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

沿CA 方向平移，距离等于S ，得转移船位线I ′－I ′。 （2）两次观测间有转向的移线定位方法

如图4－7－2所示，S ′是两次观测的推算船位C 1 和C 2之间的直线距离，太阳船位线I －I 应沿C 1C 2方向平移，距离等于S ′,得转移船位线Ｉ'－Ｉ'。

图 4－7－1 图 4－7－2

2. 转移作图点（计算点）法

如果需要直接画出转移船位线或者船位线与计划航线CA 接近平行时，均可采用转移作图点法来作转移船位线。该法可分为作图转移法和计算转移法。 （1）作图转移法

由要转移的作图点起，按两次观测间的航向CA 和航程S 在海图上直接转移作图点，得转移终点后，过该点按原来的A c 和Dh 画船位线，即是转移船位线。 （2）计算转移法

根据要转移的作图点的坐标（?1,λ1）和两次观测之间的航向CA 和航程S 用计算方法求得转移终点的坐标（?2,λ2），在海图上标出该点，过该点按原来的A c 和Dh 画船位线,即是转移船位线。转移终点坐标（?2,λ2）的计算公式如下： 移线航程 'S ＝'V ·（T 2－T 1）h

纬 差 ?'?＝'S cos CA

经 差 ?'λ＝'S sin CA/cos （?1＋?'?2

）≈'S sin CA / cos ?1

转移终点坐标

采用上述公式计算时，北纬、东经为“＋”；南纬、西经为“－”。

太阳移线定位一般间隔1h ～2h 。如果航速较高，在海图或空白纸上采用较大比例尺时，作长距离移线不方便，这时采用上述方法较为有利。 例4－7－1 1996年9月7日，ZT1050，?c 35°07'.0N ，λc 122°11'.0E ，计划航向

CA012°，航速V12'，测得太阳下边沿六分仪高度h s 57°42'.9，CT'02h 54m 10s ，WT35 s

，

CE03 m 22s

(快)，(I+s)+1'.6，e 16.0m ，求ZT1050的太阳船位线.船舶继续航行，预求中天区时ZT ，中天时向南测得太阳下边沿六分仪高度H s 60°29'.2，求中天观测船位。 解：

?c 35－07’.0 N λc 122－11’.0 E

?2＝?1＋?'?

λ2＝λ1＋?'λ

SMT 10－50 7/9 h s 57－42.9

ZD －08－00 i+s 1.6 GMT ‘ 02－50

7/9 d －7.1

c ＋15.4 CT 02－54－10

7/9 h t 57－52.8 WT －35 h c 57－51.7

CE －03－32 Dh ＋1.1

GMT 02－50―13

7/9

GHA ‘ 210－29.8 Dec ’ 6－00.8 N d-0.9 ms 12－33.3 d ’ －0.8 GHA 223－03.1 Dec 6－00.0 N

λc 122－11.0 E

LHA 345－14.1

14－45.9 E

h c ＝arcsin （sin ?c sinDec ＋ cos ?c cosDec cosLHA ） A c ＝arccos （

c

c Dec cosh cos sin ?－tg ?c tg h c ）

h c 57－51.7

A c 151°.5 经过航迹推算，可知1200推算船位： ?c 35－20.7 N λc 122－14.6 E

T 11－58 7/9 h s 60－29.2

S D E C

λ

－9

i+s +1.6 ZT 11－49 7/9 d －7.1 ZD －8－00 c +15.4 GMT ’ 03－49

7/9 h t 60－39.1 S

Z 29－20.9 N Dec ’ 05－59.8

N d －0.9 Dec 5－59.1 N d ’ －0.7 ?o 35－20.0

N Dec 05－59.1

N

?o 35－20.0 N λ0

122－19.5

E

第二节 观测太阳特大高度定位

所谓观测太阳特大高度定位是指当太阳高度h t ⊙

>88°，即其真顶距Z<2°(120')时，用直接画船位圆来确定船位的方法。

一、发生特大高度的条件

船舶航行在低纬海区，在中天前后，当其纬度?恰好介于太阳赤纬δ⊙

±2°的范围

之内(即?与δ

⊙

的差值小于2°；?δ

μ⊙

< 2°, ?与δ

⊙

同名取“-”,异名取

“+”。)，即可观测到太阳特大高度。

由于太阳赤纬δ⊙

每年的变化范围在23°27′S ～23°27′N 之间，所以一年中有可能观测到太阳特大高度的海区是25°27′S ～25°27′N 之间。例如：夏至时位于23°27′N ±2°的海区内有可能观测到太阳特大高度。

