黄道坐标系统

以黄道做为基准平面的天球坐标系统

黄道坐标系统是以黄道做为基准平面的天球坐标系统。黄道是由地球上观察太阳一年中在天球上的视运动所横越的路径，也就是地球绕太阳公转的轨道平面在天球上的投影。在黄道上的纬度称为黄纬，符号为 β，以北方为正值。在黄道上的经度称为黄经，符号为λ，由西向东量度，从0°至360°。像赤道坐标系统中的赤经一样，以春分点做为黄经的起点。这个坐标会因为岁差的影响而使恒星的位置逐渐移动，所以使用时必须说明参考的历元。通常采用的是J2000.0的历元，但是也可以参考当天的瞬时分点。

系统转换

天球坐标系统的转换。下面的公式是参考：

λ 和 β 代表黄经和黄纬

α 和 δ 代表赤经和赤纬

ε = 23.439 281° 是地球自转轴的倾角，也就是黄道与赤道间的夹角。

黄道坐标转换为赤道坐标

赤经 α 和赤纬 δ 可以下面的公式得到：

sin δ = sin ε sin λ cos β + cos ε sin β

cos α cos δ = cos λ cos β

sin α cos δ = cos ε sin λ cos β - sin ε sin β

因为正弦和余弦的解不是唯一的，所以必须三个公式都能满足的解才是正解。

赤道坐标转换为黄道坐标

sin β = cos ε sin δ - sin α cos δ sin ε

cos λ cos β = cos α cos δ

sin λ cos β = sin ε sin δ + sin α cos δ cos ε

警告

或许有些人试图简化前面二个等式，但因为正弦和余弦的解不是唯一的，这样做并不是明智的方法，因为当反三角函数被执行时，对应的角度会受到限制，就需要第三个公式来协助判断与选择。例如，在第二个公式的赤经值α，可以经由消除cosδ 使等式左边只剩下tan α，或是放弃第三个等式，只利用第二式 cos α = cos λ cos β / cos δ。在一些直接的运算下，他可能会将你引入歧途，例如当cos-1，通常角度会在0° 和180° 之间，但是赤经 α 的范围是360°，sin-1 和 tan-1 的范围也是180°，所有这些函数在它们的极限值附近的误差都会明显的增大。

在实务上，靠近黄道的天体，你可以正确的判断赤经α的象限，因为它会与黄经λ在同一个象限中(但是必须排除靠近极点的)。但是，一般的应用程序不易编排，这必须要用人工来处理。

算法

如果是利用电子计算机来处理运算，最好利用直角坐标转换为极坐标(R-＞P)和极坐标转换成直角坐标(P-＞R)的函数功能(在多数的科学用计算机都有这些函数)，这样能避免上述所有的问题，并且能额外的提供一份明确的清单供查核。

那么从黄道坐标转为赤道坐标的运算可以转换为下面的形式：

将上面三个公式在等号右边的项目做转换

运用 R-＞P 的转换将 cos α cos δ 成为 X 的数值， sin α cos δ 成为 Y 的数值

答案中角度的部份是方位角，范围是完整的 0° 至 360° (或是 -180° 至 +180°)，稍后可以除以15转为“时”。

再度使用R-＞P 的转换将最后答案中的径度量转换成 X 的数值，并将 sin δ 转换成第一个公式的Y数值。

答案中角度的部份是高度，范围在 -90° 至 +90°之间。

径度量的数值必须正好是1，如果不是1你的计算一定是错了！

同样的可以将赤道坐标转为黄道坐标

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