《航海學(xué)》船舶定位課件2_5天文定位

1、退退 出出2.5 2.5 天文定位天文定位1 1 天文定位原理天文定位原理 2 2 求觀測時刻的天體位置求觀測時刻的天體位置 3 3 天體高度的觀測與改正天體高度的觀測與改正課外練習(xí)題課外練習(xí)題 4 4 天文船位線天文船位線 5 5 天文定位方法天文定位方法課外練習(xí)題課外練習(xí)題上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出1 1 天文定位原理天文定位原理 陸標(biāo)距離定位示意陸標(biāo)距離定位示意上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出1 1 天文定位原理天文定位原理上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出1. 天文船天文船位圓位圓上海海事大學(xué)

2、航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出同時觀測兩天體同時觀測兩天體上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出1. 天文船位圓天文船位圓上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出天文船位圓的基本要素天文船位圓的基本要素 1）觀測時刻的天體地理位置）觀測時刻的天體地理位置 2）天體真頂距）天體真頂距z（z=90-真高度）真高度） 因此，天文定位的主要任務(wù)是：因此，天文定位的主要任務(wù)是： （1）觀測天體高度）觀測天體高度 （2）求觀測天體高度的準(zhǔn)確世界時）求觀測天體高度的準(zhǔn)確世界時 （3）求觀測時刻的天體位置）求觀測時刻的天體位置 （4）求真頂距）

3、求真頂距z上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出End of 1上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出2 求測天時的天體位置求測天時的天體位置 上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出一、船舶計(jì)時器一、船舶計(jì)時器 船舶計(jì)時器有：船舶計(jì)時器有：天文鐘天文鐘、衛(wèi)星導(dǎo)航儀、秒表和、衛(wèi)星導(dǎo)航儀、秒表和船鐘船鐘等。等。 1天文鐘（天文鐘（Chronometer)鐘面讀數(shù)為鐘面讀數(shù)為12小時制，指示小時制，指示世界時（世界時（UT1）。）。 有機(jī)械天文鐘和有機(jī)械天文鐘和石英天文鐘石英天文鐘兩類。兩類。 2 GPS衛(wèi)星導(dǎo)航儀衛(wèi)星導(dǎo)航儀 G

4、PS(Global positioning System)導(dǎo)航儀顯示導(dǎo)航儀顯示UTC（協(xié)（協(xié)調(diào)世界時），與調(diào)世界時），與UT1相差相差09秒。秒。上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出一、船舶計(jì)時器一、船舶計(jì)時器 3秒表秒表 用于測天計(jì)時等。用于測天計(jì)時等。 4 船鐘船鐘 船鐘船鐘(Ships clocks)是用于指示船時的計(jì)時器。是用于指示船時的計(jì)時器。 它有普通的機(jī)械鐘和電子鐘兩類。它有普通的機(jī)械鐘和電子鐘兩類。 目前現(xiàn)代化的船舶裝有目前現(xiàn)代化的船舶裝有電子船鐘系統(tǒng)電子船鐘系統(tǒng)(Electronic primary-secondary clocks system)，

5、又稱母子鐘，只，又稱母子鐘，只要通過調(diào)整駕駛臺的母鐘，則船上所有的子鐘將作同步調(diào)要通過調(diào)整駕駛臺的母鐘，則船上所有的子鐘將作同步調(diào)整。整。 上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出二、天文鐘的鐘差二、天文鐘的鐘差 1天文鐘鐘差天文鐘鐘差C.E.的定義的定義 天文鐘鐘差（天文鐘鐘差（Chronometer error)是世界時是世界時(TG)與天文鐘與天文鐘鐘時鐘時(C.T.， Chronometer time)之差。即之差。即 C.E. =TGC.T. 天文鐘慢，鐘差為天文鐘慢，鐘差為“+”；天文鐘快，鐘差為；天文鐘快，鐘差為“”。 由天文鐘時由天文鐘時C.T.求世界時求

6、世界時TG TG = C.T. +C.E. 上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出2 鐘差的測定鐘差的測定 1）對鐘：根據(jù)授時臺所發(fā)的無線電時間信號來測定鐘差。）對鐘：根據(jù)授時臺所發(fā)的無線電時間信號來測定鐘差。 2）任意時刻的鐘差：）任意時刻的鐘差：對鐘時的鐘差對鐘時的鐘差和累積和累積日差日差（Daily rate， Chronometer rate）之和。）之和。 當(dāng)次測定的鐘差當(dāng)次測定的鐘差 上次測定的鐘差上次測定的鐘差兩次測定鐘差相隔的天數(shù)兩次測定鐘差相隔的天數(shù)3）日差）日差 = 4）天文鐘的質(zhì)量：日差小而穩(wěn)定，良好；反之，質(zhì)量就差。）天文鐘的質(zhì)量：日差小而穩(wěn)定，

