第13章、測(cè)羅經(jīng)差

1、2007年6月J M IJ M I 劉曉峰第十三章 測(cè)羅經(jīng)差羅經(jīng)是船上主要的導(dǎo)航儀器之一，羅經(jīng)工作的穩(wěn)定與否，其指示方位誤差的大小直接關(guān)系到船舶的航行安全。因此，船舶在航行中，要求航海人員利用一切機(jī)會(huì)來(lái)測(cè)定羅經(jīng)差，通過(guò)觀察羅經(jīng)差的變化來(lái)檢查羅經(jīng)是否正常工作，同時(shí)對(duì)航向和方位作出必要的修正。船舶在近岸航行時(shí)，可以利用沿岸陸基上專(zhuān)門(mén)設(shè)置的方位疊標(biāo)或自然疊標(biāo)來(lái)求測(cè)羅經(jīng)差。在海上航行時(shí)，可以利用太陽(yáng)出沒(méi)方位、低高度太陽(yáng)方位、北極星方位等天體方位來(lái)求測(cè)羅經(jīng)差。2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.1 利用陸標(biāo)求測(cè)羅經(jīng)差C =TC-CC=TB-CB=Var+DevG =TC-GC=TB-GBTC

2、BLNTNMNCMCCCTBMBCBQDevVarCCLVar=C-Dev=TC-MC=TB-MBDev=C-Var=MC-CC=MB-CB 可見(jiàn)，求羅經(jīng)差的基本原理應(yīng)當(dāng)與所有的器差求測(cè)一樣，都是：器差=真實(shí)值-觀測(cè)值2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.1 利用陸標(biāo)求測(cè)羅經(jīng)差根據(jù)觀測(cè)時(shí)的船位在海圖上找到疊標(biāo)，并量出其真方位TB仔細(xì)識(shí)別辨認(rèn)疊標(biāo)，確認(rèn)無(wú)誤方可觀測(cè)。利用方位圈觀測(cè)疊標(biāo)中的遠(yuǎn)標(biāo)，觀察前后標(biāo)志的位置變化，及早作好準(zhǔn)備。隨著船舶的航行，一直看到前后標(biāo)在一條線上，即疊標(biāo)串視，記下此時(shí)疊標(biāo)的羅方位CB（GB）求羅經(jīng)差G(C)=TC-GB(CB) 利用疊標(biāo)測(cè)定羅經(jīng)差精度較高,但人工

3、疊標(biāo)多設(shè)在港口附近和狹水道地區(qū)，使用上受到了一定的限制，當(dāng)船舶航行到?jīng)]有人工疊標(biāo)的海區(qū)，可以根據(jù)看到的陸標(biāo)自行選取自然疊標(biāo)，但該自然疊標(biāo)一定要位置準(zhǔn)確，易于識(shí)別。2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.1 利用陸標(biāo)求測(cè)羅經(jīng)差 在航海中，陀螺羅經(jīng)是高精度的導(dǎo)航設(shè)備，在實(shí)際使用中，定位導(dǎo)航一般都使用陀螺羅經(jīng)，磁羅經(jīng)主要是作為應(yīng)急設(shè)備而保存的。由于兩個(gè)設(shè)備都可以提供測(cè)向和測(cè)方位，我們?cè)诤胶?shí)踐中，可以用陀螺羅經(jīng)航向和磁羅經(jīng)航向的對(duì)比來(lái)求得羅經(jīng)差和自差，這是駕駛員航行中交接班時(shí)必做的一項(xiàng)工作。具體方法如下：已知陀螺羅經(jīng)差G同時(shí)讀取陀螺航向GC和磁羅經(jīng)航向CC求取真航向TC=GC+ G根據(jù)真航向

4、和羅航向求羅經(jīng)差C=TCCC利用海圖資料求出觀測(cè)時(shí)的磁差Var求自差Dev=CVar2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.1 利用陸標(biāo)求測(cè)羅經(jīng)差 磁羅經(jīng)向位的精度主要取決于自差的測(cè)定精度，在航海實(shí)踐中，自差是從事先繪制好的自差表（曲線）中查取。磁羅經(jīng)在使用過(guò)程中要定期校正，同時(shí)自差表要更新。繪制自差曲線或自差表時(shí)應(yīng)當(dāng)在N、NE、E、SE、S、SW、W、NW八個(gè)點(diǎn)上測(cè)定，在專(zhuān)門(mén)的羅經(jīng)校驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行，其資料在中版航標(biāo)表中可以查取。 在測(cè)試中，如果不知道被測(cè)物標(biāo)的真方位以及磁差，可以采用8個(gè)航向上物標(biāo)羅方位的算術(shù)平均值來(lái)代替物標(biāo)的磁方位MB來(lái)求取自差Dev=MBCB2007年6月J M IJ

