第4章 天文导航(4课时)
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天文导航
式中 r x 2 y 2 z 2 为卫星位置矢量参数
(x,y,z)卫星在惯性坐标系下X、Y、Z方向的位 置 (vx,vy,vz)卫星在惯性坐标系下X、Y、Z方向的 速度 μ是地心引力常数 J2为地球引力系数 ДFx、 ДFy 、 ДFz为地球非球形的高阶摄动、 日月摄动以及太阳光压力摄动和大气摄动 等
2，星光仰角：指从飞行器上观测到的导航恒星与
地球边缘的切线方向之间的夹角
s Υ 星光仰角
飞行器
r
Re 地球
飞行器轨道
Re sr arcsin 星光仰角Υ的表达式为： arccos r r
Re sr arccos arcsin 星光仰角Υ的表达式为： r r 其中r是卫星在地心惯性球坐标系中的位置
dx dt v x dy v y dt dz v z dt z2 dv x x 1 J Re 7.5 2 1.5 Fx 2 3 dt r r r dv y y z2 Re 3 1 J 2 7 . 5 2 1. 5 Fy r r r dt z z2 Re dv z 7. 5 2 4 . 5 Fz dt r 3 1 J 2 r r
地球卫星的轨道动力学模型为二体问题，
其天文导航系统的模型相对简单，我们 以地球卫星为例学习基于轨道动力学的 自主天文导航原理。 根据原理，自主天文导航包括三个部分： 1，建立系统的状态模型 2，建立量测模型 3，估计
1，建立系统的状态模型（状态方程）
系统状态模型即卫星轨道动力学模型
六年级科学上册-登月之旅-ppt演示文稿
【主动参与】
玉兔捣药
【主动参与】
吴刚伐桂
【主动参与】
月亮，这个地球的近邻，是 茫茫太空中离地球最近的天体。 千百年来，人类一直向往着能插 上翅膀，飞上月球，撩开它神秘 的面纱。为此，人类进行了不懈 的努力。
【主动参与】
中国是火药的故乡。 我国明代的官员万户，是人类 为探索太空而牺牲的第一人。
【主动参与】
4、1919年，美国 戈达德预言火箭能 克服地球引力到达 月球，开创了航天 飞行的时代。
【主动参与】
5、1958年，前苏 联发射的“月球3号” 探测器绕过月球， 第一次拍摄到月背 照片。
【主动参与】
6、1969年, 美国的 阿姆斯特朗等乘“阿 波罗11号”宇宙飞船 于7月19日成功登上 月球表面。
【主动参与】
1、公元前1400年， 中国出现过日食、 月食的记载。
【主动参与】
2、1609年，意大利 的伽利略用望远镜观 测月球，并绘制了第 一幅月面图。
【1主6动09参年与】，伽利略发明了望远镜，人们才能够更仔 细的观察月亮。
【主动参与】
伽 利月 略面 手图 绘
【主动参与】
3、1883年，俄国 齐奥尔科夫斯基提 出使用火箭发射宇 宙飞船的设想。
【主动参与】
月球
月 球 表 面
【主动参与】
随着科学技术的发展，很 多科学家通过各种望远镜观察 月球，发现月球表面的许多地 方都布满了圆形的坑，他们把 它称为环形山；除此之外，月 球表面还有许多暗黑而平坦的 区域，称为月海。
【主动你参们与】觉得这些月球表面的阴影和什么 因素有关呢？
300多年来，科学家一直推测这些环 形山是由于火山喷发所形成的。
班级：
姓名：
小学科学教案 月相的变化
小学科学教案月相的变化教学对象：小学四年级教学课时：2课时教学目标：1. 让学生了解月相的定义和变化规律。
2. 培养学生观察和记录月相变化的能力。
3. 引导学生运用科学知识解释自然现象，培养科学思维。
教学重点：1. 月相的定义和变化规律。
2. 观察和记录月相变化的方法。
教学难点：1. 月相变化规律的理解和应用。
2. 科学观察和记录方法的运用。
