表示，也就是说以观测者为参考系（假定观测者保持相对静止），那么就是太阳相对于观测者是运动的了，由此，才有下述例子。 例子1：二分日太阳直射赤道，所以，不论观测者身处南半球、北半球或者赤道上，由于光线是平行的（假定太阳光为平行光线，具体原因参见物理类论述。事实上，太阳光到达地球时，对于一般观测而言，可以视为平行光线），所以地球上受到阳光照射的每个点都会平行于主光线（为行文方便，个人假定直射所有受阳光照射的地方的中间纬度地区的光线为主光线【个人理解用，非学术性言论，但不妨碍本文的阐释】，二分日时，即是直射赤道的光线），而二分日，太阳直射赤道（换言之，赤道上的人认为太阳是从正东的地方出来的），所以地球上的人都会觉得太阳是从正东方向出来，正西方向落下。那么，从日出到日落，太阳被人观测并记录下来的运动轨迹就是太阳视运动。 例子2：我们假定我们在北京（40°N，116°E），时间正好是夏至日（为行文方便，不去推算每年夏至日的具体时间，以6月22日为夏至日），这一天，太阳直射北回归线（23°26′N），那么，由于光线是平行的，在赤道上的人们顺着赤道向东（正东方向）看，他们是看不到太阳的，因为太阳此时直射北回归线，在赤道的北方。在北京的我们看到的太阳应该在北京纬度的北方，借助平面直角坐标系，我们可以很直观地看出此时太阳光线由东北向地面射来，换言之，我们看到的太阳从我们的东北方向升起。日落呢？同样，在同一天，光线是平行于纬线转的，所以当日落的时候，我们很容易看出：太阳在西北方向下山了。 例子3：同例子2条件，但时间改为冬至日（取12月22日），这一天，太阳直射南回归线，所以我们向正东方向看，看不到太阳，如果我们视线向右（就是我们向东南看），我们会发现直直射向我们的光线，所以我们看到的太阳在东南方向升起，同理在西南方向落下。 总结及应试技巧：太阳每天都是东边升起，西边落下。但随着光线直射纬度在南北半球之间移动，直射哪个半球，太阳就是从东__方向升起，西__方向落下的，换言之，直射北半球，太阳从东北方向升起，西北方向落下。 源材料例子以北京（40N，116E）为例，每年的3月21日（春分）和9月23（秋分）当日的太阳是从正东方升起，十二个小时后再从正西方落下。但，3月21日以后至9月23日前，每天的日出方位是东北方，日落方位是西北，正午太阳位于正南方天空，此时地表物体影子朝正北。9月23日以后至次年的3月21日，日出方位是东南方向，日落方位是西南方向，正午太阳仍然位于正南方天空．因此也产生了昼夜长短的变化。 早晨，太阳从东方的地平线上升起，中午时升到最高位置，傍晚又向西方落下。人们感到太阳运行的轨道好似在天空中走过了一个弧形的半圆。太阳在天穹背景上的这种经天而行的运动被称为是太阳的周日视运动。实际上太阳在地平线之下还有另一半的弧形轨道，只是我们看不到罢了。在夜晚，我们还可以看到，所有的星星也都有这种东升西落的视运动现象。 不论是白天还是夜晚，尤其是晴朗的夜晚，当我们站在空旷的原野上，仰望天空、环顾四周时，总感到天空就象是一口巨大无比的半球形的“锅”扣罩着大地，日、月、星辰等各种天体都好象是附着在这口“锅”的“内壁”上。这口“锅”在不断地旋转着，所有的天体也就随之而东升西落地运行着。
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