5、M I 劉曉峰13.2 觀測(cè)天體求測(cè)羅經(jīng)差 當(dāng)船舶航行在開(kāi)闊的海面上時(shí)，則只有利用天體來(lái)測(cè)定羅經(jīng)差。用天體測(cè)定羅經(jīng)差與陸標(biāo)求羅經(jīng)差的原理一樣，用天體的真方位減羅方位即可求出羅經(jīng)差，只是在過(guò)程中無(wú)法獲取天體的真方位，只能用天體計(jì)算方位AC代替天體的真方位TB。天體計(jì)算方位用公式求得，即： cotAc = cosctgDeccscLHAsincctgLHA C=Ac CB2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測(cè)天體求測(cè)羅經(jīng)差1）應(yīng)觀測(cè)低高度天體的羅方位，以減小方位誤差）應(yīng)觀測(cè)低高度天體的羅方位，以減小方位誤差 計(jì)算方位是通過(guò)推算船位求取的，所以用天體計(jì)算方代替天體真方位會(huì)產(chǎn)生方位誤

6、差，它的大小主要取決于天體高度。高度越低誤差越小，所以在實(shí)際觀測(cè)中要盡量選擇低高度的天體，其高度應(yīng)低于30，最好低于15。同時(shí)，該方位誤差還與被測(cè)天體的方位和赤緯有關(guān)，被測(cè)天體的方位趨近0，赤緯趨近90時(shí)，引起的方位誤差趨近零。2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測(cè)天體求測(cè)羅經(jīng)差2）觀測(cè)時(shí)應(yīng)盡量保持羅經(jīng)面的水平，減小傾斜誤差）觀測(cè)時(shí)應(yīng)盡量保持羅經(jīng)面的水平，減小傾斜誤差 由于羅經(jīng)面的傾斜會(huì)引起觀測(cè)天體羅方位的誤差，該項(xiàng)誤差與被測(cè)天體的高度和傾斜角有關(guān)系。為減小傾斜誤差，應(yīng)觀測(cè)低高度天體的羅方位來(lái)測(cè)定羅經(jīng)差，并且在觀測(cè)時(shí)應(yīng)盡量保持羅經(jīng)面的水平。3）避免觀測(cè)中的粗差并減小隨機(jī)誤差的

7、影響）避免觀測(cè)中的粗差并減小隨機(jī)誤差的影響 為避免粗差和減小隨機(jī)誤差的影響，一般應(yīng)連續(xù)觀測(cè)三次，取平均值作為對(duì)應(yīng)于平均時(shí)間的羅方位。羅經(jīng)讀數(shù)讀至0.5，觀測(cè)時(shí)間準(zhǔn)確到1m。4）注意觀測(cè)天體的中心方位）注意觀測(cè)天體的中心方位2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測(cè)天體求測(cè)羅經(jīng)差1）觀測(cè)太陽(yáng)低高度（）觀測(cè)太陽(yáng)低高度（h30）方位求羅經(jīng)差）方位求羅經(jīng)差 步驟：步驟： 1）觀測(cè)太陽(yáng)低高度方位CB，同時(shí)記下觀測(cè)時(shí)間。 2）求觀測(cè)時(shí)刻太陽(yáng)的計(jì)算方位AC， 3）求羅經(jīng)差C=ACCB 計(jì)算方位的求取方法：計(jì)算方位的求取方法： 1）航海天文歷+函數(shù)計(jì)算器法 2）航海天文歷+天體高度方位表（B10

8、5）法 3）太陽(yáng)方位表法 4）航海天文歷+GPS導(dǎo)航儀法2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測(cè)天體求測(cè)羅經(jīng)差1）觀測(cè)太陽(yáng)低高度（）觀測(cè)太陽(yáng)低高度（h30）方位求羅經(jīng)差）方位求羅經(jīng)差 太陽(yáng)方位表太陽(yáng)方位表 該表分兩冊(cè)：第一冊(cè)包括緯度030（英版戴氏表DAVISS TABLE）；第二冊(cè)包括緯度3064（英版柏氏表BURDWOODS TABLES）每?jī)?cè)又分主表和附表。主表分前后兩個(gè)半冊(cè)，前半冊(cè)是赤緯與緯度同名，后半冊(cè)是赤緯與緯度異名。2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測(cè)天體求測(cè)羅經(jīng)差1）觀測(cè)太陽(yáng)低高度（）觀測(cè)太陽(yáng)低高度（h30）方位求羅經(jīng)差）方位求羅經(jīng)差 利用利