教学准备：1. 月相变化图片资料。
2. 月相变化记录表。
3. 科学观察工具（如望远镜）。
教学过程：第一课时：一、导入（5分钟）1. 利用月相变化图片，引导学生关注月亮的变化。
2. 提问：“你们知道月亮为什么会变化吗？”二、新课讲解（15分钟）1. 讲解月相的定义：月亮表面被太阳照亮的部分。
2. 讲解月相的变化规律：新月、月牙、上弦月、满月、下弦月、残月。
3. 引导学生理解月相变化的原因：地球自转和公转。
三、实践操作（10分钟）1. 学生分组观察月亮，记录月相变化。
2. 教师巡回指导，解答学生疑问。
四、总结与拓展（5分钟）1. 学生分享观察到的月相变化。
2. 教师总结月相变化的规律。
3. 拓展活动：让学生回家后继续观察月亮，记录月相变化，并与同学分享。
第二课时：一、复习导入（5分钟）1. 回顾上一课的内容，检查学生的掌握情况。
2. 提问：“你们知道月亮为什么会变化吗？”二、课堂讲解（10分钟）1. 讲解月相变化的应用：潮汐现象。
2. 引导学生思考：月相变化对我们的生活有什么影响？三、小组讨论（10分钟）1. 学生分组讨论月相变化对生活的影响。
2. 各小组分享讨论成果。
四、总结与反思（5分钟）1. 教师引导学生总结本节课的学习内容。
2. 学生反思自己的学习过程，提出疑问。
教学评价：1. 学生对月相定义和变化规律的掌握程度。
2. 学生观察和记录月相变化的能力。
3. 学生对月相变化应用的理解和思考。
六、观察与记录（第三课时）教学目标：1. 让学生能够用正确的观察方法记录月相的变化。
导航学5-3-2012(new)
一个近天体和一个远天体 之间的夹角，指探测器到 近天体中心的实现方向与 和一个恒星视线之间的夹 角 量测方程：
is
航 天 器
ir
A
is
ir is cos A
P0 为近天体的中心； ir 为近天体到航天器的位置矢量 is 为近天体到恒星的矢量
P0
5.3.1 天文观测量和量测方程
该观测量确定一个圆锥位置面
导航精度较高
主要取决于光学 不与外界进行信息 抗干扰能力强、可靠性高 敏感器精度 传输和交换，不依 可同时提供位置和姿态信息 赖地面设备，采用 敏感器测量天体信 导航误差不随时间积累 息进行导航
输出信 息不连 续，在 航空航 海易受 气候影 响
应用：
天文导航是在航天、航海和航空领域正在得到广泛应用的自主定位导航技术， 尤其对登月、载人航天、卫星和弹道导弹和高空长航时无人机等是必不可少的关 键技术。
Байду номын сангаас
T11 T12 T13 Tib T T T 21 22 23 T31 T32 T33
5.3.2 基于轨道动力学的自主天文导航方法
＋
注：观测信息必须包括近天体信息
航天器轨道动力学
航天器轨道动力学方程 轨道动力学
自主天文导航系统的状态方程
是研究天文导 航必不可少的 重要基础知识
• 分析这种轨道的特性称为二体问题。二体轨道代表卫星 轨道运动的最主要特性。
航天器轨道摄动
航天器轨道摄动
航天器的受摄运动，就是在考虑质心引力和各种摄动力的情况下研究 确定卫星轨道和运动状态。
直角坐标表示的摄动运动方程 F 1 r ( F0 f e f M f S f d f p f T ) m m
is
航 天 器
ir
A
is
ir is cos A
P0 为近天体的中心； ir 为近天体到航天器的位置矢量 is 为近天体到恒星的矢量
P0
5.3.1 天文观测量和量测方程
该观测量确定一个圆锥位置面
导航精度较高
主要取决于光学 不与外界进行信息 抗干扰能力强、可靠性高 敏感器精度 传输和交换，不依 可同时提供位置和姿态信息 赖地面设备，采用 敏感器测量天体信 导航误差不随时间积累 息进行导航
