集美大學(xué)航海學(xué)2教案：測(cè)天定位

1、第七章 觀測(cè)天體定位 在航海實(shí)踐中，至少需要兩條或兩條以上交角合適的、對(duì)應(yīng)于同一時(shí)刻的船位線相交才能確定船舶所在的位置。本章將主要介紹幾種常用的天文定法方法。海上測(cè)天定位主要包括白晝采用太陽(yáng)移線定位，低緯度海區(qū)太陽(yáng)特大高度定位，“同時(shí)”觀測(cè)太陽(yáng)、金星定位和晨昏采用星體定位。第一節(jié) 觀測(cè)太陽(yáng)移線定位 白晝通常只能觀測(cè)到太陽(yáng)，在觀測(cè)一次太陽(yáng)求得一條太陽(yáng)船位線之后，間隔一段合適時(shí)間再觀測(cè)一次，求得另一條太陽(yáng)船位線，然后進(jìn)行移線定位，這種定位方法稱為太陽(yáng)移線定位。 一、太陽(yáng)移線定位的條件 太陽(yáng)移線定位的精度主要與兩次觀測(cè)的時(shí)間間隔有關(guān)。由航跡推算原理可知：兩次觀測(cè)間的時(shí)間間隔越短，轉(zhuǎn)移船位線所帶來(lái)的航

2、向、航程的推算誤差就越小。同時(shí)由船位誤差理論可知：用兩條船位線定位，兩船位線的交角應(yīng)在30°90°范圍之內(nèi)，以趨近90°為最佳，太陽(yáng)方位要變化到如此大小，一般又需較長(zhǎng)時(shí)間，這是一對(duì)矛盾。 在一般情況下，如果兩次觀測(cè)的時(shí)間過(guò)短，盡管減小了推算誤差，但是太陽(yáng)方位變化太小，使兩條船位線交角小于30°。相反，如果兩次觀測(cè)的時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)，雖然太陽(yáng)方位變化較大，可使兩船位線的交角達(dá)90°,但是轉(zhuǎn)移船位線的推算誤差也隨之積累增大。為兼顧這兩方面的要求，兩次觀測(cè)的時(shí)間間隔一般約為1h 2h ,太陽(yáng)方位變化約30°50°，以不小于30

3、6;為宜。 二、太陽(yáng)移線定位的有利時(shí)機(jī) 太陽(yáng)在中天前后其方位變化較快，在較短的時(shí)間內(nèi)，太陽(yáng)方位變化就可超過(guò)30°。因此，太陽(yáng)中天前后一段時(shí)間是觀測(cè)太陽(yáng)移線定位的有利時(shí)機(jī)。 在航海實(shí)踐中，一般常采用太陽(yáng)中天前和中天時(shí)各觀測(cè)一次，移線求出中天或正午船位。也有采用測(cè)量中天前、中天、中天后的太陽(yáng)高度進(jìn)行多次移線定位的情況。 在低緯海區(qū)內(nèi)，當(dāng)太陽(yáng)中天高度很高(達(dá)88°左右)時(shí)，從日出到中天前和中天后至日沒(méi)，太陽(yáng)方位變化非常緩慢，有時(shí)太陽(yáng)方位變化30°左右，往往就要等待45小時(shí)之久，從而使太陽(yáng)移線定位失去意義。相反，在這種情況下，太陽(yáng)中天前后十幾分鐘，甚至幾分鐘之內(nèi)，太陽(yáng)方位

4、變化就可達(dá)30°以上。因此，就可在短時(shí)間內(nèi)，測(cè)得23條太陽(yáng)船位線求出觀測(cè)船位 (見(jiàn)太陽(yáng)特大高度定位)。 三、移線定位方法 1. 直接平移天文船位線法 在海圖作業(yè)中，天文船位線用“ ”表示，轉(zhuǎn)移天文船位線用“ ”表示，天文觀測(cè)船位用“ ”表示。 （1）兩次觀測(cè)間無(wú)轉(zhuǎn)向的移線定位方法 如圖4-7-1所示，c1為第一次觀測(cè)時(shí)ZT1的推算船位，c2為第二次觀測(cè)時(shí)ZT2的推算船位，計(jì)劃航向CA，航速V，T和S分別為兩次觀測(cè)的時(shí)間間隔和航程。太陽(yáng)船位線II應(yīng)沿CA方向平移，距離等于S，得轉(zhuǎn)移船位線II。 （2）兩次觀測(cè)間有轉(zhuǎn)向的移線定位方法 如圖472所示，S是兩次觀測(cè)的推算船位C1 和C2之間

