日心黄道坐标系(太阳坐标系黄道)

黄道坐标系的定义

（Ecliptic system of coordinates）

地球绕太阳运行轨道面无限扩展同天球相交所成的天球大圆叫黄道，黄道也是太阳周年视运动路线。经过地心并与黄道面垂直的直线叫黄轴，黄轴与天球相交的两点叫黄极，分为北黄极〔E〕和南黄极〔E′〕，是黄道的两个极。经过南北黄极并且同黄道相垂直的天球大圆叫黄经圈，天球上与黄道平行的小圆叫黄纬圈。黄道和天赤道相交的两点叫二分点，其中黄道对于天赤道的升交点叫春分点〔γ〕，降交点叫秋分点。黄道上与二分点相距90°的两点叫二至点，其中位于天赤道的北边的叫夏至点，位于天赤道的南边的叫冬至点。 黄道坐标系的基本圈是黄道，基本点是黄北极和黄南极。

黄极是通过观测点（坐标中心）做垂直于黄道面的直线与天球相交的两个点，距天北极较近的点叫做黄北极，距天南极较近的点叫做黄南极。黄北极与黄南极的连线就是黄轴。

平行于黄道在天球上能够做无数个小圆，即黄纬圈。通过黄极能够做无数个与黄道垂直的大圆，即黄经圈，其中过春分点的黄经圈是黄道坐标系中经度（黄经）度量的起始圈 时角坐标系与黄道坐标系并无直接的关系，“正如德·沙素（de Saussure，1740-1799）的名言所说：希腊天文学是‘黄道、角度、真实、周年’”；而中国天文学是赤道、时间、平均、周日’。依照某些拱极星的指引定出赤道上的标志点，系统观测这几个拱极星的中天，中国人从未迷失逐时变化的星座方位，所以他们能确定太阳、月亮不可见时的具体位置。”⓻拱极星是指恒显圈和恒隐圈内的星。恒显圈内的星总在地平圈之上，故可观测到它们的上中天和下中天。恒隐圈内的星，总在地平圈之下，永不上升，故看不到。见《恒显圈图》:：总之，赤道坐标系是根据恒显圈内环绕北极星的北斗星等天体的观测来核实确定时间。这一系统有异于西方天文学的一个重要特征就是：“它是天极、赤道的，而不是行星、黄道的。”黄道坐标系那么是“观察恒星的偕日出和偕日没，亦即观测黄道附近的恒星在日出前或日没后瞬间的出没。我们都记得古埃及著名的对天狼星的偕日观测。进行这样一种观测并不需要天极、子午或赤道等的知识，也不需要任何测时系统，它自然地致使人们熟悉黄道各星座，以及距黄道远近不等的和黄道星座同时出没的恒星。……”

赤道与黄道，就象两股道上跑的车，走的不是一条路。赤道的星宿与黄道的星座，如同高速公路与普通公路的停靠点和出站口不全相同一样。我们不能去高速公路上寻找普通公路的停靠点和出站口，也不能去普通公路上寻找高速公路的停靠点和出站口。同理，不能去时角坐标系的十二辰中寻找十二宫的客观根据，也不能去黄道坐标系的十二宫中寻找十二辰的客观根据。

黄道具体是如何确定的?

太阳在天球上的“视运动”分为两种情形，即“周日视运动”和“周年视运动”。“周日视运动”即太阳每一天的东升西落现象，这实质上是因为地球自转引起的一种视觉效果；“周年视运动”指的是地球公转所引起的太阳在星座之间“穿行”的现象。

天文学把太阳在天球上的周年视运动轨迹，既太阳在天空中穿行的视路径的大圆，称为“黄道”，亦即地球公转轨道面在天球上的投影。太阳在天球上沿着黄道一年转一圈，为了确定位置的方便，人们一般把黄道划分成了十二等份(每份等同于30°），每份用邻近的一个星座命名，这几个星座就称为黄道星座或黄道十二宫。这样，等同于把一年划分成了十二段，在每段时间里太阳进入一个星座。在西方，一个人生下来时太阳正走到什么星座，就论此人是这个星座的。

