球极投影(球极投影公式)

什么是球极投影

球极投影是发端于古希腊天文学研究的一种数学方法，这种方法的创始人已不可知，有人认识是托勒密（C.Ptolemy, 100－170），有人认为是喜帕恰斯（Hipparchus, BC180－BC125），还有人认为是更早的欧多克斯（Eudoxus,BC400－BC347）。这种方法的原理是：假设球体是透明的，而光线也是沿直线前进的。然后在球的南极（或北极）放置一个投影点，在赤道放置一个平面，让光源向平面发光，这样就可以在平面上看到除南极点之外球面上所有点的投影了。如图三所示。这种投影的特点是：赤道圈的投影和自身重合；赤道以北的半球上的元素投到平面赤道圈的内部，反之，球面上赤道南部半球上的内容投影到平面赤道圈的外部；球面上近北极的点，其投影密集，近南极的元素，其投影稀疏；另外，这种投影还有两个重要的特性，一个是保圆性，一个是保角性。保圆性就是在投影变化下，球面上任意的不过两极的圆都被投影成一个圆。过两极的经线圈被投影成直线。保角性是指，投影的时候，球面上两个弧线之间的夹角可保持不变。由此，其可以帮助人们很好地测量天体和研究天文学

球极投影坐标公式

球极投影坐标公式是：ρ²=x²+y²，x=ρcosθ,y=ρsinθ tanθ=y/x，（x不为0）

1、如果半径为R的圆的圆心在直角坐标的x=R,y=0点,即（R,0）,也就是极坐标的ρ=R,θ=0,即（R,0）点：那么该圆的极坐标方程为：ρ=2Rcosθ。

2、如果圆心在x=R,y=R,或在极坐标的（√2R,π/4）,该圆的极坐标方程为：ρ^2-2Rρ(sinθ+cosθ)+R^2=0。

3、如果圆心在x=0,y=R,该圆的极坐标方程为：ρ=2Rsinθ。

4、圆心在极坐标原点：ρ=R（θ任意）

球极投影的特点

这种投影的特点是：赤道圈的投影和自身重合；赤道以北的半球上的元素投到平面赤道圈的内部，反之，球面上赤道南部半球上的内容投影到平面赤道圈的外部；球面上近北极的点，其投影密集，近南极的元素，其投影稀疏；另外，这种投影还有两个重要的特性，一个是保圆性，一个是保角性。 保角性是指，投影的时候，球面上两个弧线之间的夹角可保持不变。由此，其可以帮助人们很好地测量天体和研究天文学 。