航海学天文定位第四篇天文航海第1、2章资料
航海学-第四章 时间系统
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一、天文定位基本概念
• 天文船位圆:
圆心：天体地理位置GP 半径：天体真顶距 Z＝90－ht
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4
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天文定位基本概念
p
地面真地平
A
ht’ PG
ht
90o-ht
地心真地平
ht
天文船位圆：
圆心：天体地理位置PG
半径：90o－ht
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1.天球
天球是人们假想的以地心为球心，以无限长 为半径的球体。这样以来所有的天体在天球上都 有自己的投影位置，并利用在天球上建立坐标系 的数学方法来表示他们的这些位置。我们就可以 方便的研究和利用各个航用天体来实现天文定位 了。
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2.天球上的基本点、线、圈
• • • •
基准圈：天赤道，格林(或测者)午圈 辅助圈：天体时圈，天体赤纬圈 几何极：天北极 原 点：格林(或测者)午圈和天赤道的交点QG或Q
• 坐标值：是时角和赤纬，故又称时角坐标系。
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Z Q
天体赤纬
PN
• （ 1 ） 天 体 赤 纬 (declination，Dec)
海上进行定位的技术。十九世纪中页，由法国航海家
圣· 希勒尔（St.Hilaire）提出的高度差法又称截距法 为现代天文航海奠定了理论基础。 • 优点：设备简单、可靠，观测的目标是自然天体而不 受人控制，不发射任何声、光和电波而具有隐蔽性等。
• 缺点：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
航海考试,天文知识复习
首先（以光盘题库为主）第一章航海学的基础知识和最后章航海仪器这两章的重点考试加起来最少有50分能不能及格那主要是看你这两章了相对其他几章这两章算是最简单的基础了所以复习时要以这两章为重点，接下来第二章船舶定位前面的概念题和计算题个人感觉不难也比较有规律记忆起来不是很难，后面关于路标定位的一些三角形误差的概念有点难记忆起来容易搞浑，还有最后的计算题，求什么正横距离，时间的我至今也没搞清楚怎么算的，考试的这里会考一分的会的朋友就认真算吧，不会的可以放弃。
第三章天体时间系统，考试时一般有个7分左右的样子，天体4道时间3道。
看这章题库时头脑一定要放清晰点，头脑里要有个天体模型稍微开点小差概念就有可能记浑了这章关于天体的计算题有点难但考试最多就考一分时间紧的朋友完全可以放弃时间系统里面关于求时间的计算题会考一个，怎么求书上有公式也不难，第四章航路资料，关于潮汐这方面他会考两道潮汐概念的问题，两道潮汐表的问题，再就是2道3题的计算，概念要记清，潮汐表中版英版的差别要搞清楚计算题套书本上面的公式难度不大。
再就是航标这里他会考4道题左右 2道概念题 2道图的题目其中一道题库这章最后的那些图，还有到图那就是新题了，我有一次考到，旁边黑漆漆的一个方格我看半天才看到靠右边有个针尖大小的绿点一闪一闪的，问你是左标还是左侧标还是右标还是右侧标，我也不知道选什么就选了个右侧标。
第五章航行与航行方法，会考10分左右，概念5 6分计算4分左右，求耗油量必考一分。
告诉你两点求大圆航向会考一分，告诉你两点求大圆航程会考一分。
在这里告诉大家一个方法，告诉两点求大圆航向，你可以画个坐标，在坐标上标出这两点（画标准点）再把两点一连，往原点一平移这样基本就能判断大致的航向了告诉你两点求大圆航程有个记答案的方法，看到达点的纬度，大于40度在 A B C D里面选最大的答案，小于40度选 A B C D最小的答案有2道题次规律无效，但大多数有效，以测者子午圈为基准圆的正射投影图。