黄道与天赤道有23度26分的交角（黄赤交角）；黄道与天赤道的两个交点是春分点和秋分点。在黄道坐标系中，天体的黄经从春分点起沿黄道向东计量，北黄纬为正，南黄纬为负。南、北黄极距对应的天极都是23度26分。因为地球公转受到月砃和别的行星的摄动，地球公转轨道而且是严格的平面，即在空间产生不规则砄连续变化，这种变化包括多项短周期砄和一项缓慢的长期运动。短周期运动尧以通过一定时期内的平均加以消除，栈除了周期运动的轨道平面称为瞬时平堇轨道平面。黄道的严格定义是：地月砻质心绕太阳公转的瞬时平均轨道平面䠎天球相交的大圆。黄道是天球上黄道堐标系的基圈。

因为我们只有白天才能看见太阳，而这时是看不见星星的。所以太阳走到什么星座，我们就恰好看不到这个星座。总之，在我们过生日时，却恰恰看不见自己归属的星座。

空间基础坐标系

天球是研究天梯地段和运动而引进的一个假想圆球，它以观察点为中心（通常是地球中心），以一个单位矢量为半径的球面。

卫星等空间天体，不管远近，都投影到天球面上，用球面上的点预示出他们位置矢量的指向，便于用球面三角结算他们在空间的关系。

天球坐标系用赤经和赤维来预示天体的具体位置，这与地球上的经纬度坐标基本类似。

黄道坐标系是以太阳为中心简历的坐标系。主要用于航天器脱离地球引力，太阳引力起主导作用情况下的星际空间飞行轨道计算剖析。

黄道坐标系的中心原点是太阳，以地球绕太阳公转的轨道平面作为标准平面（黄道面）。黄道面与地球赤道夹角大概23、44°。

地心惯性坐标系简称ECI坐标系，它是使用最多的一种坐标系。地心惯性坐标系是一个惯性坐标系，它在惯性空间中保持不动。坐标系的原点为地心，基本面为地球赤道平面，z轴是垂直于赤道面的地球自转轴，指向地球北极，目前是靠近北极星的方向。x轴指向春分点，y轴与x轴垂直。

航天器的具体位置用赤经和赤纬预示。赤经是卫星相比于春分圈的角距离，赤经从 春分点 开始沿大赤道面向东度量，从0°到360°，赤维是卫星相对赤道面的角距离，即与赤道面的夹角，以赤道面为0°开始度量，向北到+90°，向南到-90°。

地心轨道坐标系是以地球中心为坐标原点，在航天器运行的轨道平面内简历的坐标系。

此外，还有发射坐标系、本地坐标系等，是用以剖析火箭运动轨迹和自己一身形态的。

STK中采用了多种类型的笛卡尔坐标系统（Cartesian Coordinate System），包括天球坐标系、中心天体坐标系和对象本体坐标系三个层次。

STK中能设置和显示以地球为中心的天球坐标系统（天球网格），天球以地球为中心，地球的北极指向与天球的北极指向基本重合，所有的恒星都投影到了天球上。天球坐标系基本用于深空导航和探测的应用。

STK为每个中心天体定义了相关的坐标系，这几个坐标系的原点皆在中心天体的质心，但坐标轴选择不完全一样。中心天体坐标系可分为2类：一种为 固连坐标系（即地心地固坐标系） ，一种为 惯性坐标系 。

固连坐标系 是随着中心天体一起旋转的坐标系统，儿 惯性坐标系 是不随着中心天体旋转的一种坐标系。

地心固连坐标系，又称地心地固坐标系（Earth-Centered Fixed Coordinate System，ECF），它是随着地球一起转动的坐标系。坐标系的原点为地心，基本面为地球赤道平面，z轴是垂直赤道面的地球自转轴，指向北极。x轴指向 0精度点 ，y轴在赤道面上与x轴垂直。x，y，z三个轴复合右手螺旋金科玉律。

地心惯性坐标系（Earth-Centered Inertial Coordinate System），即ECI坐标系。

它是不随地球一起转动的坐标系。坐标系的原点为地心，基本面为地球赤道平面。z轴为垂直于赤道面的地球自转轴，指向北极。x轴在赤道平面内，指向春分点。y轴在赤道平面上，与x轴垂直。x，y，x三个轴符合右手螺旋金科玉律。

