# 【衛星座標系統】

## 【主題說明】

從地球仰望天空，我們觀察到，除了太陽、月亮和行星，其它的星星都是固定不動的。為了描述這些星星的位置，我們就想像有一個天球的存在。所有的星星都在天球上有一個固定的位置，而太陽、月亮和行星等都在天球上移動。

天球上有兩個特別的圓圈，一個是「天赤道」，另一個是「黃道」。

### 天赤道

地球赤道的天頂，在天球上形成一個圓圈，就稱為天赤道。
雖然地球有自轉和公轉，地球自轉軸穩定的指向北極星（請參考本書作者的另一本電子書「4D天文書」），而地球公轉的移動，比起天球的大小是微不足道。因此，天赤道在天球上是固定不動的。

### 黃道

我們都知道地球繞著太陽公轉，這公轉的軌道是固定的。從地球上看太陽，會看到太陽固定在天球上的一個圓圈上週而復始的移動，每年移動一圈，回到原來位置。這個在天球上的圓圈就稱為「黃道」。

### 「天球座標系統」

天赤道和黃道有兩個交點，太陽在黃道上運行，分別在「春分」（每年3月21日）和「秋分」（每年9月21日）到達這兩點，因此，這兩點就稱為「春分點」和「秋分點」。

在天文學上，以這些參考點訂出「天球座標系統」，用來表示天空裡所有星球的位置。

衛星所使用的也是同一套座標系統，只是所用的單位不盡相同。

很不同的一點是天文學裡討論的東西都離地球非常遙遠（數光年到數十億光年），而衛星全都在地球附近而已。

這個座標系統是這樣訂定的：

有一個軸是由「原點」到「春分點」。
另一個軸是由「原點」到「天北極」（北極星所在位置）。
另一個軸與前兩軸垂直，約略指向「夏至點」，而在「天赤道」平面上。

在4D模型裡，這三個軸分別以紅色、綠色、藍色的箭頭顯示。

在這個座標系裡，原點永遠隨著地球移動，保持在地球的球心。三個軸分別指向「春分點」、「天北極」和「夏至點」方向，而不隨著地球旋轉。因此，在這個座標系裡，地球不會移動，只會繞著指向「天北極」的軸做逆時針方向旋轉（從「天北極」看地球）。

在後文【衛星軌道參數】主題裡，我們討論衛星軌道的形狀、大小、方位時，是以這個座標作基準來討論。

## 【操作說明】

進入這個主題，會顯示如下的圖形

可按鍵盤的<↑>、<↓>、<←>、<→> 鍵，和<Ins>、<Del>、<Esc>等鍵，改變觀察的角度。 如下圖