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航海学,天文航海解读

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第三章 天文航海

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Ⅱ天文航海3-时间

航海学Ⅱ天文航海3-时间


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。 l视太阳日可分为： • l视太阳日＝24视太阳小时(24h)； • l视太阳小时=60视太阳分钟(60m)； • l视太阳分钟=60视太阳秒钟(60s)。
• 正 跳 秒 ： 23h59m60s 之 后 是 次 日 的 00h00m00s 这实质上是把原子时AT的时 刻推迟ls。 • 负 跳 秒 ： 23h59m58s 之 后 是 次 日 的 00h00m00s 。这实质上是把原子时AT的 时刻提前1s。 • 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。
• 在天文航海中，恒星时是以春分点时角来表 示的。恒星时是天文学上采用的时间计量单 位。它不宜用于日常生活和工作中。这主要 是恒星时与昼夜关系不固定的缘故。我们已 知，春分点每天中天的时间比太阳提前约4m。 例如，3月21日，太阳位于春分点，这一天 春分点与太阳同时上中天，恒星日从中午开 始，到6月22日，春分点上中天的时间比太 阳提前约6h，恒星日从黎明开始。同理，9 月23日恒星日从午夜开始，12月22日恒星日 从黄昏开始，由此可见，恒星时的时刻与昼 夜的关系不固定。然而，人们的日常生活工 作一般是。根据“昼夜”来安排的，所以恒 星时不宜用于日常生活之中。
• 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。
• 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。 • 地球上的人们无法直接测量地球的自转 周期，但是，可以选择地球以外的一点 作为参考点，观测该点的周日视运动的 周期来间接地测出地球自转的周期，从 而得到时间的计量单位。选择不同的参 考点，得到的时间计量单位也不同。
天文学在航海上的应用

