集美大学航海学2教学导案：测天定位

集美大学航海学2教案：测天定位

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第七章观测天体定位

在航海实践中，至少需要两条或两条以上交角合适的、对应于同一时刻的船位线相交才能确定船舶所在的位置。本章将主要介绍几种常用的天文定法方法。

海上测天定位主要包括白昼采用太阳移线定位，低纬度海区太阳特大高度定位，“同时”观测太阳、金星定位和晨昏采用星体定位。

第一节观测太阳移线定位

白昼通常只能观测到太阳，在观测一次太阳求得一条太阳船位线之后，间隔一段合适时间再观测一次，求得另一条太阳船位线，然后进行移线定位，这种定位方法称为太阳移线定位。

一、太阳移线定位的条件

太阳移线定位的精度主要与两次观测的时间间隔有关。由航迹推算原理可知：两次观测间的时间间隔越短，转移船位线所带来的航向、航程的推算误差就越小。同时由船位误差理论可知：用两条船位线定位，两船位线的交角应在30°～90°范围之内，以趋近90°为最佳，太阳方位要变化到如此大小，一般又需较长时间，这是一对矛盾。

在一般情况下，如果两次观测的时间过短，尽管减小了推算误差，但是太阳方位变化太小，使两条船位线交角小于30°。相反，如果两次观测的时间间隔过长，虽然太阳方位变化较大，可使两船位线的交角达90°,但是转移船位线的推算误差也随之积累增大。为兼顾这两方面的要求，两次观测的时间间隔一般约为1h ～2h ,太阳方位变化约30°～50°，以不小于30°为宜。

二、太阳移线定位的有利时机

太阳在中天前后其方位变化较快，在较短的时间内，太阳方位变化就可超过30°。因此，太阳中天前后一段时间是观测太阳移线定位的有利时机。

在航海实践中，一般常采用太阳中天前和中天时各观测一次，移线求出中天或正午船位。也有采用测量中天前、中天、中天后的太阳高度进行多次移线定位的情况。

在低纬海区内，当太阳中天高度很高(达88°左右)时，从日出到中天前和中天后至日没，太阳方位变化非常缓慢，有时太阳方位变化30°左右，往往就要等待4－5小时之久，从而使太阳移线定位失去意义。相反，在这种情况下，太阳中天前后十几分钟，甚至几分钟之内，太阳方位变化就可达30°以上。因此，就可在短时间内，测得2～3条太阳船位线求出观测船位 (见太阳特大高度定位)。

三、移线定位方法

1. 直接平移天文船位线法

在海图作业中，天文船位线用“”表示，转移天文船位线用“”表示，天文观测船位用“”表示。

（1）两次观测间无转向的移线定位方法

如图4-7-1所示，c1为第一次观测时ZT1的推算船位，c2为第二次观测时ZT2的推算船位，

计划航向CA ，航速V ，ΔT 和S 分别为两次观测的时间间隔和航程。太阳船位线I －I 应沿CA 方向平移，距离等于S ，得转移船位线I ′－I ′。 （2）两次观测间有转向的移线定位方法

如图4－7－2所示，S ′是两次观测的推算船位C 1 和C 2之间的直线距离，太阳船位线I －I 应沿C 1C 2方向平移，距离等于S ′,得转移船位线Ｉ'－Ｉ'。

图 4－7－1 图 4－7－2

2. 转移作图点（计算点）法

如果需要直接画出转移船位线或者船位线与计划航线CA 接近平行时，均可采用转移作图点法来作转移船位线。该法可分为作图转移法和计算转移法。 （1）作图转移法

由要转移的作图点起，按两次观测间的航向CA 和航程S 在海图上直接转移作图点，得转移终点后，过该点按原来的A c 和Dh 画船位线，即是转移船位线。

（2）计算转移法

根据要转移的作图点的坐标（ϕ1,λ1）和两次观测之间的航向CA 和航程S 用计算方法求得转移终点的坐标（ϕ2,λ2），在海图上标出该点，过该点按原来的A c 和Dh 画船位线,即是转移船位线。转移终点坐标（ϕ2,λ2）的计算公式如下： 移线航程 'S ＝'V ·（T 2－T 1）h

纬 差 ∆'ϕ＝'S cos CA

经 差 ∆'λ＝'S sin CA/cos （ϕ1＋

∆'

ϕ2

）≈'S sin CA / cos ϕ1 转移终点坐标 采用上述公式计算时，北纬、东经为“＋”；南纬、西经为“－”。 太阳移线定位一般间隔1h ～2h 。如果航速较高，在海图或空白纸上采用较大比例尺时，

作长距离移线不方便，这时采用上述方法较为有利。 例4－7－1 1996年9月7日，ZT1050，ϕc 35°07'.0N ，λc 122°11'.0E ，计划航向CA012°，

航速V12'，测得太阳下边沿六分仪高度h s 57°42'.9，CT'02h 54m 10s ，WT35 s ，CE03 m 22s

(快)，(I+s)+1'.6，e 16.0m ，求ZT1050的太阳船位线.船舶继续航行，预求中天区时ZT ，中天时向南测得太阳下边沿六分仪高度H s 60°29'.2，求中天观测船位。 解：

图 6×6cm

图 6×6cm

ϕ2＝ϕ1＋∆'ϕ

λ2＝λ1

＋

ϕc 35－07’.0 N λc 122－11’.0

E

SMT 10－50 7/9 h s 57－42.9

ZD －08－00 i+s 1.6 GMT ‘ 02－50

7/9 d －7.1

c ＋15.4 CT 02－54－10

7/9 h t 57－52.8 WT －35 h c 57－51.7 CE －03－32 Dh ＋1.1

GMT 02－50―13

7/9

GHA ‘ 210－29.8 Dec ’ 6－00.8 N d-0.9 ms 12－33.3 d ’ －0.8 GHA 223－03.1 Dec 6－00.0 N

λc 122－11.0 E LHA 345－14.1

14－45.9 E

h c ＝arcsin （sin ϕc sinDec ＋ cos ϕc cosDec cosLHA ） A c ＝arccos （

c

c Dec cosh cos sin ϕ－tg ϕc tg h c ）

h c 57－51.7

A c 151°.5 经过航迹推算，可知1200推算船位： ϕc 35－20.7 N λc 122－14.6 E

T 11－58 7/9 h s 60－29.2

S D E C

λ

－9

i+s +1.6 ZT 11－49 7/9 d －7.1 ZD －8－00 c +15.4 GMT ’ 03－49

7/9 h t 60－39.1 S

Z 29－20.9 N Dec ’ 05－59.8 N d －0.9 Dec 5－59.1 N d ’ －0.7 ϕo 35－20.0

N Dec 05－59.1

N

ϕo 35－20.0 N λ0

122－19.5

E