5、的直線距離，太陽(yáng)船位線II應(yīng)沿C1C2方向平移，距離等于S,得轉(zhuǎn)移船位線¢¢。圖 6×6cm圖 6×6cm 圖 471 圖 4722. 轉(zhuǎn)移作圖點(diǎn)（計(jì)算點(diǎn)）法 如果需要直接畫(huà)出轉(zhuǎn)移船位線或者船位線與計(jì)劃航線CA接近平行時(shí)，均可采用轉(zhuǎn)移作圖點(diǎn)法來(lái)作轉(zhuǎn)移船位線。該法可分為作圖轉(zhuǎn)移法和計(jì)算轉(zhuǎn)移法。 （1）作圖轉(zhuǎn)移法 由要轉(zhuǎn)移的作圖點(diǎn)起，按兩次觀測(cè)間的航向CA和航程S在海圖上直接轉(zhuǎn)移作圖點(diǎn)，得轉(zhuǎn)移終點(diǎn)后，過(guò)該點(diǎn)按原來(lái)的Ac和Dh畫(huà)船位線，即是轉(zhuǎn)移船位線。 （2）計(jì)算轉(zhuǎn)移法 根據(jù)要轉(zhuǎn)移的作圖點(diǎn)的坐標(biāo)（,）和兩次觀測(cè)之間的航向CA和航程S用計(jì)算方法求得轉(zhuǎn)移終點(diǎn)的坐標(biāo)

6、（,），在海圖上標(biāo)出該點(diǎn)，過(guò)該點(diǎn)按原來(lái)的Ac和Dh畫(huà)船位線,即是轉(zhuǎn)移船位線。轉(zhuǎn)移終點(diǎn)坐標(biāo)（,）的計(jì)算公式如下： 移線航程 ·（T2T1）h 緯 差 cos CA 經(jīng) 差 sin CA/cos（）sin CA / cos 轉(zhuǎn)移終點(diǎn)坐標(biāo) 采用上述公式計(jì)算時(shí)，北緯、東經(jīng)為“”；南緯、西經(jīng)為“”。 太陽(yáng)移線定位一般間隔1h2h 。如果航速較高，在海圖或空白紙上采用較大比例尺時(shí)，作長(zhǎng)距離移線不方便，這時(shí)采用上述方法較為有利。 例471 1996年9月7日，ZT1050，jc 35°07'.0N，c 122°11'.0E，計(jì)劃航向CA012°，航速V

7、12'，測(cè)得太陽(yáng)下邊沿六分儀高度hs 57°42'.9，CT'02h 54m 10s，WT35 s，CE03 m22s (快)，(I+s)+1'.6，e 16.0m，求ZT1050的太陽(yáng)船位線.船舶繼續(xù)航行，預(yù)求中天區(qū)時(shí)ZT，中天時(shí)向南測(cè)得太陽(yáng)下邊沿六分儀高度Hs 60°29'.2，求中天觀測(cè)船位。 解：jc3507.0Nc12211.0ESMT10507/9hs5742.9ZD0800i+s1.6GMT02507/9d7.1c15.4CT0254107/9ht5752.8WT35hc5751.7CE0332Dh1.1GMT02501

8、37/9GHA21029.8Dec600.8N d-0.9ms1233.3d0.8GHA22303.1Dec600.0Nc12211.0ELHA34514.11445.9Ehcarcsin（sinjc sinDec cos jc cosDec cosLHA）Acarccos（tg jc tg hc）hc5751.7Ac151°.5經(jīng)過(guò)航跡推算，可知1200推算船位：jc3520.7Nc12214.6ET11587/9hs6029.2SD9i+s+1.6ZT11497/9d7.1ZD800c+15.4GMT03497/9ht6039.1SZ2920.9NDec0559.8N d0.9D

9、ec559.1Nd0.7jo3520.0NDec0559.1Njo3520.0N012219.5E圖 10×7 cm第二節(jié) 觀測(cè)太陽(yáng)特大高度定位 所謂觀測(cè)太陽(yáng)特大高度定位是指當(dāng)太陽(yáng)高度>88°，即其真頂距Z<2°(120')時(shí)，用直接畫(huà)船位圓來(lái)確定船位的方法。 一、發(fā)生特大高度的條件 船舶航行在低緯海區(qū)，在中天前后，當(dāng)其緯度恰好介于太陽(yáng)赤緯±2°的范圍之內(nèi)(即與的差值小于2°；< 2°, 與同名取“-”,異名取“+”。)，即可觀測(cè)到太陽(yáng)特大高度。 由于太陽(yáng)赤緯每年的變化范圍在23°27S2

10、3°27N之間，所以一年中有可能觀測(cè)到太陽(yáng)特大高度的海區(qū)是25°27S25°27N之間。例如：夏至?xí)r位于23°27N±2°的海區(qū)內(nèi)有可能觀測(cè)到太陽(yáng)特大高度。 二、觀測(cè)太陽(yáng)特大高度求船位的依據(jù) 1. 如發(fā)生太陽(yáng)特大高度，中天前后，十幾分鐘之內(nèi)，太陽(yáng)方位變化可達(dá)數(shù)十度。因此，短時(shí)間內(nèi)即可定位。 2. 在低緯海區(qū)，墨卡托海圖變形小，當(dāng)> 88°時(shí)(此時(shí)已不能用高度差法求船位線)，天文船位圓在其上的投影周變曲線近似為圓。因此可以在海圖上，以太陽(yáng)地理位置為圓心，以真頂距為半徑，直接畫(huà)圓來(lái)代替天文船位圓，由此而產(chǎn)生的誤差小于

