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Text File  |  1995-05-02  |  3KB  |  62 lines
  1.  ----- The following copyright 1991 by Dirk Terrell
  2.  ----- This article may be reproduced or retransmitted
  3.  ----- only if the entire document remains intact 
  4.  ----- including this header
  5.  
  6.  Lecture #16    "Where is it?!?!"
  7.  
  8.    In the interest of clearing away some of the mystery and confusion of 
  9. transformations between the various astronomical coordinate systems, I will 
  10. be posting the definitions of the systems and programs written in QBasic 
  11. that will do the calculations. I hope that you will not view the programs 
  12. as 'black boxes' for doing the calculations, but as sources for learning and 
  13. testing programs that you will write for yourself. These coordinate systems 
  14. are very simple and easy to learn if you go about it the right way. Forget 
  15. spherical trigonometry and memorizing formulae. If you learn to use rotation 
  16. matrices, you will find that you can figure out the formulae in your head.
  17.  
  18.    The first thing is to figure out whether a coordinates system is right or 
  19. left-handed. In doing this, your thumb represents the positive x-axis, your 
  20. index finger the positive y-axis, and your middle finger the positive 
  21. z-axis. If you draw the x and y axes in the usual way:
  22.  
  23.                       y
  24.                       |
  25.                       | 
  26.                       |
  27.                       | 
  28.                       --------------x
  29.  
  30. for a right-handed system, the z-axis comes out of the screen, and a 
  31. left-handed system has the z-axis going into the screen. Point Your thumb in 
  32. the x direction and your index finger in the y direction with each hand and 
  33. you will see how this works. Easy enough.
  34.  
  35.    Now let's look at a specific coordinate system. Let's define the z-axis 
  36. as pointing toward the zenith (i.e., directly overhead). Let the x-axis 
  37. point toward the north celestial pole. The y-axis will point toward due 
  38. east. Thus the system is left-handed. (Convince yourself of this.) The 
  39. origin of the system (where all the axes meet) is at the observer. The 
  40. system so defined is called the Horizon System (H system). The latitude 
  41. angle of an object referenced to such a system (i.e., the angle between the 
  42. x-y plane (horizon) and a line connecting the object to the origin) is 
  43. called the object's altitude. The longitude angle of the object in this 
  44. system (i.e., the angle gotten by rotating the x-z plane clockwise as seen 
  45. from positive z until the object lies in that plane) is called the azimuth. 
  46. In practical terms, the altitude gives the number of degrees that an object 
  47. is above the horizon. The azimuth tells you how many degrees you have to 
  48. turn from facing due north (turning clockwise from above, that is, when 
  49. facing north, start turning toward east not west) to face the object. An 
  50. object due north thus has an azimuth of 0 degrees. One due south is 180 
  51. degrees, east 90 degrees, and west 270 degrees.
  52.  
  53.    Next time we'll look at some other systems. The next post is QBasic code 
  54. for computing the altitude and azimuth of an object from its right ascension 
  55. and declination, given local sidereal time and the observer's latitude. 
  56. Don't worry if you don't know what these terms mean. I wrote the program for 
  57. some people who needed this for a telescope, but I figured it would be a 
  58. good thing for us to do in the class. We will learn what all these terms 
  59. mean later.
  60.  
  61.  Dirk
  62.