天文航海PPT
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第三章 天文航海
2)视太阳时 周日视运动中,太阳中心向西离开某地子 圈的时间间隔称为视太阳时,简称为视时 (local apparent time,LAT)。太阳离开子圈 15°,时间为1视太阳小时;离开180°时, 时间为12视太阳小时;当太阳又回到子圈 时,视太阳旋转360°,时间为24视太阳小 时。太阳上中天时,LAT=12h,下中天时, LAT=00h。 时间与角度的换算关系为: 24视太阳小时 = 360° 1视太阳小时 = 15° 1°= 4视太阳分钟 1视太阳分钟 = 15'
地球除自转外,还绕太阳公转,而且太阳在黄 道上移动的速度是不均匀的,同时由于黄赤交角 的存在,太阳赤经日变化量DRA⊙也不相等,变 化最快时达66'.6,变化最慢时只有53'.8。如 图3-2-1a)所示,对某一测者Z来说,3月21日太阳 ⊙位于春分点γ处,在某一瞬间,太阳⊙、春分点 γ同时下中天,然后一起随天球向西作周日视运动。 一天后,当春分点旋转360°再次下中天时,太 阳⊙还没有下中天,如图3-2-1b)所示。这是因为 太阳在作周日视运动的同时,又沿黄道作周年视 运动,向东移动了一段弧距,其赤经相应变化了 DRA⊙,所以太阳⊙要连续两次下中天,则天球 还要向西旋转DRA⊙,如图3-2-1c)所示。
转的基础上,与昼夜之间保持着稳定的关 系。因此,如果将原子时直接应用于日常 的生活和工作,就会产生一些问题,为兼 顾在实际应用中既需要有稳定的频率和均 匀的时间,又需要世界时(UT1)的时刻, 于是人们在原子时与世界时这间进行协调, 得出另一种称为协调世界时的时间计量系 统。 协调世界时(universal time coordinated, UTC)是以原子时秒作为计量时间的单位, 在时刻上要求与世界时(UTl)保持在±0S.9 之内。协调世界时实际上是受世界时(UTl) 制约的原子时。
《航海学—天文、地文、仪器》教学课件—11船舶导航雷达
➢ 平均功率是指在脉冲重复周期内 输出功率的平均值,因此,数值 很小。
雷达基本组成及各部分作用
天线:
➢ 雷达天线是一种方向性很 强的天线。它把发射机经 波导馈线送来的发射脉冲 的能量聚成细束朝一个方 向发射出去,同时,也只 接收从该方向的物标反射 的回波,并再经波导馈线 送入接收机。
雷达基本组成及各部分作用
接收机:
➢ 由于从天线送来的超高频 回波信号十分微弱,因此, 必须将回波信号放大近百 万倍才行。雷达中的接收 机均采用超外差式接收机, 它把回波信号先进行变 频——变成中频回波信号, 然后再放大、检波、再放 大,变成显示器可显示的 视频回波信号。
测距原理
显示器:
➢ 船用雷达的显示器是一种平面位置显示器。 ➢ 传统的显示器在触发脉冲的控制下产生一个锯齿电
流,在屏上形成一条径向亮线(即距离扫描线), 用来计时、计算物标回波的距离,同时,这条扫描 线由方位扫描系统带动随天线同步旋转。 ➢ 现代的显示器直接把信号数字化成VGA格式信号, 以便外接通用显示器。显示器配有测量物标方位、 距离的装置,以测量物标的方位和距离。
触发脉冲产生器
触发脉冲产生器作用:
➢ 每隔一定时间产生一个触发脉冲,分别送到发射机、 接收机和显示器,使它们同步工作。
脉冲重复频率和周期:
➢ 每秒钟内脉冲重复出现的次数,称为脉冲重复频率。 ➢ 相邻两个脉冲间的时间间隔称为脉冲重复周期。 ➢ 触发脉冲的重复周期应与显示器的测距范围(量程)
相对应。 ➢ 远量程对应的脉冲重复周期长,近量程对应的脉冲
雷达基本组成及各部分作用
雷达基本组成及各部分作用
触发电路:
➢ 其任务是每隔一定时间 (例如1000μs)产生一 个作用时间很短的尖脉冲 (触发脉冲),分别送到 发射机、接收机和显示器, 使它们同步工作。
雷达基本组成及各部分作用
天线:
➢ 雷达天线是一种方向性很 强的天线。它把发射机经 波导馈线送来的发射脉冲 的能量聚成细束朝一个方 向发射出去,同时,也只 接收从该方向的物标反射 的回波,并再经波导馈线 送入接收机。
雷达基本组成及各部分作用
接收机:
➢ 由于从天线送来的超高频 回波信号十分微弱,因此, 必须将回波信号放大近百 万倍才行。雷达中的接收 机均采用超外差式接收机, 它把回波信号先进行变 频——变成中频回波信号, 然后再放大、检波、再放 大,变成显示器可显示的 视频回波信号。
测距原理
显示器:
➢ 船用雷达的显示器是一种平面位置显示器。 ➢ 传统的显示器在触发脉冲的控制下产生一个锯齿电
流,在屏上形成一条径向亮线(即距离扫描线), 用来计时、计算物标回波的距离,同时,这条扫描 线由方位扫描系统带动随天线同步旋转。 ➢ 现代的显示器直接把信号数字化成VGA格式信号, 以便外接通用显示器。显示器配有测量物标方位、 距离的装置,以测量物标的方位和距离。
触发脉冲产生器
触发脉冲产生器作用:
➢ 每隔一定时间产生一个触发脉冲,分别送到发射机、 接收机和显示器,使它们同步工作。
脉冲重复频率和周期:
➢ 每秒钟内脉冲重复出现的次数,称为脉冲重复频率。 ➢ 相邻两个脉冲间的时间间隔称为脉冲重复周期。 ➢ 触发脉冲的重复周期应与显示器的测距范围(量程)
相对应。 ➢ 远量程对应的脉冲重复周期长,近量程对应的脉冲
雷达基本组成及各部分作用
雷达基本组成及各部分作用
触发电路:
➢ 其任务是每隔一定时间 (例如1000μs)产生一 个作用时间很短的尖脉冲 (触发脉冲),分别送到 发射机、接收机和显示器, 使它们同步工作。
《航海学》船舶定位课件2_5天文定位
➢ C.T. = C.T1. + C.E.-WT
