航海学天文定位第四篇第4章(1)
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航海学(9)(航迹推算)
船舶在风影响下航行时，将除按真航向以船速向前航行外， 风还会使船向下风漂移。船舶在视风的作用下，产生漂移运 动矢量。船舶在船速矢量和漂移矢量的共同作用下，船舶将 沿着风中推算航速矢量航行。 船舶航迹叫作风中推算航迹线（Leeway track），它的方向， 即由真北线顺时针方向到风中推算航迹线的夹角，叫风中推 算航迹向，用CA表示。 船舶真航向线与风中推算航迹线之间的夹角，叫作风压差 角（Leeway angle），简称风压差，代号为。
根据当时的风舷角、风速和船舶装载情况查风压差表，确定风压 差值。船舶真航向TC=CA-。再将真航向换算成罗航向或陀罗 航向，以此驾驶船舶即可使船舶航行在计划航线上。
例：某轮满载，计程仪船速VL=12kn，计程仪改正率ΔL=0%。 0800计程仪读数L=24′.0，船舶位于佘山正东15n mile， 计划航迹向CA＝002，受NW风5级影响。该船陀罗差ΔG=2W， 求该船应驶陀罗航向和1000的推算船位。
用计划航迹向CA代替真航向TC计算风舷角qW
qw=002～315≈45°（左） 查风压差表，得=+3.0
∴ TC=CA-＝002-3. 0=359 GC=TC-ΔG=359-（-2）=001 SL=VL△t=12×2=24（n mile） SG=VL×sec=24sec3≈24.0（n mile） 将计划航迹向、罗航向、罗经差（或陀罗 航向、陀罗差）和风压差标注在计划航线上 。
风流压差和实际航迹向的测定
实测风流压差或实际航迹向的方法有： （１）连续实测船位法（见风压差的测定方法）。 （２）雷达观测法（见风压差的测定方法）。 （３）叠标导航法：如果船舶在航行时保持在某导航叠标线上， 则叠标所指示的导航线就是船舶航行的航迹，当时船舶的航向线 与叠标导航线之间的夹角就是风流压差 。
航海学教材文本
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遇到过的事一样罢了。
第一篇航海学<地文航海）航海学是一门研究船舶如何安全、经济地从一个港口<地点）航行到另一港口<地点）的实用性学科。
航海学主要研究下列课题：b5E2RGbCAP1．拟定一条安全、经济的航线和制定一个切实可行的航行计划。
2．航迹推算，包括航迹绘算和航迹计算两种方法。
航迹推算是指根据船上最基本的航海仪器<罗经和计程仪）所指示的航向和航程，结合海区内的风流要素和船舶操纵要素，不借助外界物标或航标，从某一已知船位起，推算出具有一定精度的航迹和某一时刻的船位的方法。
它是驾驶员在任何情况下，求取任何时刻的船位的最基本的方法，也是陆标定位、天文定位和电子定位的基础。
p1EanqFDPw3．测定船位<简称定位），包括陆标定位、天文定位和电子定位三种。
陆标定位是指观测海图上标有准确位置的，并可供目视或雷达观测的山头、岛屿、岬角、灯塔等显著的固定物标与本船的某一<某些）相对位置关系，如方位、距离和方位差等，从而在海图上确定本船船位的方法和过程。
陆标定位一般可分为方位定位、距离定位、方位距离定位和移线定位等。
DXDiTa9E3d天文定位是指在海上利用航海六分仪观测天体<太阳、月亮和部分星体）高度来确定船舶位置的一种定位方法。
电子定位是指利用船舶所装备的无线电定位系统的接收机来测定本船位置的一种定位方法。
目前，普遍使用的有GPS定位系统和罗兰C定位系统。
RTCrpUDGiT船舶航行中，要求航海人员尽一切可能随时确定本船的船位所在。
这样，才可能结合海图，了解船舶周围的航行条件，及时采取适当、有效的航行方法和必要的航行措施，确保船舶安全、经济地航行。
航迹推算和定位是船舶在海上确定船位的两类主要方法。
航海学-第四章 时间系统
天津海运职业学院 航海天文 3
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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