STK中使用比较宽广的ECI坐标系统主要为 ICRF国际天球参考框架、J2000和B1950坐标系统 。

ICRF全称为国际天球参考框架（International Celestial Reference Framework，ICRF）。为了描述天体的具体位置，包括地球自转轴的定向和自转速度的测定，必须以天球上的恒星作为参考系，称为国际天球参考系（International Celestial Reference System， ICRS）。ICRS是惯性系，可以 使用于描述满足牛顿万有引力的天体运动，主要用于描述空间飞行器的轨道。基于ICRS的地心惯性坐标系（ ECI ）着重是确定赤道和春分点的具体位置，即坐标系的x和z轴参考方位。ICRF坐标轴以ICRS为基础，依据中心在太阳系质心的广义相对论参考架有关的惯性轴（BCRF）而定义。ICRF反映了对 J2000 参考架理论基础的改进，ICRF是由VLBI观测的300多颗FK5恒星的具体位置实现的。ICRF坐标系统是目前定义的最有利的地心惯性坐标系统。

国际天文协会IAU曾定义了B1950、J2000两个地心惯性坐标系。J2000坐标系统以地球质心为坐标原点，选用两千年1月1日UT12:00为基准历元的经过该瞬时的岁差和章动改正后的北天极和春分点分别确定z轴和x轴。在STK中，J2000坐标系统不但指坐标原点为地心的坐标系统，还不错预示坐标原点在相应中心天体质心的坐标系统，其坐标轴定义与地球上的J2000定义的坐标轴平行，如月心J2000坐标系统。

在J2000坐标系之前，IAU定义了B1950坐标系。B1950坐标系选用了1949年12月31日UT22:09为基准历元，经过该瞬时的岁差和章动改正后的北天极和春分点分别确定z轴和x轴。B1950曾经是J2000之前定义的最有利的地心惯性坐标系统。B1950和J2000可Yi经过两历元的岁差和章动进行转换。

天球与天球坐标系(1)

当你在晴朗的夜晚，仰望天空看见繁星点点，你会觉得头顶上就像有个半球形的盖子，上面嵌满了闪烁的星星。这是最直观的印象。依据这个直观印象，早在古希腊时代，天文学家托勒密曾经认为，地球是宇宙的中心，所有的天体包括太阳、月亮、行星、恒星等都围绕着地球旋转。不过现在我们经过努力已经知道，这个理论是错误的。不过天文学家还是借用这一模型，引入了一个 “天球” 和 “天球坐标系” 的概念，为了方便研究天体的具体位置和运行规律。

天球是一个假想的球，它是指以观测者（或者地心、日心）为中心，以无穷远为半径的球，看似所有的天体都一样远，而事实上是他们在这个巨大无比的球上的投影。

天球的轴是地球自转轴的延伸，叫天轴;天轴与天球有两个交点，叫做天极;地球北极的延伸的点叫北天极;地球南极延伸的那个点叫南天极。

地球绕轴旋转，相比于地球不动的概念，恒星也每二十四小时绕着天轴旋转。不过行星的具体位置却是一直改变的，在天球上其实没有固定的具体位置，尽管如此，他们的运动也是有规律可循的。由于地球是自西向东旋转，所以天球上的恒星相比于地球都是自东向西旋转的。

为了方便描述天体在天球上的视位置，天文学家建立了天球坐标系。天文中常用的天文坐标系有地平坐标系、赤道坐标系、黄道坐标系、银道坐标系。（图源互联网，侵删）

恒星黄道用哪种系统好

回归黄道系统。恒星黄道用回归黄道系统好，黄道是在一年当中太阳在天球上的视路径，看似在群星之间移动的路径，明显的也是行星在每一年中所经过的路径。

为啥占星家用回归黄道不用恒星黄道?

没有听别人提起过回归黄道和恒星黄道的讲法。

黄道:地球绕太阳公转的轨道平面与天球相交的大圆。

倒是有回归年和恒星年的讲法。

回归年：从地球上看，太阳绕天球的黄道一周的时间。

恒星年：地球绕太阳一周实际需要的时间间隔，亦即从地球上观测，以太阳和某一个恒星在同一位置上为起点，当观测到太阳再回到这个位置时需要的时间。

由于古时候人科学水平测回归年还是比较准的，测恒星年估计悬了。

古时候占星家，一般还兼职历法专业人士、气象学家，此一年的收成都指望他报个准的气象走势，他一般不敢乱来。