認識地球與地理坐標

課程簡介船舶定位與導航課程簡介《船舶定位與導航》是一門理論性與操作性均較強的應用性課程，是航海技術專業(yè)學生必修的主干課。該課程主要介紹與船舶航行有關的航?；A理論知識；船舶定位學；引導船舶沿計劃航線航行的方法；航海圖書資料應用、改正和管理；航線設計等內容。

總學時144學時，本學期72學時，下學期72學時。課程簡介

考核：平時考核、理論考試和實操技能評估相結合的過程性考核，突出對學習過程、實踐技能的考核，突出階段評價、目標評價、理論與實踐一體化評價。其中考勤20%、平時作業(yè)20%、實踐技能20%、理論考核40%。航海基礎知識（46學時）任務一認識地球形狀與地理坐標4學時任務二認識航向與方位4學時任務三測定向位與向位換算6學時任務四認識能見地平距離和地理能見距離2學時任務五測定航速與航程2學時任務六認識航用海圖10學時任務七辨識航標4學時任務八推算潮汐與潮流要素14學時航跡推算與陸標定位（26學時）任務一無風流情況下的航跡繪算2學時任務二風中航跡繪算2學時任務三流中航跡繪算2學時任務四有風有流情況下航跡推算4學時任務五風流合壓差的測定2學時任務六航跡計算2學時任務七位置線與船位線2學時任務八方位定位4學時任務九距離定位、方位距離定位2學時任務十方位移線定位簡介2學時任務十一陸標識別和單一位置線的應用2學時任務一認識地球形狀與地理坐標一、地球形狀1.大地球體

大地水準面所包圍的幾何體的形狀大地水準面：在海上與平均海面相吻合、在大陸上延陸地基部并與當?shù)劂U垂線相垂直，所形成的一個連續(xù)不斷的、光滑的閉合水準面。任務一認識地球形狀與地理坐標一、地球形狀2.地球近似體

解決航海上的船舶定位和計算問題，建立坐標系和數(shù)學計算公式1)第一近似體—地球圓球體

解決精度要求不高的航海近似計算問題RR=360×60'/2=3437.7468nmile=6366707m任務一認識地球形狀與地理坐標一、地球形狀2.地球近似體

2)第二近似體—地球橢圓體

解決精度要求較高的航海計算問題

abPNPSQQ’任務一認識地球形狀與地理坐標一、地球形狀2.地球近似體

2)第二近似體—地球橢圓體

各國在測量時采用的原點、測量年代、測量精度及計算方法不同，參數(shù)不同。任務一認識地球形狀與地理坐標一、地球形狀3.瞬間海面、大地水準面、地球橢圓面之關系高度差：大地水準面與地球橢圓面之間的垂直距離大地水準面地球橢圓面瞬間海面地球自然表面GPS接收機天線高度=GPS接收機天線距海面的高度+高度差任務一認識地球形狀與地理坐標二、地理坐標1.地球上的基本點、線、圏1）地軸：地球自西向東自轉的軸。2）地極：地軸與地表的相交點（PN、PS）。3）赤道：

地球橢圓體長半軸的端點繞地軸一周所在的痕跡。4）赤道平面：赤道所在的平面。5）緯度圈：地球體上與赤道平行的小圓。6）子午圈：過地軸的平面與地表相交的截痕。7）子午線：過兩地極的半個子午圈。8）格林子午線：過英國倫敦格林威治天文臺原址的子午線。9）測者子午線：通過某地測者的子午線。PNPSQQ'G測者任務一認識地球形狀與地理坐標二、地理坐標2.地理坐標1）地理經(jīng)度（）（1）定義地球橢圓體上，過某地的子午線與格林子午線在赤道上所夾的劣?。ǘ袒。┗￠L。（2）度量方法以格林子午線為基準，向東（向西）以0°~180°計量。向東度量時，稱為東經(jīng)，用“E”表示；向西度量時，稱為西經(jīng)，用“W”表示。（3）表示方法杭州經(jīng)度：120°01′.0E；北京經(jīng)度：116°28′.2E。PnQQ'GPs任務一認識地球形狀與地理坐標二、地理坐標2.地理坐標2）地理緯度（）（1）定義過地球橢圓體子午線上某地的法線與赤道平面的夾角。（2）度量方法以赤道為基準，向北（或向南）以0°~90°計量。向北度量時，稱為北緯，用“N”表示；向南度量時，稱為南緯，用“S”表示。（3）表示方法杭州緯度：30°00′．0N；北京緯度：39°54′．4N。QQ'PsPn切線法線A任務一認識地球形狀與地理坐標二、地理坐標2.地理坐標PsPnQ'Q（1）緯差（D）A.定義到達地緯度2與起航地緯度1之差。B.計算公式D=2－1C.計算注意事項

a．計算時，N取＋、S?。?/p>

b．計算結束時凡是正值（＋），表示向北運動，稱北緯差，用“N”表示；凡是負值（－），表示向南運動，稱南緯差，用“S”表示。3）緯差和經(jīng)差DBA任務一認識地球形狀與地理坐標二、地理坐標2.地理坐標（2）經(jīng)差（D）A.定義到達地經(jīng)度2與起航地經(jīng)度1之差。B.計算公式

