集美大学航海学2教案：天文船位线
第六章 天文船位线
在本篇前五章中，已求出了天文船位圆的圆心和半径，即求得了天文船位圆。根据天文船位圆求天文船位线是本章要解决的问题。这里仅介绍求天文船位线的传统方法，即“高度差法”。随着计算机在航海领域中的应用，使航海人员摆脱传统的高度差法的束缚已成为可能，这部分内容见本篇第十章。
从理论上讲，在已知天文船位圆的圆心和半径的前提下，就可以在地球仪或墨卡托海图上直接画天文船位圆，用图解的方法求得天文观测船位。但是，在实际操作中是行不通的，其原因：
一是，如果在地球仪上直接画天文船位圆，根据海上定位精度的要求，在地球仪的表面上用肉眼能分辨的1毫米的长度至少应为1n mile ，这样，地球仪的直径D 约为
D ＝────────────≈6.9m
这样大的地球仪船上既不可能配备，也不可能在其上直接画天文船位圆。
如天体的真高度为30?，则天文船位圆 的半径为60?＝3600n mile ，航用海图 根本容不下，如果使用小比例海图，除 精度不能满足航用之要求外，天文船位 圆在墨卡托海图上的投影已是一条复杂 的“周变曲线”了（非圆形）。如图
4-6－1所示，当地极在船位圆之外， 图4-6－1
船位圆在墨卡托海图上的投影为周变曲线Ⅰ，近似椭圆形。当船位圆恰好通过地极时，在图上的投影为周变曲线Ⅱ，近似抛物线。当地极在船位圆之内时，在图上的投影成为更复杂的周变曲线Ⅲ。由此可见，周变曲线用一般的作图方法根本无法实现。
第一节 高度差法
1875年，法国航海家圣·希勒尔（St ·Hilaire ）提出的高度差法（altitude difference method ）解决了天文船位圆作图的问题，即利用高度差法将画天文船位圆的问题转化为画天文船位线的问题。
一、高度差法原理
图4－6－2表示地球及其外面的天球。图中的c 为计算点（可以是推算船位也可以是选择船位）。假如，当c 点是推算船位（?c ,λc ）时，测得天体B 的高度（经高度改正后可以求得其真高度h t ），同时记下观测时间，从《航海天文历》中可查得天体B 的格林时角GHA 和赤纬Dec ，从而得到天体B 的地理位置b ，以b 为圆心，bk ＝90?－h t 为半径，在地球球面上可作一小圆，即天文船位圆。如前所述，天文船位圆的半径通常很大，而且船位一定在推算船位c 附近的一小段天文船位圆曲线（ⅠⅠ）上，所以没有必要把天文船位圆全部画出来，只要画出船位圆曲线ⅠⅠ即可，然而船位圆曲线ⅠⅠ的曲率很小，可以
360×60×1mm
π×103
用过k点（称截点）
的切线Ⅱ－Ⅱ来代
替（图4－6－2是
夸张示意图，实际
中kc与船位圆半
径bk相比甚小），
切线Ⅱ－Ⅱ即天文
船位线，该线在墨
卡托海图上用恒向
线直线来代替这
样，画天文船位圆
的问题转化为画天
文船位线的问题。
求天文船位线的原
理如下：
在图4－6－2
中，Z c为计算点c（?c,λc）的天顶，以Z c、B和P N为顶点，在天球上可得到天文三角形。在该三角形中，已知余纬Z c P N＝90?－?c、极距BP N＝90?－Dec和地方时角LHA＝GHA±λc W E（GHA和Dec可以根据观测时间从航海天文历中查得）。由解天文三角形的基本公式可以求出高度h c和方位A c：
sin h c＝sin ?c sin Dec＋cos?c cos Dec cos LHA （4－6－1）
ctg A c＝cos?c tg Dec csc LHA－sin?c ctg LHA （4－6－2）由于h c和A c是通过计算得到的，所以分别称其为计算高度（h c）和计算方位（A c）。图4－6－2中的天文三角形Z c BP N投影到地面上得到球面三角形cbp c称其为导航三角形，其间有如下关系：
∠bcp n＝A c
kc＝bc－bk＝（90?－h c）－（90?－h t）＝h t－h c＝Dh
上式中Dh称为高度差（Altitude Difference）或截距（Intercept），有“±”。
由于Dh是bc弧上的一段，而bc弧是天体计算方位圈在地面上的投影，并且通过天文船位圆的圆心b，所以过截点k所作的天文船位圆的切线Ⅱ－Ⅱ即天文船位线与高度差Dh 垂直。
因此，在墨卡托海图上只要过计算点c作天体的计算方位（A c）线，在该线上以c为原点，截取Dh，则可得到截点k，过k点作计算方位线的垂线，即是天文船位线Ⅱ－Ⅱ。显然，要想画出天文船位线，必须要知道天文船位线的三要素，即
①计算点c；
②计算方位A c；
③高度差（截距）Dh＝h t－h c。
计算点c可以是推算船位也可以是选择船位；计算高度h c和计算方位A c可由式（4－6－1）和（4－6－2）直接计算得到，也可以从《天体高度方位表》中查得；求真高度h t的计算方法见本篇第五章。
二、高度差法作图规则
已知天文船位线的三要素，就可以在墨卡托海图上画出天文船位线。由高度差法原理可知，计算点c（又称作图点）的位置不同（在船位圆之内或之外），Dh的符号也随之改变，而且在天体计算方位线上截取Dh的方向也不一样，可以归纳为下述三种作图方法：1．高度差Dh为“＋”（计算点c在天文船位圆之外）
当Dh为“＋”时，过计算点c作天体的计算方位（A c）线，在该线上，以c为原点，朝向天体（沿天体计算方位的方向）截取Dh，得截点k，过k点作计算方位线的垂线，即天文船位线，如图4－6－3（a）所示。
2．高度差Dh为“－”（计算点c在天文船位圆之内）
当Dh为“－”时，过计算点c作天体的计算方位（A c）线，在该线上，以c为原点，背向天体（沿天体计算方位的反方向）截取Dh，得截点k，过k点作计算方位线的垂线，即天文船位线，如图4－6－3（b）所示。
3．高度差Dh＝0（计算点c在天文船位圆之上）
当Dh＝0时，过计算点c作天体的计算方位（A c）线，再过c点作计算方位线的垂线，即天文船位线，如图4－6－3（c）所示。
图4－6－3
,λc）为计算点，求得天体计算高度h c35?09.'6，计算方例4－6－1：以推算船位（?
c
位A c090?，同时求得天体真高度h t35?12.'3。画天文船位线。
,λc）为计算点，求得天体计算高度h c46?27.'5，计算方例4－6－2：以推算船位（?
c
位A c225?，同时求得天体真高度h t46?25.'2。画天文船位线。
例4－6－3：在例4－6－2中，如果求得天体真高度h t46?27.'5。画天文船位线。
解：例4－6－1 例4－6－2 例4－6－3
计算点（?
