“赤道坐標(biāo)系”與“地平坐標(biāo)系”

三生聞 2019-10-08

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中國(guó)，赤道坐標(biāo)系是一種天球坐標(biāo)系。通過(guò)天球中心與地球赤道面平行的平面稱為天球赤道面，它與天球相交而成的大圓稱為天赤道。赤道面是赤道坐標(biāo)系的基本平面。

天赤道的幾何極稱為天極，與地球北極相對(duì)的天極即北天極，是赤道坐標(biāo)系的極。經(jīng)過(guò)天極的任何大圓稱為赤經(jīng)圈或時(shí)圈；與天赤道平行的小圓稱為赤緯圈。

作天球上一點(diǎn)的赤經(jīng)圈，從天赤道起沿此赤經(jīng)圈量度至該點(diǎn)的大圓弧長(zhǎng)為緯向坐標(biāo)，稱為赤緯。赤緯從0°到±90°計(jì)量，赤道以北為正，以南為負(fù)。赤緯的余角稱為極距，從北天極起，從0°到180°計(jì)量。

古代說(shuō)，星星有三種分類，來(lái)自沈括《夢(mèng)溪筆談·象數(shù)一》：

“星有三類：一、經(jīng)星，北極之為長(zhǎng)；二、舍星，大火為之長(zhǎng)；三、行星，辰星為之長(zhǎng)。”

舍星就是二十八宿。

如果說(shuō)天球坐標(biāo)系統(tǒng)，離不開(kāi)二十八星宿。

二十八星宿是全天空所有星宿，沿天球黃、赤道帶，將其臨近天區(qū)劃分成28個(gè)區(qū)，并不全在赤道附近。

圖三垣二十八宿示意圖1

在中國(guó)，最早的天球定位系統(tǒng)是用十二地支，然后是二十八宿。二十八宿就是天上的坐標(biāo)和刻度。用來(lái)表示某天文現(xiàn)象或者某天體的位置。

“天事本無(wú)度，推歷者無(wú)以寓其數(shù)，乃以日所行分天為三百六十五度有奇。（日平行三百六十五日有余而一期，天故以一日為一度也。）既分之，必有物記之，然后可窺而數(shù)，于是以當(dāng)度之星記之。循黃道日之所行一期，當(dāng)者止二十八宿星而已，（度如傘橑，當(dāng)度謂正當(dāng)傘橑上者。故傘蓋二十八弓，以象二十八宿。）”

天上本來(lái)沒(méi)有刻度，但是古代推算制定歷法者要標(biāo)定位置，就需要讀數(shù)。于是把天平均分成365度有奇（365.25度，羅盤(pán)為二十四山360度）分開(kāi)之后，以二十八宿的主星（距星）作為參考星，來(lái)對(duì)比得到讀數(shù)。就像用傘骨來(lái)分割傘面一樣。

圖中國(guó)傳統(tǒng)星象圖部分

圖二十八宿的主星（距星）作為參考星，來(lái)對(duì)比得到讀數(shù)

《宋史·天文》：“按漢永元銅儀，以?shī)錇槭龋?/strong>唐開(kāi)元游儀十三度。舊去極八十度。景佑測(cè)驗(yàn)，婁宿十二度，距中央大星去極八十度，在赤道內(nèi)十一度。”

《黃帝內(nèi)經(jīng)·靈樞·衛(wèi)氣行》中說(shuō)：“子午為經(jīng)，卯酉為緯。天周二十八宿，而一面七星經(jīng)，四七二十八星，房昂為緯，虛張為經(jīng)。”

由此可以看到，古代先哲已經(jīng)有了“天球”的空間概念。

也就是說(shuō)，以地球觀測(cè)點(diǎn)為圓心，由此延生出無(wú)限長(zhǎng)之半徑，將宇宙設(shè)想成一個(gè)圓形的球體，日月星辰布列在其球面上，南北為經(jīng)，東西為緯，以球面上的二十八宿為標(biāo)記。

