航海学001-坐标方向距离解析
航海学 第一章：坐标、方向与距离
G
Pn90°N
M
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Q`
0°
P90°S s
2007年6月
JMI
缪克银
§1· 1地球形状、地理坐标和大地坐标系 1·
二、地理坐标
4、地心坐标
地 心 经 度 ：同前面地理经度
地心纬度e： 该点地球椭圆体向径与赤道平面的夹角
第二章
海图
2010年9月
JMI
李红磊
§1· 1地球形状、地理坐标和大地坐标系 1·
一、地球形状：
１、地球的自然表面： 高低不平、非常复杂、不规则的曲面 无法在其上建立坐标以确定距离的度 量、位置的确定、方位的划分等航 海中必须要解决的问题。
2010年9月 JMI 李红磊
§1· 1地球形状、地理坐标和大地坐标系 1·
4、经差与纬差
概 念
经差D：两地经度之代数差；D=2-1 纬差D：两地纬度之代数差。D=2-1 两者均有方向性,其方向的确定与到达点位 于起始点的方向同名
2007年6月
JMI
缪克银
§1· 1地球形状、地理坐标和大地坐标系 1·
二、地理坐标
4、经差与纬差 计算注意事项:
(1)北纬、东经取＋，南纬、西经取－；
航海学
缪克银 李红磊
航海学的研究对象：
“航海学”是航海技术专业的一门主要 专业课程，其主要研究的是有关船舶在海 上航行的航线选择与设计、航行各过程中 船位的测定以及不同条件下船舶安全航行 的基本方法
2010年9月
JMI
李红磊
《航海学》课程的学习内容
基础知识： 地理坐标与大地坐标系、 方向、航向、方位、 航速、航程计算、距离、 航用海图的投影基本原理、 海图识图、海图的分类与使用
航海学-第一篇基础知识分解
第一篇 基础知识第一章 坐标、方向与距离第一节 地理坐标一、地球形体船舶在海上航行时，需要确定船舶的位置、航向和航程，这就要求在地球表面建立坐标系和确定方向的基准线，因此要对地球的形状有一定的了解。
地球的自然表面是不平坦的，是一个非常复杂而又不规则的曲面。
陆地上有高山、深谷和平地；海洋里有岛屿和海沟。
因此，地球的自然表面不是数学曲面，不能直接在其上进行运算，也不能直接在其上建立坐标系。
航海上所研究的地球形状，是指由假想的大地水准面所包围的闭合几何体——大地球体。
所谓大地水准面，是指与各地铅垂线相垂直且与完全均衡状态的海平面相一致的水准面，详细地说大地水准面是与平均海面相重合且延伸至大陆底部的一个连续的、无叠痕的、无棱角的闭合曲面。
大地球体仍是一个不规则的球体，不是数学曲面，不能直接在其上进行运算，也不能直接在其上建立坐标系，怎么办呢？一般在航海上，以大地球体的近似体代替大地球体来建立坐标系进行航海计算，以地球园球体作为它的第一近似体，而以地球椭园体作为它的第二近似体。
1． 第一近似体——地球圆球体在解决一般航海问题时，为了计算上的简便，通常是将大地球体当做地球园球体，其半径R =6，371，110M 。
2． 第二近似体——地球椭圆体 园体，如图1-1-1所示，地球椭园体是由椭圆P N QP S Q ′轴P N P S 轴a 、短半轴b 、扁率c 和偏心率e ,它们之间的相互关系是：a b a c -=； a b a e 22-=; c e 22≈ 在不同的历史时期，依据的测量结果不同，因而所推算出的地球椭圆体的参数也不相同。
我国从1954年开始采用前苏联克拉索夫斯基椭圆体参数，现在准备逐步采用IUGGl975年推荐的地球椭圆体参数，参见表1-1-1。
二、地球上的基本点、线、圈把地球看做第二近似体即椭圆体，如图1-1-2所示，O 为地球中心：地轴(axis of the earth)—地球自转的轴(S N P P )，即通过地球中心连结南极和北极的一条假想的线。
航海学一复习总结版分解
航海学一复习总结版第一篇基础知识第一章坐标、方向和距离1) 名词解释：①经度：基准经线与某点经线在赤道上夹的小于180°的弧，或该弧所对的球心角称为该点的地理经度，简称经度。
②纬度：地球椭圆体子午线上某点的法线与赤道平面之间的夹角,称为该点的地理纬度。
经差：两地之间经度的代数差。
纬差：两地之间纬度的代数差③磁差：由于磁北极和地理北极不重合，使得真北与磁北之间有一交角称为磁差.④自差：在地磁力和船磁力的共同作用下，使罗经卡的0°不再指向磁北，而指向它们的合力方向，这个方向称为罗经北，用N C表示。
罗北与磁北的交角称为自差，用Dev 表示。