,λc）（?c,λc）（?c,λc）
c
计算方位A c090°225°225°
真高度h t35－12.3 46－25.2 46－27.5
计算高度h c35－09.6 46－27.5 46－27.5
高度差Dh ＋ 2.7 － 2.3 0.0
三、高度差法的有限任意性
在计算一条天文船位线时，计算点分别可以采用推算船位或选择船位，而画出的是同一条天文船位线，这样做的依据就是高度差法的有限任意性。
1．选择计算点的任意性
每观测一个天体，就可以得到一个天文船位圆，如果不考虑误差的话，真实船位P 应在靠近推算船位附近的一小段天文位圆的曲线上。见图4－6－5。在一般情况下，该段曲线的曲率很小可用过截点的切线（在墨卡托海图上是恒向线直线）Ⅰ－Ⅰ代替，Ⅰ－Ⅰ即是天文船位线。如果计算点分别采用推算船位c 和选择船位c 1，它们均位于真实船位P 的附近，尽管在同一时刻，分别由c 和c 1求得同一天体B 的高度差不一样，但是计算方位几乎相等，因此，过各自的截点所作的天文船位线基本重合为一条，图4－6－5中的Ⅰ－Ⅰ船位线。由此可见，在一定的范围内，计算点可以任意选择，而求得的天文船位线却不失其精度。这就是高度差法选择计算点的任意性。
图 4-6-5 2．选择计算点的有限性
如图4－6－5所示，如果选择的计算点c 2偏离真实船位太远，求得的船位线Ⅱ－Ⅱ与船位线Ⅰ－Ⅰ的计算方位相差较大，用船位线Ⅱ－Ⅱ代替船位线Ⅰ－Ⅰ就会产生较大的误差。因此，选择的计算点不能偏离真实船位太远。这就是高度差法的有限性。
3．选择计算点的有限任意性
综上所述，为使求得的天文船位线不失其精度，根据高度差法的有限任意性的原则，一般选择的计算点偏离真实船位不应超过30海里。
在航海实际工作中，真实船位p是未知的，所以计算点偏离真实船位是否超过30n mile 事前无法知道。但是，推算船位是已知的，按正确航迹推算得到的推算船位与真实船位一般可保持在30n mile之内，所以通常以推算船位为基准，规定选择船位的经纬度与其经纬度的差值限制在30'之内。这时，在满足高度差法有限任意性的前提之下，分别用选择船位和推算船位求得的天文船位线基本上重合为一条船位线。但从查算《天体高度方位表》上看，用选择船位比推算船位简便，这就是为什么以前常采用选择船位求船位线的原因所在。然而，在现代航海中，由于计算器和计算机的广泛应用而逐渐取代查算《天体高度方位表》，航海人员在利用计算机求天体的计算高度和计算方位时均采用推算船位为计算点。
另一方面，为保证利用高度差法画出的天文船位线所必需的精度，应观测高度低于
70?的天体为宜。因为高度越高，天文船位圆的半径就越小，船位圆的曲率就越大，这时在墨卡托海图上用恒向线直线代替船位圆曲线所产生的误差也相应地增大。详见本篇第八章第一节。
如果在求得观测船位之后发现计算点偏离观测船位大于30n mile，可把求得的观测船位作为新的计算点重新计算（迭代计算）和作图，这样做可以进一步提高观测船位的精度。
第二节太阳、行星和恒星船位线
前几章已经把求一条天文船位线的全过程分段介绍过了，本节只是把前面分段阐述过的内容加以组合，从而得到一条完整的天文船位线的计算程序。太阳、行星和恒星的计算程序基本相同，只是在求格林时角和真高度方面有些差异。
一、求太阳和行星船位线
区时（船时SMT）ZT'日/月
区号ZD
近似世界时GMT＇日/月
停秒表天文钟时间CT
秒表读数WT
天文钟钟差CE
测天世界时GMT 日/月
整小时格林时角GHA'时角超差υ（?）整小时赤纬Dec'赤纬差数d(Δ)
分、秒时间变量m.s
υ（?）改正υ'（?）d（Δ）改正d'(Δ')
格林时角GHA 赤纬Dec
推算经度λC推算纬度?C
地方时角LHA
注：英版航海天文历：太阳没有时角超差；金星时角超差有“±”，其它行星时角超差均为“＋”。 中版航海天文历：太阳和行星的时角超差均为“＋”。
计算高度 h c ＝arcsin （sin ?c sin Dec ＋cos ?c cos Dec cos LHA ） 计算方位 A c ＝arcctg （cos ?c tg Dec csc LHA －sin ?c ctg LHA ）
＝arccos （
c
c cosh cos Dec
sin ?－tg ?c tg h c ）
太阳（中版高度改正表） 太阳（英版高度改正表）
六分仪高度 h S h S 指标差和器差 i+s i+s 眼高差 d d
总改正 c c 附加改正 c ' h t
真高度 h t h C 计算高度 h C Dh 高度差 Dh
注：英版航海天文历太阳附加改正与总改正合为一体。
金星 和火星 木星 和土星
六分仪高度 h S h S 指标差和器差 i+s i+s 眼高差 d d 总改正 c c
附加改正 c ' h t 真高度 h t h C
计算高度 h C Dh 高度差 Dh
注：英版、中版航海天文历中的高度改正表求行星真高度的计算格式相同。
二、求恒星船位线
区时 ZT 日/月 区号 ZD 近似世界时 GMT ＇ 日/月
停秒表天文钟时间 CT 秒表读数 WT
天文钟钟差 CE
测天世界时 GMT 日/月
整小时春分点格林时角 GHA ’
共轭赤经 SHA 赤纬 Dec 分、秒春分点时间变量 m.s
格林时角 GHA 推算经度 λC 推算纬度 ?C 地方时角 LHA
计算高度 h c ＝arcsin （sin ?c sin Dec ＋cos ?c cos Dec cos LHA ） 计算方位 A c ＝arcctg （cos ?c tg Dec csc LHA －sin ?c ctg LHA ）
＝arccos （
c
c cosh cos Dec
sin ?－tg ?c tg h c ）
六分仪高度 h S 指标差和器差 i+s 眼高差 d 总改正 c 真高度 h t 计算高度 h C 高度差 Dh
例4－6－4：1996年3月22日，船时SMT 0949，推算船位?C 32?12'.0 S ，λC 157?01'.0E ，观测太阳下边沿六分仪高度h s 47?57'.2，停秒表天文钟时间CT '11h 49m 44s ，秒表读数WT33m ，钟差CE22s （快），指标差和器差i+s ＝－1'.5，眼高e ＝18m ，求太阳船位线。
ZT 0949 22/3
h s 47－57.2 ZD -1000 i+s － 1.5 GMT 2349
d － 7.5
c ＋ 15.4 CT ' 11－49－44 h t 48－03.6 WT － 33 h c 48－05.9 CE － 22 Dh － 2.3 GMT 23－48－49
GHA ' 163－15.4 Dec 00－38.5 N d ＋1.0 m.s 12－12.3 d ' ＋ 0.8 GHA 175－27.7 Dec 00－39.3 N E C λ 157－01.0
?C 32－12.0 S
LHA 332－28.7＝27－31.3E
h c ＝arcsin （sin 32?12'.0 sin （－00?39'.3）＋cos 32?12'.0 cos （－00?39'.3）cos27?31'.1）
A c ＝arccos （c cosh 0.2132cos )
3.9300sin(''-οο－tg 32?12'.0 tg h c ）
h c ＝48－05.9 A ＝136.2 SE ＝43?.8
例4－6－5：1996年8月10日，船时SMT 1349，推算船位?C 34?41'.0 N ，λC 134?45'.0W ，观测金星六分仪高度h s 24?34'.7，停秒表天文钟时间CT '10h 48m 15s ，秒表读数WT42m ，钟差CE1m 25s （慢），指标差和器差i+s ＝＋2'.5，眼高e ＝21m ，求金星船位线。
解：
ZT 1349 10/8
ZD ＋0900
GMT 2249
CT ' 10－48－15 WT － 42
CE －01－25
GMT 23－48－49 10/8
GHA ' 196－15.2 υ+0.1 Dec 19－35.0 N d －0.1
m.s 11－44.5
υ' ＋ 0.1 d ' － 0.8 GHA 208－03.8 Dec 19－34.9 N E C λ 134－45.0
?C 34－41.0 N
LHA
73－18.8W
h c ＝arcsin （sin 34?41'.0 sin19?34'.9＋cos 34?41'.0 cos19?34'.9cos73?18'.8）
A c ＝arccos （c cosh 0.1434cos 9
.4319sin ''οο－tg 34?41'.0 tg h c ）
h c ＝24－24.2 A c ＝82.3 NW ＝277?.7
SMT 1850，推算船位?C 35?15'.0 N ，λC 122?20'.5E ，观测大犬座α星（天狼Sirius ）六分仪高度h s 37?51'.4，停秒表天文钟时间CT '10h 49m 30s ，秒
表读数WT30m ，钟差CE ＋25s ，指标差和器差i+s ＝－1'.8，眼高e ＝55ft ，求天狼星船位线。 解：
ZT 1850 24/3 ZD
－0800
GMT ' 1050 24/3 CT ' 10－49－35 WT － 42
CE ＋ 25 GMT 10－49－25 10/8
GHA ' 332－09.5
SHA 258－45.1 Dec 16－43.0 S
m.s 12－23.3 GHA 603－17.9 E C λ 122－20.5
?C 35－15.0 N
LHA
725－38.4＝05－38.4W
h c ＝arcsin （sin 35?15'.0 sin （－16?43'.0）＋cos 35?15'.0 cos （－16?43'.0）cos05?38'.4）
A c ＝arccos （c
cosh 0.5135cos )
0.4316sin('-ο
ο－tg 35－15.0 tg h c ） h c ＝37－45.5 A c ＝173.2 NW ＝186?.8
三、画天文船位线
根据求得的天文船位线三要素画天文船位线的方法可分为两种，一是在墨卡托海图上绘图法，二是在白纸上绘图法。 1．墨卡托海图绘图法
（1）根据计算点在海图上找到相应的点，即作图点； （2）过作图点画出天体的计算方位线； （3）以作图点为原点，在计算方位线上，根据截距Dh 及其“＋”（朝向天体）或“－”（背向天体）截取截点k ；
（4）过截点k 作计算方位线的垂线，即天文船位线。
2．白纸上绘图法
当航用海图的比例尺较小时，为提高作图精度，可将船位线画在白纸上，待定出观测船位之后，再将其标在航用海图上。
从航海学可知，简易墨卡托海图经、纬度图尺的比例关系为
cos ?＝
经度的长度
图上1'
（1）在纸上适当位置作两条相互垂直的直线，水平线是纬线，垂直线是经线。见 图4－6－6。
（2）过上述两直线的交点o 作一直线ox,使角∠xoy ＝?，以适当长度为1′经度，将直线cy 分成n 等分绘成经度图尺。过经度图尺上各点作该尺的垂线与直线ox 相交得相应的纬度图尺，见图4－6－6。
（3）令o 为作图点（也可令其它点为作图点），过o 点使用量角器或绘图三角板作出天体计算方位线,按高度差法的作图规则画出船位线（注意，Dh 的长度应在纬度图尺上量取）。
如果在同一张图上要确定第二点（a ），则以第一点o （?,λ）为基准，加减两者的纬差D ?（其长度在纬度图尺上量取）和经差D λ（其长度在经度图尺上量取）。北纬纬度向北（向上）增加，南纬则向南（向下）增加。东经经度向东（向右）增加，西经经度则向西（向左）增加。
用上述方法绘出例4－6－4、例4－6－5和例4－6－6的船位线，如图4－6－7中的（a ）、（b ）和（c ）所示。
（a）（b）
（c）
第三节观测太阳中天高度求纬度
或180?，这时求得的太阳船位线可以认为是一条纬度线，
即观测纬度?