二、观测太阳特大高度求船位的依据

1. 如发生太阳特大高度，中天前后，十几分钟之内，太阳方位变化可达数十度。因此，短时间内即可定位。

2. 在低纬海区，墨卡托海图变形小，当h t ⊙

> 88°时(此时已不能用高度差法求船位线)，天文船位圆在其上的投影——周变曲线近似为圆。因此可以在海图上，以太阳地理位置为圆心，以真顶距为半径，直接画圆来代替天文船位圆，由此而产生的误差小于±0'.3。

三、观测太阳特大高度求船位的方法

1. 观测太阳特大高度在太阳中天前后数分钟之内，观测2～3次太阳特大高度，同时记下观测时间。最好第1次观测在中天前，第2次在中天，第3次在中天之后。相邻两次观测之间太阳方位差应大于30°。一般第1次观测在中天区时前5分钟左右，第2次在中天时观测，第3次在中天区时后5分钟左右观测。这样，则可满足上述要求。因此，为得到质量较高的观测船位，最好预求中天区时，根据中天区时来确定三次观测的大概时间。在实际观测时，还可以利用驾驶台两侧的分罗经估测太阳的方位变化来确定观测时机，当太阳方位和太阳中天方位变化大于30°时即可观测。

2. 求三次观测的天文船位圆圆心(太阳地理位置)

一般以第2次观测的船位圆的圆心为基准，求出第1次和第3次观测的船位圆圆心。由于太阳周日视运动的方向是自东向西，所以第1次观测的船位圆圆心在第2次的东边，第3次在第2次的西边。

由第2次观测的世界时GMT 2查《航海天文历》，求得太阳的格林时角GHA ⊙和赤纬 Dec ⊙

，则第2次观测的天文船位圆圆心：

?????<>-==οοο

180GHA

GHA 180GHA GHA Dec E

W

N S

N S 36022λ

? （4－7－1 由于一天中太阳赤纬变化不大，在十几分钟内太阳赤纬可以认为是不变的。这样，三

次观测的太阳地理位置的纬度可以认为是相等的，即：?1＝?2＝?3＝Dec ⊙

第1次观测的船位圆圆心： ?1＝?2

E W 1λ=E

W 2λ±?λ1， ?λ1＝15（GMT 2－GMT 1）' （4－7－2） 第3次观测的船位圆圆心： ?3＝?2

E W 3λ=E W 2λ±?λ2， ?λ2＝15（GMT 2－GMT 3）'

（4－7－3） 在式(4-7-2)、(4-7-3)中，GMT 1、GMT 2和GMT 3分别为三次测天的世界时。 3. 求三次观测的船位圆半径(太阳真顶距Z i ⊙

)

三次观测的太阳观测高度经高度改正后求得其真高度h t ⊙

，则船位圆半径为 Z i ⊙

＝90°－h ti ⊙

i ＝1,2,3 （4－7－4） 4. 把三次观测订正到同一时刻（第二次观测时间） 按计划航向CA 和航速V 将：

P G1 顺航向移 'S 1＝V

T m 601? 至 1G

P ' P G3 逆航向移 'S 2＝V

T m 60

2? 至 3G P ' （4－7－5） 5. 求观测船位

分别以P G1、P G2、P G3为圆心，Z 1⊙

、Z 2⊙

、Z 3⊙

为半径，在推算船位附近画三条船位

圆圆弧，若构成船位误差三角形，则按边距比例法点出观测船位。 例4－7－2 1996年9月8日，ZT1158，?c 06°01'.0N ，λc 089°47'.0E ，CA290°，

V15'，CE13 s

(慢)，(i+s)= 3'.5，e17.0m ，观测三次太阳特大高度，记录如下:

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的观测船位.

解：

SMT 11－58 8/9

ZD －6－00 GMT ‘ 05－58 8/9

CT ’ 05－56－23

8/9 CT ’ 05－58－33 8/9 CT ’

06－00－58

8/9 WT －23 WT －27 WT －30 CE ＋13

CE ＋13 CE

＋13

GMT 1 05－56－13 8/9 GMT 2 05－58－19 8/9 GMT 1

06－00－41 8/9 GMT 2 05－58－19

GMT 2

05－58－19

ΔT 1 02－06 GHA ‘ 255－35.6 ΔT 2 02－22 Δλ1 31'.5 ms 14－34.8 Δλ2 35'.5 S 1 0'.5

GHA 270－10.4 S 2 0'.6

89－49.6 Dec ’ 05－35.4 N d －0.9

d ’