⑤罗经差：罗北与真北之间的夹角称为罗经差，用ΔC表示。
⑥陀罗经差：真北与陀罗北之间的夹角称为陀罗经差，用ΔG表示。
⑦真方位：真北线与物标方位线之间的夹角称为该物标的真方位。
以真北为0°,顺时针000°～360°范围度量到方位线，用TB表示。
⑧磁方位：以磁北为基准的物标方位。
⑨罗方位：陀螺罗经测得的方位同陀螺方位。
⑩真航向：真北线与航向线之间的夹角称为真航向。
以真北为0°,顺时针000°～360°范围度量到航向线，用TC表示。
11 磁航向：以磁北为基准的航向罗航向：以罗北或陀罗北为基准测得的航向同陀螺航向：舷角：航向线与物标方位线之间的夹角称为该物标的舷角。
用“Q”表示。
12 物标左正横：当物标舷角为270°或90°左时，叫作物标左正横。
13 物标右正横：当物标舷角为90°或90°右时，叫作物标右正横；。
14 海里：地球椭圆体子午线上纬度1分对应的弧长称为一海里15 灯光初显：晴天黑夜，当船舶驶向强光灯塔时，测者看到灯塔灯芯刚刚露出水天线的瞬间，称为灯光初显。
2) 地理坐标系采用的基本大圆（地理坐标系是建立在地球椭圆体上的坐标系）地轴和地极赤道纬度圈子午圈和经度线基准经线（格林子午线）3) 经差、纬差计算和命名方法1．经差（difference of longitude，）：两地之间经度的代数差；计算公式：注意：1）运算中东经为“＋”，西经为“—”。
航海学(一)复习要点
第一篇基础知识第一章坐标、方向和距离1.名词解释：经度、纬度、经差、纬差、磁差、自差、罗经差、陀罗经差、真方位、磁方位、罗方位、陀螺方位、真航向、磁航向、罗航向、陀螺航向、舷角、海里、灯光初显2.地理坐标系采用的基本大圆（地理坐标系是建立在地球椭圆体上的坐标系3.经差、纬差计算和命名方法4.表示地球椭圆体形状和大小的参数有哪一些5.航海中为了简化计算对地球的形状采用圆球体、精确计算时采用椭圆体。
6.航海中目前使用的划分方向的方法有哪一些7.圆周法、半圆法、罗经点法换算8.磁差变化与哪一些因素有关9.自差变化与哪一些因素有关10.磁差资料的查取11.向位换算12.1海里的长度计算公式13.求地理能见距和初现距离14.中、英版图注射程15.求计程仪航程、计程仪改正率和到达点计程仪读数的计算16.相对计程仪“计风不计流”的概念17.航速校验线必备的条件18.不同水流条件下测定船速和计程仪改正率的方法第二章海图1.名词解释：恒向线、纬度渐长率、基准比例尺2.墨卡托海图采用的投影方法3.墨卡托海图的特点4.大圆海图的特点和投影方法5.重要海图图式6.中、英版海图上山高、灯高、比高、净空高度、水深采用的基本面7.英版海图上PA、PD、ED的含义8.如何判定海图的可靠程度第二篇船舶定位第一章航迹绘算1.名词解释：东西距2.风压差的大小与哪一些因素有关3.风压差确定正负号的方法4.风压差计算公式5.压差角的测定（重点是最小距离方位和正横方位法）6.中分纬度航法的计算7.海图作业试行规则中对航迹推算的规定（连续不间断，只有通过狭水道、渔区可中断。
水流显著的海区一小时一个船位，其他海区2-4小时一个船位8.无风流情况下，推算船位的误差产生的原因有哪一些？正常情况下，航向误差和航程误差各为多少？概率园的半径是多少？第二章陆标定位1.名词解释：船位差2.航海中常用的船位线有哪几种3.说出3种距离定位时判定双值性的方法4.距离定位时观测物标的顺序5.方位定位时观测物标的顺序和选择物标的原则6.三标方位定位时产生误差三角形的原因及处理方法7.倍角法、四点方位法、特殊角法定位的条件8.方位移线定位注意事项第三篇航行方法第一章大洋航行1.航线有哪几种类型2.大圆航线分段的原则3.选择大圆航线时应避开哪一些航行受限制的区域4.选择大圆航线时应考虑哪一些因素5.空白定位图有哪一些特点第二章沿岸航行1. 选择沿岸航线时应考虑哪一些因素2. 选择沿岸航线时，确定航线离岸距离时应考虑哪一些因素（一般数据）3.选择沿岸航线时，确定航线离危险物距离时应考虑哪一些因素第三章狭水道航行1.确定富裕水深大小时应考虑哪一些因素2.通过浅滩的有利时机高潮前一小时3.判定前方浮标是否有碰撞危险的方法4. 狭水道航行可以采用的导航方法、转向方法、避险方法有哪一些5.试述白天判定浅水礁盘存在的方法6. 试述平行方位转向法7.利用叠标导航修正航向的方法8.利用导标导航修正航向的方法第四章特殊条件下的航行1.雾中航行逐点航法的优缺点2. 雾中航行注意事项3.冰区航行注意事项4.利用雾号回声判定船与海岸距离的方法。
（完整版）航海学知识点