9、用太陽(yáng)方位表太陽(yáng)方位表求太陽(yáng)方位的步驟求太陽(yáng)方位的步驟觀測(cè)太陽(yáng)羅方位CB，同時(shí)記下觀測(cè)時(shí)間，求取推算船位；根據(jù)觀測(cè)日期分別從“太陽(yáng)赤緯表”和“時(shí)差表”中查取太陽(yáng)的赤緯Dec及時(shí)差ET（注意，不需內(nèi)差）；根據(jù)觀測(cè)時(shí)的區(qū)時(shí)ZT和推算船位的經(jīng)度求視時(shí)LAT，并將其轉(zhuǎn)換為上午視時(shí)或下午視時(shí)LATLMTETZTD ET求計(jì)算方位Ac：根據(jù)測(cè)者緯度和太陽(yáng)赤緯Dec的同、異名，在主表的前半部或后半部，選擇靠近表列引數(shù)的緯度、赤緯和視時(shí)，查取太陽(yáng)的表列方位AT，再進(jìn)行三項(xiàng)比例內(nèi)插最后求得太陽(yáng)的計(jì)算方位Ac，即：AcAT ADec ALAT A2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測(cè)天體求測(cè)羅經(jīng)

10、差1）觀測(cè)太陽(yáng)低高度（）觀測(cè)太陽(yáng)低高度（h30）方位求羅經(jīng)差）方位求羅經(jīng)差 利用利用太陽(yáng)方位表太陽(yáng)方位表求太陽(yáng)方位的步驟求太陽(yáng)方位的步驟表列方位是半圓方位，第一名稱(chēng)與測(cè)者緯度同名，第二名稱(chēng)上午為E，下午為W。如果測(cè)者緯度的查表引數(shù)為0時(shí)，方位命名的第一個(gè)字母與太陽(yáng)赤緯同名。求羅經(jīng)差：將所求得的半圓方位化為圓周方位，則：C= AcCB例題：假設(shè)觀測(cè)時(shí)的時(shí)間為2000年3月15日Z(yǔ)T 0730，c=3130N， c=12130E。觀測(cè)太陽(yáng)真出羅方位為CB 103，求羅經(jīng)差C。2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測(cè)天體求測(cè)羅經(jīng)差1）觀測(cè)太陽(yáng)低高度（）觀測(cè)太陽(yáng)低高度（h30）方位求羅

11、經(jīng)差）方位求羅經(jīng)差 利用利用航海天文歷航海天文歷和和GPS求太陽(yáng)方位的步驟求太陽(yáng)方位的步驟根據(jù)預(yù)計(jì)觀測(cè)天體羅方位的世界時(shí)（以整小時(shí)最方便，不用內(nèi)差）查航海天文歷求觀測(cè)時(shí)的赤緯Dec和格林時(shí)角GHA，求出天體的地理位置（2，2）將天體的地理位置（2，2）當(dāng)作一個(gè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)輸入到GPS當(dāng)中，GPS可以實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前船位和該點(diǎn)的大圓航向，這就是天體的計(jì)算方位Ac，但注意該值隨船位變化而變化。到預(yù)計(jì)觀測(cè)時(shí)刻，用羅經(jīng)測(cè)得天體羅方位CB的同時(shí)，讀取GPS顯示的方位Ac，羅經(jīng)差C= AcCB2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測(cè)天體求測(cè)羅經(jīng)差2）觀測(cè)太陽(yáng)真出沒(méi)方位求羅經(jīng)差）觀測(cè)太陽(yáng)真出沒(méi)方位求羅

12、經(jīng)差 在周日視運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)太陽(yáng)的中心通過(guò)地心真地平時(shí)稱(chēng)為太陽(yáng)的真出或真沒(méi)，此刻太陽(yáng)真高度ht0，這時(shí)觀測(cè)太陽(yáng)的羅方位不需要記錄觀測(cè)時(shí)間，只需要根據(jù)推算緯度和當(dāng)時(shí)的太陽(yáng)赤緯就可以求得太陽(yáng)真出沒(méi)時(shí)的計(jì)算方位，利用該法可以相對(duì)簡(jiǎn)便地求出羅經(jīng)差，因此，它是船上核驗(yàn)羅經(jīng)差常用的方法之一。 2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測(cè)天體求測(cè)羅經(jīng)差2）觀測(cè)太陽(yáng)真出沒(méi)方位求羅經(jīng)差）觀測(cè)太陽(yáng)真出沒(méi)方位求羅經(jīng)差觀測(cè)太陽(yáng)真出沒(méi)的時(shí)機(jī)觀測(cè)太陽(yáng)真出沒(méi)的時(shí)機(jī) 設(shè)目視觀測(cè)太陽(yáng)真出沒(méi)時(shí)的下邊沿高度為ho，則 hthodpSD0 如取眼高e16m，則d7；取平均蒙氣差30。視差p很小，可忽略不計(jì)；取SD16（平均視

