天文測量方法

A. 測量天體的距離的方法有哪幾種

一般是用三角法，比如說地球在春分點和秋分點時分別觀測一顆恆星對地球的角度，然後以公轉軌道半徑為基線，算出它距地球的距離

對於較近的天體（500光年以內）採用三角法測距。
500－－10萬光年的天體採用光度法確定距離。
10萬光年以外天文學家找到了造父變星作為標准，可達5億光年的范圍。
更遠的距離是用觀測到的紅移量，依據哈勃定理推算出來的。
參考資料：吳國盛 《科學的歷程》

同的天體距離要有不同的方法，摘抄如下：

天體測量方法

2.2.2光譜在天文研究中的應用

人類一直想了解天體的物理、化學性狀。這種願望只有在光譜分析應用於天文後才成為可能並由此而導致了天體物理學的誕生和發展。通過光譜分析可以：(1)確定天體的化學組成；(2)確定恆星的溫度；(3)確定恆星的壓力；(4)測定恆星的磁場；(5)確定天體的視向速度和自轉等等。

2.3天體距離的測定
人們總希望知道天體離我們有多遠，天體距離的測量也一直是天文學家們的任務。不同遠近的天體可以采不同的測量方法。隨著科學技術的發展，測定天體距離的手段也越來越先進。由於天空的廣袤無垠，所使用測量距離單位也特別。天文距離單位通常有天文單位(AU)、光年(ly)和秒差距(pc)三種。

2.3.1月球與地球的距離

月球是距離我們最近的天體，天文學家們想了很多的辦法測量它的遠近，但都沒有得到滿意的結果。科學的測量直到18世紀（1715年至1753年）才由法國天文學家拉卡伊(N.L.Lacaille)和他的學生拉朗德(Larand)用三角視差法得以實現。他們的結果是月球與地球之間的平均距離大約為地球半徑的60倍，這與現代測定的數值（384401千米）很接近。

雷達技術誕生後，人們又用雷達測定月球距離。激光技術問世後，人們利用激光的方向性好，光束集中，單色性強等特點來測量月球的距離。測量精度可以達到厘米量級。

2.3.2太陽和行星的距離

地球繞太陽公轉的軌道是橢圓，地球到太陽的距離是隨時間不斷變化的。通常所說的日地距離，是指地球軌道的半長軸，即為日地平均距離。天文學中把這個距離叫做一個「天文單位」(1AU)。1976年國際天文學聯合會把一個天文單位的數值定為1.49597870×1011米，近似1.496億千米。

太陽是一個熾熱的氣體球，測定太陽的距離不能像測定月球距離那樣直接用三角視差法。早期測定太陽的距離是藉助於離地球較近的火星或小行星。先用三角視差法測定火星或小行星的距離，再根據開普勒第三定律求太陽距離。1673年法國天文學家卡西尼(Dominique Cassini)首次利用火星大沖的機會測出了太陽的距離。

許多行星的距離也是由開普勒第三定律求得的，若以1AU為日地距離，「恆星年」為單位作為地球公轉周期，便有：T2＝a3。若一個行星的公轉周期被測出,就可以算出行星到太陽的距離。如水星的公轉周期為0.241恆星年，則水星到太陽的距離為0.387天文單位(AU)。

2.2.3恆星的距離

由於恆星距離我們非常遙遠，它們的距離測定非常困難。對不同遠近的恆星，要用不同的方法測定。目前，已有很多種測定恆星距離的方法：

(1)三角視差法

河內天體的距離又稱為視差，恆星對日地平均距離（a）的張角叫做恆星的三角視差(p)，則較近的恆星的距離D可表示為：

sinπ＝a/D

若π很小，π以角秒錶示，且單位取秒差距(pc)，則有：D=1/π

用周年視差法測定恆星距離，有一定的局限性，因為恆星離我們愈遠，π就愈小，實際觀測中很難測定。三角視差是一切天體距離測量的基礎，至今用這種方法測量了約10,000多顆恆星。

天文學上的距離單位除天文單位（AU）、秒差距(pc)外，還有光年(ly)，即光在真空中一年所走過的距離，相當94605億千米。三種距離單位的關系是：

1秒差距(pc)＝206265天文單位(AU)＝3.26光年＝3.09×1013千米

1光年(1y)＝0.307秒差距(pc)＝63240天文單位(Au)＝0.95×1013千米。

(2)分光視差法

對於距離更遙遠的恆星，比如距離超過110pc的恆星，由於周年視差非常小，無法用三角視差法測出。於是，又發展了另外一種比較方便的方法--分光視差法。該方法的核心是根據恆星的譜線強度去確定恆星的光度，知道了光度（絕對星等M），由觀測得到的視星等(m)就可以得到距離。

m - M= -5 + 5logD.