此球體以北極星為軸心，北斗七星為樞機(jī)，自東向西而不停地運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。這樣一來(lái)，斗柄方位的不斷變化，每行十五度，標(biāo)志一個(gè)節(jié)氣，完成一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，便形成了全年的二十四節(jié)氣。周而復(fù)始，相續(xù)相連。

四維、八干、十二支還是以斗柄指向確立出來(lái)的，這在《淮南子·天文訓(xùn)》中記載得相當(dāng)齊備：“斗指子位則冬至；加十五日指癸則小寒。……加十五日指子，又為冬至。故曰陽(yáng)氣生于子；陰氣生于午，陽(yáng)氣生于子位，所以十一月正中為冬至。陰生于午位，故五月為小刑，斗杓為小歲；正月建于寅位，月（十二支所紀(jì)的十二月）順從由左向右行的十二辰。”

圖四象、十二辰、十二次、二十八宿、中國(guó)星占方位圖

圖五行八卦四方度數(shù) 五星圖

古代去極度、入宿度的概念，就是天球坐標(biāo)系統(tǒng)。

比如，古代一般說(shuō)，在牽牛初度，去極多少多少度。今天我們則是說(shuō)一個(gè)天體，時(shí)角多少，赤緯多少。

什么叫天球坐標(biāo)？如下圖：

圖古代去極度、入宿度的概念，就是天球坐標(biāo)系統(tǒng)

中國(guó)古代的“渾天說(shuō)”就是天球赤道坐標(biāo)系，天球和天球坐標(biāo)是人為想象的產(chǎn)物。

渾天說(shuō)的代表作《張衡渾儀注》中說(shuō)：“渾天如雞子。天體圓如彈丸，地如雞子中黃，孤居于天內(nèi)，天大而地小。天表里有水，天之包地，猶殼之裹黃?！?/strong>

形象的比喻就是天文觀測(cè)者習(xí)慣上繪制星圖是基于把宇宙看做是雞蛋，地球是黃，所有的星星影象都象是雞蛋殼上面的星星點(diǎn)點(diǎn)，散列分布在雞蛋殼上。

所以，中國(guó)古代繪制星圖時(shí)都是球面視圖，不會(huì)耗費(fèi)人力的去做三維縱深模擬星空，也用不著如此！

中國(guó)古代星圖

一張“星圖”，往往和時(shí)間和地點(diǎn)有關(guān)。它是根據(jù)“天球”投射的原理制作的。

圖北部星圖（北部“天球”的投影）

這是因?yàn)椋?/strong>我們站在地球上仰望星空，看到天上的星星好像都離我們一樣遠(yuǎn)。星星就好像鑲嵌在一個(gè)圓形天幕上的寶石。

實(shí)際星星和我們的距離有遠(yuǎn)有近，我們看到的是它們在這個(gè)巨大的圓球球面上的投影，這個(gè)假想的圓球就稱為天球，它的半徑是無(wú)限大。而地球就懸掛在這個(gè)天球中央。

星星在天空中移動(dòng)的方向并不是雜亂無(wú)章的，星星從東方的地平線爬上來(lái)，爬到最高點(diǎn)（中天），然后往西方沉下去。看起來(lái)就像整個(gè)天球圍繞著地球旋轉(zhuǎn)一樣。

因此，中國(guó)古代才會(huì)畫(huà)出這樣的星圖！

圖中國(guó)古代星圖

現(xiàn)在的星圖在今天可以很容易獲得。但是古代，繪制一張準(zhǔn)確的星圖往往是國(guó)家級(jí)科研大項(xiàng)。正統(tǒng)的科研工作者，對(duì)著星空做位置普查，修正星圖錯(cuò)誤，繪制更準(zhǔn)確的星圖，乃是一生的奮斗！

這是一件相當(dāng)難的事情！西方通常一個(gè)人就能完成中國(guó)的國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目，現(xiàn)在經(jīng)常這樣出現(xiàn)在教科書(shū)里，出現(xiàn)在天文學(xué)史里，其年代都比中國(guó)早，洗腦了很多人！