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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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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
航海学天文定位第四篇第4章(2)
•
GMT= CT/-WT+CE
• 方法二、先在海图室看准天文钟启动秒表，记 下启动秒表时的天文钟时间CT//，然后去观测
天体，当天体的反射影像与水天线相切时，停
秒表，记下秒表读数WT。则
•
GMT= CT//+WT+CE
• 近似世界时
•
GMT/=SMT+ZD
第七节 求天体位置
• 求天体位置（GHA，Dec）的方法 基本可分为两类，一是表册法， 即用《航海天文历》查算出天体 位置；二是计算法，即根据球面 天文学的原始公式，借助计算机 计算得到。
• ②恒星视位置表：该表按月份列出159 颗航用恒星每月月中的共轭赤经和赤纬。 为使用方便，对常用的44颗航用恒星另 列一表称为《航海常用恒星视位置表》， 印成活页。
• ③历书中还列有“北极星高度求纬度 表”、“北极星方位角表”、“四星纪 要”等与天文航海有关的其它表。
• （2）附表：该表可长期使用。 它包括“时角、赤纬内插表”、 “星图”、“区时图”、“高度 改正表”和“无线电时号表”等 等。
• 3、天文钟日差和推算钟差
•
• 日差=（当天测定的钟差-前次测定的钟 差）/两次间隔天数
•
• 观测天体时的推算钟差=最近测定的钟差 +（日差×对钟至观测天体时的间隔天数）
• 二、求观测天体时的世界时
• 方法一、观测天体（用六分仪），当天体反射 影像与水天线相切时，启动秒表，然后回到海
图室看准天文钟按停秒表，记下停秒表时的天 文钟时间CT/和秒表读数WT。则
中版《航海天文历》
• 1．《航海天文历》的结构
• 中版《航海天文历》主要由“历书”和 “附表”两部分组成。
• （1）历书：一年出一本，包括以下几个内 容：
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(9)(航迹推算)
由于船舶受风影响产生的漂移矢量R的方向和大小是很难 确切知道的，风中航迹推算不能画矢量三角形求解，而 通过直接测定或估计风压差的值来进行推算。
风压差的大小随着下列因素而变化： （１）风舷角：横风时，风压差值最大，顶风或顺风 时，风压差最小，而且可以认为≈0； （２）风速：风速愈大，风压差愈大； （３）船速：船速愈大，风压差愈小； （４）船体情况：轻载时，吃水浅，船体受风面积大， 因此风压差较大；重载时，吃水深，船体受风面积小， 因此风压差较小。此外，平底船要比尖底船的风压差要大一点。
箭头的方向表示流向，其上的数字是平均流速。
（２）潮流
潮流是由于潮汐形成的海水周期性变化的水 流。潮流分为往复流和回转流两种。
往复流图式
回 转 流 图 式
（３）风海流
风海流又称风生流，它是由于海水表层在 一定的时间内受定向风的作用而产生的水 流；它一般在风起之后并持续一段时间后 才产生，风停后它还会持续一段时间才消 失。风海流比较复杂，目前尚很难掌握。
直线ABC的方向就是要求的实际航迹向CG，它与真 航向TC的差值就是要求的风流压差。
=CG－TC
直线ABC比较简单的作图方法介绍如下：
在第三方位线B3上截取 MN:NC=(T2-T1):(T3-T2) 然后过N点作第一方位线的 平行线，交第二方位线于B点
A B N
C
用直线连接B和C点，交第一方位线于A点， 则直线ABC就是平行于实际航迹abc的直线
风对船舶航行的影响，与风舷角有着密切的关系。所谓风 舷角是风向与船首尾线的夹角。如图所示，当风舷角小于 10°时，叫作顶风；当风舷角大于170°时，叫作顺风；当 风舷角在80°~100°之间时，叫横风；当风舷角在10°~ 80°之间时，叫偏顶风；当风舷角在100°~ 170°之间时， 叫作偏顺风。
