Google 暑期大学生博客分享大赛 - 2011 Android 成长篇：星座识别与Google Sky Map
星座识别与Google Sky Map
摘要 星座识别是观测星空中的重要一步，它有助于确定待观测星体在天球中的位置。而Google Sky Map作为一款手机应用程序对星座识别可起到一定的辅助作用。本文结合星座识别的基础知识，对Google Sky Map的基本工作原理、优缺点及可能的应用进行了讨论。
1.星座及其在星空中的位置【1】【2】
星座（Constellation）一词来源于拉丁语，意为“星星的组合”。它是指天上一群群的恒星组合。在三维的宇宙中，这些恒星其实相互间不一定有实际的关系，不过其在天球这一个球壳面上的位置相近。自古以来，人对于恒星的排列和形状很感兴趣，并很自然地把一些位置相近的星联系起来，组成星座。
西洋星座主要起源于在巴比伦、埃及、希腊和罗马，人们把许多星星连在一起，想象成一幅幅的画，还把神话和传说揉入其中，并冠以美丽动听的名字。在中国、印度等古文明中也有类似的划分星空的做法。为了统一繁杂的星座划分，国际天文学联合会在1930年用精确的边界把天空分为八十八个正式的星座，使天空每一颗恒星都属于某一特定星座。
虽然天球上的恒星都在做着高速移动，但是由于恒星距离地球太远，所以人们在一般情况下认为它们是固定的。星座之所以看起来随着天球运动，实际上是由于地球的自转和公转引起的。运动的周期也即地球自转和公转的周期，也就是说，由于地球自转，星空背景每天绕天轴转动一圈；同时星空也随着季节的变化而缓慢变化，在不考虑长周期岁差的情况下，经过一年之后，星空与一年之前的星空别无二致。
2.星图【1】
从上文可以知道，只要时间（包括日期与时刻）和地点确定，那么观测者看到的星空也是确定的，所以可以绘制星图帮助观测者观测星空。观测中，观测者只要先确定星空中的几颗标志性恒星（如北斗星、北极星、南十字星座、春季、夏季大三角等），再结合星图就很容易确定待观测星体在天球中的位置。
最简单的星图，印制了特定日期，特定时间星空的状况。而通过更精巧的设计可以制作星图盘。如对于转星盘，只要在该星图的使用地区，选择好日期与时刻，就能使观测者所能看到的星空对应的星图显示出来。相比简单的特定时刻星图，它的适用范围更大。
3.Google Sky的工作原理【3】
Google Sky Map可看做电子化的智能度更高的星图，在Google的网站上对该手机软件（安卓应用）及原理有以下描述：
“Google Sky Map turns your Android-powered mobile phone into a window on the night sky. It will identify objects that appear in the sky and allow users to search for them.
The app uses Android-powered devices' built-in compass, GPS, and clock to display an annotated Sky Map of the area it is facing. The map will adjust as the user moves the device. If a device is released that does not have a compass, the app will work only in manual mode.”
结合以上描述和前文所述的相关知识可知该软件的工作原理。该软件通过GPS系统得知观测者所在的位置，通过手机的时间确定观测时间，通过内置罗盘系统确定方向及手机倾斜的角度，通过以上四点就可确定手机所对的星空中应分布的恒星，再调出储存在云端的星图资料，即可在手机屏幕上显示手机所对的星空中恒星的分布。
4.优缺点及可能的应用
以上工作原理给Google Sky Map带来了一些有趣的优点及特点
1.使用Google Sky Map可以很容易的知道所观测的星空区域应该存在哪些星体，结合标志性的几颗亮星可以容易的确定；
2.该程序可以帮助观测者了解他无法观测的星体的状况：如可以在白天使用该程序了解此时天球中恒星的分布；可以将手机对准地面，看到假设自己的目光能穿透地球将看到的星空的情况。
但也有以下两大缺点
1.由于手机屏幕发出的亮光较强，使人眼对黑暗环境的适应能力减弱，所以查看手机屏幕后再观测星空，效果很不好，需要适应一段时间。虽然查看星图也有类似的问题，但相对而言要好些。
2.由于手机内置的罗盘仍是通过特定元件与地磁场相互作用工作的【4】，所以在矿区等地磁异常的区域，该软件无法工作。
需要特别注意的是，该软件显示的实质上是根据早先观测结果绘制的星图而非实际观测到的星空。所以该软件在对特定星体的追踪，特殊天文现象的观测，新星体的发现等科研工作中作用不大。但在基础教学及科普活动中，该软件还是可以发挥很大的作用的。
参考文献
【1】星空观测课程课件 朱青峰,程福臻
【2】维基百科“星座”词条
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%98%9F%E5%BA%A7#.E6.98.9F.E5.BA.A7.E7.9A.84.E8.BF.90.E5.8A.A8
【3】Google Sky Map (beta) http://www.google.com/mobile/skymap/
【4】《AMR电子罗盘的设计及其误差补偿》 郑玉冰 章雪挺 刘敬彪 杭州电子科技大学电子信息学院 杭州电子科技大学学报