請(qǐng)問(wèn)，真的能夠?qū)崿F(xiàn)嗎？！誰(shuí)能夠相信！這樣的事情只要仔細(xì)去思考，去研究下，就能夠發(fā)現(xiàn)真相！卻無(wú)人敢質(zhì)疑西方偽史里的天文學(xué)，就這樣不假思索的采納，真正的天文歷法的制定者和創(chuàng)造發(fā)現(xiàn)是中國(guó)古人，就被輕易的埋沒(méi)，還經(jīng)常被大家辱罵，說(shuō)中國(guó)不重視科技！真的愧對(duì)祖先！太不應(yīng)該了！

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“赤道坐標(biāo)系”與“地平坐標(biāo)系”

因?yàn)橹袊?guó)古代常說(shuō)“天圓地方”，而很多學(xué)者卻又對(duì)“赤道坐標(biāo)系”不了解，誤以為“古人對(duì)于宇宙的認(rèn)識(shí)是很簡(jiǎn)單的：大地是一塊平面，天穹是半個(gè)圓球，扣在大地上，天地毗連在一起，而日月星辰各種天體就在這個(gè)半圓球的天穹上運(yùn)行。”這其實(shí)是“地平坐標(biāo)系”。

圖地球上觀測(cè)冬至、春秋分、夏至太陽(yáng)位置

圖 “赤道坐標(biāo)系”地球觀測(cè)冬至、春秋分、夏至圖

圖 “地平坐標(biāo)系”觀測(cè)冬至、春秋分、夏至圖

地平坐標(biāo)系統(tǒng)是固定在地球上而不是恒星，所以天體出現(xiàn)在天球上的高度和方位會(huì)隨著時(shí)間，在天球上不停的改變。另一方面，因?yàn)榛A(chǔ)平面是觀測(cè)者所在地的地平面，所以相同的天體在相同的時(shí)間從不同的位置觀察，也會(huì)有不同的高度和方位。

地平坐標(biāo)系在測(cè)量天體的出沒(méi)上非常的好用，當(dāng)一個(gè)天體的高度為0°，就表示它位于地平線上。此時(shí)若其高度增加，就代表上升；若高度減少，便是下降。然而天球上所有天體的運(yùn)動(dòng)都受到由西向東的周日運(yùn)動(dòng)影響，所以與其笨拙的去觀察高度是增加或減少，不如改為觀察天體的方位更容易來(lái)判斷是上升或是下降：

當(dāng)天體的方位在0°～180°之間（北方—東方—南方，亦即子午線之東）是上升。

當(dāng)天體的方位在180°～360°之間（南方—西方—北方，亦即子午線之西）是下降。

但在下面的特殊位置則例外：

在北極點(diǎn)，因?yàn)?/strong>天頂就是北天極，所有的方向都是南方，所以無(wú)法定出方位，但這并不造成問(wèn)題，因?yàn)樗刑祗w的高度無(wú)論任何時(shí)間都不會(huì)改變，即既不升高也不降低，只繞北極星以逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。

在南極點(diǎn)，地面上所有方向都是北方，也會(huì)有與北極相同情況，只是所有星星皆繞天頂?shù)哪咸鞓O以順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。

在赤道，位于極點(diǎn)的天體會(huì)固定不動(dòng)的永遠(yuǎn)停留在地平線上的那一個(gè)點(diǎn)。（但實(shí)際上由于天極很接近地平線，在該處天體未必能直接看到）

需要注意的是：前面所考慮的祇是理論上的幾何地平，即不考慮地球大氣層對(duì)天體位置的影響，讓觀測(cè)者的地平線完全以理想的海平面構(gòu)成。因?yàn)榈厍蛴谢《?，?shí)際上看見(jiàn)的視地平面會(huì)隨著觀測(cè)者的高度增加而降低（出現(xiàn)負(fù)值）。另一方面大氣層也會(huì)將地平線下半度的天體折射到地平線上。

