试验三天文年历星表星图和星图软件的使用.docx
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试验三天文年历星表星图和星图软件的使用
实验一天文年历、星表、星图和星图软件的使用
一、实验目的
了解天文年历、星表、星图及星图软件的内容，并学会使用
二、简介
1.天文年历
天文年历是天文学家运用天体力学理论推算的天文历书，其中列有每年天体（太阳、月球、大行星和亮的恒星等）的视位置；这一年特殊天象（日食、月食、彗星、流星雨和月掩星等）发生的日期、时刻以及亮变星的变化情况等。
中国紫金山天文台每年编辑出版一本《天文年历》，天文爱好者杂志社每年编辑出版《天文普及年历》。
2.星表
星表记载着恒星的各类基本数据，如位置、星等、色指数、光谱型等。
按照天体的类型，可将星表分为变星星表、星云星表、星团星表、星系星表、射电源星表和X射线源星表等，在本书附录五中给出了常用的星表和天文数据库。
目视星表中最重要的有：
（1）《波恩巡天星表》（TheBonnerDurchmusterung），简称BD
它是最早的巡天星表。
包含有亮于9.5m的恒星325037颗，它的坐标历元是1885年。
（2）HD星表（HenryDraperCatalogue）
它给出88883颗恒星的2000年历元位置、星等、自行、光谱型等数据，是最传统的星表之一。
（3）《亮星星表》，（CatalogueofBrightStars,简称BSC）
它给出全天9110颗亮于6.5m亮星的位置（历元2000）、星等、B-V、光谱型、自行、视向速度、视差等，对双星给出了两星的角距离等参数。
（4）SAO星表（SmithsonianAstrophysicalObservatory，1966）
SAO星表是天文观测最常用的星表，它给出了258997颗星等亮于11m的恒星，有编号、自行值、光谱型、V星等，表内列有与HD星表和BD（DM）星表的交叉证认序号。
（5）美国海军天文台全天星表（TheWhole-SkyUSNO-B1.0Catalog）
它提供了全天1045913669个天体的位置（历元2000）、自行、BRI星等（极限星等为21m）。
底片和数据来自过去50年来积累的7435张施密特巡天底片。
（6）《博斯星表》
它是天体测量常用的星表，其中包含33342颗亮于7m的恒星赤径、赤纬（历元1950.0）和自行的数据。
1985年再版改正了一些错误数据。
（7）《目视双星星表》
收集了由依巴谷卫星最新观测的41255颗目视双星，并给出2000年历元的赤经、赤纬、星等、角距、方位角和HD星表号等参数
（8）《星云星团总星表》（简称NGC）
它包括NGC星表，索引（IC）星表和第二版的索引（IC）星表，给出了13226个非恒星天体（星系、星云及星团等）的位置（历元2000）、所在星座、视角直径大小和累集星等。
（9）变星总表（简写GCVS）
它包括28484颗经过交叉证认的变星，包括变星、新星、超新星，给出了历元分别为2000年和1950年的赤经、赤纬、变星类型、光变最大和最小时的星等、光变周期、光谱型等参数。
3.星图
将天体在天球上的视位置投影在平面上所绘成的图就是星图。
实用星图可以帮助我们认星、找星、熟悉天体的星等和颜色。
星图大致可分为：
（1）全天星图
全天星图的星位准确，星数很多。
全天星图按照一定的历元，标出每颗星在天球上的视位置（用赤纬和赤径表示）和星等（用大小不同的黑点表示），并用不同符号来表示双星、变星等。
星图把天区按照赤经分成24个经区，每隔10°绘一个纬圈。
一般包括有极区附近的天图及包括不同赤径、赤纬的分图。
（2）星图软件：
在现代天文观测中，由于计算机的广泛使用，借助于星图软件，可使天文观测变得既方便又准确，。
如EZC软件可以展示不同地区、不同时间的星空图像、月像、大行星视运动的轨迹、以及各种天体如大行星、星系、星云等的图像，还可以提供主要亮星的坐标、星等、方位、地平高度等参数，以及地方时间的换算。
目前常用的有Skymap和EZC等星图软件，也可从网上下载其他的相关天文软件。
（3）活动星图
一般由两部分组成。
“固定部分”上绘有星图，图中心为北天极。
图上标有黄道和天赤道两个圆圈，天赤道上标有赤经的数值，每颗星的赤经赤纬都可在星图上读出。
星图的四周标明日期，即太阳在黄道上视运行到相应位置的日期。
另一部分是活动星图的活动部分。
图的中心表示北天极，图上椭圆切口表示当地纬度的地平圈，即可见范围。
图的周围标明一天中的24小时，将两张图的中心对准，就是一张活动星图。
若想观测某日星空，可转动活动盘，将当日的日期对准固定盘对应的时刻，椭圆切口内出现的星空，即为观测时刻的星空。
三、实验指导
1．在教师的指导下，熟悉星图、星表及天文年历的内容、及使用方法。
