1、第四篇 天 文 航 海 大连海事大学航海学院航海教研室丁勇第七章第七章 观测天体定位观测天体定位 n白昼太阳移线定位。n晨昏测星定位。第一节 观测太阳移线定位 n一、太阳移线定位的条件一、太阳移线定位的条件 n两次观测间的时间间隔越短，推算误差就越小。n两船位线的交角应在3090范围之内，以趋近90为最佳，n 在一般情况下：n两次观测的时间间隔一般约为1h 2h；n太阳方位变化约3050，以不小于30为宜。二、太阳移线定位的有利时机二、太阳移线定位的有利时机 n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。n太阳中天前后一段时间是观测太阳移线定位的有利时机。三、移线定
2、位方法三、移线定位方法n1.直接平移天文船位线法 n（1）两次观测间无转向的移线定位方法 CAC1ZT1C2ZT2ssn（2）两次观测间有转向的移线定位方法 C1ZT1C2ZT2ss2.转移作图点（计算点）法 n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。n（1）作图转移法n（2）计算转移法n 例471 2019年9月7日，ZT1050，c 3507.0N，c 12211.0E，计划航向CA012，航速V12，测得太阳下边沿六分仪高度hs 5742.9，CT02h 54m 10s，WT35 s，CE03 m
3、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Hs 6029.2，求中天观测船位 nSMT10507/9nZD 08 _nGMT02507/9nnCT0254107/9 nWT 35nCE 0332_nGMT0250137/9nGHA21029.8Dec600.8 N d-0.9nms 1233.3d 0.8_nGHA22303.1Dec600.0 Nnc12211.0E_nLHA34514.1n 1445.9Enhcarcsin（sinc sinDec cos c cosDec cosLHA）
4、nAcarcctg（cos tg Dec csc LHAsin ctg LHA）nhc5751.7 Ac 151.5nhs 5742.9ni+s 1.6nd 7.1nc 15.4_nht 5752.8nhc 5751.7_nDh 1.11200-1050=1h10m12kn1h.1666=14c3507.0N212211.0ECA012 A151.5105012001200 c3520.7N c12214.6Ec3507.0N c12211.0EAc151.5Dh+1.1510n经过航迹推算，可知1200推算船位:nc3520.7Nnc12214.6EnnLMT 1158 7/9nZD 9_n
5、ZT 1149 7/9nZD 8_nGMT 0349 7/9nnDec0559.8N d0.9 nd 0.7_nDec 0559.1Nnnhs 6029.2Sni+s +1.6nd 7.1nc +15.4_nht6039.1SnZ2920.9NnDec0559.1N _no3520.0No3520.0Nc3507.0ND13.011491149-1050=59m12kn0h.98=11.811.811.811.811491149o3520.0N o12220.2E1200-1050=1h10m12kn1h.1666=14c3507.0N212211.0ECA012 105012001200 c
6、3520.7N c12214.6Ec3507.0N c12211.0EAc151.5Dh+1.1510第四节 晨昏测星定位 n测星定位是天文定位的重要方法。n其优点:能在晨光昏影的短时间内求得观测船位，且推算误差的影响甚小，因此定位精度较高。n其缺点：一是测星的时间较短，在低纬海区一般只有2040分钟，二是晨光昏影时星光较暗，水天线也不如白天清晰，所以观测星体要比观测太阳困难一些。一、测星时机一、测星时机 n 测星定位必须同时具备下述两条件：n一是有可供观测的星体；n二是可见水天线。n一天中只有在黎明(晨光)和黄昏(昏影)这两段时间内才可同时满足上述两条件。1晨光昏影 n 航海上一般把黎明和黄
7、昏这两段时间统称为晨光昏影(morning and evening twilight)。n晨光昏影分成三个阶段。(1)民用晨光昏影 n太阳上边沿与水天线相切时称太阳视出或视没。水天线民用晨光视出n太阳真高度ht6时，称民用晨光始或民用昏影终。水天线6民用晨光始民用昏影终民用昏影民用晨光昏影视没民用晨光始民用晨光(2)航海晨光昏影 n 太阳真高度ht=-12时称航海晨光始或航海昏影终。水天线6民用晨光昏影民用晨光始民用昏影终12航海晨光始航海昏影终18天文晨光始天文昏影终航海晨光昏影天文晨光昏影n 太阳真高度ht=-18时称天文晨光始或天文昏影终。n 晨光昏影时间的长短，取决于测者的纬度，纬度越