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end
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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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end
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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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end
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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
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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
时间——航海天文历(中版)PPT课件
职业教育航海技术专业教学资源库
项目五 天文基础
任务五
航海天文历
职业项教目育五航:海天技文术基专础业教学资源库
航海天文历
船舶定位与导航
船舶定位与导航
㈡中版《航海天文历》
1、历书 天体位置表
项目五
天文基础
左页:世界时整小时太阳、四颗恒星的GHA和Dec
右页:世界时整小时春分点GHA、月亮GHA和Dec,晨光始昏影终时间刻、日月出没时 刻,还有中天时刻、时差、地平视差等。
时角基本变量:太阳和行星 1459′.0(和英版不同) 月 亮 1419′.0 春 分 点 1502′.46
时角超差 :中版恒为“+”,表中不标注符号 太阳和行星每天一个值,月亮按整小时给,春分点无
赤纬差数Δ:有正负,且标注符号。太阳和行星每天一个值,
月亮按整小时给任务五
航海天文历
ห้องสมุดไป่ตู้
3、查表方法
基本和英版一致
恒星视位置表
北极星高度求纬度表、北极星方位角表、四星纪要等
2、附表
任务五
航海天文历
可长期使用,包括时角赤纬内差表、星图、时区图高度改正表和无线电时号表等
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航海天文历
左页
项目五
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船舶定位与导航
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船舶定位与导航
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项目五 天文基础
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船舶定位与导航
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㈡中版《航海天文历》
1、历书 天体位置表
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左页:世界时整小时太阳、四颗恒星的GHA和Dec
右页:世界时整小时春分点GHA、月亮GHA和Dec,晨光始昏影终时间刻、日月出没时 刻,还有中天时刻、时差、地平视差等。
时角基本变量:太阳和行星 1459′.0(和英版不同) 月 亮 1419′.0 春 分 点 1502′.46
时角超差 :中版恒为“+”,表中不标注符号 太阳和行星每天一个值,月亮按整小时给,春分点无
赤纬差数Δ:有正负,且标注符号。太阳和行星每天一个值,
月亮按整小时给任务五
航海天文历
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3、查表方法
基本和英版一致
恒星视位置表
北极星高度求纬度表、北极星方位角表、四星纪要等
2、附表
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可长期使用,包括时角赤纬内差表、星图、时区图高度改正表和无线电时号表等
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《航海学—天文、地文、仪器》教学课件—06航路资料
❖ 海水无摩擦力和惯性力,外力使海水在 任何时候都处于平衡状态。
(END)
潮汐调和分析简介
2.实际潮汐情况 ❖ 高潮不一定发生在中天时,而是滞后
一定时间(高潮间隙); ❖ 大潮不一定发生在朔、望日,而是滞
后1~3天(潮龄); ❖ 各地潮差不等,甚至相差非常悬殊。
相距很近的两个地区可能发生不同性 质的潮汐。
方向:背离月心。
4
地面各点:
大小相等(f1) 方向相同(背离月球) (END)
月球引潮力和月潮椭圆体
3.月球引潮力
月球引潮力=月球引力+惯性离心力
4.月潮椭圆体
在引潮力的作用下,等深度海水形成了月潮椭圆体(END)
月球引潮力和月潮椭圆体
5.月潮椭圆体特点:
➢ 椭圆体长轴在月、地中心连线上;
➢ 椭圆面所在区域为高潮区;
潮流(Tidal Stream)
➢ 往复流(Alternating Current) ➢ 回转流(Rotary Current) (
