赤道仪与经纬仪 经纬仪和赤道仪都是望远镜的支架，是望远镜的重要组成部分。  图一：经纬仪 图二：赤道仪 经纬仪 我们首先介绍一下经纬仪。如图1所示，经纬仪（又叫地平式支架）是一种简单的可以支撑和旋转的双坐标轴架台。其中一根轴和地面垂直，绕这根轴转动，可以改变望远镜的方位角；另一根轴和地面平行．绕这根轴转动，可以改变望远镜的高度角。把望远镜装在上面，人为或电动调整经纬仪的两根轴，即可使望远镜对准目标方向。经纬仪因其结构轻便、操作简便、价格低廉，故适用于一般普及型望远镜，许多天文爱好者自制的望远镜亦会选择经纬仪做支架。 但是，在用地平式的望远镜看星时有一个明显的缺点。由于地球自转，星星每天都会东升西落，所以当你用地平式的望远镜对准一颗星时，没过多久，这颗星就“跑偏”了，此时则需要同时转动两轴并随时间变换转速才能追踪天体，颇为不便。 同时为了跟踪一个天体，而其他天体会由于地球自转影响继续旋转，使视场发生旋转，我们称这种现象为场旋，这对于长时间观测和深空摄影极为不利。  同时因为深空摄影经常需要对某一天体长时间曝光，如果使用经纬仪来跟踪，拍出来的照片就会出现重影、变形等问题。  为了克服地球自转产生的上述影响，赤道仪便应运而生，如图2所示。这种装置类型多样，可以进行长时间的观测和照相，常用于望远镜、卫星碟和相机。它的主要缺点是受力的条件较差﹐不宜装置口径太大的望远镜。 赤道仪的本职工作，就是帮助它身上的望远镜，定位某一天体或苍穹之中的某一块区域，并“至死不渝”地追随它。  上图是长时间摄影下，天体的运动。运动轨迹就是以地球自转轴为圆心在画圆。而望远镜要追踪目标，那么赤道仪就需要让望远镜一直“盯”着那个它。 天体在动，但望远镜不会动，因此，赤道仪就扛起了让望远镜动起来的使命。  赤道仪带动望远镜，按照天体的运动轨迹旋转——以地球自转轴为轴旋转——这样就保证了某一目标永远被望远镜所追踪。 赤道仪相比经纬仪，要完成对极轴等一系列准备工作，让仪器转轴与地球自传轴平行，在观测中，如果前期极轴对得够准，那么就只要调整赤经轴就可以持续观测一个天体，由于赤道仪是按地球自转的反方向和相同速率旋转的，从而消除地球自转带来的影响，所以也就不会产生场旋，适合长时间观测和深空摄影。 前面说了这么多,却还是没有说到赤道仪和经纬仪的本质区别，在认识赤道仪与经纬仪的区别之前，我们首先要简单了解两个概念——地平坐标系和赤道坐标系。 地平坐标系与你所在的位置有关，同时所有星星的地平坐标都在时刻变化着。地平坐标由高度h和方位角A组成，以图中的星星为例，高度就是绿线的长度（弧长），方位角就是蓝线所围成的角的角度。  赤道坐标系是以地球的自转轴作为基本轴，天赤道作为基本平面建立起来的坐标系，天赤道就是将赤道无限扩大直到与天球相交时所围成的大圆。相比地平坐标系，赤道坐标系与你所在的位置无关，而且星星的坐标不会因为东升西落而变化。  PS：更多关于地平坐标系和赤道坐标系可以回顾之前的科普文章 经过上面的介绍，我们可以看到赤道仪和经纬仪的本质区别就是经纬仪的理论基础是地平坐标系，它的两个轴所调整的分别就是高度和方位角，而赤道仪的理论基础是赤道坐标系，它的极轴所模仿的就是地球自转轴。而它们所有的不同都是由此衍生而出的。 总的来说，因这两种仪器依托的坐标系不同，经纬仪与赤道仪各有适用场合，经纬仪结构和使用简单，适合短时间的观测和拍摄，赤道仪操作相对复杂，适合长时间跟踪天体观测和拍摄。 (图片来源于网络) 文字：陈春霖，王毓彬，叶建遥，苏骏驰 排版：张子萌 |
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