11、77;03。 三、觀測(cè)太陽(yáng)特大高度求船位的方法 1. 觀測(cè)太陽(yáng)特大高度在太陽(yáng)中天前后數(shù)分鐘之內(nèi)，觀測(cè)23次太陽(yáng)特大高度，同時(shí)記下觀測(cè)時(shí)間。最好第1次觀測(cè)在中天前，第2次在中天，第3次在中天之后。相鄰兩次觀測(cè)之間太陽(yáng)方位差應(yīng)大于30°。一般第1次觀測(cè)在中天區(qū)時(shí)前5分鐘左右，第2次在中天時(shí)觀測(cè)，第3次在中天區(qū)時(shí)后5分鐘左右觀測(cè)。這樣，則可滿足上述要求。因此，為得到質(zhì)量較高的觀測(cè)船位，最好預(yù)求中天區(qū)時(shí)，根據(jù)中天區(qū)時(shí)來(lái)確定三次觀測(cè)的大概時(shí)間。在實(shí)際觀測(cè)時(shí)，還可以利用駕駛臺(tái)兩側(cè)的分羅經(jīng)估測(cè)太陽(yáng)的方位變化來(lái)確定觀測(cè)時(shí)機(jī)，當(dāng)太陽(yáng)方位和太陽(yáng)中天方位變化大于30°時(shí)即可觀測(cè)。 2. 求三次觀

12、測(cè)的天文船位圓圓心(太陽(yáng)地理位置) 一般以第2次觀測(cè)的船位圓的圓心為基準(zhǔn)，求出第1次和第3次觀測(cè)的船位圓圓心。由于太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)的方向是自東向西，所以第1次觀測(cè)的船位圓圓心在第2次的東邊，第3次在第2次的西邊。由第2次觀測(cè)的世界時(shí)GMT2查航海天文歷，求得太陽(yáng)的格林時(shí)角GHA和赤緯Dec，則第2次觀測(cè)的天文船位圓圓心： （471 由于一天中太陽(yáng)赤緯變化不大，在十幾分鐘內(nèi)太陽(yáng)赤緯可以認(rèn)為是不變的。這樣，三次觀測(cè)的太陽(yáng)地理位置的緯度可以認(rèn)為是相等的，即：Dec 第1次觀測(cè)的船位圓圓心：PG1 =±， 15（GMT2GMT1）' （472） 第3次觀測(cè)的船位圓圓心：PG3 =

13、77;， 15（GMT2GMT3）' （473） 在式(4-7-2)、(4-7-3)中，GMT1、GMT2和GMT3分別為三次測(cè)天的世界時(shí)。 3. 求三次觀測(cè)的船位圓半徑(太陽(yáng)真頂距) 三次觀測(cè)的太陽(yáng)觀測(cè)高度經(jīng)高度改正后求得其真高度，則船位圓半徑為 90° i1,2,3 （474） 4. 把三次觀測(cè)訂正到同一時(shí)刻（第二次觀測(cè)時(shí)間） 按計(jì)劃航向CA和航速V將： PG1 順航向移 至 PG3 逆航向移 至 （475） 5. 求觀測(cè)船位 分別以PG1、PG2、PG3為圓心，、 為半徑，在推算船位附近畫(huà)三條船位圓圓弧，若構(gòu)成船位誤差三角形，則按邊距比例法點(diǎn)出觀測(cè)船位。 例472 19

14、96年9月8日，ZT1158，jc 06°01'.0N，c 089°47'.0E，CA290°，V15'，CE13 s (慢)，(i+s)= 3'.5，e17.0m，觀測(cè)三次太陽(yáng)特大高度，記錄如下:1.CT' 05 h 56 m 23 s ，WT 23 s ， 89°14'.3;2.CT' 05 h 58 m 33 s ，WT 27 s ， 89°28'.1;3.CT' 06 h 00 m 58 s ，WT 30 s ， 89°14'.1.求ZT1158的

15、觀測(cè)船位. 解：SMT1158 8/9ZD600GMT05588/9CT0556238/9CT0558338/9CT0600588/9WT23WT27WT30CE13CE13CE13GMT10556138/9GMT20558198/9GMT10600418/9GMT2055819GMT2055819T1 0206GHA25535.6T20222131'.5ms1434.8235'.5S10'.5GHA27010.4S20'.68949.6Dec0535.4N d0.9d0.9Dec0534.5Njc0534.50534.50534.5N9021.18949.68

16、914.1Ehs8914.3hs8928.1hs8914.1i+s3.5i+s3.5i+s3.5d7.3d7.3d7.3c+15.9c+15.9c+15.9ht8919.4ht8933.2ht8919.2Z40.6Z26.8Z40.8經(jīng)作圖得到ZT1158的觀測(cè)船位：jo 06°01'.0N，0 089°47'.8E圖 10×7 cm第三節(jié) 白晝“同時(shí)”觀測(cè)金星太陽(yáng)定位 金星是天空中除太陽(yáng)和月亮之外最亮的星體，其視星等在3.34.4之間。因此，我們就有可能在白天觀測(cè)到金星，只要它的高度和與太陽(yáng)的方位差角合適，即可“同時(shí)”觀測(cè)太陽(yáng)、金星定位。 一、白