输出信 息不连 续，在 航空航 海易受 气候影 响
应用：
天文导航是在航天、航海和航空领域正在得到广泛应用的自主定位导航技术， 尤其对登月、载人航天、卫星和弹道导弹和高空长航时无人机等是必不可少的关 键技术。
Байду номын сангаас
T11 T12 T13 Tib T T T 21 22 23 T31 T32 T33
5.3.2 基于轨道动力学的自主天文导航方法
＋
注：观测信息必须包括近天体信息
航天器轨道动力学
航天器轨道动力学方程 轨道动力学
自主天文导航系统的状态方程
是研究天文导 航必不可少的 重要基础知识
• 分析这种轨道的特性称为二体问题。二体轨道代表卫星 轨道运动的最主要特性。
航天器轨道摄动
航天器轨道摄动
航天器的受摄运动，就是在考虑质心引力和各种摄动力的情况下研究 确定卫星轨道和运动状态。
直角坐标表示的摄动运动方程 F 1 r ( F0 f e f M f S f d f p f T ) m m
天文导航1
如图所示，飞行器与近天体1（例如地球） 的单位位置矢量为 re ，近天体1与3颗导航恒
星的单位方向矢量为 s1 , s 2 , s3 ，A , A , A 的补角分 别为3次观测得到的3个量测量。可得到如 下方程：
1 2 3
恒星1
圆锥1
S1
航天器 S2 A1 Y 行星 R1 O X 圆锥3 A3 L1 S3 恒星3 A2 圆锥2 恒星2
这一几何描述也可用矢量公式表达。设i为 由近天体到恒星视线的单位矢量，这一矢 量的方向可由天文年历计算出来；r为近天 体到飞行器的位置矢量，r为未知量，由矢 量点乘关系可得位置面的数学描述为：
r i r cos A
其中A为已知的观测量。
近天体/飞行器/近天体
在图2.8中V为飞行器，P1、P2为两个近 天体，在t时刻由飞行器载仪表对P1和P2 进行天文测量，通过测量可求得P1与P2 间的夹角A。由几何关系可知，这时的位 置面是以两近天体连线为轴线，旋转通过 这两点的一段圆弧而获得的超环面，这段 圆弧的中心O在P1P2连线的垂直平分线 上，圆弧半径R与两近天体之间的距离rP 以及A的关系为
天文导航
1，概述
2，天文导航位置面的概念
3，基于纯天文几何解析法的天文导航原理
4，基于轨道动力学方程的天文导航原理
§2.1 概述
天文导航：以已知准确空间位置的自然天体
为基准，通过天体测量仪器被动探测天体位 置，经解算确定测量点所在载体的导航信息。 Βιβλιοθήκη 天器天文导航是通过观测天体来测定飞行
中的航天器所在位置的技术。
系统状态方程简写为：
X (t ) f ( X , t ) w(t )
式中，状态矢量 X [ x
天体导航之射电脉冲星导航
天体导航之射电脉冲星导航、脉泽导航
董江 云南天文台
传统的天体导航
传统的天体导航可分为光学星光导航与射电天文导航。 大气层内星光导航受气象条件及昼夜明暗影响 , 从而难以 实现全天候工作 , 历来是天文导航技术应用的严重障碍。 所以，射电天体导航是全天候工作的必由之路。 ●传统射电天文导航技术设备已经有几十年发展历史 , 原苏 联研制的射电六分仪已经装船使用 , 美国的射电六分仪也 已完成研制并装船试验。他们均沿用传统的天文导航理 论 , 只是将敏感频段由可见光改变为射电。。可用射电源 数量少、射电源信号微弱 , 从而难以实现连续导航 , 导航精度低、导航保障不连续、设备体积庞大 , 直接 影响射电天文导航技术的应用和发展。
●
●
●
●
X 射线脉冲星导航
●
X 射线脉冲星导航（ XNAV ）近年来被美国学 者建立了初步的理论基础，并在 X 射线波段取 得了一定的实验结果（ Sheikh,S.I., 2005 ）。 相关研究被美国国防部先进技术研究局十分重 视，其投入了大量研究经费 , 欧空局及俄罗斯等 机构也开始了相关研究。但其研究局限于 X 射线波段，只能应用于空间卫星导航和深空 探测。 可以定位、定姿（测角）、测速、计时