风压差的大小随着下列因素而变化： （１）风舷角：横风时，风压差值最大，顶风或顺风 时，风压差最小，而且可以认为≈0； （２）风速：风速愈大，风压差愈大； （３）船速：船速愈大，风压差愈小； （４）船体情况：轻载时，吃水浅，船体受风面积大， 因此风压差较大；重载时，吃水深，船体受风面积小， 因此风压差较小。此外，平底船要比尖底船的风压差要大一点。
箭头的方向表示流向，其上的数字是平均流速。
（２）潮流
潮流是由于潮汐形成的海水周期性变化的水 流。潮流分为往复流和回转流两种。
往复流图式
回 转 流 图 式
（３）风海流
风海流又称风生流，它是由于海水表层在 一定的时间内受定向风的作用而产生的水 流；它一般在风起之后并持续一段时间后 才产生，风停后它还会持续一段时间才消 失。风海流比较复杂，目前尚很难掌握。
直线ABC的方向就是要求的实际航迹向CG，它与真 航向TC的差值就是要求的风流压差。
=CG－TC
直线ABC比较简单的作图方法介绍如下：
在第三方位线B3上截取 MN:NC=(T2-T1):(T3-T2) 然后过N点作第一方位线的 平行线，交第二方位线于B点
A B N
C
用直线连接B和C点，交第一方位线于A点， 则直线ABC就是平行于实际航迹abc的直线
风对船舶航行的影响，与风舷角有着密切的关系。所谓风 舷角是风向与船首尾线的夹角。如图所示，当风舷角小于 10°时，叫作顶风；当风舷角大于170°时，叫作顺风；当 风舷角在80°~100°之间时，叫横风；当风舷角在10°~ 80°之间时，叫偏顶风；当风舷角在100°~ 170°之间时， 叫作偏顺风。
航海学天文定位第四篇第4章(2)
• （3）赤纬差数△：天体每小时的赤纬 变化量，有“±”。 • 太阳和行星的赤纬差数各不相同，但 每日变化甚小，故每日各给出一值， 列在每日天体位置表的最后。 • 月亮赤纬差数日变化量显著故按小时 给出，列在整小时月亮赤纬的右侧。 • 当赤纬差数一天中有“+”和“—”两种 符号时，其变号的地方就是赤纬变号 的地方，查表时应注意。
第六节
求测天世界时
• 一、天文钟 • 天文钟是一种构造精细、走时准确 的计时仪器，它指示世界时UT1。
• 1、天文钟钟差CE • CE=GMT-CT
• 2、无线电对时 • 钟差CE是通过无线电对时测定的。 • 世界各国均设有专门播发无线电对时信 号的授时台，它们的位置、呼号、工作 频率、播发时间、信号性质以及播发方 式可以从英版《无线电信号表》第二卷 或我国《航海天文历》附表中查得。
• 4．利用《航海天文历》求恒星 的地方时角LHA和赤纬Dec E • LHA=GHAΥ+SHA W • 按查表步骤，求恒星地方时角的 计算式可写成： E • LHA=GHAΥ’+m.s+SHA W
• 右页部分：列出整小时世界时所 对应的春分点格林时角，月亮的 格林时角和赤纬，晨光始和昏影 终时刻，日、月出没时刻。另外 还列出一些与天文航海有关的数 据，如中天时刻、时差、地平视 差等等。
• ②恒星视位置表：该表按月份列出159 颗航用恒星每月月中的共轭赤经和赤纬。 为使用方便，对常用的44颗航用恒星另 列一表称为《航海常用恒星视位置表》， 印成活页。 • ③历书中还列有“北极星高度求纬度 表”、“北极星方位角表”、“四星纪 要”等与天文航海有关的其它表。
• （2）附表：该表可长期使用。 它包括“时角、赤纬内插表”、 “星图”、“区时图”、“高度 改正表”和“无线电时号表”等 等。
大连海事大学航海学2课件——观测天体定位
2．测星时机 太阳真高度在－3°～－9°之间是测星定位的
良好时机。 民用晨光始或民用昏影终前后一段时间。 这段时间在中低纬度一般只有20～40分钟。
3．预求测星区时ZT
早晨测星，利用ZT0600的推算船位预求 民用晨光始区时；
黄昏测星，则利用ZT1800的推算船位预 求民用昏影终区时。
SMT 10－50 7/9
___Z_D__－__0_8___________________ GMT‘ 02－50 7/9
CT 02－54－10
7/9
WT
－35
___C_E______－__0_3_－__3_2____________
GMT 02－50―13