天文学在航海上的应用

天文学在航海上的应用天文学在航海上的应用航海是人类在海上航行，跨越海洋，由一方陆地去到另一方陆地的活动。

在从前是一种冒险行为，因为人类的地理知识有限，彼岸是不可知的世界。

人类在新石器时代晚期就已有航海活动。

当时中国大陆制造的一些物品在台湾岛、大洋洲，以至厄瓜多尔等地均有发现。

公元前4世纪希腊航海家皮忒阿斯就驾驶舟船从今马赛出发，由海上到达易北河口，成为西方最早的海上远航。

公元前 490年，在波斯与希腊的海战中，希腊就曾以上百英尺长的战舰参战。

中国汉代已远航至印度，把当时罗马帝国与中国联系起来。

唐代为扩大海外贸易，开辟了海上丝绸之路，船舶远航到亚丁湾附近。

在当时的科学技术条件下，航海是靠山形水势及地物为导航标志，属地文航海；而以星辰日月为引航标志的，则属天文航海技术之一种。

１．我国航海的历史发展殷商与西周时期，人们除了会制造船舶之外，已能制成帆而利用风力航行。

甲骨文用“凡”代替“帆”，说明殷人行船已经使用帆，不过，这时的帆一般主要用在陆地江河航行中。

而随着春秋战国时期各国的海上活动兴起，人们航海的地理知识逐渐增加，将中国东部外测的不同水划成“北海”（今渤海）、“东海”（今黄海）、“南海”（今东海）。

人们已了解到“百川归海”并开始在沿海巡航。

同时，人们在江河和航海过程中，逐渐认识了风，并利用风和帆航行。

值得一提的是，春秋战国时期，海上导航技术已与天文学联系起来。

战国时期人们已经对二十八星宿和一些恒星进行了定量观测，并取得了可喜成果，并把海上航行与天文学相结合，利用北极星为航行定向。

战国时期，磁石“司南”已发明。

但其用途主要用于陆上定位。

春秋战国时期主要以太阳和北极星为海上导航标志。

三国两晋南北朝时期造船业发展的同时，航海知识与技术得到了进一步的充实和提高。

这一时期航海技术有所进步，还表现在人们已对航行所经海区的海岸地形有了初步了解，如对今南海的珊瑚已有所认识，同时天文导航技术也已采用。

隋唐五代时期航海技术趋于成熟，人们已能熟练运用季风航行，天文、地理导航水平都有明显提高，对潮汐也能进一步正确解释。

天文航海

天文航海


克卜勒第三定律 (Kepler's (Kepler'
third law)
任两颗行星恒星周期的平方比与其与太阳平均距离的立方比 相同. 相同.
T1 T2 = 3 =K 3 R1 R2
2
2
第五节 太阳系中主要行星
中文 英文 Mercury Venus Earth Mars Jupiter Saturn Uranus Neptune Pluto 符号 恒星周期 自转周期 与太阳距离 卫 星
第七节 地球(the earth) 地球(the
仰视天空的现象
星等(stellar 星等(stellar magnitude)
波洛生(Pogson) 波洛生(Pogson) : 两星光亮度差一级时,明 亮程度之比值为2.512. 亮程度之比值为2.512. 肉眼所见之星分为六 等级,最亮的为一等星, 最弱的为六等星.一等星 是六等星亮度的100倍. 是六等星亮度的100倍. 星等的数值通常以负号表 示,负数越大越明亮.
内行星与外行星(inferior 内行星与外行星(inferior & superior planet)
逆行运动(retrograde 逆行运动(retrograde motion)
逆行运动
ห้องสมุดไป่ตู้ �
第四节 太阳系
哥白尼:太阳系中以太阳为主,其他的 行星除了自转以外,均以太阳为中心环 绕太阳. 轴转周期: 轴转周期:天体自转一周所需时间 恒星周期:在太阳上看行星在天空中连 恒星周期:在太阳上看行星在天空中连 续两次通过相同点所需的时间. 会合周期: 会合周期:以地球向行星与太阳看去, 两次连续会合所需时间.
第三节 太阳(Sun) 太阳(
恒星,燃烧的 回旋体,尚可 燃烧50亿年. 燃烧50亿年. 自转周期随纬 度增加.
《航海学》船舶定位课件2_5天文定位

《航海学》船舶定位课件2_5天文定位

➢ C.T. = C.T1. + C.E.－ＷＴ
上海海事大学航海教研室制作
end
退出
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
上海海事大学航海教研室制作
end
退出
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。
上海海事大学航海教研室制作
end
退出
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
天文航海

天文航海

天文航海
上海海事大学
Байду номын сангаас
船舶在海上航行时，利用太阳、行星和恒星等天 体测定船位。
天体

天体（Celestial body）是宇宙空间各种天体的统 称。例如恒星（包括太阳）、行星（包括地球）、 卫星（包括月亮）、小行星、彗星、流星等等。 恒星是炽热发光的天体，围绕着恒星运行的天体 称为行星，围绕着行星运行的天体称为卫星。
航用天体
航海上常用的天体称为航用天体（Navigational celestial body）。航用天体有太阳、月亮和四大 行星（金星、火星、土星和木星）以及159颗航用 恒星。航海上经常观测这些天体进行定位和测定 罗经差。

天球和天球赤道坐标

船舶在海上航行时，为了利用太阳、行星和恒星 等天体测定船位，必须了解观测时刻的天体位置 和观测所得到的天体与测者之间的相互位置关系 问题。所以人们首先通过一个假想的天球，把天 球与地球、天体与测者通过球面几何关系联系起 来。
天球

现象 定义------在实用天文学中，将测者为中心，任意 长为半径的空心的假想球面定义为天球 （Celestial sphere）
天球和天球赤道坐标



航用天体 天球 天球赤道坐标
基本点、线、圈和辅助圈


１．天极 ２．天轴 ３．天赤道 4．天球子午圈 测者午圈 测者子圈 格林午圈 格林子圈 ５．天体时圈 ６．天体赤纬圈
1
2
3
4
5
6
7
8
第一赤道坐标系


基本圈——天赤道和格林午圈或测者午圈（可根 据不同情况来选择） 辅助圈——天体时圈和赤纬圈 位置坐标——赤纬和时角。
《航海学—天文、地文、仪器》教学课件—06航路资料

《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）
航海学Ⅱ03天文航海1-天球坐标

航海学Ⅱ03天文航海1-天球坐标


• (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。 • 格林子圈：两天极之间包含格林天底的 半个大圆PNZ’GPS。它与180º 经线相对应。
• 例l：已知GHA 298º30′.0，测者经度 126º20′.0E，求LHA。 • 例2：已知GHA 15º 20′.8，测者经度 181º 35′.0W，求LHA。 • 例3：已知测者经度120º 25′.0E， LHA 60º 10′.0，求GHA。
•

(4)．天体地理位置PG 天体在天球上的位置B和地心O的连线， 与地球表面的交点b(PG)称为天体地理 位置（geographical position）。天体 地理位置的纬度和经度，可以用天体 的赤纬和格林时角来确定：
• 一、天球 • 以地心为球心，以无限长为半径所 作的球面叫天球(celestial sphere)。 所有天体(无论远近)都分布在天球面 上，它们在球面上的位置称为天体 位置，即延长地心与天体连线交于 天球球面上的一点。
• 二、天球上的基本点、线、圈 • 天球上的点、线、圈与地球上的 • 点、线、圈对应表
• 6．子午圈 • (1)测者子午圈：过测者天顶、天底和两 天极的大圆PNZPSZ’称测者子午圈 (observer’s meridian)。 • 测者午圈：两天极之间包含测者天顶的 半个大圆PNZPS。它与测者所在经线相对 应。 • 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。
第一节 天球坐标
• 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。
航海学天文定位第四篇第6章天文定位讲解

