更:把英文原文删了,希望可读性稍微好一点。

另外简单解释一下,建立球面坐标系其实只需要两个东西,基本大圆和基本点。基本大圆有了,纬度怎么算就知道了;基本点有了,经度怎么算就知道了。就可以通过经度、纬度确定位置了。

下文所述的日面坐标系,基本大圆就是太阳自转的赤道,基本点就是1854年1月1日UTC 12:00的太阳赤道面升交点。再通过测量大量黑子的移动来把太阳自转周期25.38天定下来,就确定了太阳表面随时间转动的坐标系。

至于什么P角、B角,是用来校正太阳赤道面和地球赤道面以及黄道面的夹角的,也就是在实际使用中用来定基本大圆的;L0是用来定基本点的。

这事就结了。

——其实没结。上面说的这种坐标系叫Heliographic Coordinates,说的就是太阳表面具体的物理位置。还有一种坐标系叫Geocentric Solar Coordinates,说的是从地球看过去,太阳这个视圆面上的位置。这两种都是二维的坐标(不算时间的话),还有一种叫Heliocentric Coordinates,是三维的坐标,这样也可以描述太阳内部和外部的位置,详见参考文献第一篇。

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我不是做太阳的,找了一篇介绍这事的短文,翻译一下:
NSO:GONG:Documentation:Solar coordinates: definitions

日面坐标系

要决定太阳表面一个地点的位置,需要考虑到,太阳赤道面和黄道面有7.25°的夹角,于是,需要三个坐标(P,B,L)来定义一个坐标网格。定义这些坐标所需的常数值由美国海军天文台天文年鉴给出。

涉及到的名词定义如下:

P角: 太阳自转轴北极和地球自转轴北极(北天极)的夹角记为P角,其取值范围是正负26.31°。
B0:日面中心点的日面坐标纬度值记为B0,或B角。取值范围是正负7.23°。用来校正太阳赤道面与黄道面的倾角。
L0:日面中心点的日面坐标经度值记为L0。经度值是与一个假想的固定转速的经度网格相比较确定的,转速是13.2°/天,是太阳黑子穿越日面中线的平均速度。该假想的标准经度网格的0°定义为1854年1月1日UTC12:00穿过太阳赤道面升交点的那一条经线,并假设以25.38天的周期匀速旋转至今而计算得来。

一旦P、B0、L0三个参数确定,就可以建立日面坐标系,某个日表特征的纬度、中央经线距离、经度值就可以确定下来了。

纬度:从太阳赤道面向北向南测得的角距。
子午线距离(CMD):从日面中线(正对着我们、连接太阳自转南北极的经线)量起,到某一日面特征的日面经度差。
经度:从日面坐标系0°,自东向西沿太阳赤道测得的角距。

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我的理解是,知道了P、B0、L0之后,随时间旋转的日面坐标系就建立起来了;再知道纬度+CMD,或者知道纬度+经度,都可以确定某一点的位置。之所以要在经度之外再弄一个CMD,是为了使用方便,因为0°经线可能转到后面去,而日面中线永远都在那。

其他一些可能相关的文章,有兴趣自己看吧~
http://fits.gsfc.nasa.gov/wcs/coordinates.pdf
http://ulrich.astro.ucla.edu/papers/Carrington.pdf
http://cism.hao.ucar.edu/cismdx/ref/Labs/2005_AFWA_ShortCourse/Lab04/refs/CoordinateSystems.pdf

来源:知乎 www.zhihu.com

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