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怎樣知道日、月、行星的位置 ?

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發表於 2010-7-23 00:40:57 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本帖最後由 mca 於 2010-7-23 13:51 編輯

Q:   (一名學生來的電郵)  我想知道太陽、月亮 以及五大行星在汕頭的軌跡是怎麼樣的? 在平面上是怎麼樣表現出來呢? 希望你們給予幫助,謝謝!  

A:    對觀測者而言,太陽、月亮 以及五大行星的即時位置常以 高度 θ 及 方位角 φ  表示,見圖一和圖二的說明,特別是 方位角,它的取向因人而異,在查閱時務必弄清楚。


                 

        


互聯網有不少天文軟件顯示你要求的資料,免費的有 Your Sky、StarCalc、Stellarium 等,收費的有 TheSky、Starry Night …..,不過它們都以英語為主,每個軟件的操作不同,亦未必適合每個人的喜愛,你要選定其中之一作為己用,最好略懂英文,否則你要選有中文簡體字版的軟件,由於翻譯和編碼不完善,中文版可能在操作上稍為不便。筆者習慣用 The Sky,取其功能強大和操作可靠的優點。

以下用 Your Sky 為例作簡介,它是易用的公開軟件,適合 Windows 作業系統,不過無中文版:

先到網頁 http://www.fourmilab.ch/yoursky/,首頁是慨要,網頁編碼採用西歐語系 (ISO),點擊 Make Sky Map,依圖三的舉例輸入日期 / 時間 (要用世界時 UT 填寫,UT = 汕頭時間減 8 小時,例如 世界時 2010-07-22 12:00:00 相當於汕頭 2010 年 7 月 22 日晚上 8 點正),汕頭的經緯度暫定為 Latitude = 23.3 度 North,Longitude = 116.6 度 East 。

        


點擊 Update,即見行星的位置表 (圖四) 及相應的星圖 (圖五),星圖的圓邊代表地平線,內裡有可見的星座 (英文名) + 黃道 (紅弧線) 附近的行星,每個行星 (及日月) 都以符號代替,例如黄色的土星和紅色的火星相當貼近,它們已過中天 (N S 子午線);金星在火星的西面但高度較低;綠色的水星在獅子座 Leo 很近地平線,看來快要西沉了;月球在東南方向未到滿月,也未過中天。

如果你不習慣星圖頂是北 (N) 而想星圖頂向南 (S),在 Display Options 欄內選 Invert North and South 便成。要大星圖可改 Image Size 為 800 或 1000 pixels (像素),要查看 現在 (即是 Windows 設定時間) 的行星位置及星圖,在 Date and Time 欄內選 Now 即可,別忘記輸入後按 Update 更新,其他軟件功能在 Help 處有詳細說明,在此不再另述。

        

        


------------
註:  Your Sky 是綱上操作軟體,若要離線執行 Your Sky 的功能,請下載同設計者的姊妹軟體 Home Planet "Lite" Edition 或 "Full" Edition,下載網址  http://www.fourmilab.ch/homeplanet/,Home Planet 的功能較 Your Sky 更多,包括模擬動畫、各類天體的資料等。本文亦以簡體字檔案儲存在  http://alanchuhk.com/PlanetPosition_SC.doc

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發表於 2010-7-24 14:06:58 | 顯示全部樓層
Alan,請問有沒有方法可以計算出行天體的位置?
 樓主| 發表於 2010-7-24 22:22:37 | 顯示全部樓層
本帖最後由 mca 於 2010-7-24 22:24 編輯

(回應 #2)

所有星空位置軟件都是利用電腦把天體的赤道座標 (赤經 RA / 赤緯 Dec) 轉換到平面座標 (高度 Altitude / 方位角 Azimuth) 而成的,因為太陽系外天體的 RA / Dec 位置不會大變,大變的是 Alt / Az,用球面三角學的基本公式 把 RA / Dec 轉換為即時的 Alt / Az 便成了。當然,想精密些還要加入微量的修正,包括 歲差 (precession of equinox)、天體自行 (proper motions)、大氣折射 (atmospheric refraction)、地球自轉的不規則性 (ΔT)、章動 (nutation)、視差(parallax)、光行差 (aberration of light) 等。太陽系的大小行星比恆星近,所以先要把行星軌道元素 (orbital elements) 變成 RA / Dec 後才轉為 Alt / Az。

以前我在討論區 (或 Yahoo HKAS eGroup?) 寫過一篇 RA / Dec 轉換 Alt / Az 的文章 (http://www.alanchuhk.com/RADec_AltAz_conversion.doc),你可作為參考,不過現在天文軟件大行其道,不須像我的一代要人手計算,八十年代 PC 流行後,計算交由 BASIC 語言編寫的程式執行,少了人為錯誤,現在 BASIC 語言也不用了,按幾個鍵盤掣即知結果,但對於天文系的學生,座標轉換的數學還是要明白的,詳見那篇文章。
發表於 2010-7-24 23:09:14 | 顯示全部樓層
Thanks Alan
發表於 2010-7-25 02:21:18 | 顯示全部樓層
3# mca


以前用部入得試場嘅計算機推星曆表,一個位置要花半小時。慘
 樓主| 發表於 2010-7-25 19:54:10 | 顯示全部樓層
有部計算機巳不差了,想起查對數表的日子,夠你受的 !  初時用 4 位對數表,後來 5 位對數表 (1/4" 厚),後來又 7 位對數表 (成 吋厚的書),加埋一本查八位平方根的書,你估做一次 普通的算題要幾耐 ? (例如計 牛頓 - 開普勒行星定律)   如果中途睇漏左一個數位重斃 ......
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