7、良好；反之，質(zhì)量就差。若日差很不穩(wěn)定，則該天文鐘不宜使用。若日差很不穩(wěn)定，則該天文鐘不宜使用。上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出3 求測天時的鐘差求測天時的鐘差 測天時鐘差測天時鐘差 = 最近測定鐘差最近測定鐘差 + 日差日差 對鐘至測天時的天數(shù)對鐘至測天時的天數(shù) 例：例：1995年年5月月3日世界時日世界時03-00-00（東（東8區(qū)區(qū)Z.T.1100）對時測）對時測定定2458號天文鐘鐘差號天文鐘鐘差+1m28s，日差，日差+4s。5月月4日東日東8區(qū)區(qū)Z.T.0430測太陽高度，求測太陽時刻的天文鐘鐘差。測太陽高度，求測太陽時刻的天文鐘鐘差。 解解：上海海事大

8、學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出求測天時的鐘差解求測天時的鐘差解 解：解： 測天時間測天時間 04-30 4/v ） 對鐘時間對鐘時間 11-00 3/v 17h30 m 相隔天數(shù)相隔天數(shù) 0 d73 ） 日差日差 +4s 累積日差累積日差 +2s 9 ）測定鐘差）測定鐘差 +1 m28s 測天時的鐘差測天時的鐘差 +1 m30s9上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出三、求測天時的天體位置三、求測天時的天體位置1求測天時的準(zhǔn)確天文鐘時求測天時的準(zhǔn)確天文鐘時 兩種測天計(jì)時方法：兩種測天計(jì)時方法： 1）測天時啟動秒表）測天時啟動秒表先測高度，再啟動秒表

9、，到海圖室對先測高度，再啟動秒表，到海圖室對照天文鐘按停秒表，記錄鐘時照天文鐘按停秒表，記錄鐘時CT1和秒表時和秒表時WT，則，則 測天時的準(zhǔn)確天文鐘時測天時的準(zhǔn)確天文鐘時C.T.為：為： C.T. = C.T1. + C.E.上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出1求測天時的準(zhǔn)確天文鐘時求測天時的準(zhǔn)確天文鐘時 ）測天前啟動秒表）測天前啟動秒表先在海圖室對照天文鐘啟動秒表記錄先在海圖室對照天文鐘啟動秒表記錄鐘時鐘時CT1 ，再測高度并按停秒表，記錄秒表時，再測高度并按停秒表，記錄秒表時WT，則，則 測天時的準(zhǔn)確天文鐘時測天時的準(zhǔn)確天文鐘時C.T.為：為： C.T.= C

10、T1 + C.E. 前一種方法是商船上常用的方法前一種方法是商船上常用的方法上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出 2求測天世界時求測天世界時 例：例：1995年年6月月5日日Z.T.0445（-8）進(jìn)行星體高度觀測。測天時）進(jìn)行星體高度觀測。測天時的天文鐘鐘時的天文鐘鐘時C.T1.08-48-17，測天時鐘差，測天時鐘差C.E.-03 m12s，求測，求測天世界時天世界時TG。 解：解： （1）求近似世界時）求近似世界時TG 船時船時Z.T. 0445 5/ +) 時區(qū)號時區(qū)號Z.D. 8 近似世界時近似世界時TG 2045 4/VI （2）求測天世界時求測天世界時上

11、海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出求測天世界時例求測天世界時例 由近似世界時由近似世界時TG知，測天世界時為知，測天世界時為6月月4日下午。日下午。 （2 ）求測天世界時）求測天世界時TG 測天鐘時測天鐘時C.T. 20-48-17 4/ +)測天鐘差測天鐘差C.E. - 3 12 測天世界時測天世界時 TG 20-45-05 4/VI 利用利用GPS導(dǎo)航儀求測天世界時導(dǎo)航儀求測天世界時 方法與上述的利用天文鐘的方法相同。測天世界時的求法也相方法與上述的利用天文鐘的方法相同。測天世界時的求法也相同，所不同的是這里不存在同，所不同的是這里不存在“鐘差鐘差”改正問題改正問