高潮(HW)
低潮 (LW)
第一节 潮汐的基本成因和潮汐术语
潮汐的基本成因
1.潮汐产生的动力
天体引潮力天 惯体 性引 离力 心力 (月球*、太阳)
2.平衡潮理论的两个假设
min
max min max
❖潮 差
(E
潮汐的视差不等
产生原因:
地球与月球距离变化{远 近地 地点 点: :约 约5673个 .7个地地球球半半径径
周期:一个恒星月(约27.3天)
地球与太阳距离的变化{远 近日 日点 点: :141.57.12110810km8km
周期:一个回归年(约365.24日)
Pn
A3
(END)
(END)
潮汐调和分析简介
2.实际潮汐情况 ❖ 高潮不一定发生在中天时,而是滞后
一定时间(高潮间隙); ❖ 大潮不一定发生在朔、望日,而是滞
后1~3天(潮龄); ❖ 各地潮差不等,甚至相差非常悬殊。
相距很近的两个地区可能发生不同性 质的潮汐。
方向:背离月心。
4
地面各点:
大小相等(f1) 方向相同(背离月球) (END)
月球引潮力和月潮椭圆体
3.月球引潮力
月球引潮力=月球引力+惯性离心力
4.月潮椭圆体
在引潮力的作用下,等深度海水形成了月潮椭圆体(END)
月球引潮力和月潮椭圆体
5.月潮椭圆体特点:
➢ 椭圆体长轴在月、地中心连线上;
➢ 椭圆面所在区域为高潮区;
潮流(Tidal Stream)
➢ 往复流(Alternating Current) ➢ 回转流(Rotary Current) (
高潮(HW)
低潮 (LW)
第一节 潮汐的基本成因和潮汐术语
潮汐的基本成因
1.潮汐产生的动力
天体引潮力天 惯体 性引 离力 心力 (月球*、太阳)
2.平衡潮理论的两个假设
min
max min max
❖潮 差
(E
潮汐的视差不等
产生原因:
地球与月球距离变化{远 近地 地点 点: :约 约5673个 .7个地地球球半半径径
周期:一个恒星月(约27.3天)
地球与太阳距离的变化{远 近日 日点 点: :141.57.12110810km8km
周期:一个回归年(约365.24日)
Pn
A3
(END)
第一章 天文导航概述全套PPT
ht=ht’+p
天文船位圆:
圆心:天体地理位置PG 半径:90o-ht
同时观测两个天体就可以得到两个天文船位圆,两个天文船位 圆交于两点,靠近推算船位的一点即天文观测船位。
Ⅰ
+C
Ⅰ
Hale Waihona Puke PG1PG2第二节 天文航海主要内容
天文航海主要包括两部分内容: 第一部分:观测天体定位 第二部分:观测天体求罗经差
天文航海
第一章 概论
天文航海(Celestial Navigation)是研究 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。
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 天文航海奠定了理论基础,并在航海实践中 得到了广泛的应用。
同时观测两个天体就可以得到两个天文船位圆,两个天文船位圆交于两点,靠近推算船位的一点即天文观测船位。 第二节 天文航海主要内容
半径:天体真顶距 Z=90-h Hilaire)提出的高度差法又称截距法为天文航海奠定了理论基础,并在航海实践中得到了广泛的应用。
t
p
地面真地平 地心真地平
A ht’ ht 90o-ht PG ht
第一部分:观测天体定位 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 天文航海(Celestial Navigation)是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, 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天文航海奠定了理论基础,并在航海实践中得到了广泛的应用。
天文船位圆: 同时阐述了与船舶安全、经济运行密切相关的时间系统。
2.6第六章 天文船位线ppt
计算高度 hc=arcsin(sinφ sin Dec+ cos φ cos Dec cos LHA) 计算方位 Ac=arcctg( cos φ tg Dec csc LHA- sin φctg LHA)
注:
英版航海天文历:太阳没有时角超差;金星时角超
差有“±”,其它行星时角超差均为“+”。
六分仪高度 hS 指标差和器差 i+s 眼高差 d 总改正 c __________________________ 真高度 ht 计算高度 hC ___________________________ 高度差 Dh
整小时春分点格林时角 GHA’ 共轭赤经 SHA 赤纬 Dec 分、秒春分点时角变量 m.s —————————————————————————— 格林时角 GHA 推算经度 C 推算纬度 C —————————————————————————— 地方时角 LHA
整小时格林时角 GHA 时角超差ひ 整小时赤纬 Dec 赤纬差数d 分、秒时间变量 m.s ひ改 正 ひ d改正 d —————————————————————————————— 格林时角 GHA 赤 纬 Dec 推算经度 C 推算纬度 C —————————————————————————————— 地方时角 LHA
ZT 1850 24/3 ZD - 8 _______________________________
GMT
1050
24/3
CT 10-49-30 WT - 30 CE + 25 ___________________________ GMT 10-49-25 24/3