8、高，晨光昏影时间越长，纬度越低，晨光昏影时间越短。n 2测星时机 n太阳真高度在39之间是测星定位的良好时机。n民用晨光始或民用昏影终前后一段时间。n这段时间在中低纬度一般只有2040分钟。3预求测星区时ZT n早晨测星，利用ZT0600的推算船位预求民用晨光始区时；n黄昏测星，则利用ZT1800的推算船位预求民用昏影终区时。nZT=LMTD D=mcn LMT：晨光始或昏影终时测者的地方平时，可由航海天文历查出的格林经线上的晨光始或昏影终的地方平时来代替；nD：晨光始或昏影终时，所在时区中线经度与测者经度之差，可用所用区时的时区中线经度与ZT0600或ZT1800的推算经度之差来代替。n在航
9、海天文历历书中每三天给出格林经线上晨光始或昏影终的地方平时，需要进行纬度内插 例474 2019年3月21日，ZT1530，c 3654.0N，c 12245.0E，CA002，V10，预求民用昏影终区时。n按航向，航速求得2T1800的推算船位 c 3718.5Nn c 12246.5En nLMTT 1837 21/3 nT 1 _nLMT 1838 21/3nDE 11_nZT 1827 21/34.求日出或日没时的区时 n船舶航行灯的开启和关闭、船旗的升降、甲板照明灯的开启和关闭等等均根据日出或日没时的区时执行。n计算方法同预求测天区时，查表时应注意：n在英版航海天文历中，格林经线上日
10、出和日没的地方平时每三天给出一值，需要进行纬度内插。n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 n 1.选择较明亮的星体：主要是一等星和部分二等星。n2.选择高度在1570之间的星体：n 3.所选星体之间的方位分布要合适：n 两星定位:为减小系统和随机误差的影响,两星之间的方位差角应在60120之间，趋近90最有利。n 三星定位:相邻两星体之间的方位差角趋近120最有利，因为这时不论按系统误差还是按随机误差处理，观测船位均在船位误差三角形之内。n4.选择两组星，以备在观测时及时替
11、代观测不到的星体。二、认星和选星二、认星和选星n1.利用索星卡认星和选星n(1)“TS-74”型索星卡 n 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。星图底板 n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。n另一块是以天南极为中心(标有字母 S)的星空图，供南纬测者使用。n星图底板上印有 60 余颗恒星，其中包括全部一等星，主要的二等星和部分三等星。n黄道(偏心小圆)上标有日期，表示太阳每天在天球上的大概位置。n 没标行星和月亮。透明地平坐标网片 n按纬度0、5、1060绘制的一系列高度、方位曲线图
12、网。n地平坐标网的中心“”表示测者天顶。n每一张网片均是供北纬和南纬两用的 n在网片上还印有-6和-12高度线，用于确定民用和航海晨光始或昏影终时的星空。n每一张透明网片上还开有中心线和赤道重合的长方形缺口，两侧标有南北30以内的赤纬刻度，用于标绘行星的位置。(2)利用索星卡认星 n在认星前先利用六分仪测出某亮星的高度hs；n同时记下观测时间；n并利用罗经测出该星的方位A。方法一，-6高度线法(-6线法)n利用-6高度线与黄道上的测星日期相交,即得民用晨光始或昏影终时的星空，n民用晨光始时测星，用东边的-6线与黄道上的测星日期相交；n民用昏影终时测星使用西边的-6线。n然后根据观测的高度h和方
13、位A在网片上找到相应的点，该点附近的一颗星即是所测星体。方法二，春分点地方时角法(LHA法)n 根据观测时间求出春分点地方时角LHA，转动透明网片，使透明网片边缘上12h 的箭头对准底板外圈内侧的相应LHA，即得测星时的星空。n然后根据测得的h和A找到被测星体.方法三,地方平时法(LMT法)n 根据观测时间求出测者地方平时LMT，在透明网片外圈找到该地方平时，使其对准底板外圈的观测日期，即得测星时的星空。n然后根据所测得的h和A 找到被测星体。(3)利用索星卡选星 n 将可供观测的行星标在图底板上 n根据观测时间从英版航海天文历中查得该行星的赤经和赤纬。n使透明网片边缘上0h 对准底板外圈内侧
14、相应的赤经。n据赤纬在缺口处用专用笔将该行星标在星图底板上。注意北赤纬和南赤纬。确定测星时的星空 n利用上述三种方法之一确定民用晨光昏影时的星空。n根据前面所述的选星要求，选择1-2组星体，记下相应天体的高度和方位供观测时使用。475 2019年3月21日，ZT1847，c 3550.0N，c 12133.1E，观测两颗星:h1 5430 罗经方位约A1 245;h2 3910 罗经方位约A2 104.求该两星名称。n毕宿五和轩辕十四。正确使用索星卡习题n1.2019年6月24日民用晨光始观测两星：nh14630 A1246 nh22820 A2173 求该两星名称。n2.2019年10月18