航海学天文定位第四篇第6章天文定位讲解


sin hc sin sin Dec cos cos Deccos LHA
ctg Ac cos tgDeccsc LHA sin ctgLHA
sin Dec sin sin hc sin Dec cos Ac tg tghc cos cos hc cos cos hc
t s
• 若观测太阳上边高度，则求太阳真高 度的公式为：
h h i s d p SD
t s
• (1)眼高差表d：以测者眼高e(m或h) 查取眼高差。 • (2)太阳改正表c：包括平均蒙气差、 太阳视差和太阳半径差，因为平均 蒙气差和太阳视差均随观测高度 h 而变，所以查表引数为观测日期段 和太阳下边或上边观测高度，分别 查取太阳下边或太阳上边的高度改 正，由于编表方式采用临界表，所 以无须内插。
• • • • •
1、高度差法原理 天文船位线三要素： （1）计算点C（采用推算船位）； （2）计算方位Ac； （3）高度差（截距）Dh=ht-hc
• 2、高度差法作图规则 • （1）高度差Dh为“+”（计算点C在天文船位圆之外） • 过计算点 C 作天体的计算方位（ Ac）线，在该线上， 以 C为原点，朝向天体截取 Dh，得截点 k，过 k点作计 算方位线的垂线，即天文船位线。 • （2）高度差Dh为“-”（计算点C在天文船位圆之内） • 过计算点 C 作天体的计算方位（Ac）线，在该线上， 以 C为原点，背向天体截取 Dh，得截点 k，过 k点作计 算方位线的垂线，即天文船位线。 • （3）高度差Dh为0（计算点C在天文船位圆之上） • 过计算点C作天体的计算方位（Ac）线，在该线上， 再过C点作计算方位线的垂线，即天文船位线。
• 3．求星体真高度 • (1)求恒星、土星和木星真高度
航海学天文定位第四篇第6章天文定位

航海学天文定位第四篇第6章天文定位


定位方法
1、太阳移线定位（高度差法） 2、太阳特大高度定位（船位圆定位） 3、太阳、金星定位（高度差法）
4、晨昏测星定位（高度差法）
sin hc sin sin Dec cos cos Deccos LHA
ctg Ac cos tgDeccsc LHA sin ctgLHA
sin Dec sin sin hc sin Dec cos Ac tg tghc cos cos hc cos cos hc
t s
• 若观测太阳上边高度，则求太阳真高 度的公式为：
h h i s d p SD
t s
• (1)眼高差表d：以测者眼高e(m或h) 查取眼高差。 • (2)太阳改正表c：包括平均蒙气差、 太阳视差和太阳半径差，因为平均 蒙气差和太阳视差均随观测高度 h 而变，所以查表引数为观测日期段 和太阳下边或上边观测高度，分别 查取太阳下边或太阳上边的高度改 正，由于编表方式采用临界表，所 以无须内插。
• 3．求星体真高度 • (1)求恒星、土星和木星真高度
• 这些星体离地球很远，同时是测其中心 与水天线相切的，所以观测高度改正中 不存在视差和半径差SD。 • 眼高差表：是和其它天体高度改正共用 的。 • 星体高度改正c：实际上就是平均蒙气差 表，查表引数观测高度 h 。
• (2)求金星、火星真高度
• • • • •
1、高度差法原理 天文船位线三要素： （1）计算点C（采用推算船位）； （2）计算方位Ac； （3）高度差（截距）Dh=ht-hc
• 2、高度差法作图规则 • （1）高度差Dh为“+”（计算点C在天文船位圆之外） • 过计算点C作天体的计算方位（Ac）线，在该线上， 以C为原点，朝向天体截取Dh，得截点k，过k点作计 算方位线的垂线，即天文船位线。 • （2）高度差Dh为“-”（计算点C在天文船位圆之内） • 过计算点C作天体的计算方位（Ac）线，在该线上， 以C为原点，背向天体截取Dh，得截点k，过k点作计 算方位线的垂线，即天文船位线。 • （3）高度差Dh为0（计算点C在天文船位圆之上） • 过计算点C作天体的计算方位（Ac）线，在该线上， 再过C点作计算方位线的垂线，即天文船位线。
《航海学—天文、地文、仪器》教学课件—05天文航海

《航海学—天文、地文、仪器》教学课件—05天文航海

测者午圈：两天极之间包含测者天顶的半个大圆。 测者子圈：两天极之间包含测者天底的半个大圆。
地球赤道平面无限向四周扩展与天球球面相截所得的大圆，称 天赤道(celestial equator)。
天赤道将天球分为北天半球和南天半球。
通过地心且垂直于测者铅垂线的平面与天球截得的大圆称测者 真地平圈(celestial horizon) 或 地心真地平圈。
Ⅰ
+C
Ⅰ
PG1
PG2
二、 天文航海主要内容
定位
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
定向 定时
第二节 天球坐标系
天球坐标是确定天体在天空中位置的坐 标系统。
天体位置确定之后，测者与天体之间才 能借助数学方法，即通过球面三角公式 相互联系起来，从而可以解决天文航海 中诸多天文航海上的实际问题。
航海学
课程目录
➢ 球、球面 ➢ 球面上的圆 ➢ 大圆的性质 ➢ 轴、极、极距、极线 ➢ 球面角及其度量 ➢ 圆心角相等的大小圆弧之比
（ TO BE CONTINUED）
课程目录
➢ 球面三角形的定义 ➢ 球面三角形的分类 ➢ 球面三角形的关系 ➢ 球面三角形的性质和成立条件 ➢ 球面三角形的边角函数关系
(local hour angle ，
PNBiblioteka LHA)B Dec ENQ
Z´
´
N 测者午圈和天体时圈 在天赤道上所夹的弧 距称天体地方时角 LHA。
Q
S PS
Z
天体地方时角LHA量
LHA
PN 法分为：
圆 周 法：由测者午
Dec B N 圈开始沿天赤道向西
EN
量至天体时圈，由0

