三角视差法原理及具体测量手法是怎样的？

2015-09-24 07:30:00　来源: 知乎每日精选　

视差的原理是：当以较远的物体为背景来观察较近的物体时，较近的物体相对于远景的位置会因观察者的位置的变化而变化。
    比如，伸出一只手指头，分别闭上左右眼来观察，你会发现手指头相对于背景物体的位置变动了。手指头距离眼睛越远，变动越小。

用右眼看，手指头相对于背景的位置。

用左眼看，手指头相对于背景的位置。
手指并没有实际移动，之所以看起来相对于较远的背景有偏移，是因为观察的位置变动了，这就是“ 视差” （parallax）。
在天文学上，观察者在地球上，以较远的星空为背景，观察一颗较近的恒星。由于地球位置的变动，地球上的观察者所见的较近的恒星相对于较远的星空的位置就有了偏移。

假设太阳与待观测的恒星没有相对的横向速度，而且太阳、待测恒星和背景星空都是静止的。我们在地球运动到A和B两个点上时观察恒星，就会发现恒星相对于远处天幕的位置发生了变化。在B点看来，相对于在A点，恒星从右边移动到了左边。然而，我们已经假设恒星和星空都是不会动的，那么出现这种状况的唯一原因就是我们（观察者）在不同的位置上观察恒星的时候产生了视差。
恒星从右边“移动”到了左边，它的偏移量是一个角度，叫作恒星的“ 周年角位移” （annual angular shift），或者称为恒星的“ 周年视差” （annual parallax）。

恒星的“周年角位移”或恒星的“周年视差”是上图中地球上的观察者在相反的两个位置观察时，所形成的两条视线的夹角（较大内角）。除此之外，我们还可以发现，待观测的恒星、太阳和地球（观察者）这三个顶点构成了一个直角三角形。

太阳与地球的绝对距离是149597870700米，这个长度被称作“ 天文单位” （astronomical unit），简写为：AU；观察者的视线与太阳和待测恒星的连线（虚线）的夹角被称作“ 视差（角）” （ parallax angle），一般用希腊字母：π来表示。不难看出，视差角的角度是恒星的“周年角位移”或“周年视差”的角度的 一半。
通过三角函数，我们可以得到： 待测恒星的距离=1AU/tan（π）。
对于除太阳之外的其它任何恒星，π的角度都极小，所以多以“ 角秒” （arc second）为单位，也就是一度的三千六百分之一。观察者与一颗视差角为1角秒的恒星的距离被称作1“ 秒差距” （parsec），相当于地球与太阳距离的206265倍，也就是206265AU。
举个例子：一颗恒星的周年视差是0.08''，计算它的距离。
三角视差=周年视差/2 = 0.04''
距离=1/视差角度（角秒）=1/0.04=25（秒差距）
又=25*3.26=82（光年）
或=25*3.1*10^16=7.8*10^17（米）
可以想象，如果待测恒星距离观察者很近，视差角就会很大。这就是为什么对于越近的物体，其视差偏移就越显著。