●பைடு நூலகம்
可以全天候、全空间的实现测速、定位、定 姿（测角）
在深空探测当中的应用
●
随着距离的增加， DSN 人工射电导航能力将下 降，脉冲星、脉泽导航不会被影响 在太阳的另一边， DSN 不能工作，脉冲星，脉 泽导航仍能工作 在进入气态行星或者有大气层的固态行星 时， DSN 会受到影响，脉冲星、脉泽导航不会 在探测器进入行星的背面， DSN 无法工作，脉 冲星、脉泽不受影响
●
脉泽导航原理
董江 云南天文台
传统的天体导航
传统的天体导航可分为光学星光导航与射电天文导航。 大气层内星光导航受气象条件及昼夜明暗影响 , 从而难以 实现全天候工作 , 历来是天文导航技术应用的严重障碍。 所以，射电天体导航是全天候工作的必由之路。 ●传统射电天文导航技术设备已经有几十年发展历史 , 原苏 联研制的射电六分仪已经装船使用 , 美国的射电六分仪也 已完成研制并装船试验。他们均沿用传统的天文导航理 论 , 只是将敏感频段由可见光改变为射电。。可用射电源 数量少、射电源信号微弱 , 从而难以实现连续导航 , 导航精度低、导航保障不连续、设备体积庞大 , 直接 影响射电天文导航技术的应用和发展。
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X 射线脉冲星导航
●
X 射线脉冲星导航（ XNAV ）近年来被美国学 者建立了初步的理论基础，并在 X 射线波段取 得了一定的实验结果（ Sheikh,S.I., 2005 ）。 相关研究被美国国防部先进技术研究局十分重 视，其投入了大量研究经费 , 欧空局及俄罗斯等 机构也开始了相关研究。但其研究局限于 X 射线波段，只能应用于空间卫星导航和深空 探测。 可以定位、定姿（测角）、测速、计时
●பைடு நூலகம்
可以全天候、全空间的实现测速、定位、定 姿（测角）
在深空探测当中的应用
●
随着距离的增加， DSN 人工射电导航能力将下 降，脉冲星、脉泽导航不会被影响 在太阳的另一边， DSN 不能工作，脉冲星，脉 泽导航仍能工作 在进入气态行星或者有大气层的固态行星 时， DSN 会受到影响，脉冲星、脉泽导航不会 在探测器进入行星的背面， DSN 无法工作，脉 冲星、脉泽不受影响
●
脉泽导航原理
天文学课件整理
第一章绪论三大分支学科天体测量学：测量天体的位置和距离天体力学：研究天体之间的关系天体物理：研究天体的形态、物理状态、结构、化学组成；天体的产生和演化天体物理学是主流天文学三大观测波段:1光学天文 2射电天文 3 X射线和γ射线（紫外、红外、中微子、引力波、宇宙线）天文学研究对象 1行星层次：地球月球、其它七大行星（太阳系）小行星、彗星，陨星等。
2恒星层次：太阳及其它恒星 3星系层次：银河系、河外星系、类星体、星系群、星系团4宇宙整体（可观测的宇宙）行星层次（太阳系为代表）1 地球，月球。
2水星、金星、地球、火星、木星、 3土星、天王星、海王星和它们的卫星 4 矮行星，小行星 5 彗星，陨星行星层次研究历史 1，第谷：测量天体的位置及变化（观测资料积累）2，开普勒发现行星三大定律（资料分析，经验定律） 3，牛顿万有引力定律（由天体运行总结出物理规律，成为天体物理的里程碑）太阳系研究的重大进展1. 托勒玫－地球中心说2. 哥白尼－太阳中心说3. 开普勒－行星运动三定律4. 牛顿－万有引力太阳系行星的空间探测最热门1.人类要突破只能被动观测的局限2.登月和探测火星，人类对宇宙奥秘的探索是无止境的！有没有生命（或适合生命繁衍生存的条件）？