有关航海的科普知识点总结

有关航海的科普知识点总结有关航海的科普知识点总结航海作为一门古老而神秘的技术和学问，一直以来都是人类探索未知世界的重要手段之一。

随着科技的不断发展，航海技术得到了极大的突破和进步，现代航海已经成为人类进行全球贸易、海上旅行和探险的重要工具。

本文将从地理、天文、航道、航标、航行规则等多个方面，对航海的科普知识进行总结。

一、地理与航海地理是航海中的基础，准确的地理知识对航海至关重要。

航海家需要了解海洋和陆地的地理情况，掌握大洋洲和大洋洲之间的海流、洋流、风和海洋气候。

地理知识还包括了各个洲际间的航行距离、海底地形、岛屿位置等等。

二、天文与航海天文是航海中的重要基础学科，通过观测天象来确定船舶的位置和航向。

在古代，航海家主要依靠天文导航，通过观察太阳、月亮、星星和行星等天体的位置和高度来确定自身位置。

现代航海则使用全球卫星导航系统（GNSS）来确定船只的位置和航向。

三、航道与航海航道是航海中的通道，是船只用来航行的预定路线。

航道的选择需要考虑到水深、航行安全和便捷性等因素。

在航道中，还会设置航线标识，如指示灯和浮标，以帮助船只保持正确的航向和安全通过航道。

四、航标与航海航标是指示航道方向和危险区域的重要工具。

航标包括灯塔、浮标、声音标志等。

灯塔是最常见的航标形式，通过灯光的亮暗和闪烁频率来警示船只避开危险区域，指示航向。

浮标则用来标识航道中的岩礁、沉船等障碍物。

五、航行规则与航海航行规则是指导船只行驶的法律和规定。

航行规则的主要目的是保证船只的安全，并避免船舶碰撞事故的发生。

其中包括大船小船的避让规则、夜间航行的规则等内容。

船只航行时必须严格遵守这些规则，以确保海上交通的秩序和安全。

六、海难与航海海难是指在海上发生的事故和灾难。

在航海中，海难是一种不可避免的风险，因此航海者需要具备相应的求生技能和应急措施。

例如，船只需要配备救生衣、救生艇等救生装备；航海员需要学会使用无线电通信设备，掌握求救信号等。

七、航海文化与航海航海文化是航海活动的文化表达和体现。

#《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

天文航海

第五章 天文定位与导航天文航海(celestia1 navigation)主要研究船舶在海上如何利用天体导航定位和测定罗经差，同时阐述了与船舶安全、经济运行密切相关的时间系统。

第一节 概 论19世纪中叶，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。

但是，天文航海受自然条件限制，不能全天候导航、必须人工观测、计算繁琐等缺点的影响限制了它进一步的发展，特别是卫星导航的出现，使它从居于主要的导航地位退到次要的导航地位。

由于它具有设备简单、可靠，观测的目标是自然天体而不受人控制，并且不发射任何声、光和电波而具有隐蔽性等优点，使其在现代航海中仍是航海人员所应掌握的主要导航方法之一，同时它也是衡量航海人员基本素质的标准。

一、天文定位基本概念船舶在海上航行，无论采用什么方法测定船位，都可以归结为求两条或两条以上船位线交点的问题。

在某一时刻，利用航海六分仪(专用测角仪器)观测某一天体的高度(天体与水天线之间的垂直夹角)，经过一系列的计算，可以求得一条天文船位线。

如果同时观测了两个天体，则可得到两条天文船位线，该两条船位线的交点就是天文观测船位。

根据所测天体高度和观测时的准确时间求天文船位线和船位的问题是天文航海要解决的主要问题之—。

在天文航海中，通常采用地球的第一近似体地球圆球体来研究天文导航的问题，由此而产生的误差一般可忽略不计。

图4—1—1表示地球，A 为测者，天体B 的中心与地心O 的连线交地面于点P G (geographical position)，称为天体地理位置。

测者用六分仪观测天体B 的高度，经几项高度改正之后可求得天体地心真高度，又称天体真高度h t 。

测者A 至天体地理位置P G 的球面距离AP G 可用其所对的球心角90°－h t 表示，称其为真顶距Z 。

这样，以P G 为圆心，球面距离即真顶距Z ＝90°－h t 为半径，在球面上可作一小圆 ( 图4—1—1中，过A 、A ′的小圆 )，测者A 一定在该圆上，我们称这个圆为天文船位圆或等高度圈，即：⎩⎨⎧-︒=tGh Z P 90::天体真顶距半径天体地理位置圆心天文船位圆 每观测一天体均对应一个天文船位圆；反之，在该圆上的测者，在同一时刻，观测同一天体B的高度均相等，所以天文船位圆又称等高度圈。