所以，他們忽略了“赤道坐標(biāo)系”整個(gè)天地與“地平坐標(biāo)系”半個(gè)天地之間的區(qū)別，認(rèn)為：

“古人的觀念中，中國(guó)是位于亞洲大陸東部，太平洋西岸，是一個(gè)左大海，右高原的‘海中地’國(guó)家，古代文化中心在黃河流域，這一中心的北部是遼闊的草原和森林，西部是崇山峻嶺和萬(wàn)里沙漠，路途艱險(xiǎn)，交通不便；東南雖有漫長(zhǎng)的海岸線，但臨近的各民族國(guó)家的經(jīng)濟(jì)文化都不如中國(guó)發(fā)達(dá)。”

其實(shí)，這種觀念是“地平坐標(biāo)系”的觀念，他們誤以為古人在這種相對(duì)封閉的大陸內(nèi)聚形地理環(huán)境，不僅有效地限制了中國(guó)與其他古文明地域的文化交流，更重要的是局限了中國(guó)古人的地理視野，無(wú)從全面了解世界地理狀況和真正認(rèn)識(shí)地球形體，遂產(chǎn)生了‘中國(guó)居天下之中’、‘四海之內(nèi)’、‘大九州’的世界圖示觀念這些地平大地觀念的概念，因而就使中華民族不可能象“希臘”人那樣大量吸收“埃及”人的幾何、“蘇美爾”人的代數(shù)、“亞述”人的天文科學(xué)等科技成就。

這是一種極大的誤解，不能理解古人所說(shuō)的“天圓地方”，反而以為古人“無(wú)知”。

這種錯(cuò)誤的認(rèn)知導(dǎo)致我國(guó)古代學(xué)者對(duì)氣候成因的探討，也是從地平觀念出發(fā)來(lái)提出問(wèn)題，討論問(wèn)題和解決問(wèn)題的。更導(dǎo)致不能發(fā)現(xiàn)這些西方偽文明從未有過(guò)真正的天文觀測(cè)！

“天球赤道坐標(biāo)系”和“地平坐標(biāo)系”最大的不同，是它使用天球赤道平面（“頭頂”是天球極點(diǎn)，例如北極），而不是觀察者當(dāng)?shù)氐牡仄矫?/strong>（“頭頂”是“天頂”），兩者可以轉(zhuǎn)換，但需要考慮觀察者所在的地理緯度。

赤道坐標(biāo) 和 地平坐標(biāo)，這兩個(gè)都是天文學(xué)上表示恒星位置的方法。

地平坐標(biāo)是以“地平線”為基準(zhǔn)，用地平經(jīng)圈與地平緯圈表示恒星位置。地平經(jīng)圈交于“天頂”，地平緯圈以地上為正，地下為負(fù)。

赤道坐標(biāo)是以“天球赤道”為基準(zhǔn)，用赤經(jīng)與赤緯表示恒星位置。赤經(jīng)交于南天極和北天極的“天球極點(diǎn)”，赤緯以天球赤道以南為正，天球赤道以北為負(fù)。

地平坐標(biāo)與觀測(cè)者位置有關(guān)。

赤道坐標(biāo)系所界定的“天地”，其空間背景是緣地球表面向太空延伸的整個(gè)天地；而地平坐標(biāo)系僅可“用于地球上某些單個(gè)的特殊點(diǎn)”。

忽略了二者之間的不同，則很容易把中國(guó)古代文化中所講的“天地”的空間背景局限于中華大地。

如由十二支所標(biāo)示的地球十二條經(jīng)線，不是以中州為中心，將中華大地的版圖等分十二，也不是將中華大地四等分。而是對(duì)整個(gè)地球以“極”為中心等分十二，與之直接對(duì)應(yīng)的子-北；午--南；卯--東；酉-西，是整圈赤道的四等分。

這是我們?cè)陂喿x古籍時(shí)應(yīng)該充分理解注意的。

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“赤道坐標(biāo)系”與“地平坐標(biāo)系”