有没有值得开采的矿产？有没有可能成为人类生活、科研的基地？（月基天文台等）恒星层次1，赫歇尔等：恒星的亮度和光谱观测（观测资料积累） 2，赫茨普龙和罗素：赫罗图(H-R 图）（光谱型－绝对星等）3，爱丁顿、钱德拉塞卡等恒星演化理论（热核聚变理论为核心）丰富多彩的恒星世界正在诞生的恒星恒星爆炸 (新星，超新星）恒星演化的归宿：白矮星、中子星和黑洞恒星的能源恒星的化学成分来源恒星的内部结构星系层次1，哈勃等发现河外星系＋确定距离（观测资料积累）2，哈勃：哈勃定律（宇宙在膨胀）经验定律）退行速度和距离成正比 3，伽莫夫 : 大爆炸宇宙论（热核聚变理论为核心）银河系（Milky Way）银河系大得惊人（10万光年）约有1000多亿颗恒星。
低轨地球卫星自主天文导航基本原理PPT课件
i1 • i1 cos1 ir • i2 cos2
ir
• rp
r
rp
r
co
s
3
School of Geodesy and Geomatics
15
纯天文解析导航实例
• 式中，i1,i2为太阳到恒星1和恒星2的单位矢量；r为航天器 相对太阳的位置矢量；rp为地球相对太阳的位置矢量。
• 求解该方程组可得到航天器的位置，但满足该方程的解不 是唯一的。
• 由于星敏感器的精度远高于地平仪的精度，因此，利用 星光折射法可以得到更为精确的航天器位置信息。
School of Geodesy and Geomatics
9
3.1.3航天器纯天文几何解析方法基本原理
• 在航天器上观测到的两颗恒星之间的夹角不会随航天器位置 的改变而变化，而一颗恒星和一颗行星中心之间的夹角则会 随航天器位置的改变而改变，该角度的变化才能够表示位置 的变化。
②利用星间链路的自主导航。该方法主要多颗卫星之间的星 间距离等测量信息进行自主导航。
School of Geodesy and Geomatics
20
3.2 地球卫星直接敏感地平的自主天文导航 2）地球卫星自主导航的主要方法
③利用磁强计的自主导航。
– 该方法是利用三轴磁强计 作为测量仪器；
– 通过卫星所在位置的地磁 场强度的量测值与国际地 磁场模型(IGRF)之间的差 值；
School of Geodesy and Geomatics
24
3.2.1地球卫星直接敏感地平自主天文导航原 理
• 星光角距(恒星视线方向 与地心矢量方向间的夹 角)为直接敏感地平方法 中常用的一种观测量， 其中：
– 恒星视线方向由星敏感器 测得；
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2 现代天文导航
2.2 常用天体敏感器（3）
1）太阳敏感器 （2）
天文导航
38
2 现代天文导航
2.2 常用天体敏感器（4）
天文导航
2）星敏感器（1） 敏感恒星的辐射并测量飞行器相对于该恒星方 位的一种光学姿态敏感器 star sensor 恒星的张角非常小，测量精度很高，是当前测 量精度最高的姿态敏感器 星光非常微弱，信号检测比较困难，需要使用 高灵敏度的图像传感器（CCD） 星敏感器是星跟踪器(star tracker) 的一部分 ，星跟踪器需要安装星敏感器才能发挥跟踪星体的 作用。 39
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。
33
2 现代天文导航
天文导航
现代天文导航的定位是通过敏感器观测
天体来确定载体位置。
弹载天文导航 星载天文导航 航天器天文导航 机载天文导航 34
2 现代天文导航
2.1 航天器天文导航
天文导航
在航天器飞行过程中，那些便于用星载
1970年 美 超音速运输机 天文/惯性/多普勒组合