7/9
hs 57－42.9
4.选择两组星，以备在观测时及时替代 观测不到的星体。
二、认星和选星
1.利用索星卡认星和选星 (1)“TS-74”型索星卡 每套国产“TS-74”型索星卡包括两块星
图底板和十三片透明的地平坐标网片， 一本使用说明书和一个塑料外套。
①星图底板
两块星图底板中，一块是以天北极为中 心(标有字母 N)的星空图，供北纬测者使 用。
在英版《航海天文历》中，格林经线上 日出和日没的地方平时每三天给出一值， 需要进行纬度内插。
在中版《航海天文历》中，格林经线上 日出和日没的地方平时每天给出一值， 需要进行纬度和经度内插，一般当纬度 低于60时，经度内差可以忽略不计。
二．选择观测天体的注意事项
1.选择较明亮的星体：主要是一等星和 部分二等星。
10
´
´
1149φo35°20´.0 N
第四节 晨昏测星定位
测星定位是天文定位的重要方法。 其优点:能在晨光昏影的短时间内求得观测船
良好时机。 民用晨光始或民用昏影终前后一段时间。 这段时间在中低纬度一般只有20～40分钟。
3．预求测星区时ZT
早晨测星，利用ZT0600的推算船位预求 民用晨光始区时；
黄昏测星，则利用ZT1800的推算船位预 求民用昏影终区时。
SMT 10－50 7/9
___Z_D__－__0_8___________________ GMT‘ 02－50 7/9
CT 02－54－10
7/9
WT
－35
___C_E______－__0_3_－__3_2____________
GMT 02－50―13
7/9
hs 57－42.9
4.选择两组星，以备在观测时及时替代 观测不到的星体。
二、认星和选星
1.利用索星卡认星和选星 (1)“TS-74”型索星卡 每套国产“TS-74”型索星卡包括两块星
图底板和十三片透明的地平坐标网片， 一本使用说明书和一个塑料外套。
①星图底板
两块星图底板中，一块是以天北极为中 心(标有字母 N)的星空图，供北纬测者使 用。
在英版《航海天文历》中，格林经线上 日出和日没的地方平时每三天给出一值， 需要进行纬度内插。
在中版《航海天文历》中，格林经线上 日出和日没的地方平时每天给出一值， 需要进行纬度和经度内插，一般当纬度 低于60时，经度内差可以忽略不计。
二．选择观测天体的注意事项
1.选择较明亮的星体：主要是一等星和 部分二等星。
10
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1149φo35°20´.0 N
第四节 晨昏测星定位
测星定位是天文定位的重要方法。 其优点:能在晨光昏影的短时间内求得观测船
航海学Ⅱ03天文航海1-天球坐标
• 测者子圈：两天极之间包含测者天底的 半个大圆PNZ’PS。
• 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)。
• 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)。
大连海事大学航海技术航海学课件.ppt
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天Байду номын сангаас航海
第一章 天文导航概述 第二章 天球坐标 第三章 天体视运动 第四章 时间与天体位置 第五章 求天体真高度 第六章 天文船位线 第七章 观测天体定位 第八章 天文船位误差 第九章 天测罗经差
1.三副证书考前评估
（1）海图作业 （2）船舶定位 （3）航线设计 （4）测罗经差 （5）航海仪器的正确使用 （6）货物积载与系固 （7）航海英语
航海学
附篇 球面三角与船位误差理论基础 第一篇 基础知识 第二篇 航迹推算与陆标定位 第三篇 电子航海 第四篇 天文航海 第五篇 航路资料 第六篇 航线与航行方法
海事局考试内容
航海学1 航海学2 航海学3
航海学1
第一篇 基础知识 第二篇 航迹推算与陆标定位 第三篇 电子航海
1.航海英语 2.船舶值班与避碰 3.航海学 4.船舶货运 5.船舶结构与设备 6.航海气象 7.船舶管理
航海英语对应我校教材
