近年来，我国发射了许多航天器，尤其是“神舟”系列飞船、“天宫一号”目标飞行器、“嫦娥”探月飞船等。事实上，我们头顶的近地天空中有着大量的人造天体在绕地球运转，大到国际空间站（ISS），小到各种卫星。它们从我们头顶经过时，我们究竟能否看到它们，又怎么拍到它们呢？
1.人造天体过境是什么样的？
◄国际空间站过境照片，亮线是国际空间站划出的轨迹。曝光参数：APS-C画幅相机 +8mm鱼眼镜头，ISO1600，f/4.0，10秒，连拍 5张，后期用叠加星迹的方法叠加。
人造天体本身不发光，只能靠反射太阳光被我们看见。人造天体过境时，表现为一个小亮点缓缓划过夜空，其亮度、速度和方向取决于其本身大小、轨道高度、反射阳光的角度等因素。如果人造天体在夜深时从我们头顶飞过，会处于地球的影子里，太阳光照不到它，自然也就看不见，所以一般只有在黄昏和黎明时才可以见到的人造天体过境。
一般爱好者比较感兴趣的人造天体是低轨道的人造天体，如国际空间站。它们运行在距地面330 千米左右的近圆轨道上，以很快的速度运行，大约1.5小时绕地球一圈。这类天体的一次典型过境，我们能比较好地进行观测的时间大概有五六分钟。
在各种人造天体中，国际空间站看上去最大，不过，由于它距离遥远，其视大小，最大时也就1角分左右，和木星的视大小差不多，用肉眼无法看到其形状和细节。如果你试图用大口径望远镜高放大率去看，又会发现国际空间站移动太快很难追踪，更不用说仔细看细节了。
其他人造天体，都比国际空间站小得多，比如“天宫一号”，尺度大约为10米。许多人造天体的轨道比国际空间站高，距离我们更远，自然更看不到细节，只能看到一个小亮点。
国际空间站的一次条件很好的过境，其亮度可以达到-5等以上，亮于金星，光芒夺目。其他人造天体，一般来说亮度远远达不到这个程度，比如“天宫一号”，一次条件很好的过境，亮度一般能达到1等左右。
不过，有一些特殊卫星，带有一些能反射阳光的部件，如果你正好处在这个镜面反射的光束里，就会看到这颗卫星很亮的反射光，然后随着卫星的运动和自旋，这种强光一般只会持续几秒钟，然后就迅速暗淡下去。这种现象叫卫星闪光，最有名的就是铱星闪光了。
铱星系统是美国摩托罗拉公司设计的全球移动通信系统，可惜现在已经废弃不用，不过，它们的闪光非常亮，最亮时可达-8等以上，甚至在白天也可以看见。
►我国的“天宫一号”目标飞行器过境 （上方的两段淡淡亮线），其轨迹亮度比ISS要低不少。下方地景为明十三陵赑屃驮着的石碑。曝光参数：等效28mm焦距，ISO1600，f/3.5，10秒，连拍2张，后期用叠加星迹的方法叠加。
● ISS凌日特写照片。左下的四个飞行器状的黑斑是ISS，其他不规则的黑斑是太阳黑子。相机连接长焦望远镜拍摄，用高速连拍捕捉到4帧，后期叠加在一起。
综上所述，我们观测人造天体，一般还是用肉眼直接看，或者用广角镜头拍摄它们划过夜空的轨迹。只有少数有条件也有兴趣的爱好者，可以尝试用相机加长焦望远镜拍摄国际空间站和“天宫一号”等低轨人造天体的形状。
2.获取观测地经纬度
要想有计划地观测人造天体，我们首先要知道它们的过境情况预报。目前有很多网站可以直接方便地进行查询，而无需掌握复杂的轨道计算。基本上，只要有简单的上网知识和基本的英语能力，加上一些天文基础知识，每个人都可以熟练查询人造天体的过境情况。
人造天体过境情况和你所在的观测位置密切相关，尤其是铱星闪光，因为其镜面反射的光束笼罩的范围很小，所以你必须要知道所在观测点比较精确的经纬度，才能获得比较准确的预报。
●智能手机上的GPS应用截图。
获得经纬度的方法有很多，最直接的是用GPS设备测量。现在的智能手机一般都内置GPS 功能，你只需要装一个能显示GPS的应用即可，也不用再额外花钱购买昂贵的手持GPS了。
还可以用一些软件来查询经纬度，这里介绍最常用的软件——谷歌地球（Google Earth）。
谷歌地球是一个安装在电脑中的免费软件，要先下载安装包并安装。运行后，它能显示整个地球的卫星照片，许多地区的照片分辨率极高，可以清楚地看到一辆辆车。
它的基本使用非常简单，用右上方的移动按钮（也可用鼠标左键拖拽移动）和缩放按钮（也可以用鼠标滚轮缩放）就可以轻易操作。不过用这个软件需要联网，因为你没看过的地区的地图都是实时从服务器上下载的。这样，找到你的观测地，尽可能放大，将鼠标放在观测地处，下方状态栏就会显示该地的准确经纬度和海拔高度。
●在谷歌地球上添加地标能显示精确的经纬度。
