黄道坐标系统建立在黄道的基础上,黄道是指从
地球上观测到的
太阳一年内在天空中的视运动轨迹,即地球围绕太阳公转的轨道平面在
天球上的投影。在这个坐标系统中,黄道上的纬度被称为黄纬(β),其取值以北极为正方向;黄道上的经度则称为黄经(λ),按照从西向东的方向测量,范围从0°到360°。黄经的起始点类似于
赤道坐标系统中的
赤经,以春分点为起点。由于
岁差的影响,
黄道坐标会导致
恒星位置的变化,因此在使用时必须指定参考的
历元。通常使用的历元是J2000.0,但也可能涉及当前时刻的瞬时分点。黄道坐标系统尤其适用于标记
太阳系内的
天体位置,因为大多数
行星(除了
水星和
冥王星)以及许多
小行星的轨道平面相对于黄道的
转轴倾角较小,导致它们的黄纬值(β)不大。
需要注意的是,由于
正弦和余弦的解并不唯一,因此必须同时满足这三个
方程才能获得正确解。此外,尝试简化前两个方程并非明智之举,因为在执行
反三角函数时,对应的角度可能会受限,此时需要第三个方程的帮助来确定和选择解。例如,在第二个方程中,通过消去cosδ可以使左侧仅剩tan α,或者放弃第三个方程,仅使用第二式cos α = cos λ cos β / cos δ。然而,这种直接操作可能导致错误的结果,如当cos-1通常角度在0°和180°之间,而
赤经α的范围是360°,sin-1和tan-1的范围也是180°,所有这些函数在其极限值附近都可能出现显著的误差。在实际应用中,对于接近
黄道的
天体,可以根据黄经λ所在的象限正确地判断赤经α的象限(但必须排除靠近极点的情况)。然而,一般的应用程序难以自动处理这种情况,往往需要人工干预。
如果使用电子
计算机进行计算,建议使用直角坐标转化为
极坐标(R-\u003eP)和极坐标转化为直角坐标(P-\u003eR)的功能,以避免上述问题并提供明确的校验清单。具体来说,将黄道坐标转换为赤道坐标的计算过程可以表示如下:
得出的答案中,角度部分为方位角,范围为完整的0°至360°(或-180°至+180°),随后可以除以15将其转换为“时”。再次使用R-\u003eP的转换将最终答案中的径向量转换为X的数值,并将sin δ转换为第一个方程式的Y数值。答案中角度的部分为高度,范围在-90°至+90°之间。径向量的数值应恰好为1,否则计算一定有误。同样地,可以从赤道坐标转换为黄道坐标。