17、晝觀測(cè)金星的時(shí)機(jī) 當(dāng)金星位于東大距到下合前最亮日之間和下合后最亮日到西大距之間時(shí)，白晝可見(jiàn)金星，即金星運(yùn)行在東大距之后35天之內(nèi)和西大距之前35天之內(nèi)是白晝觀測(cè)金星的有利時(shí)機(jī)。一年中金星位置可由英版航海天文歷中的行星紀(jì)要（planet notes）中查得，還可以從中版航海天文歷的天象紀(jì)要中查取金星運(yùn)行在東、西大距與最亮日之間的日期。 二、觀測(cè)金星和太陽(yáng)定位的步驟 觀測(cè)應(yīng)按先難后易的次序進(jìn)行，即先測(cè)金星，后測(cè)太陽(yáng)。盡管金星較亮，但在白天用肉眼直接發(fā)現(xiàn)它還是比較困難的，所以在觀測(cè)前需做如下工作： 1. 借助航海望遠(yuǎn)鏡尋找金星。當(dāng)金星位于東大距與下合前最亮日之間時(shí)，應(yīng)在太陽(yáng)東邊尋找；當(dāng)金星位于下合后

18、最亮日與西大距之間時(shí)，應(yīng)在太陽(yáng)西邊尋找。 2. 當(dāng)肉眼無(wú)法發(fā)現(xiàn)金星時(shí)，可利用索星卡估計(jì)金星的近似高度和方位，然后將六分儀定在該高度上，利用分羅經(jīng)根據(jù)估計(jì)的方位在水天線附近尋找。 總之，只要白晝能看到金星，并且其高度大于15°，與太陽(yáng)的方位差角大于30°，則可觀測(cè)太陽(yáng)、金星定位。 利用觀測(cè)金星和太陽(yáng)進(jìn)行移線定位的計(jì)算步驟和太陽(yáng)移線定位相似，只是其中一條船位線采用行星船位線的計(jì)算方法。 例473 1996年9月8日，ZT1030，jc 35°05'.0N，c 137°28'.0W，觀測(cè)金星和太陽(yáng)，觀測(cè)數(shù)據(jù)如下:金星:CT'07 h 2

19、6 m 14 s ，WT23 s ， 66°30'.1;太陽(yáng):CT'07 h 30 m 17 s ， WT28 s ， 52°38'.9.已知CE19 s (慢)，e17.5m，(i+S)= 1'.2，求ZT1030的觀測(cè)船位. 解：SMT10308/9ZD0900GMT19308/9CT192614CT193017WT23WT28CE+19CE+19GMT1926108/9GMT1930088/9GHA14933.2v-0.3GHA10538.6ms632.5ms732.0v0.1GHA11310.615605.613728.0W13728

20、.0WLHA33542.6LHA1837.62417.4EDec1814.4Nd-0.9Dec0522.2N d-0.9d0.2d0.5Dec 1814.2NDec0521.7Nhcarcsin（sinjc sinDec cos jc cosDec cosLHA）Acarccos（tg jc tg hc）hc6624.1hc5246.8Ac229°.3Ac137°.4hs6630.1hs5238.9i+s+1.2i+s+1.2d7.4d7.4c0.4c+15.3c+0.1ht6623.6ht5248.0hc6624.1hc5246.8Dh0.5Dh+1.2經(jīng)作圖得到ZT10

21、30的觀測(cè)船位為：jo 35°03'.2N，c 137°27'.5W圖 10×7 cm第四節(jié) 晨昏測(cè)星定位 測(cè)星定位是天文定位的重要方法，其優(yōu)點(diǎn)是能在晨光昏影的短時(shí)間內(nèi)求得觀測(cè)船位，且推算誤差的影響甚小，因此定位精度較高。其缺點(diǎn)：一是測(cè)星的時(shí)間較短，在低緯海區(qū)一般只有2040分鐘，二是晨光昏影時(shí)星光較暗，水天線也不如白天清晰，所以觀測(cè)星體要比觀測(cè)太陽(yáng)困難一些。 一、測(cè)星時(shí)機(jī) 測(cè)星定位必須同時(shí)具備下述兩條件：一是有可供觀測(cè)的星體，二是可見(jiàn)水天線。一天中只有在黎明(晨光)和黃昏(昏影)這兩段時(shí)間內(nèi)才可同時(shí)滿足上述兩條件。 1晨光昏影 航海上一般把黎明和

22、黃昏這兩段時(shí)間統(tǒng)稱為晨光昏影(morning and evening twilight)。晨光昏影期間的能見(jiàn)度，隨著太陽(yáng)在水天線下位置的變化而不同，為更確切地描述晨光昏影期間的能見(jiàn)度，又把晨光昏影分成三個(gè)階段。如圖477所示。圖477 6×6cm (1) 民用晨光昏影 太陽(yáng)上邊沿與水天線相切時(shí)稱太陽(yáng)視出或視沒(méi)。 太陽(yáng)真高度6°時(shí)，稱民用晨光始或民用昏影終。 太陽(yáng)由民用晨光始( =6°)到視出所經(jīng)歷的時(shí)間稱民用晨光；太陽(yáng)由視沒(méi)到民用昏影終( =6°)所經(jīng)歷的時(shí)間稱民用昏影。上述兩段時(shí)間統(tǒng)稱為民用晨光昏影。 (2) 航海晨光昏影 太陽(yáng)真高度 =-12