12、題 。上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出3 航海天文歷航海天文歷 航海天文歷航海天文歷（Nautical almanac)主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1）航用天體的位置）航用天體的位置左頁左頁是太陽、金星、火星、木星和土是太陽、金星、火星、木星和土星的格林時角和赤緯；星的格林時角和赤緯；右頁右頁是春分點(diǎn)格林時角和月亮的格林時是春分點(diǎn)格林時角和月亮的格林時角和赤緯。角和赤緯。 2）晨光始、日出、月出與日沒、昏影終、月沒的時間數(shù)據(jù)。）晨光始、日出、月出與日沒、昏影終、月沒的時間數(shù)據(jù)。 3）右頁的下面列出中天時間、視差和月亮半徑。）右頁的下面列出中天時間、視差和月亮半徑。 4）太陽

13、半徑列在）太陽半徑列在左頁的左頁的“太陽太陽”欄欄第一行。第一行。上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出 3 航海天文歷航海天文歷 5）恒星視位置恒星視位置 6）“天象紀(jì)要天象紀(jì)要”、“四星紀(jì)要四星紀(jì)要”、“北極星高度求緯度北極星高度求緯度”、“北極星方位表北極星方位表”、“太陽、星體高度改正表太陽、星體高度改正表”和和“說明說明”等等 出版出版我國由南京紫金山天文臺編算，中國人民解放軍海軍我國由南京紫金山天文臺編算，中國人民解放軍海軍航海保證部出版，分為航海保證部出版，分為航海天文歷航海天文歷 及其附表兩本。及其附表兩本。航航海天文歷海天文歷 每年出版，當(dāng)年使用；每年

14、出版，當(dāng)年使用；附表附表為內(nèi)插表為內(nèi)插表，可長，可長期使用。期使用。 End上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出天體位置表的結(jié)構(gòu)天體位置表的結(jié)構(gòu) 1）世界時）世界時整點(diǎn)時刻的格林時角、赤緯整點(diǎn)時刻的格林時角、赤緯 2）相鄰整點(diǎn)時刻（每小時）的格林時角基本變化量）相鄰整點(diǎn)時刻（每小時）的格林時角基本變化量1459.0 3）時角超差（恒為）時角超差（恒為+）每小時的時角實(shí)際變化量超過每小時的時角實(shí)際變化量超過基本變化量的部分。即每小時的時角改變量基本變化量的部分。即每小時的時角改變量= 1459.0+ 4）每小時的赤緯改變量）每小時的赤緯改變量 （有符號）（有符號） 5）

15、整點(diǎn)時刻的整點(diǎn)時刻的上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出 4查天文歷求天體的位置查天文歷求天體的位置 1）上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出 4查天文歷求天體的位置查天文歷求天體的位置超差（超差（查附表查附表） 上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出4查天文歷求恒星的位置查天文歷求恒星的位置 2）上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出例例2續(xù)續(xù) 上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出 習(xí)題習(xí)題 1）教材：）教材： 2）習(xí)題集：）習(xí)題集： 大角大角 14607 .4 19

16、11 .9N 大角大角時角時角 tG 25659 7上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出END OF 2 退退 出出3 3天體高度的觀測與改正天體高度的觀測與改正一、航海六分儀一、航海六分儀二、求天體真高度二、求天體真高度上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出測角原理證明測角原理證明示意圖示意圖 只要證明只要證明物標(biāo)高度物標(biāo)高度h和和刻度弧的夾刻度弧的夾角角之間的之間的關(guān)系即可關(guān)系即可HBA上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出測角原理證明測角原理證明 HBA

17、 = OAB + h （ ABO中，外角中，外角=不相鄰的內(nèi)不相鄰的內(nèi)角和）角和） h = HBA OAB = 23 22 = 2（ 3 2） （ HBA = 23 OAB = 22 ） 3 = 2 + （ABD中）中） = 3 2 從而得從而得 h = 2上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出3. 讀數(shù)方法讀數(shù)方法 正角讀法影視正角讀法影視 負(fù)角讀法影視負(fù)角讀法影視 讀數(shù)練習(xí)讀數(shù)練習(xí)1，讀數(shù)練習(xí)讀數(shù)練習(xí)2，讀數(shù)練習(xí)讀數(shù)練習(xí)3上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出讀數(shù)練習(xí)讀數(shù)練習(xí)1上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出讀數(shù)