。此时天文三角形的三条边重合在一起，
o
可不必求计算高度和计算方位就可求得天文船位线。另
外由误差理论可以证明，这时系统误差和随机误差对观
的影响最小。加之在航海实际工作中正午船
测纬度?
o
位的重要性，因此更显出观测太阳中天高度求纬度的优
越性了。
一、观测太阳中天高度求纬度原理
当太阳上中天时，其地方时角LHA＝0?，中天高度
H＝90?－Z（Z：太阳中天顶距）。因此，解算天文三角
形的基本公式
sin h＝sin?sin Dec＋cos?cos Dec cos LHA
可简化为
sin H＝sin?sin Dec＋cos?cos Dec
即
cos Z＝cos（?－Dec）
Z＝?－Dec
?＝Z＋Dec （4－6－3）
上式为代数和，其符号确定规则如下：
（1）向北观测太阳中天高度H，则H命名为N，反之为S
（2）太阳中天顶距Z的名称与中天高度H的名称相反；
（3）当Z与Dec同名时，Z与Dec相加，?与之同名；图4-6-8 当Z与Dec异名时，Z与Dec相减，大值减小值，?与大值同名。
上述规则如图4-6-8所示
例4－6－7：设太阳中天时向北测得太阳中天高度，经计算得到太阳中天真高度H t45?12.'4，已知太阳中天赤纬Dec5?07.'8S，求观测纬度?o。
例4－6－8：设太阳中天时向南测得太阳中天高度，经计算得到太阳中天真高度
H t 50?40.'0，已知太阳中天赤纬Dec10?15.'0S ，求观测纬度?o 。
例4－6－8：设太阳中天时向北测得太阳中天高度，经计算得到太阳中天真高度 H t 80?24.'8，已知太阳中天赤纬Dec23?21.'4S ，求观测纬度?o 。
解：
例4－6－5 例4－6－6 例4－6－7 H t 45－12.4 N 50－40.0 S 80－24.8 N Z 44－47.6 S 39－20.0 N 09－35.2 S Dec 05－07.8 S 10－15.0 S 23－21.4 N
?o 49－55.4 S
29－05.0 N 13－46.2 N 二、预求太阳中天区时ZT
利用式（4－6－3）求观测纬度，必须知道太阳中天高度和中天赤纬。太阳中天高度只有在太阳经过测者午圈的一瞬间进行观测才能得到。那么太阳什么时候经过测者午圈呢？或者说当区时几点时，才能观测到太阳中天高度呢？这就要在测前预先求出太阳经过测者午圈的区时，即太阳中天区时。根据太阳中天区时观测的太阳高度才是太阳中天高度。另外，根据太阳中天区时求得的世界时在《航海天文历》中可查得太阳中天时的赤纬。这样就可利用式（4－6－3）求得观测纬度?o 。
根据式（4－4－18）可求得太阳中天区时的计算式为
ZT ＝LMT ＋D λ （4－6－4） D λ＝λm －λ1200
式中：
LMT ：太阳中天时测者的地方平时（未知）。可用按观测日期从《航海天文历》中查得的格林经线上太阳上中天的地方平时来代替；
D λ：太阳中天时时区中线经度与测者经度之差（未知）。可由所用区时的时区中线经度λm 与区时1200的推算经度λ1200之差来代替。计算时东经λ
E 为“＋”，西经λW 为“－”。求得的经差D λ有“±”。
显然，利用式（4－6－4）预求的太阳中天区时存在误差，由于在中天前后数十秒钟之内太阳高度变化非常缓慢，所以由中天区时的误差引起所测太阳中天高度的误差很小，可以忽略不计（在较不利的条件下，该误差小于观测高度的均方误差）。
三、观测太阳中天高度求纬度的计算步骤
区时1200的推算船位 ZT1200
所用区时的时区中线经度 λm 区时1200的推算经度 －) λ1200 经差 D λ
从《航海天文历》中查得的太阳格林上中天地方平时 T 日/月 经差 D λ
太阳中天区时（准确到分钟） ZT ' 日/月 区号 ZD
太阳中天世界时 GMT ' 日/月
?c
λc
整小时世界时太阳赤纬Dec'赤纬差数d（Δ）
Δ改正d'（Δ'）
太阳中天赤纬Dec
太阳中天六分仪高度H s（N或S）
指标差和器差i+s
眼高差 d
总改正 c
附加改正c'（英版航海天文历无此项）太阳中天真高度H t（N、S）
太阳中天真顶距Z （S、N）
太阳中天赤纬Dec
观测纬度?
o
例4－6－9：1996年8月10，计划航向CA 119?，航速V 15kn，船时SMT 1100（－8），35?25.'0 N，λc122'18.'0 E，预求太阳中天区时ZT'。当太阳中天时，向南测得推算船位?
c
太阳下边沿中天六分仪高度H s69?53.'1，指标差和器差i+s＝＋2.'8，眼高e 11.3m，求观测纬度?
。
o
例4－6－10：1996年3月20日，计划航向CA 002?，航速V 12kn，船时SMT 1030
32?30.'0 N，λc131?14.'0 E，预求太阳中天区时ZT'。当太阳中天时，（－8），推算船位?