海上远洋航行的物理学和天文学基础

海上远洋航行的物理学和天文学基础海上远洋航行既是一项重要的贸易活动，也是一项拓展人类知识边界的重要途径。

在进行海上远洋航行时，必须了解一些基础物理和天文学知识，以确保船只安全地穿越大洋。

首先，重要的是要了解水密性和浮力原理。

船只的设计应该考虑到许多方面，其中包括防水措施和材料选用。

此外，船只的形状和大小也应该旨在提高其浮力，并确保船只可以承受所需的载重量。

另外，要注意天气和水流。

在大洋上，海洋气象条件可以极端危险，从可能的台风、暴风雨、海浪等，到遇到冰山，都可能对船只造成巨大的危害。

这些风险可以通过定期监测天气来降低，以确定最佳的航线和最佳的速度，从而确保船只安全穿越大洋。

同样地，水流也可能会影响航行，船长需要熟悉不同的海洋气流的影响，包括它们的速度和方向，并在规划航线时将它们纳入考虑。

另一方面，导航和地理知识也非常重要。

靠着天文仪器和星座来定位的方法已经存在了数百年，它们仍然是准确的定位方式。

船长需要熟悉与航海有关的常见星座，以及这些星座在天空中的相对位置。

此外，他们也应该知道如何读取和解释海图和海图上的符号。

在进行航海时，船长还需要了解航线上存在的任何岛屿或海峡，并且需要遵守可能存在的任何当地航行规则。

在计算航程、航向和速度时，天文学和物理学技能也非常重要。

这些技能可以用来预测船只将要面临的海洋条件，同时也可利用计算机技术辅助完成。

确认一个船只的速率和方向，以及预测所需时间和燃料消耗可以使船长更好地管理船只资源。

最后，海上远洋航行需要一定的技能和经验。

航行中的一些问题，例如融化的船舷、失灵的引擎、船只跑偏等，都需要船长具备解决问题和消除危险的经验和技能。

综上所述，了解物理学和天文学是海上远洋航行的重要基础。

在开展航行时，船长要合理、科学地使用这些知识，以确保船只安全地穿越大洋，为人类探索更广泛领域奠定基础。

搞懂这一点，天文航海不再难如“天书”

搞懂这一点，天文航海不再难如“天书”写在前面：我上大学的时候，最头疼的科目除了避碰，就要数天文这一块了。

那时候看天文就跟看天书一样——每个字都认识，但连起来就不知道书上在说些啥！几年书读下来，印象中的天文只剩下——查各种表格，什么《航海天文历》《天体高度方位表》《太阳高度方位表》，查蒙气差、指标差、春分点格林时角等等等等。

当时我也不知道这些都是干啥用的，反正就是跟着书上的步骤，一步步往下算，诶，到了期末考试，竟然也能够低分飘过！后来上了船，我就吃了不懂天文的亏。

有一次大副让我趁日没前测一个罗经差，我差，我不会呀！于是就被那位老大副狠狠数落了一顿；事后我心里不爽，跑到船长那去诉苦，结果又被船长数落了一顿，心里很是不爽！但是仗着自己是实习生，脸皮又厚，那条船也就这么捱过来了。

再往后做了三副，突然有一天想到自己不能再这样下去了，业务不精说到底最后吃亏的还是自己。

于是我就开始在船上恶补各项业务，天文也在其中。

那时候公司有个传统，驾驶员每个月都要测天一次，于是从那个时候开始，只要在船上，我就每个月坚持测天一次。

这个习惯一直保留到离开船到陆地工作。

一开始测天的时候，那水平真的不是一般二般的差！记得有一次我们刚离开香港不久，我趁着当班测了一次太阳移线定位；前面都还好，按部就班地测高度、掐秒表，查表计算，等到画船位线的时候出问题了！我们刚从香港开出来呀，船位怎么定到新加坡去了？中间还差一张海图呢！后来经我们船长指点我才知道，原来测天要求选择船位与实际船位偏差不能超过30海里，而我当时为了计算方便，偷懒选择了整数经纬度作为选择船位，这就导致船位线误差超级大。

实际上我们测天得出的船位线是地球表面的一个圆，而我们在海图上画的船位线只是这个圆的切线。

当选择船位在实际船位附近的时候，这两条线之间的差别并不大，但是当选择船位距离实际船位太远的时候，这两条线之间就是天壤之别了。

这个原理就跟前面《夸父为啥追不上太阳》那一集讲的恒向线和大圆之间的差距原理差不多。

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天文航海第一节天球坐标系1．天体高度是＿＿＿＿＿在天体垂直圈所夹的一段弧长。