23、6;時(shí)稱航海晨光始或航?；栌敖K。 太陽(yáng)真高度由12°到6°或由6至12°所經(jīng)歷的時(shí)間間隔統(tǒng)稱航海晨光昏影。 (3) 天文晨光昏影 太陽(yáng)真高度=18°時(shí)稱天文晨光始或天文昏影終。 太陽(yáng)中心高度由18°到12°或由12°到18°所經(jīng)歷的時(shí)間間隔統(tǒng)稱天文晨光昏影。 晨光昏影時(shí)間的長(zhǎng)短，取決于測(cè)者的緯度，緯度越高，晨光昏影時(shí)間越長(zhǎng)，緯度越低，晨光昏影時(shí)間越短。 2測(cè)星時(shí)機(jī) 根據(jù)測(cè)星定位的兩個(gè)條件，只有在民用晨光始或民用昏影終前后一段時(shí)間內(nèi)，即太陽(yáng)真高度在3°9°之間，才是測(cè)星定位的良好時(shí)機(jī)。在這段時(shí)間內(nèi)

24、既可看到星體，又可看到水天線。這段時(shí)間在低緯度一般只有2040分鐘，因此駕駛員要在該段時(shí)間內(nèi)觀測(cè)三顆或三顆以上的星體來(lái)定位，為把握住觀測(cè)時(shí)機(jī)，測(cè)星前往往要做許多準(zhǔn)備工作：預(yù)求測(cè)星區(qū)時(shí)，選星，檢查和校正六分儀等等，否則，就有可能在測(cè)星時(shí)間內(nèi)測(cè)不下三顆星。 3預(yù)求測(cè)星區(qū)時(shí)ZT 海上通常的做法是，早晨測(cè)星，利用ZT0600的推算船位預(yù)求民用晨光始區(qū)時(shí)；黃昏測(cè)星，則利用ZT1800的推算船位預(yù)求民用昏影終區(qū)時(shí)。根據(jù)所求區(qū)時(shí)提前幾分鐘開(kāi)始觀測(cè)即可。 ZT=LMT （476）式中: LMT：晨光始或昏影終時(shí)測(cè)者的地方平時(shí)，可由航海天文歷查出的格林經(jīng)線上的晨光始或昏影終的地方平時(shí)來(lái)代替； ：晨光始或昏影終時(shí)

25、，測(cè)者經(jīng)度與所在時(shí)區(qū)中線經(jīng)度之差，可用ZT0600或ZT1800的推算經(jīng)度與所用區(qū)時(shí)的時(shí)區(qū)中線經(jīng)度之差來(lái)代替。 在航海天文歷歷書(shū)中每三天給出格林經(jīng)線上晨光始或昏影終的地方平時(shí)，需要進(jìn)行緯度內(nèi)插(格林經(jīng)線上晨光始或昏影終平時(shí)一天給一值，需進(jìn)行經(jīng)、緯度內(nèi)插，一般當(dāng)緯度低于60°時(shí),經(jīng)度內(nèi)插可忽略不計(jì))。 例474 1996年3月21日，ZT1530，jc 36°54'.0N，c 122°45'.0E，CA002°，V10'，預(yù)求民用昏影終區(qū)時(shí)。 解：1按航向，航速求得2T1800的推算船位 c 37°18'.5N c

26、 122°46'.5E2求ZT3以c35°N從航海天文歷中查得民用昏影終 TT1837 21/34緯度內(nèi)插 T 1 5民用昏影終地方平時(shí) T1838 21/36經(jīng)差（ 120°122°46'.5E） DE 11民用昏影終區(qū)時(shí) ZT1827 21 3 二、認(rèn)星和選星 計(jì)算恒星船位線之前，必須要知道被測(cè)星體的星名。這就要求駕駛員在測(cè)前或測(cè)后要辨認(rèn)出所測(cè)星體的星名，即認(rèn)星。認(rèn)星的方法大體上可分為兩種：一種是本書(shū)第二章介紹的目視認(rèn)星，另一種是利用專用表冊(cè)或工具認(rèn)星。這里著重介紹利用索星卡選星和認(rèn)星的方法。 1.選擇觀測(cè)天體的注意事項(xiàng) 由于測(cè)星時(shí)間

27、比較短，為了不錯(cuò)失測(cè)星時(shí)機(jī)，應(yīng)預(yù)先做好一切可以提前做好的事情，包括利用索星卡選出在晨光昏影期間適宜觀測(cè)的星體的大概高度和方位，以便到時(shí)有的放矢地觀測(cè)，也就是“選星”。為提高觀測(cè)船位的精度，選星應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1)選擇較明亮的星體：主要是一等星和部分二等星。 (2)選擇高度在15°70°之間的星體：當(dāng)天體高度低于15°時(shí)，用表冊(cè)查取的平均蒙氣差代替實(shí)際蒙氣差將產(chǎn)生不可忽視的誤差。當(dāng)天體高度大于70°時(shí)，高度差法本身的誤差將會(huì)很大。 (3)所選星體之間的方位分布要合適： 兩星定位，為減小系統(tǒng)和隨機(jī)誤差的影響,兩星之間的方位差角應(yīng)在60°-90&