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。
《航海学》船舶定位课件2_5天文定位
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1．求测天时的准确天文钟时
➢ ２）测天前启动秒表——先在海图室对照天文钟启动秒表记录 钟时CT1 ，再测高度并按停秒表，记录秒表时WT，则
➢ 测天时的准确天文钟时C.T.为：
➢
C.T.= CT1
+4s
累积日差
+2s 9
＋）测定钟差
+1 m28s
测天时的钟差
+1 m30s9
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三、求测天时的天体位置
➢ 1．求测天时的准确天文钟时
➢ 两种测天计时方法： ➢ 1）测天时启动秒表——先测高度，再启动秒表，到海图室对
照天文钟按停秒表，记录钟时CT1和秒表时WT，则 ➢ 测天时的准确天文钟时C.T.为：
世界时（UT1）。 ➢ 有机械天文钟和石英天文钟两类。 ➢ 2 ．GPS卫星导航仪 ➢ GPS(Global positioning System)导航仪显示UTC（协
调世界时），与UT1相差<0．9秒。
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一、船舶计时器
➢ 3．秒表 ➢ 用于测天计时等。 ➢ 4 ．船钟 ➢ 船钟(Ship’s clocks)是用于指示船时的计时器。 ➢ 它有普通的机械钟和电子钟两类。 ➢ 目前现代化的船舶装有电子船钟系统(Electronic
➢ 器差(Instrument error) ——偏心差、棱性差和刻度差等的
综合误差
六分仪器差表
测角c 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
航海-航海学教材共九章
航海-航海学教材共九章第一章：航海学的起源与发展航海学作为一门学科，具有悠久的历史和丰富的发展。
本章将介绍航海学的起源，探讨古代航海技术的发展，以及航海学在现代的应用和发展趋势。
1.1 航海学的起源航海学的起源可以追溯到古代人类利用星象和地标进行导航的时期。
从古希腊和古罗马时期的星象观测和地理学知识，到中国古代的制图技术和航海经验，航海学在不同文明和地区都有独特的发展历程。
1.2 古代航海技术的发展本节将介绍古代航海技术的发展，包括水手用于导航的工具和方法，如星历表、罗盘、航海图等。
古代人们如何根据天文现象和地理特征进行航海，探寻未知的海域，并建立起海上贸易网络。
1.3 现代航海学的应用和发展趋势在现代，航海学的应用范围更加广泛，不仅用于海上导航，还应用于海洋资源的开发、海洋环境保护、航运管理等领域。
本节将介绍现代航海学在不同领域的应用，并展望未来航海学的发展趋势。
第二章：航海器材与设备航海过程中需要使用各种航海器材和设备，本章将介绍常见的航海器材和设备，包括导航仪器、通信设备、安全装备等。
2.1 导航仪器导航仪器是航海过程中必不可少的工具，包括罗盘、测距仪、声纳等。
本节将介绍各种常见的导航仪器的工作原理和使用方法。
2.2 通信设备在现代航海中，有效的通信设备是保证船舶安全和航行顺利的重要因素。
通信设备包括无线电通信、卫星通信等。
本节将介绍航海中常用的通信设备及其使用方法。
2.3 安全装备船舶安全是航海的首要任务，安全装备的应用可以有效预防事故和应对突发状况。
本节将介绍航海中常见的安全装备，如救生艇、救生衣、火警报警系统等。
第三章：航海导航与航线规划航海导航和航线规划是船舶航行过程中至关重要的环节，本章将介绍航海导航的基本原理与方法，以及航线规划的过程和技巧。
3.1 航海导航的基本原理航海导航是确定船舶位置和航向的过程，其基本原理包括观测导航、制图导航和电子导航。
