在充斥着GPS和Google Maps的智能手機時代，對于描述地球球面位置的地理坐标系統你可能已經耳熟能詳。該系統基于緯度——距地球赤道以南或北的距離，以及經度（經線）——距本初子午線以東或西部的距離來描述的，而該子午線是一條想象出來從北向南穿過英格蘭格林威治的線。距離以度——緯度方向為90度，經度方向為180度——以及分鐘，秒和幾分之一秒來衡量。（有關該系統如何運轉的更多信息，請參閱美國地質調查局（U.S. Geological Survey）和IBM知識中心（ IBM Knowledge Center）的這些頁面。）

地球上的GPS

該系統可以為你提供從帝國大廈（根據Google Maps為40°44'55.4“ N 73°59'08.5” W ）到沙漠中U2的1987年專輯“約書亞樹”的封面照片的拍攝點（根據博客“Desert Road Trippin”的說法，位于北緯36°19'51.00”，西經117°44'42.88”）的所有地點的坐标

好吧，這些你是知道的。但是，還有些是你可能不知道的，除非你是天文學家。通過使用地理坐标的基本延伸，來創建一個圍繞地球的假想球，這套系統還可以描述一個天體在夜空中的位置。

天球的坐标

美國天文學會新聞官裡克·菲恩伯格（Rick Fienberg）解釋說：“我們的目的是能夠在天空中确定唯一的位置，就像地球上的經度和緯度一樣。” “如果你告訴别人在科羅拉多州利特爾頓，北緯39°36'47.9484''，西經105°0'59.9292''W與你會面，他們不僅會知道你在哪個城鎮，而且還會知道你在哪個街角等待……僅知道你所在的城鎮對别人不是很足夠——如果你希望被他找到，則需要更加精确的位置。”

同樣，他解釋說，如果天文學家發現超新星或小行星并希望其他人一起觀察，那麼提供天體的坐标則是确保每個人看的都是同一個地方的有效方法。

這是一個自古以來就存在的系統。“天球坐标的概念的确把天空假設成圍繞地球的一個球體。這是一個可以追溯到早期的信念，即地球是萬物的中心，” 克裡斯托弗·帕爾瑪（Christopher Palma）擔任該課程的教學教授和副主任。賓夕法尼亞州立大學天文與物理系的本科課程在一封電子郵件中說。“即使我們現在知道這不是真的，但把天空看成是圍繞我們的一個球體仍然是正确的，因此我們可以使用天球坐标來識别天空中的任何位置。”

赤緯與赤經

也就是說，天球坐标系有一些差異。其中不是使用緯度，而是用例如一種叫做赤緯的概念來描述由北或南到天球赤道的距離；而同時沒有使用經度，而使用赤經描述了東西方向的距離。

“像任何坐标系一樣，它需要零點/校準，” 帕爾瑪（Palma）解釋說。“對于天球坐标，我們把地球赤道投射到天空中，就像用緯度測量地球赤道以北或以南的度數一樣，我們用赤緯測量天球赤道以北或以南的角度。例如，角宿一（Spica），今晚在美國大部分地區它都将在天空的南部，非常突出，其赤緯為-11度10分，因此它實際上位于天赤道以南。”

帕爾瑪說：“對于地球上的經度，我們指定英格蘭的格林威治作為本初子午線，” 帕爾瑪說， “赤經系統的本初子午線被稱為‘春分點’（注：直譯為“白羊座的起始點”），它的定義是太陽沿黃道從南向北移動時在天空中的軌迹” ——即一條假想的、表示太陽路徑的線—“并穿過天球赤道。當太陽在那個位置時，它恰巧是地球上的春分點。赤經自那裡向東增加。因此，所以，在春分那天，如果一顆星星正好在太陽的對半位置時，那麼它的赤經就是180度”

“但是由于天空旋轉，我們不經常使用度數來測量它，”帕爾馬繼續說道，“相反，我們以小時為單位表示角度。因此，180度等于赤緯12時。上面提到的那顆星角宿一（Spica）在RA（注：right ascension，赤經）下為13時25分鐘。這可以由此解釋：天空上的點是[13h25m*(180度/12小時)]= 201.25度，從春分太陽位置向東。”

水手的天球導航

正如Fienberg解釋的那樣，天文學家并不是唯一使用天球坐标的人。他說：“任何根據星星來導航的人也都會使用它們，”他說道， “即使所有現代艦船上都裝有GPS系統，以應對GPS失靈的情況，水手和其他水手也需要學習天體導航法。如果你可以看到北極星，你将知道向北的哪個方向，并由此知道南、東、西的方向。你還将知道自己的緯度，因為北極星在地平線上方的高度等于你的緯度。如果你有精準的時鐘，也可以通過查詢當前時刻正南方恒星的表格，來确認自己的經度。”

作者: howstuffworks

FY: 菲奧娜

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