航海学2

航海学2 第一章 时间系统1.1 天体视运动1.1.1 天球坐标系◆ 天球上的术语天轴和天极 天赤道 天体时圈 天体赤纬圈 天顶和天底 子午圈✓ 测者子午圈将天球分为东、西天半球 ✓ 上中天：午圈（天顶、两极），下中天（天底、两极）：子圈 测者真地平圈 方位基点✓ N 、S ：测者子午圈与真地平圈交点 ✓ E 、W ：天赤道与真地平圈交点 仰极与俯极 垂直圈✓ 卯酉圈（东西圈）：过东西点的垂直圈 春分点和秋分点：黄道与天赤道交点。

✓ 黄道：地球绕太阳公转的轨道平面与天球相交的大圆。

✓ 春分点时圈◆ 第一赤道坐标系天赤道为基准圆，天体时圈为辅助圈原点：格林（或测者）午圈和天赤道的交点Q 坐标：时角和赤纬✓ 天体赤纬的另一种表示方法：天体极距 天体地方时角LHA✓ 圆周法：测者午圈始向西度量，0～3600✓ 半圆周法：向东或向西，0～1800✓ 关系：当LH A ＜1800，圆周时角＝半圆时角（W ）当1800＜LHA ＜3600时，半圆时角（E ）＝3600－圆周时角 天体格林时角GHA关系：EW LHA GHA λ=±天体地理位置：000360(180)(180)N NS SEWDec GHA GHA GHA GHA ϕλ=⎧⎫->=⎨⎬<⎩⎭◆ 第二赤道坐标系天赤道为基准圆，辅助圈：天体时圈和天体赤纬圈 原点：春分点坐标：天体赤经（共轭赤经）和赤纬✓ 天体赤经RA ：从春分点起，沿天赤道向东量到天体时圈的弧距，0～3600✓ 天体共轭赤经SHA ：向西 ✓ RA+SHA=3600◆ 地平坐标系真地平圈为基准圆 原点：N 点或S 点 几何极为天顶坐标：天体高度h 和方位A✓ 高度的另一表示方法：顶距Z, Z+h=900✓ 天体方位圆周法：N 点开始，沿真地平顺时针量至天体垂直圈，00～3600✓ 半圆周法：北纬测者―――从N 点开始沿真地平向东或向西量至天体垂直圈，00～1800；南纬测者―――从S 点开始沿真地平向东或向西量至天体垂直圈，00～1800✓ 换算◆ 坐标转换天文△000909090Dec h A LHA X ϕ⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭余纬＝－三边极距＝－顶距＝－半圆方位三角半圆时角位置角✓ 天体上中天时，其半圆方位角、位置角其中一个为0度，另一为180度。

公式sinh sin sin cos cos cos cos csc sin sin sin sinh sin cos cos cosh cos cosh c c c c cc cDec Dec LHActgA tgDec LHA ctgLHADec DecA tg tgh ϕϕϕϕϕϕϕϕ=+=--==-注意：1.ϕ恒为正值2. Dec 与ϕ同名为＋，异名取－3. LHA 为半圆时角，取＋4. A c 为半圆方位，第一名称与ϕ同名，第二名称与半圆地方时角同名。