c
向南测得太阳中天六分仪高度H s56?47.'2，指标差和器差i+s＝－1.'4，眼高e 15.2m，求太阳中天船位线。
解：首先按航向、航程求出区时ZT1200的推算船位，然后预求中天区时，最后求观测纬度。
ZT1200 ?c35－17.5 N ZT1200 ?C32－48.0N
λ
122－34.0 E λC 131－14.5E
c
λ
120－00.0（＋）λm135－00.0（＋）m
－) λ
122－34.0（＋）－）λ1200131－14.5（＋）1200
Dλ2－34.0（－）≈－10m Dλ3－45.5（＋）≈＋15m
LMT 1205 10/8 LMT 1207 20/3
Dλ－10 Dλ＋15
ZT'1155 10/8 ZT'1222 20/3
ZD －8 ZD －9
GMT'0355 10/8 GMT'0322 20/3
Dec'15－30.4 N d －0.7 Dec'00－05.0 S d －1.0
d'－0.6 d'－0.4
Dec 15－29.8 N Dec00－04.6 S
H s69－53.1 H s57－16.5
i+s ＋ 2.8 i+s － 1.4
d － 5.9 d － 6.9
c ＋15.6 c ＋15.6
H t70－05.6 S H t57－23.8 S
Z t 19－54.4 N Z t32－36.2 N
Dec 15－29.8 N Dec00－04.6 S
?o35－24.2 N ?o32－31.6 N
另外，在航海实际工作中，太阳中天高度并不一定是太阳的最大高度。只有当太阳高度变化率为零时，才发生最大高度。如果测者纬度不变，天体赤纬不变，天体中天时其高度变化率为零（见本篇第三章第一节），此时天体中天高度就是其最大高度。但是在实际工作中，测者纬度和太阳赤纬都在变化，这样，影响太阳高度变化的原因：一是时角变化引起的高度变化量；二是赤纬的变化引起的高度变化量；三是测者纬度的变化引起的高度变化量。在这三种因素的综合影响下使得太阳中天时，其高度变化率不一定为零，即太阳中天高度不一定是最大高度。最大高度可能发生在中天前，也可能发生在中天后。因此，我们只能预求中天区时，按该时刻观测即可得到太阳中天高度，而不应该把太阳的最大高度当成中天高度来观测。
第四节观测北极星高度求纬度
我们知道，仰极的高度等于测者的纬
度。如果在仰极处有一颗较亮的恒星，只要
观测该星的高度，就可得到测者纬度。事实
上，没有一颗较亮的恒星恰好位于天北极或
天南极。但是在天北极附近有一颗较亮的二
等星：小熊星座α（勾陈一），因为它靠近
天北极又称北极星。1996年初北极星的坐
标为：赤经RA37?10'.6，赤纬Dec89?15'.1
N。由于北极星的极距p<1°，所以在周日
视运动中它的方位和高度的变化量均很小。
在北纬0?~ 60?的地区，所见北极星的方位
变化最大不超过2°，通常可忽略不计。由
于北极星的高度趋近90°，所以只要将北极星的真高度做一高度修正后即可取得天北极的高度，即是测者的观测纬度。因此，位于北半球中、低纬海区的测者观测北极星的高度，经过高度修正后可以求得测者纬度。
一、观测北极星高度求纬度原理
图4－6－9是测者东西面天球示意图。B为在周日视运动中某一时刻北极星的位置，小圆是北极星的周日平行圈，aBa'是该时刻北极星的高度平行圈。北极星真高度h t＝MB，
测者纬度?＝NP N （仰极高度），小量为x ，显然
?＝h t ＋x （4－6－5） 从上可见，测者纬度?与北极星真高度h t 只差一个小量x ，只要求得了x ，也就求得了?。因此，观测北极星高度求纬度的问题，实质上就是求小量x 的问题。从图4－6－9中可见，当北极星上中天时（b 位置），或下中天时（'b 位置），小量x 达最大值（小于1°），上中天x 为“＋”，下中天x 为“－”。
球面三角形ZP N B 是球面窄三角形（极距p<1?），利用解球面窄三角形的第二近似式（见附篇球面三角）求得小量x 为
'x ＝'p cos LHA －'p 22
sin 2
LHA tg ?arc '1 （4－6－6） 已知LHA ＝LHA ?＋SHA ，并令tg ?＝tg h （因上式右边第二项很小）代入上式得 'x ＝'p cos （LHA ?＋SHA ）－'p 22
sin 2
（LHA ?＋SHA ） tg ?arc '1 （4－6－7） 由于岁差和章动的影响，使北极星的极距p 和共轭赤经SHA 不断地变化，但每年变化很小。用北极星的极距和共轭赤经的年平均值'p 0和SHA 0代替上式右边第二项中的'p 和SHA ，并且再加减'p 0cos （LHA ?＋SHA 0），经过整理代入式（4－6－5），并简写成
?o ＝h t ＋Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ （4－6－8）
上式中：
改正量Ⅰ＝－'p 0cos （LHA ?＋SHA 0） （4－6－9） 改正量Ⅱ＝2
p 20'sin 2（LHA ?＋SHA 0）tg h arc '1 （4－6－10）
改正量Ⅲ＝'p 0cos （LHA ?＋SHA 0）－'p cos （LHA ?＋SHA ） （4－6－11）
改正量Ⅰ是用平面三角形的公式解算球面三角形P N BA 所求得的改正量，即把球面当平面计算所求得的改正量，它只是小量x 的近似值。根据式（4－6－9）编成北极星高度求纬度第一改正量表，查表引数是春分点地方时角LHA ?。
改正量Ⅱ是将由平面三角形求得的改正量Ⅰ做球面修正，使得Ⅰ＋Ⅱ相当于解球面三角形求得的值，所以改正量Ⅱ是球面性质的改正量。根据式（4－6－10）编成北极星高度求纬度第二改正量表，查表引数是春分点地方时角LHA ?和北极星高度h 。
改正量Ⅲ是将由北极星极距和共轭赤经的年平均值（'p 0和SHA 0）求出的改正量Ⅰ＋Ⅱ做日期修正，使得小量x ＝Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ相当于由观测月份的p 、SHA 值求出的，所以改正量Ⅲ可以理解为日期改正量。根据式（4－6－11）编成北极星高度求纬度第三改正量表，查表引数是春分点地方时角LHA ?和观测日期。
上述三个改正量均列在《航海天文历》中。在中版《航海天文历》中的“北极星高度求纬度”表中，改正量Ⅰ和Ⅲ有“±”，改正量Ⅱ均为“＋”。在英版《航海天文历》的“北极星高度求纬度”表中，为使改正量均为“＋”值，故在改正量中加了1°，这样，只要把北极星的真高度和三个改正量全加起来，然后再减去1°，便得到观测纬度，即
?o ＝h t ＋Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ－1° （4－6－12）
二、观测北极星高度求纬度的计算程序
区时 ZT ' 日/月 六分仪高度 h s 区号 ZD 指标差和器差 I+s 近似世界时 GMT ' 日/月 眼高差 d 总改正 c 停秒表天文钟时间 CT ' 真高度 h t 秒表读数 WT 改正量Ⅰ Ⅰ 钟差 CE 改正量Ⅱ Ⅱ 测天世界时 GMT 日/月 改正量Ⅲ Ⅲ （中版航海天文历无此项） －1? 观测纬度 ?o 整小时春分点格林时角 GHA ?' 分、秒春分点时角变量 m.s 春分点格林时角 GHA ?
推算经度 λc E W
、
春分点地方时角 LHA ?
例4－6－11：1996年3月22日，船时SMT 1848，推算船位?C 35?12'.0 N ，λC 122?54'.0E ，观测北极星六分仪高度h s 35?36'.7，停秒表天文钟时间CT '10h 50m 10s ，秒表读数WT48m ，钟差CE01m 10s （快），指标差和器差i+s ＝＋1'.0，眼高e ＝12.5m ，求北极星船位线。
例4－6－12：1996年3月21日，船时SMT 0453，推算船位?C 37?50'.0 N ，λC 145?10'.0W ，观测北极星六分仪高度h s 37?25'.6，停秒表天文钟时间CT '02h 54m 40s ，秒表读数WT52m ，钟差CE －35s ，指标差和器差i+s ＝－1'.5，眼高e ＝12.0m ，求北极星船位线。
ZT 1848 22/3 ZT 0453 21/3 ZD －8 ZD ＋10
GMT ' 1048 22/3 GMT ' 1453 21/3
CT ' 10－50－10 CT ' 02－54－40 WT － 48 WT － 52 CE － 01－10 CE － 35
GMT 10－48－12 22/3 GMT 14－53－13 21/3
GHA ?' 330－11.2 GHA ?' 029－21.9 m.s 12－05.0 m.s 13－20.4 GHA ? 342－16.2 GHA ? 042－42.3