－0.9

P G1 P G3

Dec 05－34.5 N

?c05－34.5 05－34.5 05－34.5N E

λ90－21.1 89－49.6 89－14.1E C

h s89－14.3 h s89－28.1 h s89－14.1

i+s －3.5 i+s －3.5 i+s －3.5

d －7.3 d －7.3 d －7.3

c +15.9 c +15.9 c +15.9

h t89－19.4 h t89－33.2 h t89－19.2

Z 40.6 Z 26.8 Z 40.8

经作图得到ZT1158的观测船位：?o 06°01'.0N，λ0 089°47'.8E Array

第三节白昼“同时”观测金星太阳定位

金星是天空中除太阳和月亮之外最亮的星体，其视星等在－3.3～－4.4之间。因此，我们就有可能在白天观测到金星，只要它的高度和与太阳的方位差角合适，即可“同时”观测太阳、金星定位。

一、白昼观测金星的时机

当金星位于东大距到下合前最亮日之间和下合后最亮日到西大距之间时，白昼可见金星，即金星运行在东大距之后35天之内和西大距之前35天之内是白昼观测金星的有利时机。一年中金星位置可由英版《航海天文历》中的行星纪要（planet notes）中查得，还可以从中版《航海天文历》的天象纪要中查取金星运行在东、西大距与最亮日之间的日期。

二、观测金星和太阳定位的步骤

观测应按先难后易的次序进行，即先测金星，后测太阳。尽管金星较亮，但在白天用肉眼直接发现它还是比较困难的，所以在观测前需做如下工作：

1. 借助航海望远镜寻找金星。当金星位于东大距与下合前最亮日之间时，应在太阳

东边寻找；当金星位于下合后最亮日与西大距之间时，应在太阳西边寻找。

2. 当肉眼无法发现金星时，可利用索星卡估计金星的近似高度和方位，然后将六分仪定在该高度上，利用分罗经根据估计的方位在水天线附近寻找。 总之，只要白昼能看到金星，并且其高度大于15°，与太阳的方位差角大于30°，则可观测太阳、金星定位。

利用观测金星和太阳进行移线定位的计算步骤和太阳移线定位相似，只是其中一条船位线采用行星船位线的计算方法。

例4－7－3 1996年9月8日，ZT1030，?c 35°05'.0N ，λc 137°28'.0W ，观测金星和太阳，观测数据如下:

金星: CT'07 h 26 m 14 s ， WT23 s

， 66°30'.1;

太阳: 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的观测船位. 解：

SMT 1030

8/9

ZD ＋0900 GMT ‘ 1930

8/9

CT 19－26－14

CT 19－30－17

WT －23 WT －28 CE +19

CE +19

GMT 19－26－10

8/9 GMT 19－30－08

8/9

GHA ‘ 149－33.2 v-0.3 GHA ‘ 105－38.6

ms 6－32.5 ms 7－32.0 v ’ －0.1 GHA

113－10.6

156－05.6

E C λ

137－28.0 W

E C λ

137－28.0 W LHA

335－42.6

LHA 18－37.6 24－17.4 E

Dec 18－14.4 Nd-0.9 Dec 052－2.2 N d-0.9 d ’ －0.2 d ’ －0.5 Dec 18－14.2 N Dec 05－21.7 N

h c ＝arcsin （sin ?c sinDec ＋ cos ?c cosDec cosLHA ） A c ＝arccos （c

c Dec cosh cos sin ?－tg ?c tg h c ）

h c 66－24.1 h c 52－46.8 A c 229°.3

A c 137°.4

h s 66－30.1

h s 52－38.9

i+s +1.2 i+s +1.2 d －7.4 d －7.4 c 0.4 c +15.3

c ’ +0.1

h t 66－23.6 h t 52－48.0 h c 66－24.1

h c 52－46.8

Dh 0.5

Dh +1.2

经作图得到ZT1030的观测船位为：?o 35°03'.2N ，λc 137°27'.5W

第四节 晨昏测星定位

测星定位是天文定位的重要方法，其优点是能在晨光昏影的短时间内求得观测船位，且推算误差的影响甚小，因此定位精度较高。其缺点：一是测星的时间较短，在低纬海区一般只有20～40分钟，二是晨光昏影时星光较暗，水天线也不如白天清晰，所以观测星体要比观测太阳困难一些。