（完整版）航海学知识点第⼀篇航海学（地⽂航海）第⼀章坐标、⽅向和距离第⼀节地球形状和地理坐标⼀、地球形状1. 第⼀近似体――地球圆球体航海上为了计算上的简便，在精度要求不⾼的情况下，通常将⼤地球体当作地球圆球体。
2. 第⼆近似体――地球椭圆体在⼤地测量学、海图学和需要较为准确的航海计算中，常将⼤地球体当作两极略扁的地球椭圆体。
地球椭圆体即旋转椭圆体，它是由椭圆P N QP S Q′绕其短轴P N P S旋转⽽成的⼏何体（图1-1）。
表⽰地球椭圆体的参数有：长半轴a、短半轴b、扁率c和偏⼼率e。
⼆、地理坐标1. 地球上的基本点、线、圈地理坐标是建⽴在地球椭圆体表⾯上的。
要建⽴地理坐标，⾸先应在地球椭圆体表⾯上确定坐标的起算点和坐标线图⽹。
如图所⽰：椭圆短轴即地球的⾃转轴――地轴（P N P S）；地轴与地表⾯的两个交点是地极，在北半球的称为北极（P N），在南半球的称为南极（P S）；通过地球球⼼且与地轴垂直的平⾯称为⾚道平⾯，⾚道平⾯与地表⾯相交的截痕称为⾚道（QQ′）,它将地球分为南、北两个半球；任何⼀个与⾚道⾯平⾏的平⾯称为纬度圈平⾯，它与地表⾯相交的截痕是个⼩圆，称为纬度圈（AA′）；通过地轴的任何⼀个平⾯是⼦午圈平⾯，它与地表⾯相交的截痕是个椭圆，称为⼦午圈（P N QP S Q′）；由北半球到南半球的半个⼦午圈，叫作⼦午线，⼜称经线（P N QP S，P N Q′P S）；通过英国伦敦格林尼治天⽂台⼦午仪的⼦午线，叫作格林⼦午线或格林经线（P N GP S）。
2. 地理坐标地球表⾯任何⼀点的位置，可以⽤地理坐标，即地理经度和地理纬度来表⽰。
地理经度简称经度，地⾯上某点的地理经度为格林经线与该点⼦午线在⾚道上所夹的劣弧长，⽤λ或Long表⽰。
某Array点地理经度的度量⽅法为：⾃格林⼦午线起算，向东或向西度量到该点⼦午线，由0°到180°计量。
向东度量的称为东经，⽤E标⽰；向西度量的称为西经，⽤W标⽰。
航海学讲义之航向方位和距离
第三章 航向、方位和距离第一节 航海上常用的度量单位一、长度单位1．海里(nautical mile, n mile)1）定义海里等于地球椭圆子午线上纬度一分所对应的弧长简写为1n mile 或1＇。
数学公式：1(1852.259.31cos 2)nmile m ϕ=-赤道最短，1842.9m ，两极最长，1861.6m ；两地最大差值是18.7m 。
2）标准海里英国为1853.18m(6080英尺)；我国采用1929年国际水文地理学会议通过的海里标准，1n mile=1852m 。
约在纬度44º14＇处1n mile 的长度才等于1852m3）航海实践中产生的误差例：某轮沿着赤道向正东航行，每小时25n mile ，航行一天后航程是 2524=600n m i l ⨯（按1n mile 等于1852m 计算），如果按赤道1 n mile 的实际长度1842.94m 计算，则船舶一天航行的距离是：1852600603n mile 1842.94⨯≈ 由此可以看出，将1n mile 确定为1852m 后，所产生的误差只有航行距离的0.5%。
若在中纬度海区航行，则所产生的误差将更小。
2．链(cable,cab)1n mile 的十分之一为1链。
链是用来测量较近距离的单位。
1链=185.2m3．米(meter,m)国际上通用的长度度量单位。
航海上用来表示海图里的山高和水深，有时也用来度量距离。
4．拓(fathom)、英尺(foot,ft)和码(yard,yd)旧英版海图上用英尺和拓表示水深；山高以英尺表示。
用海里、码和英尺来度量距离。
1拓=1.829m 或6 ft 、1yd=0.9144m 或3 ft 、1 ft=0.3048m 。
目前英版的拓制海图正被米制海图(metric chart)所代替5．公里(kilometer,km)用于海图上表示两个陆标间较远的距离单位。
1km=1000m。
二、速度单位节(knot,kn)：航海上计算航速的单位。
航向方位和距离
第三章航向、方位和距离第一节航海上的距离一、海里航海上度量距离的单位是海里，它等于地球椭圆子午线上纬度1＇所对应的弧长，简写为1n mile或1＇。
由于地球子午圈是一个椭圆，它在不同纬度处的曲率是不相同的，因此，纬度1＇所对应的弧长也是不相等的。
其计算公式为：ϕ=−1(1852.259.31cos2)nmile m由此可知，1海里的长度不是固定不变的，而是随纬度的不同而不同，它在赤道最短，1842.9m，两极最长，1861.6m；两地最大差值是18.7m，约在纬度44º14＇处1n mile的长度才等于1852m。