(3)造父周光關系測距法

大質量的恆星，當演化到晚期時，會呈現出不穩定的脈動現象，形成脈動變星。在這些脈動變星中，有一類脈動周期非常規則，中文名叫造父。造父是中國古代的星官名稱。仙王座δ星中有一顆名為造父一，它是一顆亮度會發生變化的「變星」。變星的光變原因很多。造父一屬於脈動變星一類。當它的星體膨脹時就顯得亮些，體積縮小時就顯得暗些。造父一的這種亮度變化很有規律，它的變化周期是5天8小時46分38秒鍾，稱為「光變周期」。在恆星世界裡，凡跟造父一有相同變化的變星，統稱「造父變星」。

作者： haj520520 2005-5-21 18:44 回復此發言

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2 天體測量方法

1912 年美國一位女天文學家勒維特（Leavitt 1868--1921）研究小麥哲倫星系內的造父變星的星等與光變周期時發現：光變周期越長的恆星，其亮度就越大。這就是對後來測定恆星距離很有用的「周光關系」。目前在銀河系內共發現了700多顆造父變星。許多河外星系的距離都是靠這個量天尺測量的。

(4)譜線紅移測距法

20 世紀初，光譜研究發現幾乎所有星系的都有紅移現象。所謂紅移是指觀測到的譜線的波長(l)比相應的實驗室測知的譜線的波長(l0)要長，而在光譜中紅光的波長較長，因而把譜線向波長較長的方向的移動叫做光譜的紅移，z=(l-l0)/ l0。1929年哈勃用2.5米大型望遠鏡觀測到更多的河外星系，又發現星系距我們越遠，其譜線紅移量越大。

譜線紅移的流行解釋是大爆炸宇宙學說。哈勃指出天體紅移與距離有關：Z = H*d /c，這就是著名的哈勃定律，式中Z為紅移量；c為光速；d為距離；H為哈勃常數，其值為50～80千米／(秒·兆秒差距)。根據這個定律，只要測出河外星系譜線的紅移量Z，便可算出星系的距離D。用譜線紅移法可以測定遠達百億光年計的距離。

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B. 天體測量學的研究方法

通過研究天體投影在天球上的坐標，在天球上確定一個基本參考坐標系，來
測定天體的位置和運動，這種參考坐標系，就是星表。在實際應用中，可用於大地測量、地面定位和導航。地球自轉和地殼運動，會使天球上和地球上的坐標系發生變化。為了修正這些變化，建立了時間和極移服務，進而研究天體測量學和地學的相互影響。古代的天體測量手段比較落後，只能憑肉眼觀測，對於天體測量的范圍有限。隨著時代的發展，發現了紅外線、紫外線、X射線和γ射線等波段，天體測量范圍從可見光觀測發展到肉眼不可見的領域，可以觀測到數量更多的、亮度更暗的恆星、星系、射電源和紅外源。隨著各種精密測量儀器的出現，測量的精度也逐漸提高。
在天文學產生後的一段很長時間里，人類只限於用肉眼觀測太陽、月亮、行星和恆星在天空中的位置，研究它們的位置隨時間變化的規律。在對星星測量的基礎上，古代的天文學家注意到恆星在天空的位置相對不動，由此繪制出星圖，劃分星座和編制星表；進而研究太陽、月亮及行星的運動，在測量天體視運動的基礎上編制歷法。17世紀初發明瞭望遠鏡；17世紀下半葉又創立了微積分，發現了萬有引力定律。擁有望遠鏡的巴黎天文台和格林尼治天文台相繼建立起來了。天體測量學的新發現，如光行差現象、地軸的章動現象、恆星視差的測定等等接連為人們所認識，天體測量學的成果通過時間服務和歷書編算（即授時和編歷）等，被運用到大地測量和航海事業等方面。

C. 天文測量的介紹

天文測量（astronomical survey）是通過觀測太陽或其他恆星位置，以確定地面點的天文經度、天文緯度或兩點間天文方位角的測量工作。

D. 天文觀測有幾種方法

天文觀測儀器系統包括望遠鏡、輻射分析器(如照相機、光電光度計、光譜儀)與探測器(如照相底片、光電倍增管、電荷耦合器件(CCD)等)。觀測的方法也就因儀器的系統不同而異。主要有以下幾種：1.目視觀測(觀察其亮度、形態和它所在的天空位置)；2.照相測光和成像觀測；3.光電觀測(如對彗核和彗尾(局部)的亮度進行測光)；4.CCD的成像觀測。自然是採用對彗星進行CCD成像觀測最好，可以用計算機進行實時處理。這里就照像測光中的底片定標和大氣消光改正問題談一談。