15、日民用晨光始选星：n（1）在星图底板上标出金星n（2）选择三颗星（包括金星），求出该三颗星的大概高度和方位。n3.确定2019年10月18日在纬度40N，经度122E处，ZT2000的星空。求出织女一的大概高度和方位。三、测星定位三、测星定位 n 1测前n (1)预求测星区时，计算观测天体时的天文钟钟差。n (2)选星。n (3)检查和校正六分仪。2观测n(1)观测次序：一般应先测东天的星体。晨光先测较暗的星体，后测较亮的星体，昏影反之。n(2)让星体的中心与水天线相切。n(3)记下观测时间、观测高度、航向和航速。3计算船位线要素n通过查取英版航海天文历和利用计算器求出各次观测的船位线要素，为
16、加快计算速度，通常把所测的几颗星排在一起计算，一次翻表和计算完毕。4画船位线求观测船位n晨昏测星通常是测三星或三星以上的天体定位。由于船舶在海上航行，各次观测之间存在一定的时间间隔，因此画出的船位线必须订正到同一时刻(同一天顶)。n处理的方法：一是常用的转移船位线法，二是转移作图点法；三是修正异顶差法。前两种作图方法适用于任意情况下的移线，第三种异顶差计算法只适用于短航程(S 30 n mile)移线。异顶差h就是两次观测之间因船位不同而引起的高度或顶距的变化量。n式中：V：航速(kn);n A：天体真方位(圆周方位)；n CA：真航向；n Tm：两次观测的时间间隔。mTCAAVh)cos(6
17、0 n观测三个天体，则得三个高度差 Dh1(T1)、Dh2(T2)、Dh3(T3)。如以最后一次观测时刻T3为基准，则 n T1=T3 T1n T2=T3 T2 n可求出异顶差h1,、h2，因此修正了异顶差h的天体高度差分别为：n以Dh1和Dh2作为船位线要素画船位线即是修正了异顶差的船位线，它们与第三条船位线（Dh3）构成一船位误差三角形，由此求出的船位就是基准时刻（T3）的观测船位。222111hDhDhhDhDhn当天体位于船舶首尾方向时，即舷角（ACA）0 或 180 时则异顶差，为最大；n天体位于船舶两舷正横时，异顶差为零。mTCAAVh)cos(60 n只有当船舶航速较高(V15k
18、n)；n观测时间间隔较长；n天体又在船舶首尾方向附近时；n才需进行异顶差的订正。否则可直接将船位当作平均观测时间的船位。例476 2019年10月21日，ZT0545，c 3517.0N，c 09002.0E，CA280，V10，测得下列三星:Polaris：CT 11 h 43 m 07 s ，WT20s，hs 3537.3;Rigel：CT 11 h 44 m 10 s ，WT16s，hs 3421.6;Regulus：CT 11 h 45 m 25 s ，WT26s，hs 5005.6.CE3 s(慢)，e20.02米，(i+s)0.8，求ZT0545的观测船位.nc3517.0NSMT
19、 0545 21/10nc 9002.0EZD06 n _n GMT 2345 20/10nCT 234307 20/10CT 234410 20/10CT 234525 20/10nWT 20WT 16WT 26nCE+3CE+3CE+3n_nGMT234250 20/10GMT234357 20/10GMT234502 20/10nGHA01440.6GHA01440.6GHA01440.6nms1044.3ms1101.1ms1117.3n_nGHA 02524.9GHA 02541.7GHA 02557.9nc 09002.0SHA28124.0 Dec 0812.3S SHA2075
20、7.2 Dec 1159.0NnLHA 11526.9 c 09002.0 c 09002.0 n _ nLHA03707.7LHA32357.1n3602.9En hc3410.5hc4957.3n Ac226.2Ac116.5nhs3537.3hs3421.6hs5005.6ni+s 0.8i+s 0.8i+s 0.8nd 7.9d 7.9d 7.9nc 1.4c 1.4c 0.8_nht3527.2ht3411.5ht4956.1n-10100.0hc3410.5hc4957.3na0 50.0Dh 1.0Dh 1.2na1 0.5h2 0.1na2 0.3Dh 1.1no 3518.0 Nnh1 0.1no 3518.1 Nn c 3517.0N，c 09002.0EnAc226.2 Dh1.1n Ac116.5 Dh 1.2n o3518.1N0545123 c 3517.0Nc 09002.0E0545:o 3517.7N，o 09000.2E