天文航海PPT介绍.ppt
哪
此
诵
倾
2、 缺点: 档
(1) 受自然条件限制,不能全天候导航;
货
踌
图
(2) 必须人工观测,计算烦琐; 摊
天文航海发展趋势 梢
1、新的航海仪器的发明使夜间天文观测成为可能,
窗
障
唉
如射电六分仪、夜视六分仪等;
考
琵
2、计算机科学与天文学逐步结合; 津
第一节 天文定位基本概念 捐
一、定位实质
无论采用什么定位方法,都可以归结为求两条以上船位线交点
阳
辕
翱
时圈的球面角 讨
度量:
坛
圆周法:由格林午圈开始沿天赤道向西度量到天
尽
由
绞
黑
体时圈,由0˚~360˚计算,无需命名。
格林时角与地方时角的转换 芦
彻
起算点:格林时角为格林午圈;地方时角为测
膳
焕
撒
者午圈;两者相差一个经度。
屑
1.4 坐标变化情况 葬
赤纬与测者无关;时角与测者有关。
差
庇
惫
好
昆
的问题。
二、天文观测实质 酱
在某一时刻,利用六分仪(专用侧角仪器)观测某一天体的高
趣
噬
侗
可
铁
度(天体与水天线间的垂直夹角),经过一系列的计算,可以
裙
剁
岂
求得一条船位线。如果同时观测了两个天体,则可求得两条船
惧
例
稻
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
跌
位线,该两条船位线的交点就是天文观测船位。根据所观测天
警
裙
掉
与
体高度和观测准确时间求天文船位的问题是天文航海要解决的
《航海学—天文、地文、仪器》教学课件—07航线与航行方法
(二)大洋航线的选择
(5)气候航线 气候航线是在最短航程航线的基础上,考虑了航行季节的气 候条件和可能遭遇到的其他因素而设计的航线,如航路设计 图和《世界大洋航路》中推荐的航线。 (6)气象航线 气象航线是气象定线公司在气候航线的基础上,再根据中、 短期天气预报,考虑气象条件和船舶本身条件后,向航行船舶 推荐的航线。
(三)选择大洋航线应者虑的因素
(2)海浪 船舶受波浪影响后,产生横摇和颠簸,船速降低,船体遭受很 大的冲击力,使所载货 物可能发生移动,稳性受到影响。波浪还使船首经常没入波 间、船尾时常被抬出水面,产生打空车的现象。同时船首常 常被风浪压向下风偏离航向,不得不经常用较大舵角来保持 航向。较大风浪使船舶安全受到威胁、船员生活受到影响。 因此,在选择航线时,应尽可能地避免穿越大风浪区。 (3)流冰和冰山 鄂霍次克海、北海道南岸局部地区有流冰。冰山多见于大 西洋纽芬兰附近,常出没于欧美航线附近,非常危险,所谓的大洋航行也就是引导船舶跨越大洋的长距离航行。 (—)大洋航行条件的特点 (1)离岸远,航行时间长,气象、海况变化大,一旦遇到灾害性 天气较难避离; (2)受洋流、海浪及海冰影响较大; (3)通常,驾驶员对多变的大洋海区的了解程度不够,往往只 能依赖航海图书资料的介绍与气象预报; (4)水深大,障碍物少,海域广阔,避让条件好,航线有较大的选 择余地。 基于上述的特点,大洋中航行,在保证安全的同时,做到节省 航行时间,对于降低运输成本和减少航行风险具有重要的实 际意义。
大圆航线凸向近极
(三)选择大洋航线应者虑的因素
拟订大洋航线的原则是安全经济,在拟订大洋航线时,主要应 考虑以下几个因素: 1.气象条件 主要应考虑本航次中遭遇大风和灾害性天气的可能性。为 此,驾驶人员对大气环流的一般规律,应当有所了解: (1)世界风带 所谓的世界风带也就是由于受大气环流的影响而形成的行 星风带,由此造成的一般大洋的风是比较有规律的,但随季节 和海区也稍有变化,详见《航海气象与海洋学》。
#《航海学》船舶定位课件2_5天文定位
4)天文钟的质量:日差小而稳定,良好;反之,质量就差。 若日差很不稳定,则该天文钟不宜使用。
end
3 .求测天时的钟差
测天时钟差 = 最近测定钟差 + 日差× 对钟至测天时的天数 例:1995年5月3日世界时03-00-00(东8区Z.T.1100)对时
测定2458号天文钟钟差+1m28s,日差+4s。5月4日东8区 Z.T.0430测太阳高度,求测太阳时刻的天文钟钟差。 解:
调世界时),与UT1相差<0.9秒。
end
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
primary-secondary clocks system),又称母子钟,只 要通过调整驾驶台的母钟,则船上所有的子钟将作同步调 整。
测天时的准确天文钟时C.T.为:
C.T.= CT1 + C.E.+WT
前一种方法是商船上常用的方法
end
2.求测天世界时
例:1995年6月5日Z.T.0445(-8)进行星体高度观测。测天
时的天文钟钟时C.T1.08-48-17,测天时钟差C.E.-03 m12s,求 测天世界时TG。
测天世界时 TG 20-45-05 4/VI
利用GPS导航仪求测天世界时
方法与上述的利用天文钟的方法相同。测天世界时的求法也相 同,所不同的是这里不存在“钟差”改正问题 。
end
3. 《航海天文历》
《航海天文历》(Nautical almanac)——主要内容 1)航用天体的位置——左页是太阳、金星、火星、木星和土
必修2-6.5宇宙航行PPT课件
圆周运动,求v、ω、T、an
一、牛顿的设想
1、牛顿对人造卫星原理的描绘:
牛顿就曾设想, 从高山上用不同 的水平速度抛出物体,速度一次 比一次大,则落点一次比一次远, 如不计空气的阻力,当速度足够 大时, 物体就永远不会落到地面 上来,而围绕地球旋转,成为一颗 人造地球卫星了。
一、牛顿的设想
2、人造卫星绕地球运行的动力学原因:
卫星轨道的是哪几条?