天球作图✓测者子午面天球图✓天赤道面平面图✓测者真地平平面图1.1.2 天体周日视运动◆成因地球自转---自西向东天球带着所有天体相对于地球自东向西运动✓恒星赤纬基本不变---周日平行圈✓太阳、月亮和行星的赤纬在不断变化---严格来说，连续的球面螺旋线◆现象天体出没✓有出没：Dec＜900-ϕ✧Dec与ϕ同名，在地平上的时间大于地平下的时间✧Dec与ϕ异名，在地平上的时间小于地平下的时间✓无出没；Dec≥900-ϕ✧Dec与ϕ同名，不没✧Dec与ϕ异名，不出天体的中天（一般指上中天）✓LHA=00✓00180,0DecA XDecϕϕ⎧⎫==⎨⎬<⎩⎭与异名或且同名✓{} 000180,A X Decϕ==>，且同名测者纬度一定，天体在上天半球运行规律（00＜ϕ＜450）不同纬度上天体周日视运动现象✓测者在赤道✓测者在两极：Dec=H✧极昼✧极夜◆天体周日视运动引起天体坐标的变化天体中天时，H变化最慢；A变化最快天体过东西圈时，H变化最快；天体介于出没与东西圈间某点时，A变化缓慢De c＞ϕ且同名，天体距角时（不过东西圈），其方位A变化最慢；高度H变化最快天体高度越高，其方位变化越快；Dec与ϕ同名且越接近，其高度越高。

当天体的位置角X＝900时，其方位变化率为01.1.3太阳周年视运动◆成因地球绕太阳公转---自西向东太阳相对地球自西向东◆黄道：地球公转轨道面与天球截得的大圆，黄道与天赤道夹角23027’◆太阳日逐日长短不等的原因：太阳周年视运动速度不均匀（不等速运动）。

春分点到秋分点186日，秋分点到春分点179日，相差7天。

◆分点：黄道与天赤道交点春分点：3月21日秋分点：9月23日（赤经变化最慢，日变化量约为53.’8）◆至点：在黄道上距两分点900的点夏至：6月22日冬至：12月22日（赤经变化最快，日变化量约为66.’6）◆四季四季产生原因：太阳赤纬周期性的变化。

冷暖主要取决于太阳光的直射和斜射四季星空：测者在同一季节每天22点左右所见的星空。

✓春季星空：太阳位于春分点（太阳赤经RA=00），以RA=1800为中心线展开的星空✓夏季星空：太阳位于夏至点（太阳赤经RA=900），以RA=2700为中心线展开的星空✓秋季星空：太阳位于秋分点（太阳赤经RA=1800），以RA=00为中心线展开的星空✓夏季星空：太阳位于冬至点（太阳赤经RA=2700），以RA=900为中心线展开的星空◆月亮视运动自西向东绕地球运动，其运行的椭圆轨道与天球截得的大圆称白道。