A．测者真地平圈和春分点B格林午圈和天体中心C天体方位海区测者天顶D测者真地平圈和天体中心2．以天顶、天底为起止点且通过天体的半个大圆是＿＿＿＿。

A．测者午圈B．天体垂直圈C．天体时圈D．天体赤纬圈3．过两天极且通过天体位置的半个大圆称为＿＿＿＿＿。

A．天体时圈B．天体垂直圈C．天体赤纬圈D．测者子午圈4．当测者移动时，天球上的＿＿＿＿＿圈也随者移动。

A．天体时圈B．天体垂直圈C．春分点时圈D．天体赤纬圈5．天球上的南点或北点是＿＿＿＿＿的交点。

A．测者子午圈和天赤道B天赤道和测者真地平圈C测者子午圈和测者真地平面D天体周日平行圈和测者真地平圈6．过两天极且通过＿＿＿＿＿的半个大圆称为测者午圈。

A．天体B．测者地理位置C．天底D．天顶7．通过＿＿＿＿＿的半个大圆称为天体垂直圈。

A．天顶、天体和天底B．天北极、天体和天南极C．天顶、测者地理位置和天底D．仰极、天体的俯极8．第二赤道坐标系的辅助圈是＿＿＿＿＿。

A．天体高度圈和方位圈B天体时圈和天体赤纬圈C．天体赤经圈和赤纬圈D．测者子午圈和卯酉圈9．太阳、月亮和行星的周日视运动的轨迹，严格地说，是一条＿＿＿＿＿。

A．曲线B．凸向赤道的曲线C．连续的球面螺旋线D．凹向赤道的曲线10．当测者移动时，天球上＿＿＿＿＿圈不随测者移动。

A．天体垂直圈B．天体时圈C．测者子圈D．测者子圈11．以两天极为起止点，过天体的半个大圆称为＿＿＿＿＿。

A．测者午圈B．天体垂直圈C．天体赤纬圈D．天体时圈12．天体垂直圈是指通过＿＿＿＿＿和任一天体的半个大圆。

A．两天极B．测者地理位置C．天顶、天底D．东点、西点13．天球上，＿＿＿＿＿与真地平圈相交的两点称为N、S点。

A．天赤道B．测者子午圈C．格林子午圈D．测者真地平圈14．通过天体，并且平行于＿＿＿＿＿的小圆，称为高度平行圈。

A．天赤道B．测者真地平圈C．格林子午圈D．测者子午圈15．过测者天底和两天极的半个大圆称为＿＿＿＿＿。

A．测者真地平圈B．天体时圈C．测者子圈D．测者午圈16．测者子午圈将天球分为＿＿＿＿＿。

A．上天半球和下天半球B．南天半球和北天半球C．东天半球和西天半球队D．左天半球和右天半球17．＿＿＿＿＿的连线与地面的交点称为天体地理位置。

A．天顶与天底B．天顶与地心C．地心与天体中心D．天极与天体中心18．天球上的仰极是＿＿＿＿＿。

A．天南极B．与测者纬度同名的天极C．天北极D．与测者纬度异名的天极19．第一赤道坐标系的原点是＿＿＿＿＿。

A．格林午圈与天赤道的交点B天赤道与真地平圈的交点C．天体垂直圈与真地平圈的交点D．测者午圈与真地平圈的交点20．垂直于＿＿＿＿＿的连线且通过地心平面与天球相交的大圆称为测者真地平圈。

A．天顶和天底B．天北极和天南极C．天赤道D．格林子午圈21．＿＿＿＿＿将卯酉圈分成卯圈和酉圈A．格林午圈B．测者午圈C．测者铅垂线D．天轴22．平行于＿＿＿＿＿称为天体周日平行圈。

A．真地平圈的小圆B．天赤道的小圆C．高度圈的小圆D．黄道的小圆23．通过地心且垂直于测者铅垂线的平面与天球截得的大圆称为＿＿＿＿＿。

A．测者子午圈B．天赤道C．东西圈D．测者真地平圈24．测者的真地平圈将天球分成＿＿＿＿＿。

A．上天半球和下天半球B．东天半球和西天半球C．北天半球和南天半球D．以上均对25．能直观反映天体高度的天球图是：①天赤道面平面图；②子午面天球图；③真地平平面图。