本节将介绍各种导航方法的原理和应用。
航海学天文定位第四篇天文航海第1、2章(改字体)
• 仰极高度等 于测者纬度。 •
hPN
• 2．天体方位 • 测者子午圈和 天体垂直圈在 真地平上所夹 一段弧距称天 体方位。
• (1)圆周法：无论北纬或南纬测者，均从北 点N起算，按顺时针方向沿真地平量至天体 垂直圈，由0º ～360º 计算。 • (2)半圆法：北纬测者，从北点N起算，沿 真地平向东或向西量至天体垂直圈，由0º ～ 180º 计算。 •
15º 25′.2E，LHA 299º 14′.3，Dec 14º 36′.0S，求天体地 理位置。 • 解 ： 天 体 地 理 位 置 纬 度 ＝ Dec ＝ 14º 36′.0S • 天体地理位置经度 ＝360º —283º 49′.1 ＝76º 10′.9E
• 9．仰极与俯极 • 真地平以上的天极称仰极(elevated pole)(即与测者纬度同名的天极)。真地平 以下的天极称俯极(depressed pole)。
• 10．垂直圈 • 过天顶Z、天体B和天底Z’的半个大圆ZBZ， 称天体垂直圈(vertical circle) 。
• 11．春分点和秋分点 • 地球绕太阳公转的轨道平面与天球相交的 大圆称黄道。黄道和天赤道相交两点分别 称春分点Υ (vernal equinox)和秋分点 (autumnal equinox)。
• 12 ．春分点时圈 • 过两天极和春分点Υ的半个大圆PNΥPS称 春分点时圈(hour circle of vernal equinox)。
三、第一赤道坐标系
• 采用天赤道为基准圆，以格林(或测者) 午圈和天赤道的交点为原点，几何极为 天北极。坐标是时角和赤纬，故又称时 角坐标系。
• 1．天体赤纬 • 从天赤道起，沿天体时圈量到天体中心的弧 距称赤纬(declination，Dec)，由0º ～90º 计 算。向天北极度量为北N，向天南极度量为南 S。 • 极距p：从仰极起沿天体时圈量至天体中心的 弧距，由0º ～180º 计算。p=90º ±Dec(赤纬与 纬度异名取加，同名取减)。
天文航海
第四章天文航海第一节天球坐标系1454 天体高度是⎽⎽⎽⎽在天体垂直圈上所夹的一段弧长。
A．测者真地平圈和春分点 B．格林午圈和天体中心C．天体方位海区测者天顶 D．测者真地平圈和天体中心1455 以天顶、天底为起止点且通过天体的半个大圆是⎽⎽⎽⎽。
A．测者午圈 B．天体垂直圈C．天体时圈 D．天体赤纬圈1456 过两天极且通过天体位置的半个大圆称为⎽⎽⎽⎽。
A．天体时圈 B．天体垂直圈C．天体赤纬圈 D．测者子午圈1457 当测者移动时，天球上的⎽⎽⎽⎽圈也随测者移动。
A．天体时圈 B．天体垂直圈C．春分点时圈 D．天体赤纬圈1458 天球上的南点或北点是⎽⎽⎽⎽的交点。
A．测者子午圈和天赤道B．天赤道和测者真地平圈C．测者子午圈和测者真地平圈D．天体周日平行圈和测者真地平圈1459 过两天极且通过⎽⎽⎽⎽的半个大圆称为测者午圈。
A．天体 B．测者地理位置 C．天底 D．天顶1460 通过⎽⎽⎽⎽的半个大圆称为天体垂直圈。
A．天顶、天体和天底 B．天北极、天体和天南极C．天顶、测者地理位置和天底 D．仰极、天体和俯极1461 第二赤道坐标系的辅助圈是⎽⎽⎽⎽。
A．天体高度圈和方位圈 B．天体时圈和天体赤纬圈C．天体赤经圈和赤纬圈 D．测者子午圈和卯酉圈1462 太阳、月亮和行星的周日视运动的轨迹，严格地说，是一条⎽⎽⎽⎽。
A．曲线 B．凸向赤道的曲线C．连续的球面螺旋线 D．凹向赤道的曲线1463 当测者移动时，天球上⎽⎽⎽⎽圈不随测者移动。
A．天体垂直圈 B．天体时圈C．测者予圈 D．测者子圈1464 以两极为起止点，过天体的半个大圆称为⎽⎽⎽⎽。
A．测者午圈 B．天体垂直圈C．天体赤纬圈 D．天体时圈1465 天体垂直圈是指通过⎽⎽⎽⎽和任一天体的半个大圆。
A．两天极 B．测者地理位置C．天顶、天底 D．东点、西点1466 天球上，⎽⎽⎽⎽与真地平圈相交的两点称为N、S点。
