集美大学航海学2教案:测天定位

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昏影。

晨光昏影时间的长短,取决于测者的纬度,纬度越高,晨光昏影时间越长,纬度越低,晨光昏影时间越短。 2.测星时机

根据测星定位的两个条件,只有在民用晨光始或民用昏影终前后一段时间内,即太阳真高度在-3°~-9°之间,才是测星定位的良好时机。在这段时间内既可看到星体,又可看到水天线。这段时间在低纬度一般只有20~40分钟,因此驾驶员要在该段时间内观测三颗或三颗以上的星体来定位,为把握住观测时机,测星前往往要做许多准备工作:预求测星区时,选星,检查和校正六分仪等等,否则,就有可能在测星时间内测不下三颗星。 3.预求测星区时ZT

海上通常的做法是,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。根据所求区时提前几分钟开始观测即可。

ZT=LMT?D?EW (4-7-6)

式中:

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;

D?EW:晨光始或昏影终时,测者经度与所在时区中线经度之差,可用ZT0600或ZT1800的推算经度与所用区时的时区中线经度之差来代替。

在《航海天文历》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(格林经线上晨光始或昏影终平时一天给一值,需进行经、纬度内插,一般当纬度低于60°时,经度内插可忽略不计)。

例4-7-4 1996年3月21日,ZT1530,?c 36°54'.0N,λc 122°45'.0E,CA002°,V10',预求民用昏影终区时。 解:

1.按航向,航速求得2T1800的推算船位 φc 37°18'.5N λc 122°46'.5E 2.求ZT 3.以φc35°N从航海天文历中查得民用昏影终 TT 1837 21/3 4.纬度内插 ΔTφ +1 5.民用昏影终地方平时 T 1838 21/3

E

6.经差( 120°-122°46'.5E) Dλ -11 民用昏影终区时 ZT 1827 21 3

二、认星和选星

计算恒星船位线之前,必须要知道被测星体的星名。这就要求驾驶员在测前或测后要辨认出所测星体的星名,即认星。认星的方法大体上可分为两种:一种是本书第二章介绍的目视认星,另一种是利用专用表册或工具认星。这里着重介绍利用索星卡选星和认星的方法。

1.选择观测天体的注意事项

由于测星时间比较短,为了不错失测星时机,应预先做好一切可以提前做好的事情,包括利用索星卡选出在晨光昏影期间适宜观测的星体的大概高度和方位,以便到时有的放

矢地观测,也就是“选星”。为提高观测船位的精度,选星应注意以下几点: (1)选择较明亮的星体:主要是一等星和部分二等星。 (2)选择高度在15°~70°之间的星体:当天体高度低于15°时,用表册查取的平均蒙气差代替实际蒙气差将产生不可忽视的误差。当天体高度大于70°时,高度差法本身的误差将会很大。

(3)所选星体之间的方位分布要合适:

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60°-90°之间,趋近90°最有利。

三星定位,所测三星方位分布的范围要在180°以上,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。

(4)选择两组星,以备在观测时及时替代观测不到的星体。

2.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。 图 15315 cm 索星卡 索星卡可供纬度介于0° ~ 60°的测者选星和认星之用。

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,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。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。由于月亮和四颗航用行星

在天球上的位置变化较大,所以只能根据它们在观测当时的赤经、赤纬,由使用者临时标绘上去。

星图底板上还印有天赤道(以N或S为中心的小圆),相应的刻度,即平太阳日期标在底板的外圈。外圈内侧标有赤经,相当于春分点地方时角(方向不同)。

星图底板上还印有黄道(偏心小圆),上面标有日期,表示太阳每天在天球上的大概位置。

②透明地平坐标网片

十三张透明地平坐标网片是分别按纬度0°、5°、10°??60°绘制的一系列高度、方位曲线图网。地平坐标网的中心“+”表示测者天顶。每一张网片均是供北纬和南纬两用的,用于北纬时,将相应的纬度网片中N面朝上,套在北半球星图底板上。用于南纬时,将相应的纬度网片S面朝上,套在南半球星图底板上。

为使用方便,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。

在网片的边缘上还印有地方平时的时间刻度。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

利用索星卡认星有三种方法,在认星前先利用六分仪测出某亮星的高度hs ,同时记下观测时间,并利用罗经测出该星的方位A。 ①方法一,-6°高度线法(-6°线法)

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,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,代表太阳位于-6的高度上;民用昏影终时测星使用西边的-6°线。然后根据观测的高度h和方位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。

ν

②方法二,春分点地方时角法(LHA法)

ν

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

ν

头对准底板外圈内侧的相应LHA,即得测星时的星空。然后根据测得的h和A找到被测星体. ③方法三,地方平时法(LMT法)

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。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

①将可供观测的行星标在图底板上

从英版《航海天文历》中的“planet notes”中查得观测当时可见的行星,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。转动透明网片,使透明网片边缘上0h 对准底板外圈内侧相应的赤经,根据赤纬在缺口处用专用笔将该行星标在星图底板上。

②确定测星时的星空

利用上述三种方法之一确定民用晨光昏影时的星空。 ③选星

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。

4-7-5 1996年3月21日,ZT1847,?c 35°50'.0N,λc 121°33'.1E,观测两颗星:

h1 54°30' 罗经方位约A1 245°; h2 39°10' 罗经方位约A2 104°. 求该两星名称。 解:

利用索星卡,选择北底板和纬度35°为透明片。将透明片放在底板上。由于是傍晚测天,求近似世界时:

ZT 1847 21/3 ZD -0800 GMT’ 1047 21/3 GHA’ 329°12'.1 ms 11°31'.9 GHA 340°44'.0 λc 121°33'.1 E LHA 102°17'.1

将透明片外围的箭头指向底板内圈的102°处,利用高度和方位曲线可以查得这两颗星是毕宿五和轩辕十四。

三、测星定位

1.测前

(1) 预求测星区时,计算观测天体时的天文钟钟差。 (2) 选星。

(3) 检查和校正六分仪。 2.观测

(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。

(2) 让星体的中心与水天线相切。

(3) 记下观测时间、观测高度、航向和航速。 3.计算船位线要素

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

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)。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Δh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。它可由下式求出 ?h?'Vcos(A?CA)??Tm (4-7-7) 60式中:V--航速(kn);

A--天体真方位(圆周方位);

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