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附篇 第四篇
航海学2
球面三角与船位误差理论基础 天文航海
(优选)航海学天文定位第四篇天文航海
• 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(—)。
• 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：
• 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。
• 3．天体时圈
• 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
• 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
• (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。
• (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。
• 3．天体共轭赤经(sidereal hour angle， SHA)
• 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。
航海学天文定位第四篇第4章(1)
• 四、日界线 • 日界线(date line)又称国际日 期变更线。由于区时制的建立而 产生了日界线。 • 日界线原则上是180º 经线，考虑 到行政区域而有若干曲折。
• 同一时刻东、西十二时区的区时相同， 但是日期却相差一天。为了不使日期 搞乱，当船舶穿过日界线时需要遵守 以下规则： • 船舶向东航行穿过日界线(由东十二 时区进入西十二时区)日期减少一天 (重复一天)； • 船舶向西航行穿过日界线(由西十二 时区进入东十二时区)日期增加一天 (跳过一天)，并记入航海日志。
• 二、平太阳日
• 在周日视运动中，平太阳连续两次经 过某地子圈所经历的时间间隔称为l 平太阳日(mean solar day)。
• 时、度换算关系
• 平太阳在天赤道上向东作等速的周年视运动，其 速度等于太阳在黄道上运行的平均速度。太阳在 黄道上连续两次经过春分点的时间间隔为l回归 年，等于365.2422平太阳日(该值每百年减少约 0s.5)，这期间太阳赤经变化了360º ，则即平太阳 赤经日变化量：
• 2．世界时(universal time，UT)又称格 林平时(Greenwich mean time，GMT)： • 在周日视运动中，平太阳由格林子圈起， 向西运行所经历的时间间隔称为世界时， 同时须注明日期。 • 在同一时刻，任意经度上的地方平时LMT 与世界时GMT存在如下“东大西小”的关 系，即： E LMT GMT W
• 例：已知世界时GMT=02h07m04s(8月10日)， 求经度116º 28′.0W的地方平时LMT? • 解：①将经度化为时间单位 W =116º • 28′.0=07h45m52s • ②求 LMT GMT W • GMT 02-07-04 10／8 • W 07-45-52 • LMT 18-21-12 9／8
航海学2.4第四章 时间与天体位置
LMT1 09－53－04 10/5 Dλ － 08－20
____________________________ LMT2 09－44－44 10/5
例 ：已知经度λA8417.0W的地方平时 LMTA16h21m26s（7月16日），求经度 λB13841.0E的地方平时LMTB？
λB 138－41.0 （＋） _－ __）__λ__A_____8_4_－__1_7_.0___（__－__）____
西经W为“－”值，
格林恒星时（greenwich sidereal time,GST）：
在周日视运动中，春分点由格林午圈 起，向西运行所经历的时间间隔称为格 林恒星时。
在同一时刻，任意经度上的地方恒星时 LST与格林恒星时GST同样存在如下“东 大西小”的关系：