13、半徑），得 ho212/3D（太陽(yáng)平均視直徑D32） 所以，當(dāng)用目視看到太陽(yáng)下邊沿視高度約為2/3太陽(yáng)直徑時(shí)，此刻觀測(cè)的太陽(yáng)羅方位即是太陽(yáng)真出沒(méi)羅方位。也就是我們的觀測(cè)時(shí)機(jī)。 2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測(cè)天體求測(cè)羅經(jīng)差2）觀測(cè)太陽(yáng)真出沒(méi)方位求羅經(jīng)差）觀測(cè)太陽(yáng)真出沒(méi)方位求羅經(jīng)差原理原理 當(dāng)h=0時(shí)，該公式可以簡(jiǎn)化為coshcossinhsinsincosDecAccossincosDecAc 也就是說(shuō)只要知道觀測(cè)時(shí)的赤緯和推算緯度，即可求出計(jì)算方位，注意，公式使用要注意以下事項(xiàng)：c恒為“”； Dec與c同名，Dec為“”，異名為“”；Ac為半圓方位，第一名稱(chēng)與c同名，

14、第二名稱(chēng)真出為“E”，真沒(méi)為“W”。 2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測(cè)天體求測(cè)羅經(jīng)差3）觀測(cè)北極星方位求羅經(jīng)差）觀測(cè)北極星方位求羅經(jīng)差 北極星的位置很靠近北天極，極距不超過(guò)1，它的周日平行圈是一個(gè)半徑很小的小圓。在北半球中、低緯度海區(qū)，北極星的方位一晝夜之內(nèi)變化不超過(guò)2。北極星赤緯趨近90，方位趨近0，由推算船位的誤差而引起天體真方位的誤差趨于零。北極星是北緯中、低緯度海區(qū)測(cè)定羅經(jīng)差的一個(gè)很有利的天體。2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測(cè)天體求測(cè)羅經(jīng)差3）觀測(cè)北極星方位求羅經(jīng)差）觀測(cè)北極星方位求羅經(jīng)差 航海天文歷中列有“北極星方位角表”，其查表引數(shù)為

15、春分點(diǎn)地方時(shí)角LHA和緯度。由于表列方位之間的差值很小，約在0.10.2之內(nèi)，故無(wú)須內(nèi)插，使用十分方便。 中版航海天文歷中的“北極星方位角表” 是單列的，其表列方位為半圓方位半圓方位。凡用表左側(cè)的春分點(diǎn)地方時(shí)角查得的方位，其名稱(chēng)為NW；用表右側(cè)的春分點(diǎn)地方時(shí)角查得的方位，其名稱(chēng)為NE。 英版航海天文歷給出的是北極星圓周方位。方位的查?。悍轿坏牟槿。?007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測(cè)天體求測(cè)羅經(jīng)差3）觀測(cè)北極星方位求羅經(jīng)差）觀測(cè)北極星方位求羅經(jīng)差詳細(xì)步驟：詳細(xì)步驟： 觀測(cè)北極星羅方位CB，同時(shí)應(yīng)記下區(qū)時(shí)ZT，求取推算船位； 求羅經(jīng)差：C =AcCB根據(jù)區(qū)時(shí)求得近似世界時(shí)，查航海天文歷求取春分點(diǎn) 格林時(shí)角GHA；求取春分點(diǎn)地方時(shí)角：LHA= GHA EW 根據(jù)c和LHA在“北極星方位角表”中查取北極星方位Ac， 如果是用中版航海天文歷須換算為圓周方位； 舉例舉例：2001年7月28日，ZT2021，推算船位c3220N，c122157E，測(cè)得北極星羅方位CB004， CA002，求C。2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測(cè)天體求測(cè)羅經(jīng)差1-照門(mén)；2-照準(zhǔn)架；3-黑色反射鏡4-三棱鏡；5-照門(mén)