E c λ 122－54.0 －W
c λ 145－10.0 LHA ? 465－10.2 LHA ? 257－32.3 105－10.2
星大一些，但是计算方法较恒星船位线简单，因此，北极星是在北半球，中、低纬海区航行的船舶测天定位的良好天体。
由上述方法求得的观测纬度，事实上是北极星船位圆（或船位线）与推算经度λc 的交点的纬度（?o ），显然，它与真正的北极星船位线存在
一个方向误差?A ，见图4－6－10。测者在北纬0?～60?之间，该误差?A <2°，可以忽略不计，当测者纬度大于60?时，则可能产生不可忽略的误差（中天除外）。另外，当测者位于北纬0?～15?之间时，北极星的高度小于15°，这时会产
生不可忽视的蒙气差的误差（见本篇第五章）。综上所述，在北纬15?～ 60?的海域内可观测北极星高度求纬度。
集美大学航海学2教案：天文船位线
第六章 天文船位线 在本篇前五章中，已求出了天文船位圆的圆心和半径，即求得了天文船位圆。根据天文船位圆求天文船位线是本章要解决的问题。这里仅介绍求天文船位线的传统方法，即“高度差法”。随着计算机在航海领域中的应用，使航海人员摆脱传统的高度差法的束缚已成为可能，这部分内容见本篇第十章。 从理论上讲，在已知天文船位圆的圆心和半径的前提下，就可以在地球仪或墨卡托海图上直接画天文船位圆，用图解的方法求得天文观测船位。但是，在实际操作中是行不通的，其原因： 一是，如果在地球仪上直接画天文船位圆，根据海上定位精度的要求，在地球仪的表面上用肉眼能分辨的1毫米的长度至少应为1n mile ，这样，地球仪的直径D 约为 D ＝────────────≈6.9m 这样大的地球仪船上既不可能配备，也不可能在其上直接画天文船位圆。 如天体的真高度为30?，则天文船位圆 的半径为60?＝3600n mile ，航用海图 根本容不下，如果使用小比例海图，除 精度不能满足航用之要求外，天文船位 圆在墨卡托海图上的投影已是一条复杂 的“周变曲线”了（非圆形）。如图 4-6－1所示，当地极在船位圆之外， 图4-6－1 船位圆在墨卡托海图上的投影为周变曲线Ⅰ，近似椭圆形。当船位圆恰好通过地极时，在图上的投影为周变曲线Ⅱ，近似抛物线。当地极在船位圆之内时，在图上的投影成为更复杂的周变曲线Ⅲ。由此可见，周变曲线用一般的作图方法根本无法实现。 第一节 高度差法 1875年，法国航海家圣·希勒尔（St ·Hilaire ）提出的高度差法（altitude difference method ）解决了天文船位圆作图的问题，即利用高度差法将画天文船位圆的问题转化为画天文船位线的问题。 一、高度差法原理 图4－6－2表示地球及其外面的天球。图中的c 为计算点（可以是推算船位也可以是选择船位）。假如，当c 点是推算船位（?c ,λc ）时，测得天体B 的高度（经高度改正后可以求得其真高度h t ），同时记下观测时间，从《航海天文历》中可查得天体B 的格林时角GHA 和赤纬Dec ，从而得到天体B 的地理位置b ，以b 为圆心，bk ＝90?－h t 为半径，在地球球面上可作一小圆，即天文船位圆。如前所述，天文船位圆的半径通常很大，而且船位一定在推算船位c 附近的一小段天文船位圆曲线（ⅠⅠ）上，所以没有必要把天文船位圆全部画出来，只要画出船位圆曲线ⅠⅠ即可，然而船位圆曲线ⅠⅠ的曲率很小，可以 360×60×1mm π×103
航海学课程练习之四
第四篇航路资料 第一章潮汐与潮流 一﹑简答题 1.试述潮汐的成因。 2.何谓潮汐的周日不等?其产生的原因? 3.试述潮汐的半月不等。 4.试述潮汐类型。 5.何谓潮差和潮差比。 6.何谓分点潮和回归潮。 7.试述中版<<潮汐表>>由几册组成?各册范围和主要内容? 8.试写出应用差比数进行潮汐推算的公式。 9.试述英版<<潮汐表>>由几卷组成?各卷范围和主要内容? 二﹑计算题 1.某轮X日要过A浅滩,已知该轮吃水8米,要求安全富裕水深0.7米,A浅滩海图水深5 米.海图深度基准面在平均海面下 2.5 米,潮高基准面在平均海面下 1.5 米,求该日过浅滩时所需潮高. 2.某水道海图最小水深6.5米,潮高基准面在平均海面下220cm,海图基准面在平均海面 下200cm.某轮吃水7.8 米,要求安全富裕水深 1 米.又该水道上空有一架空电缆高33 米,该 轮水线上最大高度30 米,要求安全余量 2 米.求该轮应在多少潮高范围内通过该水道.(该地 大潮升330cm,小潮升110cm) 3.求铜沙X 年10月20 日的高、低潮时和潮高.(利用附表9“潮汐表”﹑附表10“差比数和潮信表”及附表11“平均海面季节改正值”) 4.X年5月22日0100某轮抵长江口锚地抛锚.锚地距铜沙24n mile,船速12kn,吃水8.5m, 要求保留安全富裕水深0.7m,铜沙航道最浅海图水深 6.2m,试求该轮最早何时起锚方可安全 通过铜沙. 5.X 年7月5 日1500 某轮预计抵达铜沙，试求当时铜沙潮高是多少？ 6.某轮吃水8m,预计某日上午0800 抵达某浅滩,已知该处海图水深6.0m,海图基准面在 平均海面下300cm,潮高基准面在平均海面下280cm,要求保留富裕水深0.7m,若该地当日潮 汐为: 0630 110cm 1250 450cm, 试问:该轮是否需要候潮? 若需候潮,该轮当日上 午最早能安全通过浅滩的时机. 7.某轮从秦皇岛装煤运上海,拟在12 月5 日上午进长江南水道.满载吃水为8.6m,铜沙 浅滩在深度基准面下6.7m,要求保留富裕水深0.7m,求该轮过浅滩的时间范围?该轮航速 16kn,从秦皇岛到铜沙浅滩的航程是697n mile.如果选择白天高潮前1 小时过浅滩,该轮应在何日何时之前离开秦皇岛港? 附:12 月5 日浅滩附近的潮汐: 0236 0.5m 0812 3.5m 1448 0.9m 2024 3.3m 8.海图上有图式得知该处当天潮汐为1230 395；1850 125，求1530 该障碍物上 的水面高度或水下的深度是多少？ 9.海图上一图式 1 5，并得知该处当天潮汐为1230 395；1850 125，求1530 该障碍
集美大学航海学2教案：求天体真高度汇总
第五章求天体真高度 由天文航海定位原理已知，利用天体来测定船位，必须得到天文船位圆的半径，也就是天体的真顶距，航海上常通过天体高度来得到这项船位圆要素。六分仪就是用来观测天体高度的测角仪器。掌握观测天体高度的方法和改正观测高度求真高度就是本章要解决的问题。 第一节航海六分仪 六分仪是从古代测角仪器不断发展而来的，它具有测量精度高、操作方便、结构简单、完全独立、重量轻等优点，故一个世纪以来一直作为航海天文定位的观测仪器。 图4－5－1 一、航海六分仪及其测角原理 1．六分仪的结构 六分仪(sextant)的构件和名称，如图4-5-1所示： 2．测角原理 六分仪的测角原理基于平面镜反射定理即：光线的入射角等于反射角；光线连续经过两个平面镜反射，光线入射方向与最后反射出方向的夹角，等于两镜夹角的二倍。如图4-5-2：∠1＝∠2 ∠3=∠4 ∠HBA=∠3+∠4=2∠3 ∠OAB=2∠2 根据“三角形外角等于不相邻的两个内角之和”定理，在ΔABO中 h＝∠HBA－∠OAB=2∠3－2∠2=2(∠3－∠2) ＝2ω(∠3为ΔABD的外角)
由此可知，在海上从六分仪望远镜中看到天体S反射影像与水天线H相切时，天体高度h等于定镜和动镜夹角ω的二倍。在六分仪的制造中，按动镜A实际转动角度的二倍在六分仪刻度弧上刻注度数，因此从刻度弧上可直接读出天体高度h的角度值。 图 4－5－2 3．六分仪测角读数的读取法 在六分仪的刻度弧上，从0°向左到140°一段弧长叫主弧，读数为正（＋）；从0°向右到5°一小段弧长叫余弧，读数为负（－）。六分仪测角读数分别可由刻度弧、鼓轮和游标三个部分相加读出。 (1) 主弧读数 如图4-5-3所示，六分仪测角读数为： 从刻度弧读取44?，从鼓轮读取31'，从游标读取分的小数为0.'6，则读数为44?31.'6。 图 4－5－3 图 4－5－4 (2) 余弧仪测角读数 余弧读数与主弧读数大体相同，由于机械构造上的原理，鼓轮倒转时从60'、50'、40'、30'……由大向小反向变化，指标臂向右移动。因此，鼓轮倒转一周，指标臂向右移1?。所以，应用60'减去从鼓轮和游标上读取的分和分的小数，其差才为正确读数。如图4-5-4，从鼓轮和游标读取的分数是25.'4，则正确读数为－(60'－25.'4)＝－34.'6。 二、航海六分仪的检查和校正 六分仪的测角误差主要有六个：其中三个为永久性误差，其余为可校正误差。 1．永久性误差 永久性误差是由于制造工艺的缺陷而引起的系统误差。 (1) 偏心差(centering error)：指标臂的转轴中心与刻度弧的中心不重合所引起的误差。 (2) 棱性差(option error)：动镜、定镜及滤光片前后镜表面互相不平行，各镜表面不平而引起的偏差。 (3) 刻度差(worm and rack error)：刻度弧、鼓 轮和游标的分划刻度不准所致。 这三项系统误差统称为六分仪器差S，出厂前已测 定好，我们可以从六分仪箱盖内的六分仪鉴定书中， 以测角为引数查取，供观测高度后的修正。 2．可校正误差 准确的六分仪读数必须使六分仪保持下列状态： 动镜和定镜与刻度弧平面要垂直；当指标臂指0°时， 动镜和定镜要互相平行。因此每次使用六分仪之前， 均应依次按以下三步校正来满足上述两条要求。 (1) 垂直差又称动镜差(perpendicularity) 图 4－5－5 产生原因：动镜镜面不垂直于刻度弧平面。 检查与校正：将指标臂移至35°左右，左手平握六分仪，刻度弧朝外。如图4-5-5，眼睛置于动镜后，如果从动镜中看到的反射刻度弧与直接看到的刻度弧成一连续的弧线时，表示