LST＝
λE W
GST±
LST2=GST +λE
2、协调世界时（coordinated universal time，UTC）：以原子时秒为时间计量 单位，在时刻上与世界时UT1保持在0.S9 之内。
协调世界时满足上述条件是通过“跳秒” 来实现的。
调整的时刻是在12月31日或6月30日最 后一秒。对原子时增加1S称正跳秒，减 少1S称负跳秒
E LST1 ＝LST2＋Dλ Dλ＝λ1－λ2
在同一时刻，不同经度上的地方恒星时存在“东大 西小”的关系。这种关系是时间遵守的普遍规律。
在同一时刻，不同经度上的地方恒星时：
LST2 ＝LST1＋Dλ Dλ＝λ2－λ1 上式中： LST1是测者1的经度λ1所对应的地方恒星时； LST2是测者2的经度λ2所对应的地方恒星时； 经差Dλ计算时: 东经E为“＋”值，
1平太阳日＝天球旋转（360＋DRA）所 经历的时 ＝天球旋转（360＋59.14）所 经历的时间 ＝1恒星日＋3m56.s56
____________________________ LMT2 09－44－44 10/5
例 ：已知经度λA8417.0W的地方平时 LMTA16h21m26s（7月16日），求经度 λB13841.0E的地方平时LMTB？
λB 138－41.0 （＋） _－ __）__λ__A_____8_4_－__1_7_.0___（__－__）____
西经W为“－”值，
格林恒星时（greenwich sidereal time,GST）：
在周日视运动中，春分点由格林午圈 起，向西运行所经历的时间间隔称为格 林恒星时。
在同一时刻，任意经度上的地方恒星时 LST与格林恒星时GST同样存在如下“东 大西小”的关系：
LST＝
λE W
GST±
LST2=GST +λE
2、协调世界时（coordinated universal time，UTC）：以原子时秒为时间计量 单位，在时刻上与世界时UT1保持在0.S9 之内。
协调世界时满足上述条件是通过“跳秒” 来实现的。
调整的时刻是在12月31日或6月30日最 后一秒。对原子时增加1S称正跳秒，减 少1S称负跳秒
E LST1 ＝LST2＋Dλ Dλ＝λ1－λ2
在同一时刻，不同经度上的地方恒星时存在“东大 西小”的关系。这种关系是时间遵守的普遍规律。
在同一时刻，不同经度上的地方恒星时：
LST2 ＝LST1＋Dλ Dλ＝λ2－λ1 上式中： LST1是测者1的经度λ1所对应的地方恒星时； LST2是测者2的经度λ2所对应的地方恒星时； 经差Dλ计算时: 东经E为“＋”值，
1平太阳日＝天球旋转（360＋DRA）所 经历的时 ＝天球旋转（360＋59.14）所 经历的时间 ＝1恒星日＋3m56.s56
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• 2．协调世界时(coordinated universal time，UTC)： • 以原子时秒为时间计量单位，在时 刻上与世界时UTl保持在0s.9之内。 • 协调世界时满足上述条件是通过 “跳秒”来实现的。 • 调整的时刻是在12月31日或6月30日 最后一秒。对原子时增加ls称正跳秒， 减少ls称负跳秒。
• 时间与角度之间存在着如下时、 度换算的关系： • 24h=360º ； • 1h=15º ； • lm=15′； lº m； =4 • ls=15″=0′.25； 1′=4s
• 二、恒星时
• 1．地方恒星时(local sidereal time，LST)：在周日视运动中，春 分点Υ由某地午圈起，向西运行所 经历的时间间隔称为地方恒星时。
• 由于平时具有地方性，因此，在同一时刻， 不同经度上的地方平时之间同样存在“东 大西小”的关系，即：
LMT 2 LMT 1 D
D 2 1
• 例：已知经度122º 05′.0E的地方平时LMTl＝ 09h53m04s(5月10日)，求经度120º 00′.0E的地 方平时LMT2？ • 解： • ①求两地经差，并将其化为时间单位； • ②求 LMT 2 LMT 1 D E 2 120º • 00′.0 (+) LMTl 09-53-04 10／5 E • -) 1 122º 05′.0 (+) D - 08-20 W • D 2º 05′.0 (-) LMT2 09-44-44 10／5 • DW 8m20s (-)