一、测星时机

测星定位必须同时具备下述两条件：一是有可供观测的星体，二是可见水天线。一天中只有在黎明(晨光)和黄昏(昏影)这两段时间内才可同时满足上述两条件。 1．晨光昏影

航海上一般把黎明和黄昏这两段时间统称为晨光昏影(morning and evening twilight)。晨光昏影期间的能见度，随着太阳在水天线下位置的变化而不同，为更确切地描述晨光昏影期间的能见度，又把晨光昏影分成三个阶段。如图4－7－7所示。

(1) 民用晨光昏影 太阳上边沿与水天线相切时称太阳视出或视没。

太阳真高度h t ⊙

＝－6°时，称民用晨光始或民用昏影终。

太阳由民用晨光始(h t ⊙

=－6°)到视出所经历的时间称民用晨光；太阳由视没到

民用昏影终(h t ⊙

=－6°)所经历的时间称民用昏影。上述两段时间统称为民用晨光昏影。

(2) 航海晨光昏影

太阳真高度h t ⊙ =-12°时称航海晨光始或航海昏影终。

太阳真高度由－12°到－6°或由－6至－12°所经历的时间间隔统称航海晨光昏影。 (3) 天文晨光昏影

太阳真高度h t ⊙=－18°时称天文晨光始或天文昏影终。

太阳中心高度由－18°到－12°或由－12°到－18°所经历的时间间隔统称天文晨光

昏影。

晨光昏影时间的长短，取决于测者的纬度，纬度越高，晨光昏影时间越长，纬度越低，晨光昏影时间越短。 2．测星时机

根据测星定位的两个条件，只有在民用晨光始或民用昏影终前后一段时间内，即太阳真高度在－3°～－9°之间，才是测星定位的良好时机。在这段时间内既可看到星体，又可看到水天线。这段时间在低纬度一般只有20～40分钟，因此驾驶员要在该段时间内观测三颗或三颗以上的星体来定位，为把握住观测时机，测星前往往要做许多准备工作：预求测星区时，选星，检查和校正六分仪等等，否则，就有可能在测星时间内测不下三颗星。 3．预求测星区时ZT

海上通常的做法是，早晨测星，利用ZT0600的推算船位预求民用晨光始区时；黄昏测星，则利用ZT1800的推算船位预求民用昏影终区时。根据所求区时提前几分钟开始观测即可。

ZT=LMT μD W E

λ （4－7－6）

式中:

LMT ：晨光始或昏影终时测者的地方平时，可由《航海天文历》查出的格林经线上的晨光始或昏影终的地方平时来代替；

D W E

λ：晨光始或昏影终时，测者经度与所在时区中线经度之差，可用ZT0600或ZT1800的推算经度与所用区时的时区中线经度之差来代替。

在《航海天文历》历书中每三天给出格林经线上晨光始或昏影终的地方平时，需要进行纬度内插(格林经线上晨光始或昏影终平时一天给一值，需进行经、纬度内插，一般当纬度低于60°时,经度内插可忽略不计)。

例4－7－4 1996年3月21日，ZT1530，?c 36°54'.0N ，λc 122°45'.0E ，CA002°，V10'，预求民用昏影终区时。 解：

1．按航向，航速求得2T1800的推算船位 φc 37°18'.5N λc 122°46'.5E 2．求ZT 3．以φc 35°N 从航海天文历中查得民用昏影终 T T 1837 21/3 4．纬度内插 ΔT φ ＋1 5．民用昏影终地方平时 T 1838 21/3

6．经差（ 120°－122°46'.5E ） D λE

－11 民用昏影终区时 ZT 1827 21 3

二、认星和选星

计算恒星船位线之前，必须要知道被测星体的星名。这就要求驾驶员在测前或测后要辨认出所测星体的星名，即认星。认星的方法大体上可分为两种：一种是本书第二章介绍的目视认星，另一种是利用专用表册或工具认星。这里着重介绍利用索星卡选星和认星的方法。

1.选择观测天体的注意事项

由于测星时间比较短，为了不错失测星时机，应预先做好一切可以提前做好的事情，包括利用索星卡选出在晨光昏影期间适宜观测的星体的大概高度和方位，以便到时有的放

矢地观测，也就是“选星”。为提高观测船位的精度，选星应注意以下几点：

(1)选择较明亮的星体：主要是一等星和部分二等星。

(2)选择高度在15°～70°之间的星体：当天体高度低于15°时，用表册查取的平均蒙气差代替实际蒙气差将产生不可忽视的误差。当天体高度大于70°时，高度差法本身的误差将会很大。