A．天赤道 B．测者子午圈C．格林子午圈 D．测者真地平圈1467 通过天体，并且平行于⎽⎽⎽⎽的小圆，称为高度平行圈。
航海学Ⅱ03天文航海1-天球坐标
• 测者子午圈将天球分为东天半球和西天 半球。
• (2)格林子午圈：过格林天顶、天底和 两天极的大圆称格林子午圈(Greenwich meridian)PNZPSZ’G。
• 格林午圈：两天极之间包含格林天顶的 半个大圆PNZGPS。它与格林经线(零度经 线)相对应。
• 与地球上用纬度和经度来确定某点位 置相类似，确定天体在天球上位置的 球面坐标系Байду номын сангаас天球坐标系。由于天球 上采用的原点和基准大圆不同，可采 用多种不同的天球坐标系，在天文航 海上常用的是赤道坐标系和地平坐标 系。
• 与地球上用纬度和经度来确定某点 位置相类似，确定天体在天球上位 置的球面坐标系称天球坐标系。由 于天球上采用的原点和基准大圆不 同，可采用多种不同的天球坐标系， 在天文航海上常用的是赤道坐标系 和地平坐标系。
• (B)半圆周法：由测者午圈开始沿天 赤道向东或向西量至天体时圈，由 0º～180º计算。半圆周法必须命名， 即标注E或W。
• (C)两种算法的关系：查表计算中，必须 采用小于180º的半圆地方时角。设LHA为 圆周时角则有：
• 当 LHA<180º时 ， 圆 周 时 角 二 半 圆 时 角 (W)。
地地 球轴
北 极
南 极
赤 道
纬 度 圈
经 度 圈
格林 经线
测者所 在经线
天天 球轴
天 北 极
天 南 极
天 赤 道
赤 纬 圈
时 格林 测者午 圈 午圈 圈
• 1．天轴和天极 ： 地球自转轴pnps向 两端无限延伸得到 天轴(celestial axis)。 天轴和天球相交于 两点，对应于地北 极的一点PN称天北 极，对应于地南极 的一点PS称天南极， 统称天极(celestial poles)。
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N S
经度
WE
360 GHA GHA 180
GHA
GHA 180
• 例4：已知测者经度 15º25′.2E，
LHA 299º14′.3，Dec 14º36′.0S， 求天体地理位置。
• 解：天体地理位置纬度 ＝Dec＝
14º36′.0S
• 天体地理位置经度 ＝360º—
283º49′.1＝76º10′.9E
• 地球绕太阳公转的轨道平面与天 球相交的大圆称黄道。黄道和天 赤道相交两点分别称春分点Υ (vernal equinox)和秋分点 (autumnal equinox)。
• 12 ．春分点时圈
• 过两天极和春分点Υ的半个 大圆PNΥPS称春分点时圈 (hour circle of vernal equinox)。
• (1)测者子午圈：
• 测者子午圈将天球分为东天半球和西天 半球。
• (2)格林子午圈：过格林天顶、天底和 两天极的大圆称格林子午圈(Greenwich meridian)PNZPSZ’G。
• 7．测者真地平圈 • 真地平圈将天球分为上天半球和
下天半球。
• 8．方位基点(cardinal points)
• 由上可见，半圆方位后面应附有 两个名称，第一名称与测者纬度 同名，第二名称与半圆地方时角 同名。
• 从春分点Υ起，沿天赤道向西量到天体时 圈的弧距，由0º～360º计算。
• 对于同一天体显然有：
•
RA十SHA＝360º
• 4 ． 春 分 点 格 林 时 角 (Greenwich hour angle of Aries，GHAT)
• 从格林午圈起，沿天赤道向西度量到春 分点时圈的弧距，由0º～360º计算。
• (2)半圆周法：由测者午圈开始 沿天赤道向东或向西量至天体时 圈，由0º～180º计算。半圆周法 必须命名，即标注E或W。
• 3．天体格林时角
• 从格林午圈起沿天赤道向西量到 天体时圈，由0º～360º计算。
•
地方时角LHA=格林时角GHA
E W
• 4．天体地理位置PG