但是，航海上为了实际应用的需要，必须用一个固定值作为1海里的统一长度。
目前，我国和界上大多数国家采用1929年国际水文地理学会议通过的海里标准，取1n mile=1852m。
航海上的航程和航速计算仪器就是以1852m作为1海里进行累计计算的。
链(cable,cab)是航海上表示距离的另一单位，1链＝0.1海里。
二、能见地平距离与物标能见距离在大海上，具有一定高度的观测者向周围海面上极目远眺，所能看到的最远处，称之为水天线。
由于地球曲率及大气蒙气差的影响，理论上，观测者能看到最远水天线上的视距，称测者能见地平距离，用De表示：D nmile=()e这里，De以海里为单位，眼高e以米为单位。
同样道理，在能见度良好的情况下，当测者眼高为零时，即测者眼晴位于海平面上，物标顶点能被看到的最大距离；或假设测者眼睛放在物标的顶端，所能看到的测者能见距离称为物标能见地平距离，用Dh表示：D nmile=()h如果海面上的测者具有一定的眼高，附近物标也有一定的高度，当能见度良好时，仅由于地面曲率和地面光线的折射率的影响，具有一定眼高的测者，理论上能够在水天线上刚好看到物标时，测者距物标的最大距离称物标地理能见距离，用 D o表示：()D nmile=o三、灯标射程1.灯光的初显（隐）灯塔灯光初显：在灯塔灯芯初露测者水天线那一瞬间，才是测者最初能够直接看到灯塔灯光的时刻，这时叫灯光初显。
航海学001-坐标方向距离解析PPT课件
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地理纬度
概念
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地理纬度
概念
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某点的地理 A
纬度是指地球椭
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圆子午线上该点
的法线与赤道面 Q
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的夹角。 W
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地理纬度
概念
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某点的地理 A
纬度是指地球椭
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圆子午线上该点
的法线与赤道面 Q
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地理经度
概念：
地理经度简称 经度，是格林经线 与该点子午线在赤 Q 道上所夹的短弧长 或该短弧所对应的 球心角。
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地理经度
概念：
地理经度简称 经度，是格林经线 与该点子午线在赤 Q 道上所夹的短弧长 或该短弧所对应的 球心角。
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9
大地球体的三种近似体
第一近似体：地球圆球体
➢ 概念： ➢ 参数：R = 3 437.746 8 n mile = 6 366
707m
➢ 应用：计算简便、精度要求不高。
第二近似体：地球椭圆体
第三近似体：地球椭球体
（END）
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地球椭圆体
概念
参数：长半轴a、短半
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地球上基本的点、线、圈
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子午圈
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地球上基本的点、线、圈
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格林子午线