软件的设置里面可以更改这些数据的显示格式和单位（比如海拔显示可以是米也可以是英尺）。还可以在常用观测地上放置一个地标（工具栏上有一个醒目的“添加地标”按钮），会在弹出的编辑对话框中显示地标所在地的精确经纬度。地标在编辑状态可以自由拖动，拖动时经纬度数值也实时变化。将地标放到正确的位置上，取个名字，点确定，地标就建好了，以后进入谷歌地球可以直接双击左方侧边栏中的地标名字快速来到该地。
3.人造天体过境预报网站
最常用的查询人造天体过境的网站叫Heavens-above，简称H-A，网址是www.heavens-above.com。
这个网站是英文的，有简单的英文基础就能很容易地使用。注意，这个网站会不断改版，因此下文的介绍仅供参考。好在网站总体界面应该不会大改，一般的改动都在一些细节上。
首先建议注册一个帐号，这样便于管理你的观测地。点击主页面“Configuration”下的“Login (optional)”，再点“Create new user account”创建新帐号，输入你的用户名，再输入密码和常用邮箱即可。
● Heavens-above主页面。
创建帐号成功后，我们会来到下图所示的地点选择页面，给你的帐号设置一个默认的观测地。在这里你有三种方式选择你的观测地点。不管用哪种方式，最后都是点击页面底部的“Update”提交。
●Heavens-above地点选择页面。
“Searching for a place name.”是直接从 H-A 的数据库里搜索地点，这个数据库异常庞大，里面的地点信息对付一般的观测足够了。在“Enter place to search for”对话框输入地点名称，点“Search”按钮，再在下方的“Searchresults”对话框选择符合你的结果即可。
“Dragging the marker or clicking on a new location on the map”，即在页面中部的Google地图中，进行缩放、拖动等操作，找到你的观测点，点击一下，页面下方就会自动出现观测点的经纬度和海拔高度、时区等信息，再输入一个名字即可提交。注意H-A对中文支持不好，所以名字最好用英文或者拼音。地图右上方的“Satellite”选项可以将地图切换成卫星照片，辅助你寻找精确地点。
“Entering your coordinates and time zone manually”则是手动输入观测点的经纬度。如果你提前已经知道了精确经纬度，可直接输入。注意别忘了选择正确的时区，对我国来说要选择“GMT+8”（即东八区）。
填好后提交，它将成为你的默认观测点，并进入设置成功页面。在这里可以重新核实这个地点的经纬度，如果发现有问题可以点击“edit”按钮更改。如果没问题，那么就再次点击“Update”提交，进入H-A的主页面。
4.ISS过境预报查询
H-A主页面最上方的文字经常会描述最新的人造天体发射热点，然后是H-A的全部功能列表：“Configuration”是一些基本设置，“Satellites”是卫星过境情况的查询，“Astronomy”是天文事件的查询，“Miscellaneous”是其他杂项功能，“Statistics”则是对H-A的使用量的各种分析。
“Satellites” 下 的 第 一 项“10-day predictions for satellites of specialinterest”是近期比较热门的人造天体最近10 天的过境预报。“ISS”为国际空间站，“Tiangong 1”即为我国的“天宫一号”目标飞行器，而后面的“HST”为哈勃太空望远镜。
在这里，笔者以ISS为例来进行介绍。点击“ISS”，就能进入如下页图所示的ISS过境预报总体页面。
页面上方是一些基本信息，列表里就是具体的预报，其中“Date”是日期，点击就可看到这次过境的经天图。“Mag”是预报的最亮星等，但往往会有一定误差。接下来的“Start”、“Highest point”、“End”三项分别是 ISS 出现、最高和消失时的情况。这三项每一项下又有三个子项，其中“Time”自然就是该项对应的时间，注意是 24小时制的；“Alt.”是地平高度，从地平线起算，到天顶为90°，H-A只给出地平高度10°以上的预报，因此有些极低的可见过境它不会预报；“Az.”是方位角，在这里没有给出具体数值，只是用字母来代表大概的方向，这样的精度对于普通观测足够了。
那么，哪些过境最适宜观测呢？当然是地平高度越高、亮度越大的过境。
●ISS过境预报总体页面。