纬度
N S
=天体赤纬Dec
• 一、天球
天球上的点、线、圈
地地 球轴
北 极
南 极
赤 道
纬 度 圈
经 度 圈
格林 经线
测者所 在经线
天天 球轴
天 北 极
天 南 极
天 赤 道
赤 纬 圈
时 格林 测者午 圈 午圈 圈
• 1．天轴和天极 天北极
• 天南极
• 2．天赤道
• 天赤道将天 球分为北天 半球和南天 半球。
测者， 均从北点N起算，按顺时针方向沿 真 地 平 量 至 天 体 垂 直 圈 ， 由 0º～ 360º计算。
• (2)半圆法：北纬测者，从北点N起 算，沿真地平向东或向西量至天体 垂直圈，由0º～180º计算。
•
• 南纬测者，从南点S起算，沿真 地平向东或向西量至天体垂直圈， 由0º～180º计算。
• 极距p：从仰极起沿天体时圈量至天体
中心的弧距，由0º～180º计算。
p=90º±Dec(赤纬与纬度异名取加，同名
取减)。
• 2．天体地方时角
• 测者午圈和天体时圈在天赤道上 所夹的弧距 (local hour angle， LHA)。
• (1) 圆周法：由测者午圈开始沿 天赤道向西量至天体时圈，由 0º～360º计算，无需命名。
• GHA=GHAΥ+SHA
• 天 体 地 方 时 角 LHA= 春 分 点 格 林 时 角
GHAΥ+共轭赤经SHA±测者经度 WE
• ＝春分点地方时角LHAΥ+共轭赤经SHA
五、地平坐标系
• 1．天体高度 • 2．天体方位
• 1．天体高度
• 天体高度(altitude，h)是从 真地平圈起沿天体垂直圈量 至 天 体 中 心 的 弧 距 ， 由 0º～ 90º计算。从真地平向上高度 为正(+)，向下为负(—)。
• 过两天极和天 体的半个大圆 PNBPS称天体时 圈(hour circle)。
• 4．天体赤纬圈
• 5．天顶和天底 • (1)测者天顶Z，测者天底。 • (2)格林天顶ZG：无限延长格林尼治
天文台的铅垂线，向上与天球的交 点ZG称格林天顶；而向下延长与天球 的交点Z’G称格林天底。
• 6．子午圈
四、第二赤道坐标系
• 天赤道为基准圆，以春分点Υ为原点， 几何极为天北极。也叫春分点赤道坐标 系。
• 1．赤纬 • 定义同第一赤道坐标系。
• 2．天体赤经(right ascension，RA)
• 从春分点Υ起，沿天赤道向东量到天体时 圈的弧距，由0º～360º计算。
• 3．天体共轭赤经(sidereal hour angle， SHA)
三、第一赤道坐标系
• 采用天赤道为基准圆，以格 林(或测者)午圈和天赤道的 交点为原点，几何极为天北 极。坐标是时角和赤纬，故 又称时角坐标系。
• 1．天体赤纬
• 从天赤道起，沿天体时圈量到天体中心 的弧距称赤纬(declination，Dec)，由 0º～90º计算。向天北极度量为北N，向 天南极度量为南S。
天文航海 第一章 概论
• 天文航海(celestial navigation)研究船舶在海上如 何利用天体导航定位、测定罗经 差的学科，同时阐述了与船舶安 全、经济运行密切相关的时间系 统。
天文船位圆圆半心径：：天天体体真地顶理距位Z置PG90 ht
第二章 天球坐标系
• 第一节 天球坐标系 • 在天文航海上常用的是: • 赤道坐标系和地平坐标系。
• 该坐标的另一种表示方法称天体 顶 距 (zenith distance ， Z) ， 它是从天顶起沿天体垂直圈量至 天体中心的弧距，由0º～180º计 算。对于在地平上同一天体有：
• h+Z=90º
• 仰极高度 等于测者 纬度。
• hPN
• 2．天体方位
• 测者子午圈 和天体垂直 圈在真地平 上所夹一段 弧距称天体 方位。
• 9．仰极与俯极
• 真地平以上的天极称仰极 (elevated pole)(即与测者纬度同 名的天极)。真地平以下的天极称 俯极(depressed pole)。
• 10．垂直圈
• 过天顶Z、天体B和天底Z’的半个 大圆ZBZ，称天体垂直圈 (vertical circle) 。
• 11．春分点和秋分点