c
卫星作圆周运动的向
b
心力必须指向地心
a
(2)这三条轨道中哪一条轨道中的卫星可能 和地球自转同步?
北
西
赤道平面
F2 F1
F3 东
南
3、人造卫星的运行规律
设地球质量为M,卫星质量为m,卫星的绕行速度v 、角速
度ω 、周期T与轨道半径 r 的关系
v
Mm G r2
m v2 r
v GM
✓ 环绕速度:是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速 圆周运动的线速度.当卫星“贴着”地面运行时,运 行速度等于第一宇宙速度。
卫星的实际环绕速度一定小于等于发射速度.
思考:以多大的速度抛出这个①物体,R它越才大会,绕v地越球小表面运 动 M=,5不.89会×落10下24k来g,?地(球已半知径GR==6②.6647③0×0最第1k0m大-一1)1N的宇m环2宙/k绕g速2 速,度地度。球,质量
离,ω为行星公转的角速度 2.若已知行星与太阳之间的距离r,行星公转线速度v,求太阳质量: 3.若已知行星公转的线速度v和运行周期T,求太阳质量: 4.若已知地球半径R和地球表面的重力加速度g,求地球质量: 1. 利用天体的卫星求天体的密度,天体半径为R; 2. 利用天体表面的重力加速度来求天体的密度; ➢ 设质量为m的天体绕另一个质量为M的中心天体做半径为r的匀速
一、牛顿的设想
1、牛顿对人造卫星原理的描绘:
牛顿就曾设想, 从高山上用不同 的水平速度抛出物体,速度一次 比一次大,则落点一次比一次远, 如不计空气的阻力,当速度足够 大时, 物体就永远不会落到地面 上来,而围绕地球旋转,成为一颗 人造地球卫星了。
一、牛顿的设想
2、人造卫星绕地球运行的动力学原因:
卫星轨道的是哪几条?
c
卫星作圆周运动的向
b
心力必须指向地心
a
(2)这三条轨道中哪一条轨道中的卫星可能 和地球自转同步?
北
西
赤道平面
F2 F1
F3 东
南
3、人造卫星的运行规律
设地球质量为M,卫星质量为m,卫星的绕行速度v 、角速
度ω 、周期T与轨道半径 r 的关系
v
Mm G r2
m v2 r
v GM
✓ 环绕速度:是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速 圆周运动的线速度.当卫星“贴着”地面运行时,运 行速度等于第一宇宙速度。
卫星的实际环绕速度一定小于等于发射速度.
思考:以多大的速度抛出这个①物体,R它越才大会,绕v地越球小表面运 动 M=,5不.89会×落10下24k来g,?地(球已半知径GR==6②.6647③0×0最第1k0m大-一1)1N的宇m环2宙/k绕g速2 速,度地度。球,质量
离,ω为行星公转的角速度 2.若已知行星与太阳之间的距离r,行星公转线速度v,求太阳质量: 3.若已知行星公转的线速度v和运行周期T,求太阳质量: 4.若已知地球半径R和地球表面的重力加速度g,求地球质量: 1. 利用天体的卫星求天体的密度,天体半径为R; 2. 利用天体表面的重力加速度来求天体的密度; ➢ 设质量为m的天体绕另一个质量为M的中心天体做半径为r的匀速
航海学Ⅱ天文航海3-时间共81页PPT资料
第四章 时间
• 第一节 时间系统概述
• 人们通过科学实践,相继选用了各种周期 性变化过程作为时间的测量标准,即时间 的计量单位。然而,无论采用什么计量单 位,均应同时满足两个要求:第一,周期 运动的稳定性(均匀性);第二,周期运动 的复现性(重复性)。这就是说,只能用一 种均匀的、具有连续重复周期的现象作为 时间的计量单位。历史上,时间计量单位 的发展反映了不断满足上述要求的过程。 迄今为止时间计量标准基本可分为三类:
• 历书时是一种由力学定律确定的均匀的 时间系统。但是,由于观测误差较大, 难于得到高精度的历书时,因而历书时 只作为天文学的基本常数。
• 第二节 恒星时
• 恒星时(sidereal time)是建立在地球自转 运动基础上的时间系统,以春分点为参 考点,以其周日视运动的周期作为时间 的计量单位。
• 以平太阳为参考点得到:平时(mean time)或世界时(universal time,UT, GMT)。
• 在相当长的一段时间内,人们把世界时 作为均匀的时间来使用,即认为地球自 转的速率是均匀的。随着观测资料年复 一年的积累和精密时钟的出现,人们才 从实测中证实地球自转的速率是不均匀 的,并具有相当复杂的表现形式,其中 包含周期性变化、长周期性变化、短周 期性变化和不规则变化等等各种因素, 从而导致以地球的自转周期作为时间的 计量单位也是不均匀的。