18、練習(xí)讀數(shù)練習(xí)2上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出讀數(shù)練習(xí)讀數(shù)練習(xí)3上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出4.六分儀的誤差六分儀的誤差 1）不可校正的誤差）不可校正的誤差 偏心差偏心差指標(biāo)桿轉(zhuǎn)軸中心偏離刻度弧圓心；指標(biāo)桿轉(zhuǎn)軸中心偏離刻度弧圓心； 棱性差棱性差各種平面鏡鏡片的前后鏡面不平行；各種平面鏡鏡片的前后鏡面不平行； 刻度差等刻度差等各種分劃刻度不準(zhǔn)。各種分劃刻度不準(zhǔn)。 器差器差(Instrument error) 偏心差、棱性差和刻度差等的偏心差、棱性差和刻度差等的綜合誤差綜合誤差測角測角c0 10 20 30 40 50 60 70 8

19、0 90 100 110 120 器差器差s0+10+5-3-3-5-10-12-10-5-50+10六分儀器差表六分儀器差表 上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出2）可校正的誤差）可校正的誤差 （1）可校正誤差的定義（錄像）可校正誤差的定義（錄像） 垂直差（動鏡差）垂直差（動鏡差）動鏡鏡面與刻度弧平面不垂直。動鏡鏡面與刻度弧平面不垂直。 邊差（定鏡差）邊差（定鏡差）定鏡鏡面不垂直于刻度弧平面。定鏡鏡面不垂直于刻度弧平面。 指標(biāo)差指標(biāo)差動鏡和定鏡平面平行時，指標(biāo)不指動鏡和定鏡平面平行時，指標(biāo)不指0 的零位置差。的零位置差。 （2）可校正誤差的檢查）可校正誤差的檢查 垂

20、直差（動鏡差）的檢查垂直差（動鏡差）的檢查 與校正（錄像）與校正（錄像） 無垂直差圖片無垂直差圖片，有垂直差圖片有垂直差圖片 邊差（定鏡差）的檢查邊差（定鏡差）的檢查 與校正（錄像）與校正（錄像） 指標(biāo)差的檢查指標(biāo)差的檢查 與校正與校正上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出無垂直差無垂直差圖片圖片上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出垂直差照片垂直差照片上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出指標(biāo)差指標(biāo)差測角讀數(shù)不指測角讀數(shù)不指0，而指向，而指向m。則則 i=0-mi=0-m 2)2)測定方法測定方法 （1）利用水天線測定指

21、標(biāo)差）利用水天線測定指標(biāo)差 （2）利用星體測定指標(biāo)差）利用星體測定指標(biāo)差 （3）利用太陽測定指標(biāo)差）利用太陽測定指標(biāo)差 舉例舉例1，舉例舉例2 （4）縮小指標(biāo)差）縮小指標(biāo)差上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出（1）利用水天線測定指標(biāo)差）利用水天線測定指標(biāo)差 i=0-mi=0-m上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出（2）利用星體測定指標(biāo)差）利用星體測定指標(biāo)差 i=0-m上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出（3）利用太陽測定指標(biāo)差）利用太陽測定指標(biāo)差 m2下切讀數(shù)下切讀數(shù) m1上切讀數(shù)上切讀數(shù) 判斷有效性判斷有效性航海天

22、文歷查得當(dāng)天的太陽半航海天文歷查得當(dāng)天的太陽半徑為徑為 。若。若R- 0.2 則則412mmRm2m12210mmi上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出太陽測指標(biāo)差例太陽測指標(biāo)差例1 例例1：2001年年9月月8日，用太陽測定指標(biāo)差，上切讀數(shù)日，用太陽測定指標(biāo)差，上切讀數(shù)m1 33.8，下切讀數(shù)，下切讀數(shù)m2 30 .2，求指標(biāo)差，求指標(biāo)差 。 解：解： 查查航海天文歷航海天文歷，當(dāng)日太陽視半徑，當(dāng)日太陽視半徑 15.9，誤差僅，誤差僅0.1，說明觀測可靠。，說明觀測可靠。0 .6148 .332 .30412mmR8 .122 .038 .3302210mmi上海海

23、事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出太陽測指標(biāo)差例太陽測指標(biāo)差例2 例例2：某年：某年12月月30日，用太陽測定指標(biāo)差，上切日，用太陽測定指標(biāo)差，上切m1 32.6，下切，下切m2 30.6， 求指標(biāo)差求指標(biāo)差 。 解：解：R15.8 12月月30日距近日點(diǎn)日距近日點(diǎn)1月月3日僅日僅4天，可知該日太陽視半徑應(yīng)天，可知該日太陽視半徑應(yīng)為一年中的最大值為一年中的最大值 16.3。顯然，實(shí)測太陽視半徑過。顯然，實(shí)測太陽視半徑過小，誤差達(dá)小，誤差達(dá)0.5，說明觀測不可靠，觀測中存在太陽反射，說明觀測不可靠，觀測中存在太陽反射影像與實(shí)像相交的現(xiàn)象，應(yīng)重新測定指標(biāo)差。影像與實(shí)像相交的現(xiàn)