28、#176;之間，趨近90°最有利。 三星定位，所測(cè)三星方位分布的范圍要在180°以上，相鄰兩星體之間的方位差角趨近120°最有利，因?yàn)檫@時(shí)不論按系統(tǒng)誤差還是按隨機(jī)誤差處理，觀測(cè)船位均在船位誤差三角形之內(nèi)。 (4)選擇兩組星，以備在觀測(cè)時(shí)及時(shí)替代觀測(cè)不到的星體。2.利用索星卡認(rèn)星和選星 (1)“TS-74”型索星卡 每套國(guó)產(chǎn)“TS-74”型索星卡包括兩塊星圖底板和十三片透明的地平坐標(biāo)網(wǎng)片，一本使用說(shuō)明書(shū)和一個(gè)塑料外套。 索星卡可供緯度介于0° 60°的測(cè)者選星和認(rèn)星之用。圖 15×15 cm 索星卡 星圖底板 兩塊星圖底板中，一塊是以天

29、北極為中心(標(biāo)有字母 N)的星空?qǐng)D，供北緯測(cè)者使用，另一塊是以天南極為中心(標(biāo)有字母 S)的星空?qǐng)D，供南緯測(cè)者使用。星圖底板上印有 60 余顆恒星，其中包括全部一等星，主要的二等星和部分三等星。由于月亮和四顆航用行星在天球上的位置變化較大，所以只能根據(jù)它們?cè)谟^測(cè)當(dāng)時(shí)的赤經(jīng)、赤緯，由使用者臨時(shí)標(biāo)繪上去。 星圖底板上還印有天赤道(以N或S為中心的小圓)，相應(yīng)的刻度，即平太陽(yáng)日期標(biāo)在底板的外圈。外圈內(nèi)側(cè)標(biāo)有赤經(jīng)，相當(dāng)于春分點(diǎn)地方時(shí)角(方向不同)。 星圖底板上還印有黃道(偏心小圓)，上面標(biāo)有日期，表示太陽(yáng)每天在天球上的大概位置。 透明地平坐標(biāo)網(wǎng)片 十三張透明地平坐標(biāo)網(wǎng)片是分別按緯度0°、5&

30、#176;、10°60°繪制的一系列高度、方位曲線圖網(wǎng)。地平坐標(biāo)網(wǎng)的中心“”表示測(cè)者天頂。每一張網(wǎng)片均是供北緯和南緯兩用的，用于北緯時(shí)，將相應(yīng)的緯度網(wǎng)片中N面朝上，套在北半球星圖底板上。用于南緯時(shí)，將相應(yīng)的緯度網(wǎng)片S面朝上，套在南半球星圖底板上。 為使用方便，在網(wǎng)片上還印有-6°和-12°高度線，用于確定民用和航海晨光始或昏影終時(shí)的星空。 在網(wǎng)片的邊緣上還印有地方平時(shí)的時(shí)間刻度。每一張透明網(wǎng)片上還開(kāi)有中心線和赤道重合的長(zhǎng)方形缺口，兩側(cè)標(biāo)有南北30°以內(nèi)的赤緯刻度，用于標(biāo)繪行星的位置。 (2)利用索星卡認(rèn)星 利用索星卡認(rèn)星有三種方法，在認(rèn)星前先利

31、用六分儀測(cè)出某亮星的高度hs ，同時(shí)記下觀測(cè)時(shí)間，并利用羅經(jīng)測(cè)出該星的方位A。 方法一，-6°高度線法(-6°線法) 利用-6°高度線與黃道上的測(cè)星日期相交,即得民用晨光始或昏影終時(shí)的星空，民用晨光始時(shí)測(cè)星，用東邊的-6°線與黃道上的測(cè)星日期相交，代表太陽(yáng)位于6的高度上；民用昏影終時(shí)測(cè)星使用西邊的-6°線。然后根據(jù)觀測(cè)的高度h和方位A在網(wǎng)片上找到相應(yīng)的點(diǎn)，該點(diǎn)附近的一顆星即是所測(cè)星體。 方法二，春分點(diǎn)地方時(shí)角法(LHA法) 根據(jù)觀測(cè)時(shí)間求出春分點(diǎn)地方時(shí)角LHA，轉(zhuǎn)動(dòng)透明網(wǎng)片，使透明網(wǎng)片邊緣上12h 的箭頭對(duì)準(zhǔn)底板外圈內(nèi)側(cè)的相應(yīng)LHA，即得測(cè)星時(shí)

32、的星空。然后根據(jù)測(cè)得的h和A找到被測(cè)星體. 方法三,地方平時(shí)法(LMT法) 根據(jù)觀測(cè)時(shí)間求出測(cè)者地方平時(shí)LMT，在透明網(wǎng)片外圈找到該地方平時(shí)，使其對(duì)準(zhǔn)底板外圈的觀測(cè)日期，即得測(cè)星時(shí)的星空。然后根據(jù)所測(cè)得的h和A 找到被測(cè)星體。 (3)利用索星卡選星 將可供觀測(cè)的行星標(biāo)在圖底板上 從英版航海天文歷中的“planet notes”中查得觀測(cè)當(dāng)時(shí)可見(jiàn)的行星，根據(jù)觀測(cè)時(shí)間從英版航海天文歷中查得該行星的赤經(jīng)和赤緯。轉(zhuǎn)動(dòng)透明網(wǎng)片，使透明網(wǎng)片邊緣上0h 對(duì)準(zhǔn)底板外圈內(nèi)側(cè)相應(yīng)的赤經(jīng)，根據(jù)赤緯在缺口處用專用筆將該行星標(biāo)在星圖底板上。 確定測(cè)星時(shí)的星空 利用上述三種方法之一確定民用晨光昏影時(shí)的星空。 選星 根據(jù)前