A．①②B．①③C．②③D．①②③26．以两天极为起止点且通过天体的半个大圆称＿＿＿＿＿。

A．东西圈B．天体垂直圈C．天体时圈D．测者子午圈27．以天顶、天底为起止点且通过天体的半个大圆称＿＿＿＿＿。

A．天体垂直圈B．天体时圈C．东西圈D．测者子午圈28．过天顶、天底和E、W点的大圆称＿＿＿＿＿。

A．天体时圈B．天体垂直圈C．东西圈D．测者子午圈29．以天顶、天底为起止点的半个大圆称＿＿＿＿＿。

A．天体时圈B．天体垂直圈C．东圈D．西圈30．以天顶、天底为起止点通过西点的半个大圆称＿＿＿＿＿。

A．天体时圈B．天体垂直圈C．东圈D．西圈31．以两天极为起止点且通过测者天顶的半个大圆称＿＿＿＿＿。

A．测者子圈B．测者午圈C．测者子午圈D．东西圈32．以两天极为起止点且通过测者天底的半个大圆称＿＿＿＿＿。

A．测者子圈B．测者午圈C．测者子午圈D．东西圈33．以两天极为起止点且通过格林天顶的半个大圆称＿＿＿＿＿。

A．测者子圈B．格林午圈C．测者午圈D．格林子圈34．以两天极为起止点且通过格林天顶的半个大称＿＿＿＿＿。

A．测者子圈B．测者午圈C．格林子圈D．格林午圈35．地球赤道面无限向四外扩展与天球截得的大圆称＿＿＿＿＿。

A．真地平圈B．天赤道C．测者子午圈D．天体垂直圈36．天球上的天赤道与地球上的＿＿＿＿＿对应。

A．经线B．赤道C．纬线D．东西距37．在真地平以上的天极称＿＿＿＿＿。

A．天北极B．天南极C．俯极D．仰极38．与测者纬度同名的天极称＿＿＿＿＿。

A．天北极B．仰极C．天南极D．俯极39．测者真地平圈与测者子午圈的两交点分别称为＿＿＿＿＿。

A．E点和W点B．S点和N点C．E点和S点D．N点和W点40．测者真地平圈与天赤道的两交点分别称为＿＿＿＿＿。

A．E点和W点B．S点和N点C．E点和S点D．N点和W点41．天球上的E点和W点是＿＿＿＿＿。

A．真地平圈与天赤道的两交点B．真地平圈与测者子午圈的两交点C．天赤道与天体垂直圈的两交点D．真地平圈与天体垂直圈的两交点17．＿＿＿＿＿的连线与地面的交点称为天体地理位置。

A．天顶与天底B．天顶与地心C．地心与天体中心D．天极与天体中心18．天球上的仰极是＿＿＿＿＿。

A．天南极B．与测者纬度同名的天极C．天北极D．与测者纬度异名的天极19．第一赤道坐标系的原点是＿＿＿＿＿。

A．格林午圈与天赤道的交点B．天赤道与真地平圈的交点C．天体垂直圈与真地平圈的交点D．测者午圈与真地平圈的交点20．垂直于＿＿＿＿＿的连线且通过地心平面与天球相交的大圆称为测者真地平圈。

A．天顶和天底B．天北极和天南极C．天赤道D．格林子午圈21．＿＿＿＿＿将卯酉圈分成卯圈和酉圈A．格林午圈B．测者午圈C．测者铅垂线D．天轴43．天球上的仰极是＿＿＿＿＿。

A．天极B．天北极C．天南极D．与测者纬度同名的天极44．过天体且平行于真地平圈的小圆称为＿＿＿＿＿。

A．天体垂直圈B．天体时圈C．周日平行圈D．高度平行圈45．过天体且平行于天赤道的小圆称为＿＿＿＿＿。

A．天体垂直圈B．天体时圈C．周日平行圈D．高度平行圈46．＿＿＿＿＿将测者子午圈分成测者午圈和测者子圈A．天顶和天底B．E点和W点C．N点和S点D．天极47．＿＿＿＿＿将东西圈分成东圈和西圈。

A．天极B．天顶和天底C．N点和S点D．E点和W点48．天球上的东、西天半球是＿＿＿＿＿。

A．固定不变B．随测者子午圈而变C．随天体而D．以上均不对49．测者在海上看到的天空是＿＿＿＿＿。

A．上天半球B．北天半球C．南天半球队D．视测者位置而定50．如果南纬某测者测得天体的圆周方位角为060°则用半圆周法表示时应为＿＿＿＿＿。

A．120°NE B．060°NW C．120°SE D．60°SW51．天体赤经RA与共轭赤经SHA之间关系为＿＿＿＿＿。

A．RA+SHA=360°B．RA＋SHA=180°C．RA+SHA=90°D．RA－SHA=180°52．天球地平坐标系的原点是＿＿＿＿＿。

A．格林午圈和天赤道的交点B．天体垂直圈和天赤道的交点C．测者子午圈和测者真地平圈的交点D.黄道和天赤道的交点53．某测者经度为100°E，晚上恰有一颗星体在其头顶上方，此时该星的格林时角约为＿＿＿。

A．260°B．100°C．000°D．060°54．如果南纬测者测得某天体的半圆为位是50°SE，则其圆周方位角为＿＿＿＿＿。

A．130°B．230°C．050°D．310°55．天文船位圆的圆心和半径分别是＿＿＿＿＿。

A．测者地理位置，天体真顶距B．测者地理位置，高度差C．天体地理位置，高度差D．天体地理位置，天体真顶距56．在天球上，天赤道和天体在天体时圈上所夹的弧距称为＿＿＿＿＿。