24、象，應(yīng)重新測定指標(biāo)差。上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出（4）縮小指標(biāo)差）縮小指標(biāo)差 當(dāng)指標(biāo)差當(dāng)指標(biāo)差i 的絕對值大于的絕對值大于 6時，應(yīng)予縮小。時，應(yīng)予縮小。 縮小指標(biāo)差應(yīng)調(diào)整定鏡背面離架體近的螺絲?？s小指標(biāo)差應(yīng)調(diào)整定鏡背面離架體近的螺絲。 縮小指標(biāo)差時，應(yīng)將指標(biāo)桿準(zhǔn)確地置于縮小指標(biāo)差時，應(yīng)將指標(biāo)桿準(zhǔn)確地置于 0處，將望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)星處，將望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)星體或水天線，此時可看見反射影像和實(shí)像上下錯開。慢慢轉(zhuǎn)動體或水天線，此時可看見反射影像和實(shí)像上下錯開。慢慢轉(zhuǎn)動調(diào)整螺絲，直至影像和實(shí)像重合。調(diào)整螺絲，直至影像和實(shí)像重合。 縮小指標(biāo)差后，定鏡的垂直狀態(tài)已被破壞，必須重新檢

25、查校正縮小指標(biāo)差后，定鏡的垂直狀態(tài)已被破壞，必須重新檢查校正定鏡的邊差，然后再測定剩余指標(biāo)差。定鏡的邊差，然后再測定剩余指標(biāo)差。 上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出5.六分儀檢查、校正順序六分儀檢查、校正順序 一般情況下，六分儀檢查校正順序?yàn)椋阂话闱闆r下，六分儀檢查校正順序?yàn)椋簷z查校正垂直差；檢查校正垂直差；檢查校正邊差；檢查校正邊差；測定指標(biāo)差。測定指標(biāo)差。 如果指標(biāo)差大于如果指標(biāo)差大于6，則應(yīng)繼續(xù)下列操作：，則應(yīng)繼續(xù)下列操作：縮小指標(biāo)差；縮小指標(biāo)差；重新檢查校正邊差；重新檢查校正邊差；重新測定指標(biāo)差。重新測定指標(biāo)差。 檢查、校正垂直差和邊差，必須在測天前進(jìn)行。測

26、定指標(biāo)檢查、校正垂直差和邊差，必須在測天前進(jìn)行。測定指標(biāo)差，在測天前、后均可。差，在測天前、后均可。上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出誤差判斷練習(xí)誤差判斷練習(xí)上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出誤差判斷練習(xí)誤差判斷練習(xí)上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出二、求天體真高度二、求天體真高度上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出1天體高度的觀測天體高度的觀測 1）觀測前的準(zhǔn)備工作）觀測前的準(zhǔn)備工作 （1）如果室內(nèi)外溫差大，應(yīng)事先將六分儀箱置于室）如果室內(nèi)外溫差大，應(yīng)事先將六分儀箱置于室外遮陰通風(fēng)處

27、；外遮陰通風(fēng)處； （2）計(jì)算天文鐘鐘差；）計(jì)算天文鐘鐘差； （3）準(zhǔn)備秒表，上好發(fā)條；）準(zhǔn)備秒表，上好發(fā)條； （4）調(diào)整望遠(yuǎn)鏡焦距，使物標(biāo)影像最清晰。觀測太）調(diào)整望遠(yuǎn)鏡焦距，使物標(biāo)影像最清晰。觀測太陽時應(yīng)選好濾光片；陽時應(yīng)選好濾光片；上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出1天體高度的觀測天體高度的觀測 （5）檢查和校正垂直差、邊差；測定指標(biāo)差。）檢查和校正垂直差、邊差；測定指標(biāo)差。 （6）晨光和昏影測星時，事先選好觀測的星體。）晨光和昏影測星時，事先選好觀測的星體。 （7）選避風(fēng)，視野開闊，并靠近羅經(jīng)的地方作為觀測點(diǎn)。）選避風(fēng)，視野開闊，并靠近羅經(jīng)的地方作為觀測點(diǎn)。 2