33、面所述的選星要求，選擇1-2組星體，記下相應(yīng)天體的高度和方位供觀測(cè)時(shí)使用。 475 1996年3月21日，ZT1847，jc 35°50'.0N，c 121°33'.1E，觀測(cè)兩顆星: h1 54°30' 羅經(jīng)方位約A1 245° h2 39°10' 羅經(jīng)方位約A2 104°. 求該兩星名稱。 解： 利用索星卡，選擇北底板和緯度35°為透明片。將透明片放在底板上。由于是傍晚測(cè)天，求近似世界時(shí)： ZT184721/3 ZD0800GMT104721/3GHA329°12'.1m

34、s11°31'.9GHA340°44'.0c121°33'.1ELHA102°17'.1 將透明片外圍的箭頭指向底板內(nèi)圈的102°處，利用高度和方位曲線可以查得這兩顆星是畢宿五和軒轅十四。 三、測(cè)星定位 1測(cè)前 (1) 預(yù)求測(cè)星區(qū)時(shí)，計(jì)算觀測(cè)天體時(shí)的天文鐘鐘差。 (2) 選星。 (3) 檢查和校正六分儀。 2觀測(cè) (1) 觀測(cè)次序：一般應(yīng)先測(cè)東天的星體。晨光先測(cè)較暗的星體，后測(cè)較亮的星體，昏影反之。 (2) 讓星體的中心與水天線相切。 (3) 記下觀測(cè)時(shí)間、觀測(cè)高度、航向和航速。 3計(jì)算船位線要素 通過(guò)查取英版航

35、海天文歷和利用計(jì)算器求出各次觀測(cè)的船位線要素，為加快計(jì)算速度，通常把所測(cè)的幾顆星排在一起計(jì)算，一次翻表和計(jì)算完畢。 4畫(huà)船位線求觀測(cè)船位 晨昏測(cè)星通常是測(cè)三星或三星以上的天體定位。由于船舶在海上航行，各次觀測(cè)之間存在一定的時(shí)間間隔，因此畫(huà)出的船位線必須訂正到同一時(shí)刻(同一天頂)。處理的方法：一是常用的轉(zhuǎn)移船位線法，二是轉(zhuǎn)移作圖點(diǎn)法；三是修正異頂差法。前兩種作圖方法適用于任意情況下的移線，第三種異頂差計(jì)算法只適用于短航程(S 30 n mile)移線。 異頂差h就是兩次觀測(cè)之間因船位不同而引起的高度或頂距的變化量。它可由下式求出 (477)式中：V-航速(kn); A-天體真方位(圓周方位);

36、CA-真航向； Tm -兩次觀測(cè)的時(shí)間間隔。 如果觀測(cè)三個(gè)天體，則得三個(gè)高度差 Dh1 (T1 )、Dh2 (T2 )、Dh3 (T3 )。如以最后一次觀測(cè)時(shí)刻T3 為基準(zhǔn)，則 T1 =T3 T1 T2 =T3 T2 (478)代入公式4-7-7，即可求出異頂差h1,、h2，因此修正了異頂差h的天體高度差分別為： （479）以和作為船位線要素畫(huà)船位線即是修正了異頂差的船位線，其交點(diǎn)就是基準(zhǔn)時(shí)刻的船位。 由(4-7-7)可知：當(dāng)天體位于船舶首尾方向時(shí)，即 ACA0° 或 180° 時(shí),則異頂差，為最大；天體位于船舶兩舷正橫時(shí)，異頂差為零。所以，只有當(dāng)船舶航速較高(V>1

37、5kn )，觀測(cè)時(shí)間間隔較長(zhǎng)，天體又在船舶首尾方向附近時(shí)，才需進(jìn)行異頂差的訂正，也就是類似移線定位一樣的圖解處理。否則可直接將船位當(dāng)作平均觀測(cè)時(shí)間的船位。 例476 1996年10月20日，ZT0545，jc 35°17'.0N，c 090°02'.4E，CA280°，V10'，測(cè)得下列三星:Polaris:CT' 11 h 43 m 07 s ，WT20s， 35°37'.3;Rigal:CT' 11 h 44 m 10 s ，WT23s， 34°21'.6;Regulus:CT'

38、; 10 h 51 m 23 s ，WT40s， 50°05'.6.CE25 s (慢)，e16.2米，(I+s) 0'.5，求ZT1850的觀測(cè)船位. 解：jc3517.0NSMT054520/10c 9002.0EZD0600GMT234520/10CT23430720/10CT23441020/10CT23452520/10WT20WT23WT26CE+03CE+03CE+03GMT23425020/10GMT23435720/10GMT23450220/10GHA01440.6GHA01440.6GHA01440.6ms1044.3ms1101.1ms1117

39、.3GHA 02524.9GHA02541.7GHA02557.9c09002.0ESHA28124.0SHA20757.2LHA11526.9c09002.0Ec09002.0ELHA03707,7LHA32357.13602.9EDec0812.3SDec1159.0Nhcarcsin（sinjc sinDec cos jc cosDec cosLHA）Acarccos（tg jc tg hc）hc3410.5hc4957.3Ac226°.2Ac116°.5hs3537.3hc3410.5hc4957.3i+s0.8Ac226°.2Ac116°.5d