• 一、恒星日
• 在周日视运动中,春分点了连续两次 经过某地午圈所经历的时间间隔称为恒 星日(sidereal day),即:
• l恒星日=天球旋转(360º)所经历的时间 间隔。
• l恒星日可分为: • l恒星日=24恒星小时(24h); • l恒星小时=60恒星分钟(60m); • 1恒星分钟=60恒星秒钟(60s)。
• 第一节 时间系统概述
• 人们通过科学实践,相继选用了各种周期 性变化过程作为时间的测量标准,即时间 的计量单位。然而,无论采用什么计量单 位,均应同时满足两个要求:第一,周期 运动的稳定性(均匀性);第二,周期运动 的复现性(重复性)。这就是说,只能用一 种均匀的、具有连续重复周期的现象作为 时间的计量单位。历史上,时间计量单位 的发展反映了不断满足上述要求的过程。 迄今为止时间计量标准基本可分为三类:
• 历书时是一种由力学定律确定的均匀的 时间系统。但是,由于观测误差较大, 难于得到高精度的历书时,因而历书时 只作为天文学的基本常数。
• 第二节 恒星时
• 恒星时(sidereal time)是建立在地球自转 运动基础上的时间系统,以春分点为参 考点,以其周日视运动的周期作为时间 的计量单位。
• 以平太阳为参考点得到:平时(mean time)或世界时(universal time,UT, GMT)。
• 在相当长的一段时间内,人们把世界时 作为均匀的时间来使用,即认为地球自 转的速率是均匀的。随着观测资料年复 一年的积累和精密时钟的出现,人们才 从实测中证实地球自转的速率是不均匀 的,并具有相当复杂的表现形式,其中 包含周期性变化、长周期性变化、短周 期性变化和不规则变化等等各种因素, 从而导致以地球的自转周期作为时间的 计量单位也是不均匀的。
• 一、恒星日
• 在周日视运动中,春分点了连续两次 经过某地午圈所经历的时间间隔称为恒 星日(sidereal day),即:
• l恒星日=天球旋转(360º)所经历的时间 间隔。
• l恒星日可分为: • l恒星日=24恒星小时(24h); • l恒星小时=60恒星分钟(60m); • 1恒星分钟=60恒星秒钟(60s)。
《航海学—天文、地文、仪器》教学课件—03航迹推算
04
有风流航迹绘算
海图作业内容及步骤
TC ①
CGα B ③ ②
CG C
⑤ ④1200 104’.0
(6)进行正确的海图标注。
SL
α
A
β
γ
1000
80’.0 CG 255°GC280°(ΔG+1°-11°β-
04
有风流航迹绘算
例:某船:1000时位于A点,计程仪读数12′.0,陀罗航向060°,陀罗差+1°,测得北风 4级,风压差取5°,水流流向000°流速3Kn,1100时计程仪读数为24′.0,计程仪改正 率ΔL+2%,作图求1100船位及推算航迹向。
线,可量取航迹向CG ; (6)按规定标注航线。
04
有风流航迹绘算
3.已知计划航迹向CA,
计程仪航程SL或计程
仪航速VL和风流资料,
求真航向TC和推算船
CA
位EP。 (先流后风)
①
A
海图作业内容及步骤
(1)从推算起点A画出计划航迹向CA ;
04
有风流航迹绘算
CA
海图作业内容及步骤
①
(2)从推算起点A画水流矢量AB ;
目录
CATALOG
0 1
第一节 航迹绘算
0 2
第二节 风流压差的测定
0 3
第三节 航迹计算
航迹 推算
第一部分
第一节 航迹绘算
教学内容
航迹绘算
1
航迹绘算简介
2 风流对船舶航行的影响
3 无风流航迹绘算 4 有风流航迹绘算
教学目标
1
理解航迹绘算主要解决的两个问题及有关概念
理解风与风压差、流与流压差、风流和压差对船舶航
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格林时角与地方时角的转换
起算点:格林时角为格林午圈;地方时角为测者 午圈;两者相差一个经度。
1.4 坐标变化情况
赤纬与测者无关;时角与测者有关。
对于行星,赤纬与时角随天体的移动而发生变化。
1.5 第一赤道坐标系的不足
时角时刻在变化,该坐标系得到的只能是瞬时的 天体位置。
2、第二赤道坐标系
◆基准圆:天赤道、
从图中可以清楚的 看出:
即仰极高度等于测者纬度。