28、） 觀測天體高度的方法觀測天體高度的方法 觀測天體高度就是要將天體的反射圖象拉到水天線附近，在觀測天體高度就是要將天體的反射圖象拉到水天線附近，在保持六分儀垂直條件下，使天體反射圖象與水天線準(zhǔn)確相切。保持六分儀垂直條件下，使天體反射圖象與水天線準(zhǔn)確相切。 具體方法：具體方法：end上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出1天體高度的觀測天體高度的觀測 （1）指標(biāo)桿置）指標(biāo)桿置0 （2）捏緊夾子慢慢移動指標(biāo)桿將天體的反射圖象拉到水）捏緊夾子慢慢移動指標(biāo)桿將天體的反射圖象拉到水天線附近天線附近 （3）找切點(diǎn)：對于星體，中心與水天線相切）找切點(diǎn)：對于星體，中心與水天線相切 對于

29、太陽或月亮，用其上邊或下邊與水天線相切。對于太陽或月亮，用其上邊或下邊與水天線相切。 （4）搖擺六分儀找切點(diǎn)）搖擺六分儀找切點(diǎn)用等待相切法，要領(lǐng)：大擺用等待相切法，要領(lǐng)：大擺找切線，小擺找切點(diǎn)，微擺等相切。找切線，小擺找切點(diǎn)，微擺等相切。 （5）當(dāng)天體與水天線剛好相切時記下時間和六分儀讀數(shù)。）當(dāng)天體與水天線剛好相切時記下時間和六分儀讀數(shù)。end上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出搖擺六分儀找切點(diǎn)搖擺六分儀找切點(diǎn)上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出2影響天體觀測高度的因素影響天體觀測高度的因素 天體觀測高度與天體天體觀測高度與天體真高度的關(guān)系真

30、高度的關(guān)系 天體觀測高度天體觀測高度h hhs（ is）上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出1）蒙氣差）蒙氣差（refraction，折光差），折光差） 定義：由天體光線折射而產(chǎn)生定義：由天體光線折射而產(chǎn)生的天體視方向與真方向之間的的天體視方向與真方向之間的夾角。夾角。 恒為恒為 。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： （1）隨天體高度而變）隨天體高度而變天體天體高度為高度為0時，蒙氣差最大。時，蒙氣差最大。避免避免觀測高度小于觀測高度小于15的天體進(jìn)行定的天體進(jìn)行定位，最好觀測大于位，最好觀測大于30的天體。的天體。 （2）隨氣溫、氣壓的變化而）隨氣溫、氣壓的變化而變變。氣溫高、氣壓低，

31、蒙。氣溫高、氣壓低，蒙氣差較?。环粗?，蒙氣差相對氣差較?。环粗?，蒙氣差相對較大。較大。 參見蒙氣差表參見蒙氣差表=0.967ctgh上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出2）眼高差）眼高差d dip又稱海地平俯角又稱海地平俯角 定義：定義： 由測者眼高產(chǎn)生的誤差即測由測者眼高產(chǎn)生的誤差即測者視地平與地面真地平的夾者視地平與地面真地平的夾角稱為眼高差。角稱為眼高差。d恒為恒為 特點(diǎn)：眼高越大，眼高差特點(diǎn)：眼高越大，眼高差d也越大也越大)(765. 1米ed參見眼高差表參見眼高差表end上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出3）視差）視差（paral

32、lax）p 定義：定義： 天體射向地面與地心的光線之天體射向地面與地心的光線之夾角，即地球半徑在天體中心夾角，即地球半徑在天體中心處的張角。恒為處的張角。恒為 + 特點(diǎn)：特點(diǎn)：P與天體高度和天體距離與天體高度和天體距離有關(guān)。有關(guān)。 （1）高度低，）高度低， P大大高度為高度為0時，時， P最大，稱地平視差最大，稱地平視差P0。參見天文歷參見天文歷。 （2）距離大，）距離大， P小小恒星忽略。恒星忽略。月亮在月亮在53.961.5之間。金星之間。金星0.6 ，火星，火星0.4 。木星和土星可以。木星和土星可以忽略。太陽約忽略。太陽約0.15。P= P0cosh參見總改正表參見總改正表上海海事大學(xué)

33、航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出4）半徑差）半徑差（semi-diameter）SD 定義：觀測太陽、月亮下邊或上邊所定義：觀測太陽、月亮下邊或上邊所得高度與觀測其中心所得高度之差。得高度與觀測其中心所得高度之差。 特點(diǎn)：中心高度特點(diǎn)：中心高度=下邊高度下邊高度+ SD =上邊高度上邊高度- SD 。上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出3求天體真高度求天體真高度ht的通用式的通用式 hths（i+s）1）求太陽的真高度）求太陽的真高度 觀測太陽下邊，求太陽真高度：觀測太陽下邊，求太陽真高度： hths（i+s）-d-pSD 觀測太陽上邊觀測太陽上邊