一般而言，只要预报高度高于15°，ISS的最大亮度就会超过0 等，观测起来相当容易。而预报高度高于40°，其最大亮度就会超过-2等，在天空中非常显眼。另外，在这个列表里，你会发现10月7日的过境，ISS最高的时候就是消失之时，这是因为它进入了地球的影子（简称地影）。有的预报出现时地平高度高于10°，也是这个原因。
除了ISS和铱星闪光，其他人造天体过境时即使条件较好，最大亮度多数也在0 等以下。如果高度低一些，可能就会比较暗，在城里观测起来就有困难了。如果想要观测，需要有更加充分的准备和一些运气。
小贴士
N代表北（North），S代表南（South），E代表东（East），W代表西（West），将它们组合起来，就能代表更多的方向，比如SE代表东南，NW代表西北。那么NNW呢？则是北偏西北。WNW呢？就是西偏西北。
在ISS过境预报总体页面上，点击表格上方搜索起止时间右边的左右箭头按钮，可以看到前十天或者后十天的预报。不过，因为ISS 轨道会慢慢漂移，有时也会主动变轨，所以时间太长的预报准确度较差。另外，点击页面右上方的“Home”链接可以返回H-A主页面。
●ISS过境经天图页面。
总体页面上的列表对于目视或用广角镜头拍摄ISS过境已经足够了，但如果你还想知道更精确的信息以便用一些小视场的设备观测的话，那么最好知道ISS过境的详细经天图。点击“Date”那一列的链接，就能看到下图所示的经天图页面。页面上方是一个以天顶为圆心、以地平线为圆弧的全景星图，图上划过天空的黑线就是 ISS的运行轨迹，箭头方向代表运行方向，大行星用圆斑标记出来。大家可以从这幅图上看到ISS会从哪些亮星附近经过，然后将观测器材对准那个地方守株待兔就行了。星图下方的“Chart size”选项可以更改该星图的大小，可以自己输入后面提示的“500 - 1600”数字进行试验。
如果你想局部放大星图的某个位置，你只需要用鼠标点击那个位置即可。这个页面的下方是关于这次过境的详细信息，包括升落到地平线时（Altitude为0°时）的预报，方位预报给出了准确的方位角（后文详述），还能给出每个预报位置ISS到我们的距离。
5.查询当晚可以观测的所有卫星过境情况
如果你今晚准备观测多颗卫星，并且所在的观测点条件比较好，那么，你就需要知道今天晚上所有能观测到的卫星都有哪些。让我们回到H-A主页面，点击“Satellites”项下的“Daily predictions for brighter satellites”，就来到下图所示的页面，显示出当晚所有较亮卫星的过境情况。
●当晚可以观测的所有卫星过境情况页面。
最上方可以选择日期，以及晚上（Evening）还是凌晨（Moring）。下方的“Minimum brightness”可以选择预报的极限星等，数字越大，极限星等越大，预报出来的卫星也就越多。表格中没有“Date”项了，因为都是当天晚上的卫星。第一列是卫星的名字，后面的参数和ISS过境列表类似。点击任意一行，就能看到该卫星详细的经天图。注意这里的亮度预报也是有误差的，实际观测到的情况往往会比预报的亮。
6.查询铱星闪光的情况
在 H-A 的主页面，“Satellites”项下的“Iridium Flares”就是铱星闪光的预报。
●铱星闪光预报主页面。
点进去，就来到了下图所示的铱星闪光预报页面，其基本情况和ISS可见过境情况页面类似，上方是查询起止时间，右边的左右箭头按钮可以看到前十天或后十天的预报，再右边的“include daytime flares”选项可以显示白天亮于-6等的铱星闪光。下方列表里的第一列“Time”是对应铱星闪光最亮时的时刻，第二列“Brightness” 是在你所在的观测点看这次铱星闪光的亮度，第三列“Altitude”和第四列“Azimuth”分别是最亮时的地平高度和方位角，其中方位角是以正北为0°，向东-南-西逐渐增加。第五列“Satellite”是铱星编号。第六列“Distance to flare centre”是你所在的观测地距离闪光中心的直线距离有多远，一般而言距离越远，看到的闪光亮度就越低。第七列“Brightness at flare centre”则是在闪光中心看到的这次铱星闪光的最大亮度。最后一列“Sunaltitude”则是这时太阳的地平高度。
●铱星闪光预报详情页面。
在这个列表里随便点击一行，可以进入下图所示的这次铱星闪光的详情页面。其上方是铱星闪光经天图，标出了铱星运行到不同位置的时间，并用五角星标出了最亮时的位置，不过这图既不能设置大小也不能局部放大。中部的“Flare Details”给出了本次铱星闪光的更多详细信息，“Time”那一行是最亮时的时间。最下方的地图显示了你的位置和本次铱星闪光中心线的位置，如果中心线离你不远，你可以根据这图来到中心线上，观看更明亮的闪光。
