视差与距离:天文学教程上册

如第2.1节所述，天球中心一般选为观测点，或者选择地球中心、太阳中心（太阳系质心），相应地称为“站心天球”“地心天球”“日心天球”。对于较近天体的精确定位而言，需要考虑不同观测点的定位差——“视差”的影响，把观测结果归算到统一的标准天球坐标。

1）视差现象与视差位移

两个不同位置观测到的同一天体方向之差，称为视差。在图2-26（a）中，位置O′处观测到天体σ方向为O′S′，位置O处观测到同一天体σ方向为OS。令O′到O的连线指向A，则OS与O′S′的方向差（交角）∠AOS-∠AO′S′=∠OσO′=p就是σ对于O和O′的视差。在△OσO′中，令OO′=d，Oσ=Δ，O′σ=Δ′，由正弦公式得

将OS、O′S′和OO′方向投影在以O为球心的天球上，OO′的投影为A［见图2-26（b）］，将视差p看做O′位移到O所致，其反映在天球上就是天体σ的视位移（大圆弧）S′S，称为视差位移。

图2-26　视差和视差位移

（a）空间平面；（b）天球表现

由此可知，由两点O、O′的已知距离d和测定的天体视差，就可以得出天体与观测点的距离。它们之间存在简单的三角关系，因而，测量天体的视差成为确定天体距离的基本方法，谓之“三角视差法”。天文学上常用天体的视差表示其距离。例如，作为基本天文常数的太阳（的赤道地平）视差为8.79818″，相应的是日地平均距离——1 AU=1.4959787×1011m。

2）周日视差

周日视差是与天体的周日视运动，即与地球自转有关的视差。周日视差是经过地面观测点M的地球半径（OM=a）在天体σ处的张角p（见图2-27），即同一天体的站心方向与地心方向之差。(www.xing528.com)

图2-27　周日视差

若天体对于M点的天顶距为z′，对于地心的天顶距为z，则周日视差为p=z′-z。显然，周日视差随天体的天顶距变化而改变。当天体中天时，周日视差最小；恰位于天顶时，周日视差为零；当天体位于地平时，周日视差达最大值p0，称为周日地平视差。

由于地球是扁球体，不同纬度的半径值不同，故同一天体的周日地平视差与观测点的纬度有关，近赤道观测点测出的天体周日地平视差达最大值P0。

若天体的天顶距为z′，则由式（2-33）可得出

常用P0表示太阳系天体的地心距离。《中国天文年历》的太阳、月亮和行星的历表中，逐日列出了它们的地平视差来代表地心距。太阳系天体的视位置一般用地心球面坐标（赤经、赤纬）表述，必须把观测的位置加上周日视差改正而统一归化到地心球面坐标。

由于恒星离地球很遥远，它们的周日视差都微小到可以忽略。但是，由于地球绕太阳做周年运动，因而，地球上可以观测到恒星的周年视差，进而可确定恒星与太阳的距离，这将在本书下册第9.1节阐述。对于较近恒星，在精密计算其天球坐标时，需改正周年视差的影响。