B2 天文/惯性 前苏联 第一代洲际弹道导弹SS-8 天文/惯性制导 目前各种导弹、精确制导炸弹 制导方式之一
29
1 概论
1.4 天文导航的军事应用（3）
卫星和宇宙飞船等的天文导航
天文导航
星体敏感器、红外地平仪和空间六分仪等设备 深空探测航天器自主导航 天文导航或惯性导航 GPS只用于深空探测航天器近地段的导航
1.1 天文航海（4）
天文导航
夫乘舟而惑者，不知东西，见斗极则悟矣。
——西汉《淮南子·齐俗训》
夫群迷乎云梦者，必须指南以知道；竝(并)
乎沧海者，必仰辰极以得反。
——晋 葛洪《抱朴子外篇· 嘉逐》
12
1 概论
1.1 天文航海（5）
天文导航
大海弥漫无边，不识东西，唯望日、月、星
宿而进。
——东晋 法显 天竺取经 海路返回
22
1 概论
1.2 天文导航的观测（6）
天文导航
23
1 概论
1.3 天文导航的观测（1）
自主性强，无误差积累
天文导航
天文导航以天体作为导航基准，被动地接收天体 自身辐射信号，进而获取导航信息，是一种完全自主 的导航方式，而且其定位误差和航向误差不随时间的
增加而积累，也不会因航行距离的增大而增大
24
1 概论
1.3 天文导航的观测（2）
隐蔽性好，可靠性高
天文导航
作为天文导航基准的天体，其空间运动规律不 受人为破坏，不怕外界电磁波的干扰，具有安全、隐 蔽、生命力强等特点，从根本上保证了天文导航系统
最完备的可靠性。
25
1 概论
1.3 天文导航的观测（3）
适用范围大，发展空间广
天文导航
不受地域、空域和时域的限制，是一种在整个宇 宙内处处适用的导航技术，发展空间极其广阔。天文 导航系统可实现全球、昼夜、全天候、全自动导航。
地球敏感器-------地球辐射红外信息
紫外敏感器-------天体辐射紫外信息
X射线探测器-----脉冲星发射的X射线光子
空间六分仪
36
2 现代天文导航
2.2 常用天体敏感器（2）
天文导航
1）太阳敏感器（1） 通过敏感太阳矢量的方位来确定太阳矢量在星 体坐标中的方位，从而获取航天器相对于太阳方位 信息的光学姿态敏感器。 使用最广泛 所有卫星都配有 近似点光源 高亮度 高信噪比 光学头部 传感器部分 信号处理部分 0-1式 模拟式 数字式 小型化 模块化 标准化 长寿命 大视场 高精度 高可靠性 37
2 现代天文导航
2.2 常用天体敏感器（5）
2）星敏感器（2）
天文导航
40
2 现代天文导航
2.2 常用天体敏感器（6）
2）星敏感器（3） 恒星单位矢量在惯性坐标 系下表示为
天文导航
������������������������������������������������ ������ = ������������������������������������������������ ������������������������
26
1 概论
1.3 天文导航的观测（4）
设备简单，便于推广应用
天文导航
不需要设立陆基台站，更不必向空中发射轨道运 行体，设备简单，工作可靠，不受别人制约，便于建 成独立自主的导航体制，是一种难得的精确导航定位
与校准手段 。
27
1 概论
1.4 天文导航的军事应用（1）
潜艇舰船的天文导航
天文导航
1974 美 第一代CCD星敏感器 定位→定姿 1990 美 星光—惯性捷联组合导航 前苏联 弹道导弹核潜艇 天文导航潜望镜
苏联的轰炸机Tu-16、Tu-95、Tu-160等飞机 ）
50
2 现代天文导航
2.2 常用天体敏感器（15）
天文导航
天文导航
天文航海
技术 克里特岛
9
1 概论
1.1 天文航海（2）
公元前1100年 腓尼基人 直布罗陀海峡 大西洋
天文导航
西班牙海岸
总结利用北斗
北 斗 七 星
七星导航方法
10
1 概论
1.1 天文航海（3）