(3)所选星体之间的方位分布要合适：

两星定位，为减小系统和随机误差的影响,两星之间的方位差角应在60°-90°之间，趋近90°最有利。

三星定位，所测三星方位分布的范围要在180°以上，相邻两星体之间的方位差角趋近120°最有利，因为这时不论按系统误差还是按随机误差处理，观测船位均在船位误差三角形之内。

(4)选择两组星，以备在观测时及时替代观测不到的星体。

2.利用索星卡认星和选星

(1)“TS-74”型索星卡

每套国产“TS-74”型索星卡包括两块星图底板和十三片透明的地平坐标网片，一本使用说明书和一个塑料外套。

索星卡可供纬度介于0°～ 60°的测者选星和认星之用。

①星图底板

两块星图底板中，一块是以天北极为中心(标有字母 N)的星空图，供北纬测者使用，另一块是以天南极为中心(标有字母 S)的星空图，供南纬测者使用。星图底板上印有 60 余颗恒星，其中包括全部一等星，主要的二等星和部分三等星。由于月亮和四颗航用行星

在天球上的位置变化较大，所以只能根据它们在观测当时的赤经、赤纬，由使用者临时标绘上去。

星图底板上还印有天赤道(以N或S为中心的小圆)，相应的刻度，即平太阳日期标在底板的外圈。外圈内侧标有赤经，相当于春分点地方时角(方向不同)。

星图底板上还印有黄道(偏心小圆)，上面标有日期，表示太阳每天在天球上的大概位置。

②透明地平坐标网片

十三张透明地平坐标网片是分别按纬度0°、5°、10°……60°绘制的一系列高度、方位曲线图网。地平坐标网的中心“＋”表示测者天顶。每一张网片均是供北纬和南纬两用的，用于北纬时，将相应的纬度网片中N面朝上，套在北半球星图底板上。用于南纬时，将相应的纬度网片S面朝上，套在南半球星图底板上。

为使用方便，在网片上还印有-6°和-12°高度线，用于确定民用和航海晨光始或昏影终时的星空。

在网片的边缘上还印有地方平时的时间刻度。每一张透明网片上还开有中心线和赤道重合的长方形缺口，两侧标有南北30°以内的赤纬刻度，用于标绘行星的位置。

(2)利用索星卡认星

利用索星卡认星有三种方法，在认星前先利用六分仪测出某亮星的高度h s ，同时记下观测时间，并利用罗经测出该星的方位A。

①方法一，-6°高度线法(-6°线法)

利用-6°高度线与黄道上的测星日期相交,即得民用晨光始或昏影终时的星空，民用晨光始时测星，用东边的-6°线与黄道上的测星日期相交，代表太阳位于－6的高度上；民用昏影终时测星使用西边的-6°线。然后根据观测的高度h和方位A在网片上找到相应的点，该点附近的一颗星即是所测星体。

②方法二，春分点地方时角法(LHAν法)

根据观测时间求出春分点地方时角LHAν，转动透明网片，使透明网片边缘上12h 的箭头对准底板外圈内侧的相应LHAν，即得测星时的星空。然后根据测得的h和A找到被测星体.

③方法三,地方平时法(LMT法)

根据观测时间求出测者地方平时LMT，在透明网片外圈找到该地方平时，使其对准底板外圈的观测日期，即得测星时的星空。然后根据所测得的h和A 找到被测星体。

(3)利用索星卡选星

①将可供观测的行星标在图底板上

从英版《航海天文历》中的“planet notes”中查得观测当时可见的行星，根据观测时间从英版《航海天文历》中查得该行星的赤经和赤纬。转动透明网片，使透明网片边缘上0h 对准底板外圈内侧相应的赤经，根据赤纬在缺口处用专用笔将该行星标在星图底板上。

②确定测星时的星空

利用上述三种方法之一确定民用晨光昏影时的星空。

③选星

根据前面所述的选星要求，选择1-2组星体，记下相应天体的高度和方位供观测时使用。

4－7－5 1996年3月21日，ZT1847， c 35°50'.0N，λc 121°33'.1E，观测两颗星:

h 1 54°30' 罗经方位约A 1 245°; h 2 39°10' 罗经方位约A 2 104°. 求该两星名称。 解：

利用索星卡，选择北底板和纬度35°为透明片。将透明片放在底板上。由于是傍晚测天，求近似世界时：

ZT 1847 21/3 ZD －0800 GMT ’ 1047 21/3 GHA ’ 329°12'.1 ms 11°31'.9 GHA 340°44'.0 λc 121°33'.1 E LHA 102°17'.1

将透明片外围的箭头指向底板内圈的102°处，利用高度和方位曲线可以查得这两颗星是毕宿五和轩辕十四。

三、测星定位

1．测前

(1) 预求测星区时，计算观测天体时的天文钟钟差。 (2) 选星。

(3) 检查和校正六分仪。 2．观测

(1) 观测次序：一般应先测东天的星体。晨光先测较暗的星体，后测较亮的星体，昏影反之。

(2) 让星体的中心与水天线相切。

(3) 记下观测时间、观测高度、航向和航速。 3．计算船位线要素

通过查取英版《航海天文历》和利用计算器求出各次观测的船位线要素，为加快计算速度，通常把所测的几颗星排在一起计算，一次翻表和计算完毕。 4．画船位线求观测船位

晨昏测星通常是测三星或三星以上的天体定位。由于船舶在海上航行，各次观测之间存在一定的时间间隔，因此画出的船位线必须订正到同一时刻(同一天顶)。处理的方法：一是常用的转移船位线法，二是转移作图点法；三是修正异顶差法。前两种作图方法适用于任意情况下的移线，第三种异顶差计算法只适用于短航程(S 〈 30 n mile)移线。

异顶差Δh 就是两次观测之间因船位不同而引起的高度或顶距的变化量。它可由下式求出 m T CA A V

h ??-=

?)cos(60

'

(4－7－7) 式中：V--航速(kn);

A--天体真方位(圆周方位);

CA--真航向；

ΔT m --两次观测的时间间隔。

如果观测三个天体，则得三个高度差 Dh 1 (T 1 )、Dh 2 (T 2 )、Dh 3 (T 3 )。如以最后一次观测时刻T 3 为基准，则 ΔT 1 =T 3 –T 1

ΔT 2 =T 3 –T 2 (4－7－8)

代入公式4-7-7，即可求出异顶差Δh 1,、Δh 2，因此修正了异顶差Δh 的天体高度差分别为：

22'21

1'1h Dh Dh h Dh Dh ?+=?+= （4－7－9）

以'

1Dh 和'

2Dh

作为船位线要素画船位线即是修正了异顶差的船位线，其交点就是基准时刻

的船位。

由(4-7-7)可知：当天体位于船舶首尾方向时，即 A －CA ＝0° 或 180° 时,则异顶差

m T V

h ?=

?60

'，为最大；天体位于船舶两舷正横时，异顶差为零。所以，只有当船舶航速较高(V>15kn )，观测时间间隔较长，天体又在船舶首尾方向附近时，才需进行异顶差的订正，也就是类似移线定位一样的图解处理。否则可直接将船位当作平均观测时间的船位。

例4－7－6 1996年10月20日，ZT0545，?c 35°17'.0N ，λc 090°02'.4E ，CA280°，V10'，测得下列三星:

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' 10 h 51 m 23 s ，WT40s

， 50°05'.6.

CE25 s

(慢)，e16.2米，(I+s) 0'.5，求ZT1850的观测船位.

解：

?c 35－17.0N SMT 0545 20/10 λc 90－02.0E

ZD －0600

GMT ‘ 2345

20/10

CT ’ 23－43－07

20/10 CT 23－44－10

20/10 CT 23－45－25

20/10 WT －20 WT －23 WT －26 CE +03

CE +03

CE +03

GMT 23－42－50

20/10 GMT 23－43－57

20/10 GMT 23－45－02

20/10

GHA ’ 014－40.6 GHA ‘ 014－40.6 GHA ‘ 014－40.6 ms 10－44.3 ms 11－01.1 ms 11－17.3 GHA 025－24.9 GHA 025－41.7 GHA 025－57.9 λc 090－02.0 E SHA 281－24.0 SHA 207－57.2 LHA 115－26.9

λc 090－02.0 E λc 090－02.0 E LHA 037－07,7

LHA 323－57.1

36－02.9 E Dec ’ 08－12.3

S Dec ’ 11－59.0

N

h c ＝arcsin （sin ?c sinDec ＋ cos ?c cosDec cosLHA ） A c ＝arccos （

c

c Dec cosh cos sin ?－tg ?c tg h c ）

h c 34－10.5 h c 49－57.3

A c 226°.2 A c 116°.5 h s 35－37.3

h c 34－10.5 h c 49－57.3 i+s －0.8 A c 226°.2 A c 116°.5 d －7.9 h s 34－21.6

h s 50－05.6

c －1.4 i+s －0.8 －7.9 i+s

d －0.8

－7.9

h t 35－27.2

d -1° －01－00.0

c －1.4 c －0.8 a 0 50.0 h t 34－11.5 h t 49－56.1 a 1 0.5 h c 34－10.5

h c 49－57.3

a 2 0.3 Dh ' ＋1.0 Dh －1.2

?o ' 35－18.0

N Δh 0.1 Δh ?o 0.1

35－18.1

Dh ' ＋1.1

N

经作图得到ZT1850的观测船位为：?o 35°17'.7N ，λc 089°59'.8W

例4－7－7 1996年3月22日，ZT0600，?c 35°14'.6N ，λc 127°11'.0E ，CA240°，V10'，测得下列三星:

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的观测船位.