• 由于相邻两时区的时区中线经度相 差15º h ，时区中线经度在数值上 =1 正好等于该时区区号的小时数，即： • 时区中线经度
•
ZD 15
E W
• 已知时区中线经度可求得该时区的区 号。
如果余数小于 30，商就是所在时区的区 7 号 测者经度 15 如果余数大于 30，商＋ 就是所在时区的区号 7 1
LHA 180 180 LHA 180
• 三、视太阳日作为时间计量单位的缺陷
• 1视太阳日=天球旋转(360º +d(RA⊙))所经历 的时间
• 由于在一年中，太阳赤经日变化量 d(RA⊙)最大约66′.6，最小约53′.8， 所以最长和最短的视太阳日相差约51s， 并且在逐日变化。作为时间计量单位， 长短必须固定，所以视太阳日不宜作为 时间的计量单位。
• 1955年国际天文学联合会决定自 1956年起，对直接观测到的世界时 作两项改正。因此，世界时UT又可 分为以下三种：
• ①UT0：直接由天文观测得到的世界时。由 于极移的影响，使世界各地的天文台测得 的 UT0有微小的差别； • ②UTl：UT0经极移改正后得出的世界时， 这是真正反映地球自转的统一时间。也是 天文航海所需要的世界时； • ③UT2：UTl经过季节改正后得出的世界时。 • UT2是1972年以前国际上公认的时间标准。 但是，它仍然还受地球自转速率的长期变 化和不规则变化的影响，所以UT2还是不均 匀的。
• 二、平太阳日
• 在周日视运动中，平太阳连续两次经 过某地子圈所经历的时间间隔称为l 平太阳日(mean solar day)。
• 时、度换算关系
• 平太阳在天赤道上向东作等速的周年视运动，其 速度等于太阳在黄道上运行的平均速度。太阳在 黄道上连续两次经过春分点的时间间隔为l回归 年，等于365.2422平太阳日(该值每百年减少约 0s.5)，这期间太阳赤经变化了360º ，则即平太阳 赤经日变化量：
第四章 时间
• 第一节 时间系统概述 • 时间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)。
• 1．建立在地球自转基础上的世 界时系统； • 2．建立在地球公转基础上由力 学定律所确定的历书时系统； • 3．建立在原子能级跃迁频率基 础上的原子时系统。
• 二、视时 • 视时(local apparent time， LAT)是太阳中心经过某地子圈时 起算的，而子圈随着测者的经度 不同而不同，因此，视时具有地 方性。在周日视运动中，太阳中 心由某地子圈起，向西运行所经 历的时间间隔称为视时LAT。
• 视时与地方时角的关系： • LAT=LHA⊙
d RA
360 59.14 365.2422
h
d RA
24 m s 3 56 .56 365.2422
• 这是由于平太阳⊕在向西作周日视运动的同 时，又沿天赤道向东作周年视运动而移动了 一段弧距d(RA⊕)。因此： • l平太阳日=天球旋转(360º +d(RA⊕))所经历 的时间 =天球旋转(360º +59′.14)所经历的时间 =l恒星日+3m56s.56
• 2．世界时(universal time，UT)又称格 林平时(Greenwich mean time，GMT)： • 在周日视运动中，平太阳由格林子圈起， 向西运行所经历的时间间隔称为世界时， 同时须注明日期。 • 在同一时刻，任意经度上的地方平时LMT 与世界时GMT存在如下“东大西小”的关 系，即： E LMT GMT W
• 二、区时ZT
• 1．区时(zone time，ZT)：时区中线的 地方平时作为该时区的区时。区时通常 要注明区号和日期。 • 相邻两时区的中线经度相差15º h，则 =1 相邻两时区的区时相差1小时，区时同样 存在“东大西小”的关系。 • 不同时区区时的换算，即：
ZT2 ZT1 D
D m2 m1
