航海学2.5第五章 求天体真高度

Z
B p ht´ D B´
A
p0
R D
ht
O
Sinp=sinp0cosht´
R sin p cosh't D
天体距离越远，视差越小; 天体越高，视差越小; 恒星p＝0 ; 木星、土星 p＝0 。
4．半径差SD (semi-diameter)
Z
天体中心高度与所测 下边(或上边)高度之
差称为半径差SD。
R =(30.5＋ 34.0)/4= 16.0 i= 0°－(－34.0+ 30.5)/2
当指标差i超过6′时，就应缩小它。
方法是：将指标臂置于000.0处，调整 定镜后面接近架体的校正螺丝 。 使星体或水天线的直接影像和反射影像 重合。 重新校正定镜的边差，再测定指标差，
校正六分仪的步骤：
M
h
h
h H
半径差的订正值有 “±”。
中心高度 h ＝上边高度 h －半径差SD


h ＋半径差SD ＝下边高度
天体的视半径（半径差）是随天体和地球之间
距离而变化。
如当地球最靠近太Biblioteka Baidu时，SD最大为16´.3(12
月～1月)；最远时，SD最小为15´.8(6月～7月)，
平均视半径为16´.0。
航海天文历中天体位置表的太阳栏内，列有三
为了使求得的平均蒙气差来代替实际蒙气
差而不产生较大误差：
通常要避免观测高度小于15°的天体。
最好观测高度大于30°的天体。
2．眼高差d (dip)
B'
测者视地平与真地平 之间的夹角称为眼高 差或海地平俯角。 眼高差订正恒为“－”
Z
B
ρ
A e
ho h〃 d F
h' t H M
眼高差计算公式为：
d 1.765 e(m)
(2) 边差定镜差(side error) 产生原因：定镜镜面不垂直于刻度弧平 面。 检查与校正：加适当滤光片，将指标臂 放在0°，六分仪保持垂直对准太阳(或 星体)，
观察太阳（或星体）和其反射影像是否 有左右分开现象。 如有说明存在边差。
可用校正扳手调
整定镜后远离架
体的校正螺丝 。 直到天体的直射 影像与反射影像 重合为止。
动镜垂直差
定镜边差
测定指标差
i > 6/
校正指标差
记下指标差
利用远物标校正航海六分仪！
物标到测者的距离大于1海里。 否则会产生视差 但如果所测物标较近，由于光线到达六分仪的
两镜是不平行的，其间存在一个夹角y，称为
六分仪视差角y。当物标无穷远时，视差为零， 物标越近，视差越大。
第二节 求天体真高度
天体观测高度ho=hs+（i+s） 一、影响观测高度的因素
1．蒙气差 (refraction)
天体视方向与天体
真方向的夹角称为 蒙气差或折光差。
B' Z B
ρ
ht´=h´-ρ
蒙气差订正值恒为
A h' h' t H
“－”。
经验公式为：
平均蒙气差经验公式为： ρ0＝1.00145 ctg h－0.00111 ctg3 h 天体越高，蒙气差越小。
第三篇 天文航海
四川交通职业技术学院 航运工程系
第五章 求天体真高度
由天文航海定位原理已知，利用天体来测定船位，
必须得到天文船位圆的半径，也就是天体的真顶距，
航海上常通过天体高度来得到这项船位圆要素。
六分仪就是用来观测天体高度的测角仪器。掌握观
测天体高度的方法和改正观测高度求真高度就是本
章要解决的问题。
(3) 指标差i(index error) 定义：刻度弧上的0°与动、定两镜平 行时的六分仪读数m之差称为指标差i 。 i＝0°－m 产生原因：当动镜和定镜平行时，指标 臂不指0。
① 利用水天线测定指标差
指标臂放在0°，直射和反射水天线上下 错开，则存在指标差i。
转动鼓轮，使直射
和反射水天线严密
p h ⊙ ＝ h ⊙ ＋（i+s）－d－ρ ＋0 t s h cos t
＋SD
p0 h ⊙ ＋（i+s）＋（－d）＋（－ρ ＋ ＝ s
h cos t
＋SD ）
h ⊙ ＋（i+s）＋《眼高差表》＋《太阳下边改正表》 ＝ s
h ⊙ ＋（i+s）＋d＋c ＝ s
(1) 眼高差表d：以测者眼高e(m或ft)查取 眼高差。 (2) 太阳改正表c：查表引数为观测日期段和 太阳下边或上边观测高度，分别查取太阳下
弧、鼓轮和游标的分划刻度不准所致。
这三项系统误差统称为六分仪器差S，出 厂前已测定好， 可以从六分仪箱盖内的六分仪鉴定书中， 以测角为引数查取，供观测高度后的修
正。
2．可校正误差 (1) 垂直差又称动镜差(perpendicularity) 产生原因：动镜镜面不垂直于刻度弧平 面。 检查与校正：将指标臂移至35°左右， 左手平握六分仪，刻度弧朝外。
天一值的太阳视半径，可根据日期查取。
二、天体观测高度的改正
1．天体高度逐项改正 h＝hs＋（i+s）－d－ρ＋p±SD 2．求太阳真高度
h
⊙ t
⊙ ＝ h s ＋（i+s）－d－ρ
＋p＋SD
h ＝ h s ＋（i+s）－d－ρ ＋p－SD
⊙ t