解：

?c 35－14.6N SMT 0600 22/3 λc 127－11.0E

ZD －0800

GMT ‘ 2200

21/3

CT ’

21－57－10

21/3

CT

22－00－10

21/3

CT

22－02－57

21/3

WT －17 WT －20 WT －18 CE +15 CE +15

CE +15

GMT 21－57－08 21/3 GMT 22－00－05 21/3 GMT 22－02－54

21/3

GHA ’ 208－36.1 v 2.1 GHA ‘ 148－41.6 GHA ‘ 014－40.6

ms 14－17.0 ms 1.3 ms 43.6 v ' 2.0 GHA 149－42.9 GHA 150－25.2 GHA 222－55.1 SHA 146－07.4 SHA 207－57.2 λc 127－11.0 E λc 127－11.0 E λc 127－11.0 E LHA 9－53.9 E LHA 63－01,3 LHA 327－16.8 Dec ’ 22－28.6 S d 0 32－43.2 E d ' 0.0 Dec ’ 19－12.0 N Dec ’ 45－15.9

N Dec 22－28.6 S

h c ＝arcsin （sin ?c sinDec ＋ cos ?c cosDec cosLHA ） A c ＝arccos （

c

c Dec cosh cos sin ?－tg ?c tg h c ）

h c 31－31.3 h c 32－39.7 h c 63－19.2

A c 169°.3

A c 271°.5

A c 57°.9

h s 31－38.3

h s 32－44.8

h s 63－22.7

i+s 1.5 i+s 1.5 i+s 1.5 d －5.8 d －5.8 d －5.8 c －1.6 c －1.5 c －0.5 h t 31－32.3 h t 32－39.0 h t 63－17.9 h c 31－31.3

h c 32－39.7

h c 63－19.2

Dh ' ＋1.0 Dh -0.7

Dh ' －1.3 Δh 0.2 Δh 0.2 Dh ＋1.2

Dh -0.8

经作图得到ZT0600的观测船位为：?o 35°15'.4N ，λc 127°11'.8E

四、利用《航空表》选星和定位

目前在一些远洋船上，还较为广泛地备有航空测天用表（sight reduction tables for air navigation ），简称航空表(美国编号HO.249；英国编号AP.3270)，是供航空天文定位的专用表册，也可用于航海测天定位.该表共分三册:

第一册（VOL.I-SELECTED STARS ）:是供观测常用航海恒星用的计算表册； 第二册（VOL.II-LAT.O °-39°，DEC.O °-29°）:是供测者在较低纬度观测太阳、月亮和

行星用的计算表册；

第三册（VOL.III-LAT.40°-89°，DET.0°-29°）:是供测者在较高纬度观测太阳、月亮和行星用的计算表册。

航海实践中经常使用的是第一册，它的特点是选星和恒星定位时，步骤简便，可以不用天文历查春分点格林视角以及恒星的共轭赤经和赤纬。能大大节省计算时间，驾驶员很喜欢使用它。至于第二、三册的构造和使用，与B.105表(或HO.214表)天体高度方位表差不多，目前在航海实践中使用不普及，这里主要介绍第一册用于测星定位的使用方法。 1．《航空表》的构造

《航空表》第一册大约每十年左右再版一次，以保证表册的精度；第二、三册不随时间推移而改变，可长期使用。

《航空表》第一册包括主表和九个附表。

（1）主表

主表的查表引数是纬度(LAT)，春分点地方时角(LHAΥ)和恒星专名。

纬度列在每页的右、左上角，主表又按纬度分前后两部分:北纬89°到0°在前半本，0°到南纬89°在后半本。

春分点地方时角从0°-359°列在竖栏中（详见附册中表的样例）。

全表共列出41颗恒星，其中一等星19颗，二等星17颗，三等星5颗.对应于每个春分点地方时角都列有经过选择的七颗恒星，其中三颗标有◆或*的恒星，是适于三星定位的星体，它们的方位角差约在120°左右。