40、7.9hs3421.6hs5005.6c1.4i+s0.87.9i+sd0.87.9ht3527.2d-1°0100.0c1.4c0.8a050.0ht3411.5ht4956.1a10.5hc3410.5hc4957.3a20.3Dh'1.0Dh1.2jo'3518.0Nh0.1hjo0.13518.1Dh'1.1N經(jīng)作圖得到ZT1850的觀測(cè)船位為：jo 35°17'.7N，c 089°59'.8W圖 10×7 cm 例477 1996年3月22日，ZT0600，jc 35°14'.6N，c

41、127°11'.0E，CA240°，V10'，測(cè)得下列三星:Jupiter:CT' 09 h 57 m 10 s ，WT17s， 31°38'.2;Arcturus:CT' 10 h 00 m 10 s ，WT20s， 32°44'.8;Deneb:CT' 10 h 02 m 57 s ，WT18s， 63°22'.7.CE15 s (慢)，e10.8米，(I+s) 1'.5，求ZT0600的觀測(cè)船位. 解：jc3514.6NSMT060022/3c 12711.0EZD0

42、800GMT220021/3CT21571021/3CT22001021/3CT22025721/3WT17WT20WT18CE+15CE+15CE+15GMT21570821/3GMT22000521/3GMT22025421/3GHA20836.1v 2.1GHA14841.6GHA01440.6ms1417.0ms1.3ms43.6v'2.0GHA14942.9GHA15025.2GHA 22255.1SHA14607.4SHA20757.2c12711.0Ec12711.0Ec12711.0ELHA953.9ELHA6301,3LHA32716.8Dec2228.6S d 03

43、243.2Ed'0.0Dec1912.0NDec4515.9NDec2228.6S hcarcsin（sinjc sinDec cos jc cosDec cosLHA）Acarccos（tg jc tg hc）hc3131.3hc3239.7hc6319.2Ac169°.3Ac271°.5Ac57°.9hs3138.3hs3244.8hs6322.7i+s1.5i+s1.5i+s1.5d5.8d5.8d5.8c1.6c1.5c0.5ht3132.3ht3239.0ht6317.9hc3131.3hc3239.7hc6319.2Dh'1.0Dh-0

44、.7Dh'1.3h0.2h0.2Dh1.2Dh-0.8經(jīng)作圖得到ZT0600的觀測(cè)船位為：jo 35°15'.4N，c 127°11'.8E圖 10×7 cm 四、利用航空表選星和定位 目前在一些遠(yuǎn)洋船上，還較為廣泛地備有航空測(cè)天用表（sight reduction tables for air navigation），簡(jiǎn)稱航空表(美國(guó)編號(hào)HO.249；英國(guó)編號(hào)AP.3270)，是供航空天文定位的專用表冊(cè)，也可用于航海測(cè)天定位.該表共分三冊(cè): 第一冊(cè)（VOL.I-SELECTED STARS）:是供觀測(cè)常用航海恒星用的計(jì)算表冊(cè)； 第二冊(cè)（V

45、OL.II-LAT.O°-39°，DEC.O°-29°）:是供測(cè)者在較低緯度觀測(cè)太陽(yáng)、月亮和 行星用的計(jì)算表冊(cè)； 第三冊(cè)（VOL.III-LAT.40°-89°，DET.0°-29°）:是供測(cè)者在較高緯度觀測(cè)太陽(yáng)、月亮 和行星用的計(jì)算表冊(cè)。 航海實(shí)踐中經(jīng)常使用的是第一冊(cè)，它的特點(diǎn)是選星和恒星定位時(shí)，步驟簡(jiǎn)便，可以不用天文歷查春分點(diǎn)格林視角以及恒星的共軛赤經(jīng)和赤緯。能大大節(jié)省計(jì)算時(shí)間，駕駛員很喜歡使用它。至于第二、三冊(cè)的構(gòu)造和使用，與B.105表(或HO.214表)天體高度方位表差不多，目前在航海實(shí)踐中使用不普及，這

46、里主要介紹第一冊(cè)用于測(cè)星定位的使用方法。 1航空表的構(gòu)造 航空表第一冊(cè)大約每十年左右再版一次，以保證表冊(cè)的精度；第二、三冊(cè)不隨時(shí)間推移而改變，可長(zhǎng)期使用。 航空表第一冊(cè)包括主表和九個(gè)附表。 （1）主表 主表的查表引數(shù)是緯度(LAT)，春分點(diǎn)地方時(shí)角(LHA)和恒星專名。緯度列在每頁(yè)的右、左上角，主表又按緯度分前后兩部分:北緯89°到0°在前半本，0°到南緯89°在后半本。 春分點(diǎn)地方時(shí)角從0°-359°列在豎欄中（詳見(jiàn)附冊(cè)中表的樣例）。 全表共列出41顆恒星，其中一等星19顆，二等星17顆，三等星5顆.對(duì)應(yīng)于每個(gè)春分點(diǎn)地方時(shí)角都列有經(jīng)過(guò)選擇的七顆恒星，其中三顆標(biāo)有或*的恒星，是適于三星定位的星體