34、hths（i+s）-d-p2）求行星的真高度）求行星的真高度hths（i+s）-d-p3）求恒星的真高度）求恒星的真高度hths（i+s）-d- 參見參見綜合改正圖綜合改正圖-d - +p +SD-SD上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出4查表求太陽真高度查表求太陽真高度 1）觀測太陽下邊）觀測太陽下邊 hths（i+s）-d綜合改正值綜合改正值Tcor 補(bǔ)充改正值補(bǔ)充改正值A(chǔ)cor 例例1：2001年年5月月27日，觀測太陽下邊日，觀測太陽下邊hs4758.6， i+s=1.8，測者眼高測者眼高e15m，求太陽真高度。，求太陽真高度。解：解： hs 4758.6 i

35、+s 1.8 d 6.9 Tcor +15.2 Acor 0.2 ht 4804.9 參見綜合改正表參見綜合改正表上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出4查表求太陽真高度查表求太陽真高度 2）觀測太陽上邊）觀測太陽上邊 例例2：2001年年10月月6日，觀測太陽上邊日，觀測太陽上邊hs3615.1， i+s=0.9，測者眼高，測者眼高e11m，求太陽真高度。，求太陽真高度。 解：解： hs 3615.1 i+s 0.9 d 5.9 Tcor +14.8 Acor 32.0 ht 3552.9參見綜合改正表參見綜合改正表上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作

36、退退 出出5查表求金星和火星的真高度查表求金星和火星的真高度 金星和火星真高度的計(jì)算公式為金星和火星真高度的計(jì)算公式為 hths（i+s）-d-p 例例3：2001年年3月月20日，觀測金星日，觀測金星hs2742.5， i+s=0.6，測，測者眼高者眼高e18m，求金星真高度。，求金星真高度。 解：解：查查航海天文歷航海天文歷得得0=0.5 求求ht hs（i+s）-d-p0cosh參見綜合改正表參見綜合改正表hs 2742.5 i+s 0.6 d 7.5 1.8 P 0.4 ht 2733.0上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出5求恒星和木星、土星的真高度求恒星和

37、木星、土星的真高度 hths（i+s）d 例例4：2001年年1月月8日，觀測獵戶日，觀測獵戶，hs3952.2， i+s=0.5，測者眼高測者眼高e17m，求真高度。，求真高度。 解：解： hs 3952.2 i+s 0.5 d 7.3 1.2 ht 3944.2參見綜合改正表參見綜合改正表上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出天體觀測高度與天體真高度的關(guān)系天體觀測高度與天體真高度的關(guān)系 天體天體觀測觀測高度高度h hths（i+s）-d-SD上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出END OF 3 上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研

38、室制作退退 出出課外練習(xí)題課外練習(xí)題 1）教材：）教材： 2）習(xí)題集：）習(xí)題集：691，706，711，714，716，722，746-808返回4上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出4 天文船位線天文船位線三、高度差法特性三、高度差法特性四、太陽中天緯度船位線四、太陽中天緯度船位線五、北極星緯度船位線五、北極星緯度船位線上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出一、求天文船位線的步驟一、求天文船位線的步驟 2 求世界時求世界時TG，算地方時角，算地方時角t 3 求計(jì)算高度求計(jì)算高度hC和方位和方位AC sinhc= sin C sin +cos

39、Ccos costtcossincostgtsintgAccc上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出2 求世界時求世界時TG，算地方時角，算地方時角t 區(qū)時區(qū)時 Z.T 區(qū)號區(qū)號 Z.D. 近似世界時近似世界時 天文鐘鐘時天文鐘鐘時 C.T 秒表讀數(shù)秒表讀數(shù) W.T. 天文鐘鐘差天文鐘鐘差. C.E. 測天世界時測天世界時 TG整小時格林時角整小時格林時角 tT 分、秒時角改正分、秒時角改正 t1 超差時角改正超差時角改正 t2 格林時角格林時角 tG 推算經(jīng)度推算經(jīng)度 c地方時角地方時角 t上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出4求真高度求真高

40、度ht 和高度差和高度差Dh六分儀讀數(shù)六分儀讀數(shù)指標(biāo)差與器差指標(biāo)差與器差眼高差眼高差總改正總改正附加改正附加改正hs i+sdTcorAcor真高度真高度計(jì)算高度計(jì)算高度hthc高度差高度差Dh上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出二、高度差法畫天文船位線二、高度差法畫天文船位線 1 作圖方法作圖方法（畫船位線原理圖）畫船位線原理圖） 1） 2） 3） cc， 上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出例例1 1995年年6月月15日船時日船時1045 推算船位：推算船位： 3203.7N，12332.4E，CA045, VG15kn ；測得太陽下邊

