航海学天文定位第四篇天文航海第1、2章.ppt

天文航海 第一章 概论 天文航海(celestial navigation)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。 第二章 天球坐标系 第一节 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。 一、天球 天球上的点、线、圈 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：无限延长格林尼治天文台的铅垂线，向上与天球的交点ZG称格林天顶；而向下延长与天球的交点Z’G称格林天底。 6．子午圈 (1)测者子午圈： 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。 7．测者真地平圈 真地平圈将天球分为上天半球和下天半球。 8．方位基点(cardinal points) 9．仰极与俯极 真地平以上的天极称仰极(elevated pole)(即与测者纬度同名的天极)。真地平以下的天极称俯极(depressed　pole)。 10．垂直圈 过天顶Z、天体B和天底Z’的半个大圆ZBZ，称天体垂直圈(vertical circle) 。 11．春分点和秋分点 地球绕太阳公转的轨道平面与天球相交的大圆称黄道。黄道和天赤道相交两点分别称春分点Υ (vernal equinox)和秋分点(autumnal　equinox)。 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 从天赤道起，沿天体时圈量到天体中心的弧距称赤纬(declination，Dec)，由0o～90o计算。向天北极度量为北N，向天南极度量为南S。 极距p：从仰极起沿天体时圈量至天体中心的弧距，由0o～180o计算。p=90o±Dec(赤纬与纬度异名取加，同名取减)。 2．天体地方时角 测者午圈和天体时圈在天赤道上所夹的弧距 (local hour angle，LHA)。 (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。 地方时角LHA=格林时角GHA 4．天体地理位置PG 例4：已知测者经度 15o25′.2E，LHA 299o14′.3，Dec 14o36′.0S，求天体地理位置。 解：天体地理位置纬度 ＝Dec＝14o36′.0S 天体地理位置经度 ＝360o—283o49′.1＝76o10′.9E 四、第二赤道坐标系 天赤道为基准圆，以春分点Υ为原点，几何极为天北极。也叫春分点赤道坐标系。 1．赤纬 定义同第一赤道坐标系。 2．天体赤经(right ascension，RA) 从春分点Υ起，沿天赤道向东量到天体时圈的弧距，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。 对于同一天体显然有： 　 　RA十SHA＝360o 4．春分点格林时角(Greenwich hour angle　of　Aries，GHAT) 从格林午圈起，沿天赤道向西度量到春分点时圈的弧距，由0o～360o计算。 GHA=GHAΥ+SHA 天体地方时角LHA=春分点格林时角GHAΥ+共轭赤经SHA±测者经度 ＝春分点地方时角LHAΥ+共轭赤经SHA 五、地平坐标系 1．天体高度 2．天体方位 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： h+Z=90o 仰极高度等于测者纬度。 2．天体方位 测者子午圈和天体垂直圈在真地平上所夹一段弧距称天体方位。 (1)圆周法：无论北纬或南纬测