黄白道交角5009’恒星月：以恒星为参考点，27.32日塑望月：以太阳为参考点，29.53日◆星星恒星：每日中天的时间比太阳提前约4m金星：✓金星总在太阳附近✓金星的动态日期可从《航海天文历》的“天象纪要”查到✓白昼有可能观测金星定位的条件：●当金星运行在东大距与下合前最亮日或●下合后最亮日与西大距之间✓白昼有可能同时观测金星和太阳定位的条件：●金星介于大距与最亮日之间●金星与太阳方位差角应大于300●金星的高度应大于150✓昏星：当金星位于东大距时，日没后见于西天✓晨星：当金星位于西大距时，日出前见于东天离地球最远且可供航海定位的行星：木星1.2 时间系统◆世界时系统：建立在地球自转运动基础上恒星时：以春分点为参考点视时：以太阳为参考点平时：以平太阳为参考点◆世界时UTUT0：直接由天文观测得到UT1：UT0经极移改正后✓天文航海所采用的对时信号✓《航海天文历》所给出的世界时UT2：UT1经过季节改正后◆原子时系统：建立在原子能级跃迁频率基础上◆恒星时恒星日：春分点连续两次经过某地的午圈所经历的时间间隔（天球旋转3600）恒星时与昼夜关系不固定◆视时：在周日视运动中，太阳中心经过某地子圈（即下中天）起算1视太阳日=天球旋转（3600+DR A⊙）所经历的时间；DR A⊙: 53.’8～66.’6最长和最短的视太阳日相差约51s,并且在逐日变化同一时刻视时LAT与太阳圆周地方时角LHA⊙相差1800（12h）◆平时：平太阳是假想的天体，在天赤道上向东作匀速的周年视运动，速度等于视太阳在黄道上运动的平均速度平太阳日：平太阳连续两次经过某地子圈所经历的时间间隔平太阳赤经日变化量：59.’141个平太阳日比1个恒星日长3m56s.56≈4m1平太阳日=天球旋转（3600+59’.14）所经历的时间◆时差ET：视时LAT与平时LMT之间的时间差ET=视时LAT—平时LMT11月3日前后：ETmax= +16m24s2月11日前后：ET= —14m6月13日前后：ET=01.2.2 区时：区时：时区中线的地方平时◆区号：零时区的区号为“0”东时区的区号的符号为“—” 西时区的区号的符号为“+”1800经线是东、西十二时区共用的时区中线0301530⎧⎫⎨⎬⎩⎭0 0如果余数<7，商就是所在时区的区号测者经度如果余数>7，商+1就是所在时区的区号 ◆ 拨钟向东航行进入相邻时区，船钟应拨快1小时 向西航行进入相邻时区，船钟应拨慢1小时 由东十二区进入西十二区，船钟不拨◆ 日界线：原则上是1800经线，考虑行政区域，有若干曲折东行过日界线，减一天，时间不变 西行过日界线，加一天，时间不变第八章 罗经差的测定8.1 测定要求、方法和计算◆ 精度因素当推算船位误差不超过20’，天体高度不超过350时，天体计算方位可以替代真方位天体高度越低，引起的误差越小当天体方位趋近00、赤纬趋近900时，由推算船位的误差引起的天体方位误差将趋近于零天体高度为300，罗经面倾斜1度可引起观测方位最大产生0.06的误差 ◆ 观测注意事项选用低高度天体，高度应低于300，最好低于150 保持罗经面的水平为避免粗差和减小随机误差，应连续观测三次，取平均值作为对应于平均时间的罗方位 观测天体中心8.2 求取方法◆ 太阳低高度方位：C C A CB ∆=-利用《航海天文历》和三角函数计算器✓ 公式：cot cos tan csc sin cot c c c A Dec LHA LHAϕϕ=-✓ 注意：①纬度c ϕ恒为“+”；②赤纬Dec 与c ϕ同名为“+”，异名为“－”； ③地方时角LHA 和计算方位c A 均为半圆周法；④c A 的第一名称与测者纬度同名，第二名称上午观测为“E ”下午为“W ”✓ 例题:1996年8月12日，船时SMT 1702，推算船位ϕc34︒23.'0 N ，λc122︒50.'7E ，测得低高度太阳罗方位CB 277°，求罗经差ΔC ？ 解： ZT 17－02 12/8 ZD －8 GMT 09－02 12/8GHA ' 313－45.6 Dec’ 14－50.2 N d －0.7 m.s 30.0 d ' 0.0 GHA 314－15.6 Dec 14－50.2 N λEc 122－50.7 ϕc 34－23.0 N LHA 437－06.3＝77－06.3 WAc＝arcctg（cos 34︒23'.0 tg 14︒50'.2 csc 77︒06'.3－sin 34︒23'.0 ctg77︒06'.3） Ac＝84︒. 6 NW＝275︒.4CB 277︒. 0∆C － 1︒. 6利用《太阳方位表》✓《太阳方位表》的结构该表共分两册，第一册包括纬度0︒～30°（英版称Davis's Tables，戴氏表）第二册包括纬度30︒～64°（英版称Burdwood's Tables，柏氏表）。

每册又分主表和附表。

（1）主表：分前后两个半册，前半册是赤纬与纬度同名，后半册是赤纬与纬度异名。

查表引数为：①表列纬度ϕT ，表间距为1°，列在每页右上角；②表列赤纬DecT，表间距为1°，共计0︒～24°，列在每页第一行；③表列视时LATT，表间距为4m（中天前、后1小时之内间距为2m）。