由於底片是非線性的，不同乳膠均有不同特性，所以——定要測定底片的特性曲線，通過定標曲線才能把測定的鍍片密度歸化為強度。底片的定標曲線可以通過拍照和測量——批已知星等的標準星，以其視星等值為橫坐標，以所測的密度為縱坐標繪出底片的定標曲線，在觀測彗星時往往沒有足夠多甚至沒有——顆適用的標準星，則可在有。足夠多的已知標準星的其他天區拍第2張底片。也可利用定標燈(包括不同亮度級)或用一均勻光源光照射——階梯減光板預先對所有底片的一角露光。注意拍照彗星的照片要和定標片取白同一張(卷)底片，並放在一起顯影、定影處理。

彗星的細致暗弱結構可通過對扣得的底片作接觸復制技術來增強圖像。在復制曝光時原件和復製件乳膠要壓得非常緊。採用Ⅲa型乳膠，在漫射光照射下作高反差復制可以得到顯著效果。

觀測資料應當做地球大氣的消光改正，最好利用光電光度計同時觀測彗星天區附近的標準星求得大氣主消光系數A。設大氣內測的視星等為m′，大氣外星等為m則有m=m′-kF(z)，式中的F(z)為大氣質量，它與天體的天頂距z有如下關系：

F(z)=secz-0.0018167(secz-1)-0.002875

(secz-1)^2-0.0008083(secz-1)^3

E. 天文學的觀測方法主要包括哪些

天文觀測方法
一，按觀測設備分
1，肉眼觀測
2，光學儀器觀測
3，射電儀器觀測
4，輻射探測器件觀測

二，按觀測地點分
1，地面觀測
2，太空觀測

F. 我想請教天文測量和大地測量的異同（或者是區別）。

天文測量（astronomical survey）是通過觀測太陽或其他恆星位置，以確定地面點的天文經度、天文緯度或兩點間天文方位角的測量工作。其結果可作為大地測量的起算或校核數據，以及在進行地質、地理調查和其他有關工作時作控制之用

大地測量 【注音】dà dì cè liáng
【英文】geodetic surveying
【釋義】確定地面點位、地球形狀大小和地球重力場的精密測量。內容包括三角測量、精密導線測量、水準測量、天文測量、衛星大地測量、重力測量和大地測量計算等。任務是：(1)為地形測圖和大型工程測量提供基本的平面和高程式控制制；(2)為空間科學和國防建設提供精確的點位坐標、距離、方位角和地球重力場數值；(3)為研究地球形狀大小、地殼運動和地震預報等提供資料。
用於解決大地測量學學科問題和在廣大地區內為建立平面和高程式控制制網所進行的精密測量。測量時，通常應顧及地球形狀、大小和重力場因素。它是建立國家和區域大地控制網的基本手段，也是地形測量和其他各種工程測量的基礎工作，並為研究和測定地球形狀和大小、空間目標坐標和方位，以及地殼變形等提供資料。其平面控制網，一般用三角測量、三邊測量、邊角測量、精密導線測量和空間大地測量建立，並配合天文測量和重力測量，通常將觀測結果歸算到地球橢球面上，計算各點的大地坐標，最後通過地圖投影換算為平面直角坐標，作為平面基本控制；高程式控制制網，一般用水準測量建立，以測定各點的正常高，作為高程的基本控制。

G. 什麼是天文經度，天文緯度，如何測量

天文經緯度（long latitude of astronomy）是指以地面某點鉛垂線和地球自轉軸為基準的經緯度。

包含地面某點A的鉛垂線和地球自轉軸的平面稱A點的天文子午面，此子午面與本初子午面間的夾角λ稱A點的天文經度，A點的鉛垂線與地球赤道平面的夾角φ稱A點的天文緯度。[1]

大地經緯度 （geodetic longitude and latitude）是大地經度與大地緯度的合稱。地球表面是不規則面，為了能用數學方法表示，把它設想成一個大小和扁率與地球最為接近的旋轉橢球體，稱為地球橢球體。通過地球橢球體中心，並同其旋轉軸垂直的平面，稱為橢球體赤道面，它與地球表面相交的線，稱為赤道；通過地面A點和地球橢球體旋轉軸的平面，稱A點的大地子午面。A點的大地子午面與起始大地子午面間的夾角L，稱為大地經度。通過A點的地球橢球體的法線與赤道平面的夾角B，稱為大地緯度。