2．通过天文观测实习活动，逐步熟练地掌握各类星图、星表和天文年历的使用方法。
3．回答如下问题：
（1）当夜的星空中主要有哪些星座，有哪些主要变星、双星、星云和星团等；
（2）说出观测当夜所见大行星的名称，出现的视位置及时间；
（3）观测当夜的月相如何？
附1星图软件（EZC）的使用说明
启动软件后，屏幕显示：
日期时间和地区儒略日世界时和恒星时视场大小视场中央的赤经赤纬
Date：
02-16-1990Julianday:
2447939.38380Fieldwidth:
180
Time:
15:
12:
40UniversalTime:
21:
12:
40RA00:
31:
40
Zone:
-6（cst）LocaLSiderealTime:
00:
31:
51DEC+32°47′00
城市地理纬度和地理经度Cons：
ON星座开关Tags：
OFF标识符
City：
DALLAS，TEXASNGCs：
ON星系开关Lbls：
ON字符
Latitude：
+32°47′00Plns：
ON行星开关DeDOStime不执行DOS系统
Longitude：
96°48′00
如果要改变此状态，按以下键可执行命令（Commmands）：
D：
ChangeLocaldate改变日期
T：
ChangeLocaltime改变地方时间
Z：
Changtimezone改变时区
L：
ChangeyourLocation改变地点
O：
ChangeConfigoptions改变操作的形式
C：
Load/Saveconfiguration输入/存储形式
H：
Displayhelp显示帮助信息
Q：
ExittoDOS退出DOS系统
P：
Plotthesky星空演示
星空演示的主要内容：
1．F：
寻找天体2.R：
重绘天体图
3．O：
概观4.Z：
放大视场范围
5．M：
极限星等范围6.C：
星座连线开关（on/off）
7．N：
星系开关（on/off）8.P：
行星开关（on/off）
9．T：
星座名开关（on/off）10.L：
字符开关（on/off）
11．V：
观察天体图像12.A：
行星的轨道运动
13．H：
帮助14.D：
打印
15．S：
屏幕状态
附2SkyMap使用说明
一、功能简介
1.SkyMap软件的主要功能有能够显示公元前4000—8000年之间地球上任意位置所能见到的星空。
观察范围可以大到整个星空，或小到一个极小的区域。
2.可以对想要观察的天区放大和缩小，通过键盘或鼠标还可以旋转星空。
3.能显示超过1500万颗恒星，以及超过20万个延伸天体：
星团、星云、星系等。
4.显示太阳、月球、大行星的位置，位置精确到小于1″。
5.显示88个星座的名称和星座形状连线。
6.显示所有已知的小行星和彗星（包括多于11000颗小行星和彗星的数据库）。
7.显示地平坐标系、赤道坐标系、黄道坐标系、银道坐标系等多种不同的坐标系栅格和刻度线。
8.可以在星图上增加你自己的注释，包括文字标签、线条、箭头、用于观看的圆形视场及相机和CCD的矩形视场。
9.通过windows打印机可以打印星图
10.SkyMap能预测从公元前2000年到公元3000年间月食和日食的发生。
对于日食，程序还能够在高精度世界地图上显示日食扫过的地区，星图可以卷动、放大缩小、打印等。
图sh3.1SkyMap主界面（上方是菜单和工具栏，中间是星空图，星空图的两侧还有左右两组工具箱。
）
二、SkyMap使用简介
1.菜单
File：
文件菜单。
主要有文件的打开、关闭、保存、打印等。
其中有两项值得注意：
一是SaveDefaults（保存为默认值），另一个是Preference（设定）。
View：
查看菜单。
其中Toolbars可以设定是否显示各工具组栏和工具箱。
Colours用于设定主介面的显示色彩（如果看惯平常用的印刷黑白星图，你可以将原来的Normal改为BlackonWhite）。
Cleanupmap则用于清除你在星图上标注的文字和线段。
Insert：
插入菜单。
作为观测的辅助工具，你可以在星图中插入望远镜的圆形视场范围、相机或CCD拍摄的矩形范围等。
功能完全可以由工具栏中的
代替。
Search：
搜索菜单。
你可以按行星、恒星、彗星、深空天体等分类进行搜索和查找。
Planning：
计划菜单。
用于观测计划的制定。
Tools：
工具菜单。
在这里你可以查到每天发生的事件（DailyEvents），包含太阳和行星的出没；白天和黑夜交替的时间（DayandNight）；月相（Phasesofthemoon）；日食（solareclipses）和月蚀（lunareclipses）等。
Telescope：