用引数查得的数据是计算高度(H)和方位(Z)。高度准确到分；方位角准确到度，是按圆周度量法(000°-360°)表示的。

（2）附表

《航空表》九个附表中，航海上常用的有二个：

春分点格林时角计算表（俗称abc表）：用于计算春分点格林时角；

岁差和章动改正表：用于船位订正（二个表的样例参看附册）。

2．利用《航空表》选星和观测

(1)确定观测时间：一般是预先将民用晨光昏影时间换算为近似世界作为观测时间，有经验的航海人员往往在日没后几分钟就开始进行观测，因此，可以利用日出(没)时间加15m-20m当作测星时间。

(2)求春分地点时角:根据晨光昏影时的近似世界时和推算船位求出整度的春分点地方时角LHAΥ。

(3)查恒星高度和方位：用纬度(LAT)和春分地方时角(LHAΥ)在主表查出表列的七颗恒星以及它们的高度和方位.

(4)根据选星的要求，选出2-4颗星体。

(5)观测：按各该恒星的方位，将六分仪指标杆放在所求的高度上进行观测.由于它比索星卡的准确度高，容易在望远镜视野中发现星体，迅快测下恒星高度。

3．利用《航空表》测星定位

用航空表测星定位的测、算、画步骤如下:

(1)观测：如前所述，将六分仪指标线放在选定恒星的预算高度上，并在预算方位的水天线附近上下左右仔细搜索该星，观测后依次记下星体高度和观测时间；

(2)求各该星体的春分点地方时角：用观测的世界时，在附表4(或航海天文历)查GHA

Υ，并用选择经度求出整度的LHAΥ。

(3)求计算高度和方位：以最接近的纬度，LHAΥ和星名为引数，在主表查出所测计算高度(H)和方位(Z)。

(4)求截距:和用其他表册进行高度改正后，得出真高度和计算相减求截距(Dh)。

(5)画船位:用各该选择经纬度，在海图上画出每颗恒星的船位线.如果间隔时间稍长，航速又快，应依航向和航程求异顶差或进行移线(移线的方法，一般可以直接移动船位线，也可以移动各星体的选择船位点再依截距和方位画出船位线)，然后按船位误差图形处理原则，求出船位点。

(6)岁差和章动订正：以当年最接近的纬度和LHAΥ为引数，在附表5查出岁差章动订正的位移和方位，再把上面求得的船位点按订正的方位移动位移距离，该点就是当时的观测船位。

例4－7－8 1993年7月30日，ZT0500，?c 35°17'.0N，λc 123°14'.7E，CA045°，V15'，测得下列三星:

Capella: CT' 08 h 56 m 18 s，WT12s， 48°28'.5;

Diphda: CT' 08 h 58 m 23 s，WT14s， 35°02'.6;

Deneb: CT' 09 h 00 m 18 s，WT10s， 33°45'.1.

CE1 s (快)，e17.2米，(i+s) 1'.5，用《航空表》求ZT0500的观测船位.

解：

?c35－17.0N SMT 0500 30/7

λc123－14.7E ZD －0800

GMT‘2100 29/7

CT’20－56－18 29/7 CT 20－58－23 29/7 CT 21－00－18 29/7 WT －12 WT －14 WT －10

CE －01 CE －01 CE －01

GMT 20－56－05 29/7 GMT 20－58－08 29/7 GMT 21－00－07 29/7

a 279－04 a 279－04 a 279－04

b 328－25 b 328－25 b 343－28

c 14－03 c 14－34 c 0－02

GHAΥ261－32 GHAΥ262－03 GHAΥ262－34

λa 123－28 E λa 123－57 E λa 123－26

LHAΥ25－00 LHAΥ25－00 LHAΥ26－00 E

?a35－00 N

h s48－28.5 h s35－02.6 h s33－45.1

i+s ＋1.0 i+s ＋1.0 i+s ＋1.0

d －7.3 d －7.3 d －7.3

c －0.9 c －1.4 c －1.5

h t48－21.3 h t34－54.9 h t33－37.3

h c48－21.0 h c35－16.0 h c33－20.0

Dh'＋0.3 Dh'－21.1 Dh ＋17.3

Δh 1.0 N Δh －0.4

Dh ＋1.3 Dh'－21.5

N

Ac 058°Ac 197°Ac 305°

作图求得船位，然后从岁差章动改正表中以年份和春分点地方时角为引数查得船位位移为3'－070°，经作图得到ZT0500的观测船位为： o 35°19'.1N，λc 123°19'.0E。