格林经线 PS
地球上基本的点、线、圈
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地极
子午圈
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子午线/ 经线 Q
航向、方位和舷角 向位的测定与换算
➢ 陀螺罗经/电罗经测定向位 ➢ 磁罗经测定向位（END）
能见地平距离和物标能见距离
航海上距离的单位 测者能见地平距离 物标能见距离
物标能见地平距离 物标地理能见距离
灯标射程与能见距离
（END）
航速与航程
有关概念 用主机转速估算航速
➢ 基本原理 ➢ 船速的测定
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地理经度
概念：
地理经度简称 经度，是格林经线 与该点子午线在赤 Q 道上所夹的短弧长 或该短弧所对应的 球心角。
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地理经度
概念：
地理经度简称 经度，是格林经线 与该点子午线在赤 Q 道上所夹的短弧长 或该短弧所对应的 球心角。
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地理经度
概念：
地理经度简称 经度，是格林经线 与该点子午线在赤 Q 道上所夹的短弧长 或该短弧所对应的 球心角。
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地理经度
概念 代号：
“”或“Long”。
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地理经度
概念 代号 度量
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地理经度
概念
代号
度量
自格林子午线 Q 向东或向西度量到 该点子午线；度量 范围0°-180°； 向东度量称为东经 (E)；向西度量为 西经(W)。
概念
地球椭圆体图
概念
地球椭圆体图
概念
地球椭圆体图
概念
地球椭圆体图
概念
地球椭圆体图
概念
地球椭圆体图
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地球椭圆体图
概念
地球椭圆体图
概念
地球椭圆体图
概念
地球椭圆体图
概念
地球上基本的点、线、圈
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地球上基本的点、线、圈
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自赤道向北 或向南度量到该
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点；度量范围
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0°～90°；向
北度量称为北纬
测速场简介 船速测定与注意（主机转速与船速对照表）
用计程仪测定航程
➢ 计程仪简介 ➢ 计程仪改正率及测定 ➢ 计程仪航程计算 （END）
大地球体
概述：
➢ 研究坐标、方向和距离等地球的形状； ➢ 地球自然表面难以用数学公式描述； ➢ 珠穆朗玛峰8 848 m，仅为地球半径的千分之一； ➢ 可以用占地球表面约71％的海水面来描述地球形状。
航海学（1.1：坐标、方向和距离）
四川交通职业技术学院
航运工程系
航海学主要研究内容
航线拟定
确定船位：航迹推算－－航迹绘算、 航迹计算
测定船位－－陆标定位 (地文航海) －－天文定位 (天文航海) －－无线电定位 (电子航海)
航行方法：大洋航行、沿岸航行、狭水道航行
特殊条件下航行(雾中、冰区、岛礁区航行)
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地理经度
概念
代号
度量
自格林子午线 Q 向东或向西度量到 该点子午线；度量 范围0°-180°； 向东度量称为东经 (E)；向西度量为 西经(W)。（END）
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某点的地理 A