• 2 ． 格 林 恒 星 时 (Greenwich sidereal time，GST)： • 在周日视运动中，春分点由格林 午圈起，向西运行所经历的时间 间隔称为格林恒星时。显然，它 是地方恒星时的一个特例。
•LST＝GST±
E W
第三节 视时
• 视时(apparent time)是建立在地球自转 基础上的时间系统，它是以太阳⊙为参考 点，以其周日视运动的周期作为时间的计 量单位。 • 一、视太阳日 • 在周日视运动中，太阳中心连续两次经过 某地子圈所经历的时间间隔称为l视太阳日。 • 时、度换算的关系同上
• 例：求大连(121º 39′E)和北京(116º 28′E) 所在时区的区号ZD? • 解： 121 39 ＝ 8……余1º • 39′<7º 30′， 15 • ZD= -8，大连位于东八区；
116 28 7……余11º • 28′>7º 30′， 15
•
ZD= -(7+1)= -8，北京位于东八区
图1
图2
图3
• 三、平时 • 1．地方平时(local mean time，LMT)： • 在周日视运动中，平太阳⊕由某地子圈起， 向西运行所经历的时间间隔称为地方平时 LMT。同时须注明日期。 • 同一时刻，地方平时LMT与平太阳圆周地方 时角LHA相差180º(12h)，即： LHA 180 LMT LHA 180 LHA 180
• 一、世界时系统 • 世界时系统(universal time system)是建立在地球 自转运动基础上的时间系统。 也就是说，以地球自转周期 作为时间的计量单位。
• 以春分点为参考点得到：恒星时 (sidereal time)； •以太阳为参考点得到：视时 (apparent time)； • 以平太阳为参考点得到：平时 (mean time)或世界时 (universal time，UT，GMT)。
• 二、原子时系统 (atomic time system)
• 原子时系统是建立在原子能级跃迁频率 基础上的时间系统。 • 1．原子时(atomic time，AT)：以铯 (Cs)133原子基态超精细能级跃迁的电磁 振荡9 192 63l 770周所经历的时间间隔 定义为原子时ls的长度。 • 原子时的起始历元为1958年1月1日0时 (世界时UT2)。
• 例：已知世界时GMT=02h07m04s(8月10日)， 求经度116º 28′.0W的地方平时LMT? • 解：①将经度化为时间单位 W =116º • 28′.0=07h45m52s • ②求 LMT GMT W • GMT 02-07-04 10／8 • W 07-45-52 • LMT 18-21-12 9／8
• 四、日界线 • 日界线(date line)又称国际日 期变更线。由于区时制的建立而 产生了日界线。 • 日界线原则上是180º 经线，考虑 到行政区域而有若干曲折。
• 同一时刻东、西十二时区的区时相同， 但是日期却相差一天。为了不使日期 搞乱，当船舶穿过日界线时需要遵守 以下规则： • 船舶向东航行穿过日界线(由东十二 时区进入西十二时区)日期减少一天 (重复一天)； • 船舶向西航行穿过日界线(由西十二 时区进入东十二时区)日期增加一天 (跳过一天)，并记入航海日志。
• 在船上，日常的工作、生活是根据 “船钟”指示的时间（称船时） （ship’s mean time，SMT）来安 排的。船钟一般指示船舶所在时区 的区时（特殊情况除外）。由于船 时通常用准确到分钟的4位数表示， 所以由船钟读取的船时SMT是近似区 时ZT’。
• 2．区时ZT与世界时GMT的关系 • 同一时刻区时ZT与世界时GMT正好相 差与区号相同的小时数，即： • GMT＝ZT+ZD • 东时区ZD为“—”，西时区ZD为“+”。
• 具体跳秒时间和方法可查阅英版 《无线电信号表》第二卷或英版 《航海通告》第VI部分。
• 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。
• 一、恒星日 • 在周日视运动中，春分点连续两 次经过某地午圈所经历的时间间 隔称为1恒星日(sidereal day)， 即： • l恒星日＝天球旋转(360º )所经 历的时间间隔。