D=2－1

；C.計算注意事項

a．計算時，E取＋、W取－；

b．計算結束時凡是正值（＋），表示向東運動，稱東經(jīng)差，用“E”表示；凡是負值（－），表示向西運動，稱西經(jīng)差，用“W”表示。

c.計算值大于180°時，用360°減計算值，符號相反。PsPnQ'QBAD任務一認識地球形狀與地理坐標二、地理坐標2.地理坐標例題1-1-1：某船由36°50′．0N，120°25′．0W航行到25°40′．0N，140°50′．0W，求兩地間緯差和經(jīng)差。解：根據(jù)公式答：兩地間緯差11°10′．0S；經(jīng)差20°25′．0W。25°40′．0N36°50′．0N140°50′．0W120°25′．0W－)121－－＋＋SW2D

11°10′．0D

20°25′．0－－任務一認識地球形狀與地理坐標二、地理坐標2.地理坐標例題1-1-2：某船由23°25′.0N，106°14′.0W航行到8°16′.0S，100°08′.0E，求兩地間緯差和經(jīng)差。D

－31°41′.0D

＋206°22′．0解：根據(jù)公式

2

－)121－＋＋－8°16′.0S100°08′．0E23°25′.0N106°14′．0W答：兩地間緯差31°41′．0S；經(jīng)差153°38′．0W。S360°－206°22′.0＝153°38′．0EW任務一認識地球形狀與地理坐標三、地心緯度（e）1、定義某地和地心（地球質心）的連線與赤道平面的夾角。2、地心緯度改正量

－e＝691″．5sin2

＝11′．52sin2QQ'PsPn切線法線eA任務一認識地球形狀與地理坐標PsPnQ'Q2）=90o時，四、地球橢圓體要素1．緯度圈半徑r與緯度之關系2．橢圓體子午線上任意處的曲率半徑M與緯度的關系討論：1）=0o時，式中：e——偏心率，a——地球橢圓體長半軸，f——地理緯度。rAMMmaxa任務一認識地球形狀與地理坐標2、橢球體定位橢球體定位是指確定橢球體中心的位置。通常可分為兩類：局部定位和地心定位。1）局部定位為保障橢球面與某一地區(qū)的大地水準面有最佳吻合的定位方法稱為局部定位（如局部地區(qū)的測地系）。2）地心定位為保障橢球面與全球范圍內的大地水準面有最佳吻合，而采用橢球中心與質心重合的定位方法稱為地心定位（如全球測地系WGS-84）。同樣，以地球質心為原點建立的空間直角坐標系亦稱為地心坐標系。四、地球橢圓體要素任務一認識地球形狀與地理坐標3、橢圓體定向橢圓體定向是指確定橢圓體旋轉軸的方向。例如：

1984年世界大地坐標系（WGS-84）（WorldGeodeticSystem1984）：坐標原點為地球質心，其地心空間直角坐標系的Z軸指向國際時間局（BIH）1984.0定義的協(xié)議地極（CTP）方向，X軸指向BIH1984.0的協(xié)議子午面和協(xié)議地極CTP赤道的交點，Y軸與Z軸、X軸垂直構成右手坐標系。

四、地球橢圓體要素任務一認識地球形狀與地理坐標四、地球橢圓體要素4、不同大地坐標系間的關系為使地球橢球體與本國（或局部地區(qū)）的大地水準面達到最佳吻合，不同國家（地區(qū)）在大地測量時，往往采用適合自己的坐標系，以保證測地精度。由于GPS采用的是世界測地系（WGS－84），因此，在具體利用海圖定位時，應注意所用海圖的坐標系與（WGS－84）是否一致，若兩者一致，可將GPS顯示船位直接標注在海圖上。若兩者不一致，則應通過下述公式修正后方可定位。

改正值在英版海圖的標題欄或其附近有標注，改正時，“同號相加，異號相減”。任務一認識地球形狀與地理坐標四、地球橢圓體要素

例：從海圖上查得GPS船位修正的說明中有”Latitude1′.10Southward，Longitude0′.4Westward”字樣。GPS的經(jīng)、緯度讀數(shù)為：30°40′.2S，15°12′.5W。則用于海圖上定位的數(shù)據(jù)應為

。解：φ（海圖）＝30°40′.2S+1′.10S＝30°41′.3S（同號相加）λ（海圖）＝15°12′.5W+0′.4W＝15°12′.9W（同號相加）例：從海圖上查得GPS船位修正的說明中有”Latitude1′.10Southward，Longitude0′.4Eastward”字樣。GPS的經(jīng)、緯度讀數(shù)為：30°40′.2S，15°12′.5W。則用于海圖上定位的數(shù)據(jù)應為

。解：φ（海圖）＝30°40′.2S+1′.10S＝30°41′.3S（同號相加）λ（海圖）＝15°12′.5W+0′.4E＝15°12′.1W（異號相減）任務一認識地球形狀與地理坐標地球上的三個對稱點1、赤道面的對稱點：經(jīng)度不變、緯度符號相反例：地球上