在英版《航海天文历》首页左边的观测高度修正 表，是将几项组合起来，编成太阳高度改正表。
i = 0°-m
用太阳测定指标差可以检查观测的质量。
太阳观测视半径为：
m 2 m1 R 4

m1 m0 m2
|太阳当天视半径R－太阳观测视半径R|≤0´.2
上切读数m1
下切读数m2
|R-R | ≤0’.2
i=o°-m
例4－5－1：1986年3月21日，用太阳测指标 差，测得上切读数m1=－34.0, 下切读数 m2=30.5；由《航海天文历》查得当天的太阳 视半径为16.1，求指标差i，并检查指标差的 观测质量。
边或太阳上边的高度改正，查表时需作简单
内插。
例4－5－2 1996年4月26日，测得太阳下边六分仪 高度读数3205.4，指标差和器差为－1.2，测者眼 高e 为8m，求太阳真高度。
hs 3205.4 i+s - 1.2 d - 5.0 __________________ h 3159.2 c + 14.5 __________________ ht 3213.7
hs 1726.4 i+s - 1.8 d - 8.1 ____________________ h 1716.5 c - 3.1 ____________________ ht 1713.4
(2)求金星、火星真高度
ht♁♂＝ hs♁♂ ＋（i+s）-d-ρ＋pcosh ＝ hs♁♂ ＋（i+s）＋（-d）＋（-ρ）＋（p0cosh） ＝ hs♁♂ ＋（i+s）＋《眼高差表》＋《星体高度改正表》 ＋《行星补充改正表》 ＝ hs♁♂ ＋（i+s）＋d＋c＋c
用它来代替实际观测时的眼高差将会产生一定的
误差，该误差属未定系统误差。
实际眼高差与表列眼高差不一致，是引起天文船
位线和天文船位系统误差的主要原因之一。
3．视差(parallax)
天体地心真高度与地 面真高度之差称为天 体视差p。 ht = ht´+p
R D sin p sin(90 h 't )
眼高差表：共用。
星体高度改正c：共用。
行星高度补充改正c :查表引数是观测 日期和天体名称 。
例4-5-5 1996年1月2日，测得金星高度六分仪读数2518.8， 指标差和器差为-0.8，测者眼高e 为14m，求金星真高度。
h s♀ 2518.8 i+s - 0.8 d - 6.6 ____________________ h 2511.4 c - 2.1 c 0.1 ____________________ ht♀ 2509.4
相接成一直线，此 时六分仪读数为m， 则 i＝0－m 。
② 利用星体测定指标差
观测星体高度时，可利用星体测定指标 差。所选用的星体不宜太亮，这样能重 合得准。
③ 利用太阳测定指标差
指标臂放在0°，选好滤光片对准太阳，
上切一次，其读数为m1 ，
下切一次，其读数为m2，
m1 m 2 m 2
3．求星体真高度
(1) 求恒星、土星和木星真高度 ht﹡＝hs﹡＋（i+s）－d－ρ ＝hs﹡＋（i+s）＋（－d）＋（－ρ ） ＝hs﹡＋（i+s）＋《眼高差表》＋《星体高度改正表》 ＝hs﹡＋（i+s）＋d＋c 眼高差表：共用。 星体高度改正c：平均蒙气差表，查表引数观测高度。
例4-5-3 1996年7月6日，测得织女一高度读数1726.4，指标 差和器差为-1.8，测者眼高e 为21m，求织女一真高度。
第一节 航海六分仪
一、航海六分仪及其测角原理 1．六分仪的结构 六分仪(sextant)的构件和名称
2．测角原理 六分仪的测角原理基于平面镜反射定理 即：光线的入射角等于反射角 光线连续经过两个平面镜反射，光线入 射方向与最后反射出方向的夹角，等于 两镜夹角的二倍。
1= 2
S
3= 4
1．永久性误差
永久性误差是由于制造工艺的缺陷而引 起的系统误差。 (1) 偏心差(centering error)：指标臂的 转轴中心与刻度弧的中心不重合所引起
的误差。
(2) 棱性差(optical error)：动镜、定镜及 滤光片前后镜表面互相不平行，各镜表
面不平而引起的偏差。
(3) 刻度差(worm and rack error)：刻度
从0°向右到5°一小段弧长叫余弧，读数为负
（－）。 六分仪测角读数分别可由刻度弧、鼓轮和游标三 个部分相加读出。
h＝51°21´. 6
(2) 余弧仪测角读数 ））
余弧读数= -(整度数＋（60-从鼓轮和游标上读取的分和分的小数）)
= -(1°+(60 －45.8))=-1°14.2
二、航海六分仪的检查和校正
动镜
A
HBA=3+4= 23
H
定镜 O
望远镜 水天线
B
透明镜 反射镜
OAB=22
刻度弧
h= HBA- OAB= 23- 22=2(3- 2) =2
天体高度是动定两镜平面夹角的二倍。
3．六分仪测角读数的读取法
在六分仪的刻度弧上，从0°向左到140°一段弧 长叫主弧，读数为正（＋）；