航海學(xué)天文定位第四篇天文航海第1、2章

1、天文航海 第一章 概論 天文航海(celestial navigation)研究船舶在海上如何利用天體導(dǎo)航定位、測定羅經(jīng)差的學(xué)科，同時闡述了與船舶安全、經(jīng)濟運行密切相關(guān)的時間系統(tǒng)。 tGhZP90天體真頂距天體地理位置半徑：圓心：天文船位圓第二章 天球坐標(biāo)系 第一節(jié) 天球坐標(biāo)系 在天文航海上常用的是: 赤道坐標(biāo)系和地平坐標(biāo)系。 一、天球天球上的點、線、圈地球地軸北極南極赤道緯度圈經(jīng)度圈格林經(jīng)線測者所在經(jīng)線天球天軸天北極天南極天赤道赤緯圈時圈格林午圈測者午圈 1天軸和天極天北極 天南極 2天赤道 天赤道將天球分為北天半球和南天半球。 3天體時圈 過兩天極和天體的半個大圓PNBPS稱天體時圈(ho

2、ur circle)。 4天體赤緯圈 5天頂和天底 (1)測者天頂Z，測者天底。 (2)格林天頂ZG：無限延長格林尼治天文臺的鉛垂線，向上與天球的交點ZG稱格林天頂；而向下延長與天球的交點ZG稱格林天底。 6子午圈 (1)測者子午圈： 測者子午圈將天球分為東天半球和西天半球。 (2)格林子午圈：過格林天頂、天底和兩天極的大圓稱格林子午圈(Greenwich meridian)PNZPSZG。 7測者真地平圈 真地平圈將天球分為上天半球和下天半球。 8方位基點(cardinal points) 9仰極與俯極 真地平以上的天極稱仰極(elevated pole)(即與測者緯度同名的天極)。真地平以

3、下的天極稱俯極(depressedpole)。 10垂直圈 過天頂Z、天體B和天底Z的半個大圓ZBZ，稱天體垂直圈(vertical circle) 。 11春分點和秋分點 地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道平面與天球相交的大圓稱黃道。黃道和天赤道相交兩點分別稱春分點 (vernal equinox)和秋分點(autumnalequinox)。 12 春分點時圈 過兩天極和春分點的半個大圓PNPS稱春分點時圈(hour circle of vernal equinox)。 三、第一赤道坐標(biāo)系 采用天赤道為基準(zhǔn)圓，以格林(或測者)午圈和天赤道的交點為原點，幾何極為天北極。坐標(biāo)是時角和赤緯，故又稱時角坐標(biāo)系。

4、1天體赤緯 從天赤道起，沿天體時圈量到天體中心的弧距稱赤緯(declination，Dec)，由090計算。向天北極度量為北N，向天南極度量為南S。 極距p：從仰極起沿天體時圈量至天體中心的弧距，由0180計算。p=90Dec(赤緯與緯度異名取加，同名取減)。 2天體地方時角 測者午圈和天體時圈在天赤道上所夾的弧距 (local hour angle，LHA)。 (1) 圓周法：由測者午圈開始沿天赤道向西量至天體時圈，由0360計算，無需命名。 (2)半圓周法：由測者午圈開始沿天赤道向東或向西量至天體時圈，由0180計算。半圓周法必須命名，即標(biāo)注E或W。 3天體格林時角 從格林午圈起沿天赤道向

5、西量到天體時圈，由0360計算。 地方時角LHA=格林時角GHAWE 4天體地理位置PGNSNS180180360GHAGHAGHAGHAEW緯度 =天體赤緯Dec 經(jīng)度 例4：已知測者經(jīng)度 1525.2E，LHA 29914.3，Dec 1436.0S，求天體地理位置。 解：天體地理位置緯度 Dec1436.0S 天體地理位置經(jīng)度 36028349.17610.9E 四、第二赤道坐標(biāo)系 天赤道為基準(zhǔn)圓，以春分點為原點，幾何極為天北極。也叫春分點赤道坐標(biāo)系。 1赤緯 定義同第一赤道坐標(biāo)系。 2天體赤經(jīng)(right ascension，RA) 從春分點起，沿天赤道向東量到天體時圈的弧距，由036

6、0計算。 3天體共軛赤經(jīng)(sidereal hour angle，SHA) 從春分點起，沿天赤道向西量到天體時圈的弧距，由0360計算。 對于同一天體顯然有： RA十SHA360 4春分點格林時角(Greenwich hour angleofAries，GHAT) 從格林午圈起，沿天赤道向西度量到春分點時圈的弧距，由0360計算。 GHA=GHA+SHA 天體地方時角LHA=春分點格林時角GHA+共軛赤經(jīng)SHA測者經(jīng)度 春分點地方時角LHA+共軛赤經(jīng)SHA EW 五、地平坐標(biāo)系 1天體高度 2天體方位 1天體高度 天體高度(altitude，h)是從真地平圈起沿天體垂直圈量至天體中心的弧距，由

7、090計算。從真地平向上高度為正(+)，向下為負()。 該坐標(biāo)的另一種表示方法稱天體頂距(zenithdistance，Z)，它是從天頂起沿天體垂直圈量至天體中心的弧距，由0180計算。對于在地平上同一天體有： h+Z=90 仰極高度等于測者緯度。 PNh 2天體方位 測者子午圈和天體垂直圈在真地平上所夾一段弧距稱天體方位。 (1)圓周法：無論北緯或南緯測者，均從北點N起算，按順時針方向沿真地平量至天體垂直圈，由0360計算。 (2)半圓法：北緯測者，從北點N起算，沿真地平向東或向西量至天體垂直圈，由0180計算。 南緯測者，從南點S起算，沿真地平向東或向西量至天體垂直圈，由0180計算。 由

8、上可見，半圓方位后面應(yīng)附有兩個名稱，第一名稱與測者緯度同名，第二名稱與半圓地方時角同名。第二節(jié) 坐標(biāo)變換 一、天文三角形 由測者午圈，天體時圈和天體垂直圈構(gòu)成的球面三角形ZBPS稱天文三角形(astronomicaltriangle)。 測者午圈，天體時圈和天體垂直圈構(gòu)成 天文三角形的三個頂點是：天頂、仰極和天體。 hDec頂距極距余緯三邊909090XLHAA位置角半圓時角半圓方位三角 二、解算天文三角形 1求天體計算高度hc和計算方位Ac的計算公式 LHADecDechccoscoscossinsinsinctgLHALHAtgDecActgcsincsccosccccctghtghDechhDecAcoscossincoscossinsinsincos