Orientierung auf der Erdkugel
Auf der Erdkugel werden Orte wie in Abb. 1 durch zwei Polarkoordinaten angegeben: Die geographischen Länge \(\lambda \) ist der Winkel zwischen dem (willkürlich festgelegten und durch Greenwich in der Nähe von London verlaufenden) Nullmeridian und dem Ortsmeridian. Die geographische Breite \(\varphi \) ist der Winkel um den man den vom Erdmittelpunkt ausgehenden Vektor aus der Äquatorebene drehen muss, um zum Breitenkreis des Ortspunkts zu gelangen.
Beispiele
München: \({\lambda _{\rm{M}}} = 11{,}6^\circ \), \({\varphi _{\rm{M}}} = 48{,}1^\circ \)
Kapstadt: \({\lambda _{\rm{K}}} = 18{,}4^\circ \), \({\varphi _{\rm{K}}} = -34{,}0^\circ \)
Greenwich: \({\lambda _{\rm{G}}} = 0{,}0^\circ \), \({\varphi _{\rm{G}}} = 51{,}5^\circ \)
Orientierung auf der Himmelskugel
Für die Orientierung auf der Himmelskugel gibt es zwei unterschiedliche Systeme zur Beschreibung: das Horizontsystem und das Äquatorialsystem. Die Wahl des passenden Beschreibungssystems erleichtert die Arbeit mit einem entsprechenden Fernrohr.
Das Horizontsystem
Das Horizontsystem wird angewendet bei azimutal montierten Fernrohren. Bei der azimutalen Montierung dreht sich das gesamte Fernrohr um eine vertikale, also senkrecht zur Erdoberfläche stehenden Hauptachse. Das Beobachtungsinstrument selbst lässt sich um eine horizontale Achse zwischen Horizont und Zenit schwenken.
Den Winkel zwischen Nordpunkt und dem Schnittpunkt des Vertikalkreises durch das Gestirn bezeichnet man als Azimut \(A\), den Winkel zwischen Gestirn und Horizontebene bezeichnet man als Höhe \(h\), den Winkel zwischen Gestirn und Zenit nennt man Zenitdistanz \(z\). Es gilt demnach \(z + h = 90^\circ \).
| Definierte Richtung | Richtung der Schwerkraft |
| Grundkreis | Horizont |
| Polpunkte | Zenit – Nadir |
| Nullpunkt | Nordpunkt des Horizonts |
| Bezeichnung der Kreise | Vertikalkreise (Senkrecht zur Horizontebene), Horizontalkreise (Parallel zur Horizontebene) |
| Koordinaten | Azimut \(A\), Höhe \(h\) |
| Abhängigkeit | \(A\) und \(h\) sind abhängig von Beobachtungsort und -zeit |
Hinweis: In einigen Bereichen der Physik wird das Azimut \(A\) auch als Winkel vom Südpunkt des Horizontes anstatt vom Nordpunkt aus angegeben.
Das Äquatorialsystem
Das Äquatorialsystem wird angewendet bei parallaktisch (äquatorial) montierten Fernrohren; bei der parallaktischen Montierung dreht sich das gesamte Fernrohr um eine Achse, die genau parallel zur Erdachse ausgerichtet ist (Stundenachse); die zweite, darauf senkrechte stehende Achse weist zum Himmelsäquator und wird Deklinationsachse genannt.
Den Winkel auf der Äquatorebene zwischen Meridian und Stundenkreis des Gestirns bezeichnet man als Stundenwinkel \(t\), den Winkel auf der Äquatorebene zwischen Frühlingspunkt und Stundenkreis des Gestirns bezeichnet man als Rektaszension \(\alpha \). Die Winkel \(t\) und \(\alpha \) werden als die Zeit in Stunden angegeben, die seit der oberen Kulmination des Gestirns bzw seit dem Frühlingspunkt vergangen ist. Den Winkel zwischen Gestirn und Äquatorebene bezeichnet man als Deklination \(\delta \).
| Definierte Richtung | Richtung der Rotationsachse der Erde |
| Grundkreis | Himmelsäquator |
| Polpunkte | Nördlicher und südlicher Himmelspol |
| Nullpunkt | Fest: Schnittpunkt von Himmelsmeridian und Himmelsäquator Beweglich: Frühlingspunkt auf Himmelsäquator |
| Bezeichnung der Kreise | Stundenkreise (Senkrecht zur Äquatorebene) Parallelkreise (Parallel zur Äquatorebene) |
| Koordinaten | Stundenwinkel \(t\), Rektaszension \(\alpha \), Deklination \(\delta \) |
| Abhängigkeit | \(t\) ist abhängig von Beobachtungsort und -zeit, \(\delta \) und \(\alpha \) sind unabhängig von Beobachtungsort und -zeit |