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赤道
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概念
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地理经度
概念：
地理经度简称 经度，是格林经线 与该点子午线在赤 Q 道上所夹的短弧长 或该短弧所对应的 球心角。
大地水准面：设想一个与平均海面相吻合的水准面，
并将其向陆地延伸，且保持该延伸面始终与当地的铅垂 线相垂直，这样所形成的连续不断的、光滑的闭合水准
面，叫作大地水准面。 大地球体：由上述大地水准面所包围的几何体称为大
地球体，是理想的地球形状。 （END）
大地球体的三种近似体
第一近似体：地球圆球体
➢ 概念： ➢ 参数：R = 3 437.746 8 n mile = 6 366
第一节 地球形状与地理坐标 第二节 航向与方位 第三节 能见地平距离和物标能见距离 第四节 航速与航程
（END）
地球形状与地理坐标
地球形状
（大地球体、大地球体的三种近似体）
地理坐标
➢ 基本点线圈 ➢ 地理经度 ➢ 地理纬度 ➢ 经差与纬差
大地坐标系（END）
航向与方位
方向的确定与划分
➢ 四个基本方向的确定 ➢ 方向的划分（圆周法、半圆法、罗经点法） ➢ 三种方向划分系统之间的换算
707m
➢ 应用：计算简便、精度要求不高。
第二近似体：地球椭圆体 第三近似体：地球椭球体
（END）
地球椭圆体
概念
参数：长半轴a、短半
轴b、扁率c、偏心率e
关系：
cab a
e a2b2 Q
a
e2(1b)(1b)c(2c) 2c aa
应用：
椭圆体参数的确定
（END）
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地球椭圆体图
纬度是指地球椭
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圆子午线上该点
的法线与赤道面 Q
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地理纬度
概念
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某点的地理 A
纬度是指地球椭
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圆子午线上该点
的法线与赤道面 Q
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地理纬度
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某点的地理 A
纬度是指地球椭
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圆子午线上该点
的法线与赤道面 Q
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航海学还包括：
航海学基础知识：坐标、方向和距离；海图 航路资料： 潮汐与《潮汐表》 航标和《航标表》
航海图书资料（END）
航海学（1）课程目录
第一篇 基础知识
第一章 坐标、方向和距离
第二章 海图
第二篇 航迹推算与陆标定位
第一章 航迹推算 第二章 位置线和船位理论 第三章 陆标定位
（END）
第一章 坐标、方向和距离
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概念
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某点的地理 A
纬度是指地球椭
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圆子午线上该点
的法线与赤道面 Q
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地理纬度
概念
代号：
A
“”或“Lat”。
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地理纬度
概念 代号 度量：
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