(新)高校教研室工作总结
高校教研室工作总结 20XX年度在学院和系部的领导下，航海技术教研室根据教研室作为最基层的教学工作组织这一性质，紧紧围绕专业建设、课程建设、教师队伍建设、产学研、教学工作、教研活动等方面开展工作，坚持“教学科研化，科研课堂化”教育科研工作思想，积极推动新课标的实施，积极探索教师学习和研究方式的变革、数字化课堂模式的形成等，继续深化教育教学科研课题研究，提高教师的科研能力，促进全体教师的和谐发展，取得了一点点成绩，总结如下： 一、教学常规工作 1、教研室工作有计划、有步骤，并按要求进行。 由于专业的特殊性，航海教研室在人员不足的情况下承担着24个班级，近百门专业课程的教学和科研工作，至今学期已过大半没有出现任何的教学事故，一方面由于各位老师的尽职尽责，同时也得益于对完善的教学计划有条不絮执行的结果； 2、学期初制订教研室教研活动计划，并坚持教研活动规范化。在实施教研活动过程中坚持做到有课题，有记录，内容具体、全面，材料充实、实用。本常年共组织教研活动8次，其中包括（1）学期初始的教学计划的制定和教学时间的分配、教学方法和手段的讨论和研究以及教学大纲的把握等，特别对于刚刚走上教学岗位的年青教师有着很大的帮助作用；（2）学期中期开展的期中教学检查及教学进度审核、对于各学科重难点的把握和理解以及近几年全国海船船员考试的考试方向的讨论和研究，有利于各位教师把握教学中的重难点及教学的方向； 3、教研室作为最基层的教学组织，重视教学质量，严把教学质量关，同时也采取了相应的措施， （1）通过课程负责人修订课程授课计划，各课程按课程计划和教学大纲准备期中和期末试卷，对学生进行不同阶段测试，以利于教师能及时发现教学过程中存在的问题及学生对于各部分的掌握情况并作出相应的调整； （2）按照教务处制订的常规教学工作要求，做了教师的期初、期中和期末及不定期的教学检查工作，其中包括教师的教案、备课笔记、学生的作业布置和修改情况以及通过不定期的听课反映上课的出勤率及课堂气氛等，在检查过程发现了一些问题并及时与有关老师作了沟通。力求做到教学文件资料齐全、管理规范。上报资料及时、准确。
《航海学》课程教学大纲(青岛船员)
《航海学》课程教学大纲 一、教学目的和基本要求 教学目的：《航海学》是海洋船舶驾驶专业的主要专业课程之一，是一门理论性较强，实践技能要求较高的综合性课程。本课程可使学生获得从事与海洋船舶驾驶有关工作所必需具有的基本理论，基本知识和基本技能，并为后续课程的学习准备必要的知识。通过在校学习、培训和上船实习，学生完全能够胜任操作级驾驶员的工作，能够基本履行远洋船舶管理级驾驶员职责。在毕业前参加海事局统考，取得海船驾驶员适任证书。 基本要求：通过对《航海学》的学习，学生可熟练掌握：在航用海图上进行船舶航迹推算的方法；远洋船舶导航技术；正确引导船舶从始发港安全、经济的到达目的港；主要航海仪器的正确操作与使用等内容；基本掌握地文航海、天文航海、电子航海和航线与航行方法的基础理论知识等内容。了解：航海专业数学；基本误差理论；太阳特大高度定位、太阳金星联合定位、三星定位；船舶组合导航；电子海图、导航仪器、电航仪器的基本工作原理和结构；特殊环境中的航行；当前航海技术的新发展等内容。 二、相关教学环节安排 1．常规课堂教学为主，适当采用多媒体投影教学。 2．教学时尽量采用现场课，有关实训在适任评估集中训练时进行。 3．每次课布置作业，作业量1～2道题，主要针对基本概念、计算、理论等内容。 三、主要内容及学时分配 主要内容： 航海一（112学时） （一）航海专业数学基础 1．球面三角 2．观测误差 （二）坐标与时间 1．地理坐标
2．天球坐标 3．时间 （三）航向、方位和距离 1．航海上常用的度量单位 2．能见地平距离与物标地理能见距离3．向位与舷角 4．向位的测定与换算 5．航速和航程 （四）海图 1．地图投影与分类 2．墨卡托海图 3．大圆海图 4．其他航用海图 5．海图识读、管理与使用 （五）航迹推算 1．航迹绘算 2．航迹计算 （六）陆标定位 1．航海上常用的位置线 2．方位定位 3．距离定位 4．移线定位 （七）天文定位 1．天体视位置
集美大学航海学2教案：天测罗经差
第九章观测天体求罗经差 罗经是船舶主要的导航仪器之一，罗经工作是否稳定，其指示方位误差的大小直接关系到船舶的航行安全。因此，船舶在航行中，要求航海人员利用一切机会来测定罗经差，以此来检查罗经工作是否正常，并对航向和方位做必要的修正。 船舶近岸航行时，可以利用专设的叠标或灵敏度较高的天然叠标来测定罗经差。然而，当船舶航行在开阔的海面上时，则只有利用天体来测定罗经差了。本章将介绍观测天体求罗经差的原理和方法，以及利用GPS船位求罗经差的新方法。 第一节观测天体求罗经差的原理及其注意事项 一、观测天体求罗经差的原理 由第一篇已知,罗经差?C可以根据叠标的真方位TB与其罗方位CB之差求得，即 ?C为“＋”表示罗北偏东 ΔC＝TB－CB ?C为“－”表示罗北偏西（4－9－1） 叠标的真方位TB可以从海图上量取，当叠标“串视”时利用罗经可测得叠标的罗方位CB。 观测天体求罗经差与上述利用陆标测定罗经差的原理基本相同，不同之处是观测的物标是天体。因此，CB是天体的罗方位，TB是天体的真方位，由于观测时的真实船位未知， ,λc）为基准求得的天体的计算方所以无法求出天体的真方位，在海上是以推算船位（? c 位A c来代替天体的真方位TB。这样，观测天体求罗经差的计算公式为 ?C＝A c－CB （4－9－2） csc LHA－sin?c ctg LHA （4－9－3）ctg A c＝tg Dec cos? c 从上述公式可见利用天体求罗经差与利用陆标求罗经差的区别主要是求真方位的方法有所不同。 二、观测注意事项 由公式（4－9－2）可见，为求得较准确的罗经差?C，应尽量减小A c和CB的误差。因此，观测天体求罗经差时应注意以下几个方面。 1．用推算船位求得的天体计算方位A c代替天体真方位所产生的方位误差?A 在观测天体求罗经差中，天体真方位是由推算船位求得的天体计算方位A c来代替的。而在观测时测者的推算船位与当时真实船位的误差（??，?λ）将会使计算方位A c产生 、LHA（LHA＝GHA±λcW E）的函数，微分式（4一个方位误差?A。因此，A c是变量? c －9－3）,经整理得到?A与??和?λ的关系式为 ?A＝tg h sin A??－cos Dec cosX sec h?λ（4－9－4）从上式可见，当推算船位与真实船位的误差??、?λ一定时，用推算船位求得的计算方位A c代替天体的真方位而产生的误差?A的大小主要取决于式中的tg h和sec h（sin、cos函数的最大值为1），即取决于被测天体高度h的高或低。还可以看出?A与被测天体的方位A和赤纬Dec有关。由此得出如下结论： ①被测天体的高度越低，由??、?λ引起的误差?A越小； ②当被测天体的方位A趋近0°、赤纬Dec趋近90°时，由??、?λ引起的误差?A 趋近零。
集美大学航海学2教案：测天定位
