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1、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
2、天顶；而向下延长与天球的交点ZG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)PNZPSZG。,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
3、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 (vernal equinox)和秋分点(autumnal equinox)。,12 春分点时圈 过两天极和春分点的半个大圆PNPS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090计算。向天北极度量为北N，向天南极度量为南S。 极距p
4、：从仰极起沿天体时圈量至天体中心的弧距，由0180计算。p=90Dec(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0360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0180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0360计算。 地方时角LHA=格林时角GHA,4天体地理位置PG,纬度,=天体赤纬Dec,经度,例4：已知测者经度 1525.2E，LH
5、A 29914.3，Dec 1436.0S，求天体地理位置。 解：天体地理位置纬度 Dec1436.0S 天体地理位置经度 36028349.17610.9E,四、第二赤道坐标系,天赤道为基准圆，以春分点为原点，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) 从春分点起，沿天赤道向东量到天体时圈的弧距，由0360计算。 3天体共轭赤经(sidereal hour angle，SHA) 从春分点起，沿天赤道向西量到天体时圈的弧距，由0360计算。 对于同一天体显然有： RA十SHA360,4春分点格林时角(Greenwi
6、ch 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0360计算。 GHA=GHA+SHA 天体地方时角LHA=春分点格林时角GHA+共轭赤经SHA测者经度 春分点地方时角LHA+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090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0180计算。对于在地平上同一天体有：
7、h+Z=90,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：无论北纬或南纬测者，均从北点N起算，按顺时针方向沿真地平量至天体垂直圈，由0360计算。 (2)半圆法：北纬测者，从北点N起算，沿真地平向东或向西量至天体垂直圈，由0180计算。,南纬测者，从南点S起算，沿真地平向东或向西量至天体垂直圈，由0180计算。 由上可见，半圆方位后面应附有两个名称，第一名称与测者纬度同名，第二名称与半圆地方时角同名。,第二节 坐标变换,一、天文三角形 由测者午圈，天体时圈和天体垂直圈构成的球面三角形ZBPS称天文三角形(astronomical triangle)。,测者午圈，天体时圈和天体垂直圈构成,天文三角形的三个顶点是：天顶、仰极和天体。,二、解算天文三角形 1求天体计算高度hc和计算方位Ac的计算公式,使用上述公式时应注意： (1)纬度 恒为正值(无论北纬还是南纬)； (2)赤纬Dec与纬度 同名，赤纬取正值，异名取负值； (3)时角LHA为半圆时角，取正值(无论东时角还是西时角)； (4)方位Ac为半圆方位，第一名称与纬度同名，第二名称与半圆地方时角同名。,