天体方位(Azimuth, A) 定义:测者子午圈和天体方位圈在真地平上所夹的一段 弧距。 度量: 圆周法:从N点起算,按顺时针方向沿真地平量到天 体方位圈,由0˚~360˚计算。 半圆周法:北纬测者从N点起算,沿真地平向东或向 西量到天体方位圈,由0˚~180˚计算。南纬测者从S点起算, 沿真地平向东或向西量到天体方位圈,由0˚~180˚计算。
二、天球上的基本点、线、圈
1、与地球有关的基本点、 线、圈
2、与天体有关的基本点、 线、圈
3、 与测者有关的基本点、 线、圈
4、 基本概念
(1) 仰极: ① 与测者纬度同名的天极; ② 真地平以上的天极; (2) 俯极: ① 与测者纬度异名的天极; ② 真地平以下的天极; (3)天体时圈:过两天极和天体中心的半个大 圆; (4)天体赤纬圈:过天体且平行于天赤道的小 圆,因是天体运行轨迹,故又称为天体周日平行 圈,与地球纬度圈对应。
2、绘制天赤道平面图
3、绘制测者地平面图
第三节 航用天体
一、天体简介
1、太阳系(Solar system) 1.1 太阳(Sun):直径139万公里、离地球1.5亿公里, 太阳系的中心; 1.2 行星(Planets):沿椭圆轨道绕太阳(或恒星)运动 的天体叫行星;九大行星:按距离太阳由近及远的顺序 排列依次为:水、金、地、火、木、土、天王、海王、 冥王星;水星看不到,离太阳太近。天王、海王、冥王 星看不到,离我们太远。 四大航用行星:金、火、木、土。
第一节 天体周日视运动
2.3 天体周日视运动的现象 基本现象:出没、中天、高度和方位的变相等现象; 天体的出没(rise and set of celestial body) 成因:天体中心通过测者地心真地平(celestial horizon)时称为天体的真出没,天体中心位于东方真 地平时,称为真出(true rise),天体中心位于西方真 地平时,称为真出(true set)
三、天文观测中,通常采用地球第一近似圆球 体。
四、天文观测原理
第二节
天文航海主要内容
一、天文航海主要内容 1、 观测天体定位,即观测天体高度,同时记录观测时 间来确定船舶在海上的位置; ◆ 球面天文学和普通天文学的基本理论和知识; ◆ 研究天文导航的原理、方法、设备和误差; ◆ 时间系统; 2、 观测天体求罗经差,即观测天体的罗方位,同时记 录观测时间来 罗经差; 3、 天文导航计算问题的数学模型和应用程序;
◆定义:测者午圈与天体时圈在天赤道上所夹
的弧距;或定义为在仰极处从测者午圈向西(从 天球外看向天北极,顺时针旋转的方向为西,反 之为东)量到天体时圈的球面角。
◆ 度量:
圆周法:由测者午圈开始沿天赤道向西 度量 到天体时圈,由0˚~360˚计算,无需命名
半圆周法:由测者午圈开始沿 天赤道向西或向东度量到天体
第一节 天体周日视运动
天体出没的条件:
当
时,如果 同名, 则刚好不没;如果
异名,则刚
好不出;
第一节 天体周日视运动
天体的中天 定义:在周日视运动中,当天体中心通过子午圈时, 称为中天。当天体中心通过测者午圈时,称为上中天 (upper meridian passage)。当天体中心通过测者子 圈时,称为下中天(lower meridian passage)。 典型数据:LHA=0º ,当天体的赤纬与测者纬度异名 或 且同名时,天体半圆方位角A=180º ,位置 角X=0º ;当 且同名时,A=0º ,X=180º 。
圆周法与半圆周法方 位的换算:
第二节
坐标变换
一、天文三角形(Astronomical triangle) 1、天文三角形的九要素 三个顶点:天顶、天体和仰极;
三
边:
三
角:
2、注意事项:因为是三角形,故 任一角度的取值范围在0º ~180º 。
二、解算天文三角形
1、求天体计算高度hc 和计算方位Ac的计算 公式 1.1 航海实际:通 常已知测者纬度φ, 天体赤纬Dec,和 天体地方时角LHA;
第一节 天体周日视运动 ◆ 中天高度的计算
上公式 , 同名取正,异名取负。当
不同纬度上天体周日视运动现象
测者位于赤道上(φ=0°) 测者位于两极上(φ=90°N或S) 任意纬度:测者纬度越高,不出没 的天体越多
Hale Waihona Puke 三、天体周日视运动引起天体坐标的变化
3、航用恒星识别
春 夏 秋 东 大熊斗狮子,室女南十字; 天鹅携天琴,天蝎南三角; 仙后骑飞马,南鱼跃波江; 御夫会猎户,大犬卧船底。
4、赤道上可见到全天星体;纬度越高,所见 星体越少。
第三章
天体视运动