摘要 星座识别是观测星空中的重要一步，它有助于确定待观测星体在天球中的位置。而Google Sky Map作为一款手机应用程序对星座识别可起到一定的辅助作用。本文结合星座识别的基础知识，对Google Sky Map的基本工作原理、优缺点及可能的应用进行了讨论。
1.星座及其在星空中的位置【1】【2】
星座（Constellation）一词来源于拉丁语，意为“星星的组合”。它是指天上一群群的恒星组合。在三维的宇宙中，这些恒星其实相互间不一定有实际的关系，不过其在天球这一个球壳面上的位置相近。自古以来，人对于恒星的排列和形状很感兴趣，并很自然地把一些位置相近的星联系起来，组成星座。
西洋星座主要起源于在巴比伦、埃及、希腊和罗马，人们把许多星星连在一起，想象成一幅幅的画，还把神话和传说揉入其中，并冠以美丽动听的名字。在中国、印度等古文明中也有类似的划分星空的做法。为了统一繁杂的星座划分，国际天文学联合会在1930年用精确的边界把天空分为八十八个正式的星座，使天空每一颗恒星都属于某一特定星座。
虽然天球上的恒星都在做着高速移动，但是由于恒星距离地球太远，所以人们在一般情况下认为它们是固定的。星座之所以看起来随着天球运动，实际上是由于地球的自转和公转引起的。运动的周期也即地球自转和公转的周期，也就是说，由于地球自转，星空背景每天绕天轴转动一圈；同时星空也随着季节的变化而缓慢变化，在不考虑长周期岁差的情况下，经过一年之后，星空与一年之前的星空别无二致。
2.星图【1】
从上文可以知道，只要时间（包括日期与时刻）和地点确定，那么观测者看到的星空也是确定的，所以可以绘制星图帮助观测者观测星空。观测中，观测者只要先确定星空中的几颗标志性恒星（如北斗星、北极星、南十字星座、春季、夏季大三角等），再结合星图就很容易确定待观测星体在天球中的位置。
最简单的星图，印制了特定日期，特定时间星空的状况。而通过更精巧的设计可以制作星图盘。如对于转星盘，只要在该星图的使用地区，选择好日期与时刻，就能使观测者所能看到的星空对应的星图显示出来。相比简单的特定时刻星图，它的适用范围更大。
3.Google Sky的工作原理【3】
Google Sky Map可看做电子化的智能度更高的星图，在Google的网站上对该手机软件（安卓应用）及原理有以下描述：
“Google Sky Map turns your Android-powered mobile phone into a window on the night sky. It will identify objects that appear in the sky and allow users to search for them.
The app uses Android-powered devices' built-in compass, GPS, and clock to display an annotated Sky Map of the area it is facing. The map will adjust as the user moves the device. If a device is released that does not have a compass, the app will work only in manual mode.”
结合以上描述和前文所述的相关知识可知该软件的工作原理。该软件通过GPS系统得知观测者所在的位置，通过手机的时间确定观测时间，通过内置罗盘系统确定方向及手机倾斜的角度，通过以上四点就可确定手机所对的星空中应分布的恒星，再调出储存在云端的星图资料，即可在手机屏幕上显示手机所对的星空中恒星的分布。
4.优缺点及可能的应用
以上工作原理给Google Sky Map带来了一些有趣的优点及特点
1.使用Google Sky Map可以很容易的知道所观测的星空区域应该存在哪些星体，结合标志性的几颗亮星可以容易的确定；
2.该程序可以帮助观测者了解他无法观测的星体的状况：如可以在白天使用该程序了解此时天球中恒星的分布；可以将手机对准地面，看到假设自己的目光能穿透地球将看到的星空的情况。
但也有以下两大缺点
1.由于手机屏幕发出的亮光较强，使人眼对黑暗环境的适应能力减弱，所以查看手机屏幕后再观测星空，效果很不好，需要适应一段时间。虽然查看星图也有类似的问题，但相对而言要好些。
2.由于手机内置的罗盘仍是通过特定元件与地磁场相互作用工作的【4】，所以在矿区等地磁异常的区域，该软件无法工作。
需要特别注意的是，该软件显示的实质上是根据早先观测结果绘制的星图而非实际观测到的星空。所以该软件在对特定星体的追踪，特殊天文现象的观测，新星体的发现等科研工作中作用不大。但在基础教学及科普活动中，该软件还是可以发挥很大的作用的。
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参考文献
【1】星空观测课程课件 朱青峰,程福臻
【2】维基百科“星座”词条
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%98%9F%E5%BA%A7#.E6.98.9F.E5.BA.A7.E7.9A.84.E8.BF.90.E5.8A.A8
【3】Google Sky Map (beta) http://www.google.com/mobile/skymap/
【4】《AMR电子罗盘的设计及其误差补偿》 郑玉冰 章雪挺 刘敬彪 杭州电子科技大学电子信息学院 杭州电子科技大学学报