7.查询任意一颗卫星的过境情况
我国第一颗人造地球卫星是1970年4月24日发射升空的“东方红一号”。这颗卫星至今还在天上运行，我们该怎样来查询它的过境情况呢？
在 H-A 的主页面，点击“Satellites”项下的“Satellite database”，我们就可以进入下图所示的卫星搜索页面。这个页面下方列出了从1957年人类发射的第一颗卫星“Sputnik 1”开始的所有可供查询的卫星（显然军事卫星一般是查不到的），上方则可以对卫星进行搜索。
●卫星搜索页面。
最简单的搜索方式是在“Name”框里输入卫星的名字进行搜索，中国发射的卫星名字是汉语拼音首字母的缩写+编号，或者汉语拼音全名+编号。在这里，“东方红一号”的名字是“DFH-1”，不需要区分大小写。如果你不清除编号的格式，或者不清楚你要查的卫星有没有编号，那也没关系，可以通过通配符“*”来进行模糊查找，比如在这里输入“DFH*”，点击“Update”按钮，系统就会返回所有以“DFH”开头的卫星，如下图所示，搜出了3 个与东方红有关的卫星。
●卫星搜索结果页面。
注意如果在这里只输入“DFH”，是搜不出任何结果的，这一点和我们平时经常使用的搜索引擎不同，一定要输入通配符“*”。大家还可以试试查找咱们的神舟系列飞船，输入“shenzhou*”，看会返回什么结果。
如果你不清楚卫星的名字，却知道卫星的发射年份，或者卫星编号的范围，那么可以通过下面的“Year of launch”或者“Satellite number range”来进行查找。
还是以“东方红一号”为例，搜索出结果以后，点击“DFH-1”，就能进入的这个卫星的信息页面。点击“Orbit”列的链接，可以看该卫星的轨道情况。点击“Visible Passes”，则会显示我们熟悉的该卫星的可见过境列表。点击“AllPasses”，则在可见过境的基础上进一步显示该卫星白天的过境。
8.添加和切换观测地点
H-A 允 许 同一 个 帐 号添 加 若 干 个不同的观 测 点。 在 主页 面上“Configuration”项下点击“Change your personal settings”，就能进入下图所示的账户管理页面，在这里可以切换不同的观测点。如果你还没有别的观测点，点击下方的“add new”按钮，就能添加观测地点。现有观测地点右边的“edit”按钮可以编辑观测地点，delete”按钮可以删除观测地点。点击左边的“Selected ?”项下的单选框，可以更改观测地点。在页面下方，还能管理账户信息。更改完成后，别忘了点击最下方的“Update”提交。
●账户管理页面。
9.人造天体过境的拍摄
人造天体过境的拍摄方法类似拍摄流星雨，即用广角镜头，设置较高的感光度、较大的光圈和较短的曝光时间连拍，保证人造天体过境的轨迹比较亮，同时又不被背景天光所淹没。ISS过境往往会比较亮，拍它时感光度可以适当调低一些，比如降低到ISO400，这样画面会更干净。后期用叠加星迹的Startrails软件将拍到的过境照片叠加起来即可。搭配合适的地景，你的照片会很漂亮。
铱星闪光的拍摄稍有不同，一般曝光时间要长一些，而且开始曝光的时间要掐得很准。为什么？因为一张完美的铱星闪光照片的闪光轨迹应该是对称的，像一个拉得很长的纺锤形。中央是闪光最亮的部分，比较粗，往两边逐渐变细变淡。另外，整个闪光轨迹最好不要有断开，有断开的轨迹不好看，因此最好不要用短时连拍的方法盲拍铱星闪光。这就要求首先你的曝光时间不能太短，太短了这个纺锤两边延伸出去的长度不够。笔者推荐的曝光时间是10～2 0秒。其次是确定好曝光时间以后——在这里以20秒为例，就需要有精确的时间，在闪光开始前10 秒按下快门线开始曝光，这样轨迹两边才能对称。获得精确时间的方法也很多，可以直接使用GPS 软件，也可以拨打12117授时台提前校对好你手表的时间。
人造天体过境情况多变，拍起来好玩，难度低，对器材的要求也低。ISS和铱星闪光亮度很高，在城里就能很好地拍摄，实在是丰富拍摄经验、增加拍摄乐趣的极佳项目。如果赶上我国的重大航天发射，还能拍到我们自己的航天器过境，更是意义非凡。所以，希望大家多玩人造天体过境的观测与拍摄！
►铱星闪光照片。下图是局部放大图，可以清晰地看到铱星闪光中间亮、两边暗的纺锤形，而且两边对称，中间也没有断开。旁边的红色连线标出了仙后座。曝光参数：等效 27mm焦距，ISO400， f/4.0，10秒。