由于地球的自转和和绕太阳的公转,以及天体的 运行,使得天体随时间在不停的运动着,人们 在地球上看到天体这种相对运动的现象称为天 体 视 运 动 (apparent motion of celestial body)
天体赤纬(Declination, Dec)
◆ 定义:从天赤道起,沿天体时圈量到天体 中 心的弧距;由0˚~90˚计算,向南天极度量为南, 向北天极度量为北。 ◆ 极距p:是天体赤纬的另一种表示方法,从仰 极起沿天体时圈量至天体中心的弧距,由 0˚~180˚计算 ◆ 两者关系:
天体地方时角(LHA:Local Hour Angle)
时圈,由0˚~180˚计算,需命名。 标注E或W。
相互换算: 经验方法:采用 十字架法。
天体格林时角(GHA:Greenwich Hour Angle)
定义:格林午圈与天体时圈在天赤道上所夹的弧距; 或定义为在仰极处从格林午圈向西(从天球外看向天 北极,顺时针旋转的方向为西,反之为东)量到天体 时圈的球面角 度量: 圆周法:由格林午圈开始沿天赤道向西度量到天 体时圈,由0˚~360˚计算,无需命名。
天文航海发展趋势
1、新的航海仪器的发明使夜间天文观测成为可能, 如射电六分仪、夜视六分仪等; 2、计算机科学与天文学逐步结合;
第一节 天文定位基本概念
一、定位实质
无论采用什么定位方法,都可以归结为求两条以上船位线交点 的问题。
二、天文观测实质
在某一时刻,利用六分仪(专用侧角仪器)观测某一天体的高 度(天体与水天线间的垂直夹角),经过一系列的计算,可以 求得一条船位线。如果同时观测了两个天体,则可求得两条船 位线,该两条船位线的交点就是天文观测船位。根据所观测天 体高度和观测准确时间求天文船位的问题是天文航海要解决的 主要问题之一。
测者子午圈
◆ 辅助圆:天体时圈、
赤纬圈
◆坐标
天体赤纬(Declination, Dec)
天体赤经(RA:Right Ascension)
定义:在仰极处从春分点ץ向东(从天球外看向天 北极,顺时针旋转的方向为西,反之为东)量到天 体时圈的球面角。由0˚~360˚计算。
天体共轭赤经(SHA:Sidereal Hour Angle )
4、天球的划分
(1) (2) (3)
上下半球:测者真地平圈将天球分为 上下两半球。 南北半球:天赤道将天球分为南北两 半球; 东西半球:测者子午圈将天球分为东 西两半球。
三、坐标系的建立
1、 第一赤道坐标系(时角坐标系) ◆ 基准圆:天赤道、测者子午圈
◆ 辅助圆:天体时圈、赤纬圈
1.3 坐标
1.2 球面三角形的余弦公式和四联公式
1.3 使用上述公式注意事项:
◆ 纬度恒为正(无论北纬还是南纬); ◆ 赤纬与纬度同名为正,异名为负; ◆ 时角为半圆时角,取正值(无论西行还是东行);
◆ 方位为半圆方位,第一名称与纬度同名,第二名称
与半圆地方时角同名
三、天球作图
例题7:已知测者纬度φ40ºN,天体赤纬Dec50º N, 天体地方时角LHA80º W,绘图求取天体高度和方位。 解: 1、绘制测者子午圈平 面图
天文航海
武汉理工大学
主要内容
一
二 三 四
第一章 第二章 第三章 第四章
天文航海概述 天球坐标系 天体视运动 时间与天体位置
第一章
1、优点:
天文航海概述
天文航海主要特点
(1)设备简单、可靠
(2)观测天体是自然天体,不受人为控制; (3) 不发射任何声、光和电波,因而具有隐蔽性等优点 2、 缺点: (1) 受自然条件限制,不能全天候导航; (2) 必须人工观测,计算烦琐;
(5)测者子午圈:过测者天顶、天底和两天极 的大圆。① 测者子圈:两天极之间包含测者天 顶的半个大圆;② 测者午圈:两天极之间包含 测者天底的半个大圆; (6)格林子午圈:过格林天顶、天底和两天极 的大圆。 ① 格林子圈:两天极之间包含格林天 顶的半个大圆;② 格林午圈:两天极之间包含 格林天底的半个大圆;
第一节 天体周日视运动
一、定义:天体每日东升西降,以一昼夜为这些后期 运动的现象称为天体周日视运动(diurnal apparent motion of celestial body) 二、天体周日视运动的成因及其运动规律 2.1 成因:地球绕地轴自西向东的自转。 2.2 运行规律: 方向:自东向西; 轨迹:天体周日平行圈,严格讲应是两许的一条球面 螺旋线。
定义:春分点ץ与天体时圈在 天赤道上所夹的弧距;或定义为 在仰极处从春分点ץ向西(从天 球外看向天北极,顺时针旋转的 方向为西,反之为东)量到天体 时圈的球面角。由0˚~360˚计算 。由图11可知:RA+SHA=360˚