41、六分；測得太陽下邊六分儀高度讀數(shù)儀高度讀數(shù)hs 7344.3，停表時天文鐘時間，停表時天文鐘時間C.T.02h45m12s，秒表讀數(shù)，秒表讀數(shù)W.T.=10s，鐘差，鐘差C.E.快快2s，眼，眼高高e=16m，i+s=+2.0。求船位線。求船位線。 解：解：上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出例例1解解1） 1）求世界時）求世界時TG 區(qū)時區(qū)時 Z.T 1045 15/ VI 區(qū)號區(qū)號 Z.D. -8 近似世界時近似世界時 0245 15/ VI 天文鐘鐘時天文鐘鐘時 C.T 02-45-12 15/ VI 秒表讀數(shù)秒表讀數(shù) W.T. - 10 天文鐘鐘差天文鐘鐘差.

42、 C.E. -2 測天世界時測天世界時 TG 02- 45-00 15/ VI上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出例例1解解2） 整小時格林時角整小時格林時角 tT 209 56 .0 0 .9 23 16 .8N +0 .1 分、秒時角改正分、秒時角改正 t1 11 14. 2 + 0.1 超差時角改正超差時角改正 t2 0.7 格林時角格林時角 tG 221 10.9 23 16 .9N 推算經(jīng)度推算經(jīng)度 c 123 32.4E 地方時角地方時角 t 344 43.315 16.7E145945/60= 1114.2 上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研

43、室制作退退 出出例例1解解3） 3）求太陽計(jì)算方位）求太陽計(jì)算方位AC和計(jì)算高度和計(jì)算高度hC 參數(shù)：推算緯度參數(shù)：推算緯度 32 03 .7N， 23 16 .9N ，t 15 16 .7E sinhc= sin C sin +cos Ccos cost =sin32 03 .7sin23 16 .9+cos32 03 .7cos23 16 .9cos15 16 .7 =0.960768375hc=73 53 .92119.=NE2.1191808.60A78757976. 17.1615cos7.0332sin7.0332cos9.1623tg7.1615sincossincostgtsi

44、ntgAcccct上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出例例1解解4） 4)求太陽真高度求太陽真高度ht及高度差及高度差Dh六分儀讀數(shù)六分儀讀數(shù)指標(biāo)差與器指標(biāo)差與器差差眼高差眼高差總改正總改正附加改正附加改正真高度真高度計(jì)算高度計(jì)算高度高度差高度差hs i+sdTcorAcor7344. 3 3+2.+2. 0-7.1-7.1+15.8+15.8-0.2-0.2hthc73 54.853.9Dh+0. 9上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出例例1解解5） 5）畫位置線）畫位置線 位置線要素：位置線要素： Dh = ht hc =+0. 9A A

45、C C=119=1192 2 3203.7N，12332.4E，045+0.9AC=1192上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出三、高度差法特性三、高度差法特性 1 選擇計(jì)算點(diǎn)的有限任意性選擇計(jì)算點(diǎn)的有限任意性 1）任意性）任意性作圖點(diǎn)在一定范圍內(nèi)可任意選擇。作圖點(diǎn)在一定范圍內(nèi)可任意選擇。 2）有限性）有限性作圖點(diǎn)與觀測船位的誤差不大于作圖點(diǎn)與觀測船位的誤差不大于30 n mile 2天文船位線的近似性天文船位線的近似性 天體大圓方位天體大圓方位以恒向線近似以恒向線近似 圓弧船位線圓弧船位線用切線近似用切線近似 3 解決方法：解決方法： 1）觀測高度低于）觀測高度低于

46、70的天體的天體以減小由此產(chǎn)生的誤差。以減小由此產(chǎn)生的誤差。 2）作圖點(diǎn)（計(jì)算點(diǎn)）的誤差）作圖點(diǎn)（計(jì)算點(diǎn)）的誤差30 ，應(yīng)把，應(yīng)把所求得的觀測船位作為計(jì)算點(diǎn)重新計(jì)算船位線要素和作圖。所求得的觀測船位作為計(jì)算點(diǎn)重新計(jì)算船位線要素和作圖。end上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出ht=hc作作圖方法圖方法天體方向cc，上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出ht hc作圖作圖方法方法天體方向cc，上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出ht 計(jì)算高度計(jì)算高度地球面上的天文船位圓地球面上的天文船位圓 上海海事大學(xué)航海教研室制作上海海事大學(xué)航海教研室制作退退 出出觀測真高度觀測