望远镜菜单，如果你的望远镜有相应的接口和电脑的串口（COM1）连接，你可以通过该菜单进行设置和连接，并实现用Skymap控制望远镜。
2.工具栏
最常用的操作都被安排在工具栏和左右工具箱中。
首先我们看工具栏：
部分常用工具功能如下：
放大/缩小/缩放时是否锁定星图设置
文字标注/直线和箭头标注
顺时针转动星图/逆时针转动星图
设定星图刷新的时间间隔，这里是默认值每1小时
提高极限星等/降低极限星等
向后回溯一个时间单位/向前一个时间单位/真实时间更新开关
望远镜视场标注
3.左右工具箱
图sh3.2演示星空的工具箱图示
4.时间工具板详解
选择显示菜单工具条选项中的TimePalette，按从左到右，从上到下的顺序，上面的六个按钮Y、M、D、H、M、S分别表示以年、月、日、时、分、秒为单位改变观测时间，按钮D＋的作用是以恒星日为单位改变时间；上箭头与下箭头按钮分别表示增加或减少一个时间单位，比如你已经选择了按钮H，即每次改变一小时的时间，这时你若选择向上箭头按钮，则时间单位改变成了两个小时，向下箭头按钮的作用相反；表盘按钮的作用是打开观测时间对话框，这个对话窗口用于输入你实际观测的时间参数，也可以使用当前的时间，或者使用夏令时；最后的两个按钮左箭头与右箭头分别是向前或向后改变单位时间。
使用这些铵钮，可以回溯到公元前4000年或者预览到公元8000年时的天象！
5.个性化设置
为了使SkyMap更加个性化，我们可以通过文件菜单中参数选择项（Preferences）中的全局设置（general）设置一些系统参数。
在Display面板中可以设置SkyMap启动时的默认星图类型以及实时模式中两种星图的自动刷新间隔时间；File面板中设置默认的天体图片浏览程序及天体图片存放目录；StatusBar面板中设置状态条上显示的倍息，可以在状态条中显示高度／方位角（Altitude／Azimu）、赤经／赤纬（RA／Dec）、两次鼠标单击事件的角距离（Anglarseparation）、星等限制（Limitingmagnitude）、时间与日期（T1meanddate）、机器时钟（LMTclock）、协调世界时（UTCclock）、当地标准时（LSTclock）；GSC面板是为SkyMap配套的《哈勃恒星指南双CD》准备的，没有的话，可以不选择，以免影响性能。
另外在选项莱单（Options）中也有一些局部环境的设置，用于设置星图中各种天体的显示特性，这里就不再多说了，一试便知，其中涉及的许多专用名词不在本文讨论范围，请在专业资料中查找。
星表在使用中，将鼠标移动到星图中的任何区域，单击右键会出现一个菜单。
选择Center，可以改变星表的显示中心。
想得到指定天体的详细数据，可使用查找菜单（Search），（在对应的天体类型中输入名称，便可到屏幕的正中心）。
然后在选定对象上单击右键，选择About即可。
如果你指定的天体在图片目录中有名称符合的图像文件，在右键菜单中就会出现Pictureof选择，便可以使用图片浏览程序观看美丽的天体照片；如果指定的天体是一颗行星或彗星，右键菜单中还会出现Lockonto和Trackof选项，分别用于在实时模式中锁定和显示对象运行轨迹。
还能从状态条中得到很多有用的信息，如鼠标位置的高度、方位、赤经、赤纬、日期等，最有用的是可以显示两次单击选定的两个天体之间的角距离。
6.搜索功能
SkyMap还有一个强大的搜索功能。
在【Search】菜单中有下列选项：
【Planet…】、【Constellation…】、【Star】、【DeepSkyCatalogNumber…】、【DeepSkyPopularName…】、【Comet…】和【Asteroid…】。
分别为寻找行星、星座、恒星、深空天体（按星表名）、深空天体（按俗称）、彗星和小行星。
这些菜单的对话框都有一个特点，那就是都有两个按钮：
【Goto】和【Info…】。
前者可以把星图指向你要找的天体、后者则能提供相关天体的信息。
【Planet…】、【Comet…】、【Asteroid…】菜单的使用方法基本相同。
在左边的列表中选择你要找的天体名称，然后在右边按【Goto】或【Info…】按钮即可。
【Star】、【DeepSkyCatalogNumber…】的使用则有些不同，在它们中还有子菜单。
以【DeepSkyCatalogNumber…】为例，我想这也许是大家最关心的了。
它搜索的内容支持NGC星表和梅西耶星表及其他星表的深空天体。
以寻找天蝎座的M7疏散星团为例，选择【DeepSkyCatalogNumber…】这一项，在对话框中输入M7，再按一下【Goto】按钮就可以找到它了。
gsc模拟星空程序说明
一.前言
利用SAO,GSC,USNOSA,NGC....星表,给出天体图像及天体坐标.