第七章观测天体定位 在航海实践中，至少需要两条或两条以上交角合适的、对应于同一时刻的船位线相交才能确定船舶所在的位置。本章将主要介绍几种常用的天文定法方法。 海上测天定位主要包括白昼采用太阳移线定位，低纬度海区太阳特大高度定位，“同时”观测太阳、金星定位和晨昏采用星体定位。 第一节观测太阳移线定位 白昼通常只能观测到太阳，在观测一次太阳求得一条太阳船位线之后，间隔一段合适时间再观测一次，求得另一条太阳船位线，然后进行移线定位，这种定位方法称为太阳移线定位。 一、太阳移线定位的条件 太阳移线定位的精度主要与两次观测的时间间隔有关。由航迹推算原理可知：两次观测间的时间间隔越短，转移船位线所带来的航向、航程的推算误差就越小。同时由船位误差理论可知：用两条船位线定位，两船位线的交角应在30°～90°范围之内，以趋近90°为最佳，太阳方位要变化到如此大小，一般又需较长时间，这是一对矛盾。 在一般情况下，如果两次观测的时间过短，尽管减小了推算误差，但是太阳方位变化太小，使两条船位线交角小于30°。相反，如果两次观测的时间间隔过长，虽然太阳方位变化较大，可使两船位线的交角达90°,但是转移船位线的推算误差也随之积累增大。为兼顾这两方面的要求，两次观测的时间间隔一般约为1h ～2h ,太阳方位变化约30°～50°，以不小于30°为宜。 二、太阳移线定位的有利时机 太阳在中天前后其方位变化较快，在较短的时间内，太阳方位变化就可超过30°。因此，太阳中天前后一段时间是观测太阳移线定位的有利时机。 在航海实践中，一般常采用太阳中天前和中天时各观测一次，移线求出中天或正午船位。也有采用测量中天前、中天、中天后的太阳高度进行多次移线定位的情况。 在低纬海区内，当太阳中天高度很高(达88°左右)时，从日出到中天前和中天后至日没，太阳方位变化非常缓慢，有时太阳方位变化30°左右，往往就要等待4－5小时之久，从而使太阳移线定位失去意义。相反，在这种情况下，太阳中天前后十几分钟，甚至几分钟之内，太阳方位变化就可达30°以上。因此，就可在短时间内，测得2～3条太阳船位线求出观测船位 (见太阳特大高度定位)。 三、移线定位方法 1. 直接平移天文船位线法 在海图作业中，天文船位线用“”表示，转移天文船位线用“”表示，天文观测船位用“”表示。 （1）两次观测间无转向的移线定位方法 如图4-7-1所示，c1为第一次观测时ZT1的推算船位，c2为第二次观测时ZT2的推算船位，计划航向CA，航速V，ΔT和S分别为两次观测的时间间隔和航程。太阳船位线I－I应
航海英语最新题库2580翻译
无忧文档 无忧文档可免积分在线阅读和下载文档 ?无忧文档 ?高等教育 ?高中教育 ?初中教育 ?小学教育 ?外语考试 ?资格考试 ?工作范文 ?求职职场 ?党团工作 ?表格模板 ?总结汇报 ?经管营销 ?教学研究 您的位置：无忧文档所有分类外语学习英语学习航海英语最新题库2580翻译答案 航海英语最新题库2580翻译答案 ［1]______, 当做化学的灭火器因素，应该被用作为一个电的火。 一。干燥化学品或泡沫 B。泡沫或碳酸钠酸 约二氧化碳或泡沫？ D。二氧化碳或乾化学品 ［2]______: 一个室在或之上在桥附近以必须的附件提供和作为海图和计时表被放置的地方操纵和堆装的家俱。 A. 长的小屋 B. 领袖行政员的锁柜约 Chartroom D. 引示的小屋
［3]______:中枢－线的构件，运行在前而且在船尾沿着船舶的底，有时提及如构架。 A. 车架 B. Deckbeam 约纵梁 D. 龙骨 ［4]______:垂直的距离在从负荷水线到干舷甲板的上边沿的脉管边沿船体中央部上测量或一个测点对它符合。 A. 浮力 B. 干舷约取水 D. 变位 ［5]______20个目标能在一个次被追??。当最大值车辙容量被达成，没有较进一步的获得是合理的。 A. 同数的当做 B. 如此许多当做约当做很多当做 D. 当做更多当做 ［6]______放大制成图表细节而且含有对安全的航运信息需要。 A. 海军上将的职位开船方向光的 B. 海军上将的职位列表 约信号的海军上将的职位列表 D. 海军上将的职位对船员注意［7]______为海军上将的职位海图的改正被公布。 A. 海军上将的职位开船方向光的 B. 海军上将的职位列表 约船员手册？D. 海军上将的职位对船员注意 ［8]______为垫衬物是被用如果您载入米。 一。木制的板 B。忙碌席包约钢筋 D。木制的板和忙碌席包 ［9]______在距中央的通过 53 N3 127E 4 感人的 ely 12个有冷锋面的树节51 N3 126E 1-51 N2 125E 4 和 46 N1 128E 2 通过的暖锋 40 N2 125E 2. A. 低廉的 1002HPA B. 最低值 1045 HPA 约高的 1002 HPA D. 高 1045 HPA ［10]______引起强烈的风和粗略的海 Biscay 的西北方停车场。 A. 强劲的低压？ B. 强劲的高压 约浸压力比降 D. 陡坡压力 ［11]______制成图表 3994, 从这一个海图被读的职务应该向北被变档 0.03个备忘录。 A. 考虑 B. 核对约审讯 D. 同意
航海技术专业教学计划
航海技术专业教学计划 一、培养目标 培养德、智、体全面发展的，符合经1995年缔约国大会通过修正的《1978年海员培训、发证和值班标准国际公约》（简称STCW78/95公约）和我国海船船员适任标准要求，能胜任现代化船舶驾驶与管理的无限航区高级船员。 二、业务要求 1、具有马列主义、毛泽东思想和邓小平理论的基本知识以及良好的职业道德； 2、基本掌握船舶通信业务的技能，能独立承担船舶通信工作； 3、能独立担任船舶航行值班工作，保证主要航行仪器设备的正常运行； 4、具有较强的英语听、说能力和一定的英语阅读翻译能力； 5、掌握GMDSS业务及管理知识，具有使用GMDSS设备的能力，并获得GMDSS通用操作员适任证书。 三、学制：2.5年 四、办学形式：业余 五、学生类别：大学专科 六、主要课程内容介绍： １、航海学（地文部分）：讲授地理坐标，经差与纬差的计算，航向、航速与航程的测定、换算及其计算，各种陆标定位的方法及注意事项，航迹绘标和计算等内容。
２、航海学（天文部分）：讲授天体坐标，天体视运动、时间，天体高度等，观测太阳月亮行星求船位线，太阳移线定位，测星定位及天测罗径差，船舶定位和测罗经差的实训和评估。 ２、船舶信号与VHF：主要介绍讲授灯光、旗号通信，无线电通信基本原理，紧急无线电示位标VHF等设备的基本原理，会使用国际信号规则，熟悉我国沿海港口信号和危险救生信号。 ３、航海气象与海洋学：讲授气象要素及其观测方法，各种天气类型及变化规律，讲授一般海洋知识、气候概况、气象传真机的应用，初步分析天气形势报告并能判断航区未来的天气形势。讲授潮汐及其推算。 ４、航海仪器与雷达：讲授陀螺罗经和磁罗经基本工作原理及误差，测深仪、计程仪、自动舵的基本原理和操作方法，适当讲授一般故障的排除方法及调整。讲授雷达基本工作原理，雷达性能、雷达操作、ARPA基本原理。主要类型，显示特点，性能指标局限性，ARPA 操作以及它们的一般故障排除调整，进行航海仪器的正确使用的评估。 ５、船舶管理：主要讲授船员职务规则，船舶安全生产管理制度，海上交通法规，MARPOL公约，SOLAS、ISM、STCW公约港口法规，防止海上污染法规和知识，有关海事案例分析。 ６、船舶结构与设备：讲授船舶的常识，水密完整性的基本知识、船体结构，锚设备、系泊设备，舵设备装卸设备及其操作，船舶堵漏，船舶检验和修理。 七、航海技术专业教学进程表
集美大学航海学2教学导案：测天定位
集美大学航海学2教案：测天定位
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第七章观测天体定位 在航海实践中，至少需要两条或两条以上交角合适的、对应于同一时刻的船位线相交才能确定船舶所在的位置。本章将主要介绍几种常用的天文定法方法。 海上测天定位主要包括白昼采用太阳移线定位，低纬度海区太阳特大高度定位，“同时”观测太阳、金星定位和晨昏采用星体定位。 第一节观测太阳移线定位 白昼通常只能观测到太阳，在观测一次太阳求得一条太阳船位线之后，间隔一段合适时间再观测一次，求得另一条太阳船位线，然后进行移线定位，这种定位方法称为太阳移线定位。 一、太阳移线定位的条件 太阳移线定位的精度主要与两次观测的时间间隔有关。由航迹推算原理可知：两次观测间的时间间隔越短，转移船位线所带来的航向、航程的推算误差就越小。同时由船位误差理论可知：用两条船位线定位，两船位线的交角应在30°～90°范围之内，以趋近90°为最佳，太阳方位要变化到如此大小，一般又需较长时间，这是一对矛盾。 在一般情况下，如果两次观测的时间过短，尽管减小了推算误差，但是太阳方位变化太小，使两条船位线交角小于30°。相反，如果两次观测的时间间隔过长，虽然太阳方位变化较大，可使两船位线的交角达90°,但是转移船位线的推算误差也随之积累增大。为兼顾这两方面的要求，两次观测的时间间隔一般约为1h ～2h ,太阳方位变化约30°～50°，以不小于30°为宜。 二、太阳移线定位的有利时机 太阳在中天前后其方位变化较快，在较短的时间内，太阳方位变化就可超过30°。因此，太阳中天前后一段时间是观测太阳移线定位的有利时机。 在航海实践中，一般常采用太阳中天前和中天时各观测一次，移线求出中天或正午船位。也有采用测量中天前、中天、中天后的太阳高度进行多次移线定位的情况。 在低纬海区内，当太阳中天高度很高(达88°左右)时，从日出到中天前和中天后至日没，太阳方位变化非常缓慢，有时太阳方位变化30°左右，往往就要等待4－5小时之久，从而使太阳移线定位失去意义。相反，在这种情况下，太阳中天前后十几分钟，甚至几分钟之内，太阳方位变化就可达30°以上。因此，就可在短时间内，测得2～3条太阳船位线求出观测船位 (见太阳特大高度定位)。 三、移线定位方法 1. 直接平移天文船位线法 在海图作业中，天文船位线用“”表示，转移天文船位线用“”表示，天文观测船位用“”表示。 （1）两次观测间无转向的移线定位方法 如图4-7-1所示，c1为第一次观测时ZT1的推算船位，c2为第二次观测时ZT2的推算船位，