2000年前 波利尼西亚人 南太平洋 大三角
天文导航
夏威夷
新西兰
复活岛
复活节岛的巨大石雕像
11
1 概论
−������ −������ ������
(x,y)
Os
星敏感器 透镜
Xs
光轴指向
f
(x0,y0)
星像坐标
像平面
42
2 现代天文导航
2.2 常用天体敏感器（8）
2）星敏感器（5） 星 敏 器 工 作 过 程
拍摄星图
信号处理
天文导航
星像 提取
导航星库
星图 识别
姿态 计算
姿态输出
43
2 现代天文导航
30
1 概论
1.5 天文导航发展趋势（1） 总体发展趋势：
天文导航
提高定位定向精度与导航定位的自动化
、智能化水平，实现昼夜导航、全天候导航
和全球导航。
31
1 概论
1.5 天文导航发展趋势（2）
高精度定位定向：小型化高精度垂直陀螺仪
天文导航
昼夜导航：高质量成像、星光检测、昼夜星光自动跟踪、
高精度复合控制
设备进行观察的自然天体就构成了天文导航
的信标，通过对信标观测所获得的数据进行
处理后，可获得航天器的所在位置。
航天器天文导航就是通过观测天体来测
定飞行中的航天器所在位置的技术。
35
2 现代天文导航
2.2 常用天体敏感器（1）
太阳敏感器-------太阳可见光 星敏感器---------恒星可见光
天文导航
天文导航
星敏感器
49
2 现代天文导航
2.2 常用天体敏感器（14）
2）星敏感器（11） 应用在其它平台
天文导航
星敏感器在卫星上
海基平台（美国北极星潜艇 、俄罗斯“德尔塔”级
弹道导弹核潜艇等） 弹载平台（“三叉戟”II型弹道导弹 、民兵III地地导弹） 机载平台（美国B-2A轰炸机、RC-135侦察机、前
所观测天体的连线与当地水 平面所成的角度。 顶距——观测者所在位置和 所观测天体的连线与测者所 在位置的垂线所成的角度。
20
1 概论
1.2 天文导航的观测（3）
AA’——以PG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，测者A一定在该圆上，
天文导航
我们称这个圆为天文船位圆
47
2 现代天文导航
2.2 常用天体敏感器（12）
2）星敏感器（9）
JPL， HAST
天文导航
视场8.8°8.8°
更新率：56Hz 探测星等：5.5Mv
精度：0.18
面阵：10241024 动态性能： 20 °/s
48
2 现代天文导航
2.2 常用天体敏感器（13）
2）星敏感器（10） 应用在卫星上
14
1 概论
1.1 天文航海（7）
六分仪（Sextant）
由分度弧、指标臂、动镜、定镜、 望远镜和测微轮组成，弧长约为 圆周的六分之一。
天文导航
1730年英国数学家John
Hadley
15
1 概论
1.1 天文航海（8）
天文导航
16
1 概论
1.1 天文航海（9） 天文钟
利用它所指示的时间与地 方时的时差，可测定船舶 所在位置的经度。
更新率：10Hz 探测星等：5.4Mv
精度：10
面阵： 670 520 动态性能2 °/s
46
2 现代天文导航
2.2 常用天体敏感器（12）
2）星敏感器（9）
JPL， FSC701
天文导航
视场22°22 °
更新率：30Hz 探测星等：6Mv
精度：8.7
面阵：10241024 动态性能： 4 °/s
战略导弹核潜艇 星光-射电组合导航
1993 法 弹道导弹核潜艇 光电潜望镜 俄罗斯航母 天文-惯导组合导航
28
1 概论
1.4 天文导航的军事应用（2）
空天武器的天文导航
美 B52远程轰炸机 天文自动罗盘
天文导航
美 B57远程轰炸机(仿英堪培拉 越战) 光电六分仪 1965年 美 三叉戟导弹 星光/惯性制导
自然天体的运动规律，给出了按年度出版的