本程序可供专业天文工作者,天文爱好者使用.
十年前,本人在LINUX,DOS为操作系统的机器上写了该程序,仅为专业天文工作者使用.如今,到了WINDOW时代,深感不得不让Microsoft牵着鼻子走.恰遇空隙,50岁了,学习VC编程,这是我在Window下的第一个作品,运行过程中,相信问题不少.本程序用VC6.0,在Window98_2上调试完成.显示器设成>1024x768.
本程序较它的前身,界面改进,友好许多,主要增加了天文爱好者所需的东西.
本程序收罗了七千余万个天体的坐标及相关信息（例:
星等,颜色,光谱型...）,平均位置精度在0.5角秒以内,亮星更高,考虑了自行.
输入不同的视场大小,自动选用不同的星表.
0.1~~4度,适合专业天文工作者使用,给出暗至16.2等星.（全集）
4.~~24度,适合天文爱好者使用,给出暗至7等星,天球网格,黄道,银道,星座.
星图可以生成BMP文件,保存后打印.
在下部的状态行上显示区时,地方恒星时及天图中心位置的时角,地平坐标.
二.安装运行
用光盘,能自启.
没有写安装界面.直接运行"GSC.EXE"即可.
点击"坐标",再点击"输入",进入对话框....（可以缺省不作输入,自取现行值）
点击"OK",即显示星图.
如果你不想在光盘上运行,那么:
直接把光盘内容拷贝到某硬盘的目录下,目录结构与光盘一致,不能多一级目录,少一级目录,否则程序不能运转.拷贝到c:
d:
e:
f:
g:
下均可.程序会自动查找.两个命令文件gsc.exe,gschelp.exe可以拷贝在你的命令路径之下.如果你不想安装大的星表,总共12兆左右;
可以不拷贝USNO或GSC目录,或部分拷贝你所感兴趣的天区,文件名上容易区分,例:
n0730.bin包括赤纬7度半到15度之间的GSC星表程序照常运行.
三.星表
1.SAO（SmithsonianAstrophysicalObservatoryStarCatalog2000）星等暗至11等.实测天体物理工作者最常用的星表.（258,997颗）,有编号,自行值,光谱型.列出的是V星等.
光谱型有一类标为+++,代表复合光谱型.
和该星表处在相同范围星等的星表,还有著名的HD,BD星表.本程序给出了星表交叉证认.
星表上暗星的星等值不全,本程序给定11.0等.亮星附有星座名及希腊字母,数字编号.（3114个）
2.NGC（NewGeneralCatalogueofNebulaeandClustersofStars2000）
包括非恒星天体:
星系,星团,星云,...（13,226个）
有两类编号:
NGC,IC.本程序显示时,简写为N,I
NGC1~7840;IC1~5386;编号无空缺.
座标很粗糙,（有视面天体,无法给精确）,赤经精确到0.1时分;赤纬精确到角分.
分类:
GX星系
OC疏散星团
GB球状星团
NB亮星云
PL行星状星云
C+N星团+星云
AST星群
KTKnotornebulousregioninanexternalgalaxy
M?
?
?
梅西叶天体编号（1~110）共101个,其中9个不存在
3.GSC（GuidingStarCatalog）
天空望远镜用于姿态定位的星表.
扫描POSS,UKST底片所得,位置参考系取自SAO星表.
北天主要是V星等,（有部分R星等）,南天主要是B星等.赤道附近给出双星等.给出星等位置误差,V星等范围在（7.0~14.5）,给出恒星（S）,星系（G）分类,是专业天文工作者用于导星的星表.在星等暗于14.0左右,星表不再是全集.