A．天体高度B．天体极距C．天体赤纬D．天体顶距57．天体圆周方位等于300°测者纬度等于10°N，化为半圆方位应为＿＿＿＿＿。

A．060°NE B．120°SW C．060°NW D．120°SE58．天体地方时角是由＿＿＿＿＿起算的。

A．测者子午圈B．格林午圈C．格林子圈D．测者午圈59．当天体时圈与测者午圈重合时，天体地方时角为＿＿＿＿＿。

A．0°B．90°C．180°D．170°49．测者在海上看到的天空是＿＿＿＿＿。

A．上天半球B．北天半球C．南天半球队D．视测者位置而定50．如果南纬某测者测得天体的圆周方位角为060°则用半圆周法表示时应为＿＿＿＿＿。

A．120°NE B．060°NW C．120°SE D．60°SW62．天体位置是（）A．地球与天体连线长与天球面的交点B．测者天顶与天体连线延长与天球面的交点C．地球中心与天体中心连线延长与天球面的交点D．地球中心与天体中心连线与地球面的交点63．测者天顶是（）A．测者与北极的连线延长与天球面的交点B．测者与天体连线长与天球面的交点C．地心与测者连线向上延长与天球面的交点D．地心与测者连线向下延长与天球面的交点64．格林午圈是（）A．过两天极和格林天顶的圆B．过两天极和格林天顶的半个大圆C．过两极和格林天底的半个大圆D．过两极和格林尼林尼治的半个大圆65．天体时圈是（）A．过两天极和天体的半个大圆B．过天顶、天底和天体的大圆C．过两天极和天体中心的半个大圆D．过两天极和天体的大圆66．过两天极及测者天顶、天底的大圆是（）A．测者子午圈B．卯酉圈C．时圈D．方位圈67．天体方位圈是（）A．过两天极和天体的半个大圆B．过测者天顶、天底和天体中心的半个大圆C．过测者天顶、天北极和天体的大圆D．过测者天顶和北点的半个大圆68．天赤道将天球等分为（）A．上、下天半球B．南、北天半球C．东、西天半球D．南、东天半球69．第一赤道坐标系的基准大圆是（）A．天赤道与测者子午圈B．天赤道与格林子午圈C．天赤道与格林午圈或子圈D．天赤道与格林（测者）午圈70．天体时圈和天体赤纬圈是（）A．第一天赤道坐标系的辅助圆B．第二天赤道坐标系的基准大圆C．地平坐标系的辅助圆D．平坐标系的基准大圆71．第二天赤道坐标系的基准大圆是（）A．测者（格林）午圈与天赤道B．春分点时圈与天赤道C．测者子午圈与天赤道D．测者（格林）午圈与测者真地平圈72．天体赤纬是（）A由天赤道起沿天体方位圈向东、向西到天体的弧距B．由天赤道起沿天体时圈向北或向南到天体中心的弧距C．由测者真地平圈起沿测者午圈到天体的弧距D．由格林午圈起向南、向北到天体的弧距73．格林圆周时角是（）A由午圈起沿天赤道向西到天体的弧距B由格林午圈起沿天赤道向西到天体时圈的弧距C．由格林午圈起沿天赤道向东或向西到天体的弧距D．由格林午圈起沿天赤道向东到春分点的弧距74．春分点地方半圆时角是（）A．由春分点起沿天赤道向西到天体的弧距B．由测者午圈起沿天赤道向东或向西到春分点的弧距C．由测者午圈起沿天赤道向东到春分点的弧距D．由测者午圈起天赤道向西到春分点的弧距75．天体的共轭赤经是（）A．由春分点起沿天赤道向西到天体的弧距B．由春分点起沿天赤道向东到天体的弧距C．由春分点起沿天赤道向西到天体时圈的弧距D．由春分点起沿天赤道向东到天体赤纬圈的弧距76．地平坐标系的坐标值有：天体高度＿＿和天体方位A．天体时角B．天体极距C．天体赤纬D．天体顶距77．天体顶距是指：＿＿沿天体方位圈＿＿的弧距A．自天赤道起/ 量到天体中心B．自天赤道起/ 经天体中心量到天顶点C．自天顶点起/ 量到天体中心D．自天体中心起/ 量到仰极78．在航海天文学中天球的设定是（）A．以任意点为中心，无限长为半径的想象球体B．以地球中心为球心，无限长为半径的想象球体C．以测者眼睛为球心，无限长为半径的想象球体D．以太阳中心为球心，无限长为半径的想象球体79．天体的地理位置是（）A．天顶与天底连线与地面的交点B．天顶与地心连线与地面的交点C．地心与天体中心连线与地面的交点D．天极与天体中心连线与地面的交点80．以两天极为起迄点，其间包含天体位置的半圆是（）A．天体时圈B．天体方位圈C．天体赤纬圈D．测者子午圈81．天体半圆方位是从（）A．正北方向算起B．天体方向算起C．与测者纬度同名的方向算起D．与赤纬同名的方向算起82．天体圆周方位为300º，测者纬度为20ºS，化为半圆方位应为（）A．120ºSW B．140ºSW C．060ºNW D．080ºNW83．以测者午圈为起点，沿天赤道向东量到天体时圈止的量法称为（）A．天体方位的圆周量法B．天体方位半圆周量法C．天体地方时角的圆周量法D．天体地方时角的半圆周量法84．当天体的地方时角为0º，这时天体时圈与＿＿相重合A．测者子圈B．测者午圈C．格林午圈D．东西圈85．天体的地平坐标值在实际应用当中一般由（）A．观测得到B．公式计算求得C．航海天文历中查得D．作图求得86．地平坐标系的基准大圆是（）A．天体高度圈和测者子午圈B．测者子午圈和测者真地平圈C．天体方位圈和测者子午圈D．测者午圈和测者真地平圈87．天体地方半圆时角的起算半圆是（）A．测者子圈B．格林午圈C．天体时圈D．测者午圈88．天文三角形的三个角是（）A 。