上海海事职业技术学院航海学备课笔记
上海海事职业技术学院《航海学》备课笔记 第五章 天文定位与导航 天文航海(celestia1 navigation)主要研究船舶在海上如何利用天体导航定位和测定罗经差，同时阐述了与船舶安全、经济运行密切相关的时间系统。 第一节 概 论 19世纪中叶，由法国航海家圣·希勒尔(St ．Hilaire)提出的高度差法又称截距法为天文航海奠定了理论基础，并在航海实践中得到了广泛的应用。但是，天文航海受自然条件限制，不能全天候导航、必须人工观测、计算繁琐等缺点的影响限制了它进一步的发展，特别是卫星导航的出现，使它从居于主要的导航地位退到次要的导航地位。由于它具有设备简单、可靠，观测的目标是自然天体而不受人控制，并且不发射任何声、光和电波而具有隐蔽性等优点，使其在现代航海中仍是航海人员所应掌握的主要导航方法之一，同时它也是衡量航海人员基本素质的标准。 一、天文定位基本概念 船舶在海上航行，无论采用什么方法测定船 位，都可以归结为求两条或两条以上船位线交点 的问题。在某一时刻，利用航海六分仪(专用测角 仪器)观测某一天体的高度(天体与水天线之间的 垂直夹角)，经过一系列的计算，可以求得一条天 文船位线。如果同时观测了两个天体，则可得到 两条天文船位线，该两条船位线的交点就是天文 观测船位。根据所测天体高度和观测时的准确时 间求天文船位线和船位的问题是天文航海要解决 的主要问题之—。 在天文航海中，通常采用地球的第一近似体地 球圆球体来研究天文导航的问题，由此而产生的 误差一般可忽略不计。图4—1—1表示地球，A 为测者，天体B 的中心与地心O 的连线交地面于点P G (geographical position)，称为天 体地理位置。测者用六分仪观测天体B 的高度， 经几项高度改正之后可求得天体地心真高度，又 称天体真高度h t 。测者A 至天体地理位置P G 的 球面距离AP G 可用其所对的球心角90°－h t 表 示，称其为真顶距Z 。这样，以P G 为圆心，球面 距离即真顶距Z ＝90°－h t 为半径，在球面上可 作一小圆 ( 图4—1—1中，过A 、A ′的小圆 )， 测者A 一定在该圆上，我们称这个圆为天文船位 圆或等高度圈，即： ? ??-?=t G h Z P 90::天体真顶距半径天体地理位置圆心天文船位圆 每观测一天体均对应一个天文船位圆；反之， 在该圆上的测者，在同一时刻，观测同一天体B
《航海学》课程介绍
1、课程发展的主要历史沿革 《航海学》是航海技术专业主干专业课程之一，它的基本任务是研究有关航海基础理论、船舶在海上航行的航线选择与设计、船位的测定和各种条件下的航行方法等重要问题，为船舶安全、经济航行提供保障。 《航海学》是随着人类生产、商品贸易的发展而不断发展的。两千多年前，我国已有船舶远涉重洋到日本、南洋等地进行贸易。我国明朝著名航海家郑和七下西洋，规模之大，航程之远，举世闻名，特别是15世纪哥伦布发现新大陆，更带来了海上交通和贸易的迅速兴起。而船舶在海上航行，最首要的工作就是航线的选择，船位的确定，这是保证船舶安全，经济地从一个港口航行到另一个港口的基本保障，而航海学所研究的就是这些，因此航海学在海洋船舶驾驶中是一门应用性很强的实用科学。 随着现代科学技术的发展，航海技术取得了长足的进步，信息科学，计算机技术，电子技术，通信技术及空间卫星技术在航海上的应用，使航海技术发生了极为深刻的变革，使《航海学》的内容也得到了极大的充实与发展。虽然《航海学》课程内容在不断更新，但它作为航海专业主干课程的地位却一直没有改变，《航海学》是国家海事局对五所航海本科院校航海技术专业本科学生参加海船船员适任证书全国统考的三门必考课程之一。 《航海学》课程主要由“航海专业数学”、“地文航海”、“天文航海”三个相对独立又密切联系的体系构成。《航海专业数学》它是学习《航海学》课程的数学基础；《地文航海》的主要内容为陆标及电子定位、潮汐推算、航海图书资料和各种航海条件下的航行方法；《天文航海》的主要内容为天体定位及天测罗经差。1999年之前，国家海事局海船船员适任证书全国统考中，将《地文航海》、《天文航海》作为两门课程统考。1999年以后，为全面履行《1978年海员培训、发证和值班标准国际公约（1995年修正案）》（STCW78/95公约），我国交通部颁布了《中华人民共和国海船船员适任考试、评估和发证规则》（简称97规则），签于这三门课程所具有的极其密切的关系和核心内容的一致，将其合并为一门《航海学》课程进行考试，《航海学》课程体系，也做了相应的调整和变革，着重于提高教学质量，加强基础理论，拓宽知识面，增强学生独立分析和解决问题的能力，以满足STCW78/95公约对航海技术人才的要求和标准。 2、理论课教学内容 2.1课程体系结构：
航海学课程练习之一
第一篇基础知识 第一章坐标、方向和距离 一、问答题 1.绘图说明表示地面一点位置的地理坐标。 2.建立大地坐标系应考虑哪几个方面的问题？ 3.什么是大地水准面？试绘图表示局部区域的地球自然表面、大地水准面以及地球椭圆体表面三者之间的关系。 4.地面上的方向是如何确定的？ 5.试述磁差的定义，及其产生的原因和发生改变的因素。 6.对于航行船舶，驾驶员从何处可查得航行海区的磁差资料？ 7.什么是磁罗经自差？试述其产生的原因及其发生改变的因素。 8.航海上常用的测定罗经差的方法有哪些？ 9.试述海里的定义，一海里的长度随着什么因素的改变而改变？我国规定一海里的长度是多少？ 10.我国灯标射程是如何定义的？海图上标注的灯标射程是如何确定的？ 11.英版资料上灯标射程是如何定义的？它与哪些因素有关？ 12.如何判断我国灯标灯光是否有初显(隐)？如何求其初显(隐)距离？ 13.试述良好的船速校验线应具备哪些条件？ 14.试述在船速校验线上根据推进器转速来测定船速和计程仪改正率时，如何消除水流对测定的影响？ 15.航行船舶利用“主机转速与船速对照表”求得的船速，为什么只能作为参考？ 二、计算题 1.经差和纬差的计算 1)已知起航点(1，1)和到达点(2，2)，求纬差D和经差D的数值及符号。 (1) 1=3114.'7N1=12128.'9 E (2) 1=5437.'6S1=17406.'1W 2=0117.'2N 2=10351.'3 E 2=1413.'2S 2=00741.'6W (3) 1=0220.'0S1=17520.'5W (4) 1=6508.'5N1=16053.'5 E 2=0350.'5N 2=16052.'3 E 2=4448.'1S 2=17520.'5W 2)已知起航点(1，1)和纬差D、经差D，求到达点(2，2)。 (1) 1=4337.'9N 1=08204.'5W (2) 1=3043.'7S 1=17750.'2 E D=0518.'0N D=12000.'W D=0507.'0S D=00405.'0E (3) 1=2508.'2N 1=08932.'8 E (4) 1=0207.'8S 1=08932.'8 E D=2909.'9S D=03025.'0 E D=1104.'3N D=00400.'9W 2.能见度距离的计算 1)已知眼高(e)或物标高度(H)，求测者能见地平距离(De)或物标能见地平距离(Dh)。 (1) e=9.2 米(2) e=15.5 米(3) H=145 米(4) H=258米 2)已知眼高(e)和物标高度(H)，求物标地理能见距离(Do)。 (1)e=9 米老铁山H=465米(2)e=14 米成山角灯塔H=60 米 3)下列灯标灯光是否存在初显或初隐？若存在，其初显或初隐距离是多少n mile？ (1)e=12 米花鸟山灯塔H=85米射程24 n mile (2)e=10 米朝连岛灯塔H=80米射程15 n mile 供应链管理电子教案-2 (3)e=12 米园岛灯塔H=66 米射程21.5 n mile (4)e=9 米海猫子头灯塔H=75 米射程25 n mile 3.方向划分和航向、方位及舷角的换算