该星表由于是计算机处理自动生成,有可能将底片缺陷,亮星溅射等等,测成天体.尤其是测成星系（位置精度一般较差）;
底片上亮星饱和,位置测不准,因此当显示多个星表时,应以SAO的位置为准;
由于是底片扫描,测量结果有重复,也难免有遗漏（包括底片损坏）,例:
在M36天体下方,就缺了一块;特此说明.
经过颜色,相同天体合并,共选出18,773,265个天体.
4.USNOSA2.0（U.S.NavalObservatoryFlagstaffStation2000）
扫描POSS,UKST底片...所得,位置参考系取自PPM星表.
数据光盘十一张.由于数据海量（星数目达5亿多）,不得不筛选其中部分亮星作为本程序所用,将数据进行了最大程度的压缩,由于我们处在北半球观测,因此将该星表截止到南天赤纬-22:
30,星等范围在（10.0~~16.2）,给出双色星等.R和B颜色.
星等主要分布在14等以后,恰是GSC星表的补充.经过统计,可以认为,星表是个全集,（即:
凡是R星等在16.2等以内的星星,全部收集进来了）,共收集56,128,768颗星.
四.坐标及历元,特定天体名作为图像中心.
撇开历元谈坐标是无意义的.
对话框中的赤经,赤纬,坐标历元,是指用户拟定的图像中心.
输出历元是指,显示图像上的天体的历元.
例:
输入赤经2:
00（时分秒为单位）（也可简写为2）
赤纬3:
00（度分秒为单位）
历元2000（年为单位）输出历元2002.2（指实际观测日期）
图像上方显示中心坐标为02:
00:
06.84+03:
00:
38.2（2002.2）
天体没有位置变化（撇开自行而谈,自行是小量）,参考系经过2年多有了变化.而且很大,赤纬方向达38角秒.换句话说,2小时3度2000年历元的天体,转化为2002.2历元的新的赤经赤纬为02:
00:
06.84+03:
00:
38.2,鼠标左键点星后显示的坐标,均以该参考系2002.2历元给出.
由于两天极为坐标奇点,没有经度.因此,当用户输入+90,（或-90）,程序自动取值为89:
59:
59.6,相差0.4角秒.特此说明.
非法坐标,程序拒绝接收.
输入特定天体名作为图像中心:
合法的天体名有:
SAO输入:
S?
?
?
例s54471S123
NGC输入:
N?
?
?
或I?
?
?
例n224
梅西叶编号输入:
M?
?
?
例m31
亮星星名输入:
星座名英文字母例AndBet（代表:
仙女座β）
例PegPi2（飞马π2）
例Peg38（飞马38）
（见最后附表:
星座名,希腊字母表）
英文字母不分大小写,字母与数字之间,有无空格均可.
非法天体名,程序拒绝接收.
关于自行:
亮星的自行比暗星大得多,本程序的SAO星表给出了精确的自行值.达千分之一角秒.可以图示,也可以根据通过选一个参考点（可选天图中心）,给出数字值.
所以,不同的历元,星星的相对位置是有微小变化的.
例:
a.选AndBet为特定天体名,输入输出历元均为2000.0,显示图像.
b.点击该星,作为下幅图的中心,（等于选了天图中心为参考点）.
c.点击上方汉字"坐标","新中心",输出历元为2100年,显示图像.
我们可以看到,暗星相对中心的位置未变,而仙女座β偏离了中心.
点击该星,得到坐标值,与显示在图像上方的中心坐标值相减,便是该星一百年的自行量.
五.视场,星等
输入视场范围0.1~~24度,小于0.1度,程序取0.1度;大于24度,自取24度.
输入不同的视场大小,自动选用不同的星表.（原因是太多的星,反而看不清）
0.1~~0.5度SAO,NGC,GSC,USNO
>0.5~~1.5度SAO,NGC,GSC
>1.5~~4.0度SAO,NGC（全部）
>4.0~~24.度亮于7.0等的SAO,亮于12.0等的NGC;天球网格,黄道,银道,星座大于8度,NGC的极限星等为11等;大于16度,极限星等为10等.
在星图右下方,有一图标"放大镜",鼠标左键点击,视场放大;右键则缩小.
还有移动箭头,鼠标左键点击,则可将天图中心,顺着赤经赤纬方向移动.
输入星等范围5.5~~16.2等,超出范围,同样是,程序自取边界值.
六.星图
星图中显示的黄线为黄道,绿线为银道.GSC星表所
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