2.9第九章_测罗经差.ppt

第四篇天文航海 大连海事大学航海学院航海教研室丁勇 第九章观测天体求罗经差 罗经是船舶主要的导航仪器之一 罗经工作是否稳定 其指示方位误差的大小直接关系到船舶的航行安全 因此 船舶在航行中 要求航海人员利用一切机会来测定罗经差 以此来检查罗经工作是否正常 并对航向和方位做必要的修正 船舶近岸航行时 可以利用专设的叠标或灵敏度较高的自然叠标来测定罗经差 本章将介绍观测天体求罗经差的原理和方法 以及利用GPS船位求罗经差的新方法 第一节观测天体求罗经差的原理及其注意事项 一 观测天体求罗经差的原理 C TB CB C为 表示罗北偏东 C为 表示罗北偏西 船舶近岸航行时 可以利用专设的叠标或灵敏度较高的自然叠标来测定罗经差 观测天体求罗经差与上述利用陆标测定罗经差的原理基本相同 不同之处是观测的物标是天体 CB是天体的罗方位 TB是天体的真方位海上是以推算船位为基准求得的天体的计算方位Ac来代替天体的真方位TB 观测天体求罗经差的计算公式为 C Ac CBctgAc tgDeccos ccscLHA sin cctgLHA二 观测注意事项1 用推算船位求得的天体计算方位Ac代替天体真方位所产生的方位误差 A A tghsinA cosDeccosXsech 一定 A的大小主要取决于式中的tgh和sech即取决于被测天体高度h的高或低 由此得出如下结论 被测天体的高度越低 由 引起的误差 A越小 当被测天体的方位A趋近0 赤纬Dec趋近90 时 由 引起的误差 A趋近零 北极星是北纬35 以下海区在夜间测定罗经差的良好物标 2 由于罗经面的倾斜而引起观测天体罗方位的误差 B 简称倾斜误差 B tgh 当倾斜角 一定 被测天体的高度h越低 倾斜误差 B越小 当被测天体的高度h一定时 倾斜角 越小 倾斜误差 B越小 3 观测注意事项 1 应观测低高度天体的罗方位 其高度应低于30 最好低于15 2 观测时应尽量保持罗经面的水平 3 为避免粗差和减小随机误差的影响 一般应连续观测三次 取平均值作为对应于平均时间的罗方位 罗经读数读至0 5 观测时间准确到1m 4 观测时应测天体的中心方位 三 观测天体求罗经差的方法 观测低高度太阳方位求罗经差 或观测低高度行星 恒星方位求罗经差 观测太阳真出没方位求罗经差 观测北极星方位求罗经差 利用GPS船位求罗经差的新方法 第二节观测低高度太阳方位求罗经差 一 观测低高度太阳方位求罗经差的步骤1 观测低高度太阳 h 30 罗方位CB 同时记下观测时间 2 求观测时太阳的计算方位Ac 常用的计算方法是 1 航海天文历 和函数计算器法 2 太阳方位表 法 3 航海天文历 和 B105表 或NP401表 法 3 求罗经差 Ac CB 二 利用 航海天文历 和函数计算器求罗经差 ctgAc cos ctgDeccscLHA sin cctgLHA利用上式应注意以下几点 c恒为 Dec与 c同名 Dec为 Dec与 c异名 Dec为 LHA和Ac均为半圆周法 Ac的第一名称与测者纬度同名 第二名称上午观测为 E 下午观测为 W 例4 9 1 1996年8月12日 船时SMT1702 推算船位 c34 23 0N c122 50 7E 测得低高度太阳罗方位CB277 求罗经差 C ZT17 0212 8ZD 8 GMT09 0212 8 返回 GHA 313 45 6Dec 14 50 2Nd 0 7m s30 0d 0 0 GHA314 15 6Dec14 50 2N Ec122 50 7 c34 23 0N LHA437 06 3 77 06 3W Ac arcctg cos34 23 0tg14 50 2csc77 06 3 sin34 23 0ctg77 06 3 Ac 84 6NW 275 4CB277 0 C 1 6 三 利用 太阳方位表 求罗经差 1 太阳方位表 的结构该表共分两册 第一册包括纬度0 30 英版称Davis sTables 戴氏表 第二册包括纬度30 64 英版称Burdwood sTables 柏氏表 每册又分主表和附表 1 主表 分前后两个半册 前半册是赤纬与纬度同名 后半册是赤纬与纬度异名 查表引数为 表列纬度 T 表间距为1 列在每页右上角 表列赤纬DecT 表间距为1 共计0 24 列在每页第一行 表列视时LATT 表间距为4m 中天前 后1小时之内间距为2m 每页左列引数为上午 a m 视时 右列引数为下午视时 英版表中视时用罗马数字表示 以 T DecT LATT为引数 从表中查得太阳半圆方位AT 其第一名称与测者纬度同名 第二名称上午观测为 E 下午观测为 W 2 附表 附表主要是 太阳赤纬表 和 时差表 它们均按4年中有1闰年的规律排列的 所以每个附表中又分4个小表 查表引数是观测时的年 月 日 可查得世界时12h的太阳赤纬Dec和时差ET 使用附表一般不用内插 2 利用 太阳方位表 求罗经差的步骤 1 观测太阳罗方位CB 同时记下观测时间 2 根据观测日期从 太阳赤纬表 和 时差表 中查得太阳赤纬Dec和时差ET 3 求观测时的视时LATLAT LMT ET ZT D EW ET视时LAT需要换算成上午 a m 视时或下午视时 p m 才可查表 1 12 4 求计算方位Ac 由于实际的 Dec LAT不可能正好与表列 T DecT LATT相一致 所以在根据 T DecT LATT查得的表列方位AT的基础上 还要进行三项比例内插才能求得计算方位Ac 5 求罗经差 将Ac换算成圆周方位之后可求得罗经差 C Ac CB 例4 9 2 利用太阳方位表求例4 9 1中的太阳计算方位 并求罗经差 测者纬度 c34 23 0N 所以用 太阳方位表 第二册 或Burdwood stables 1 根据观测日期从 太阳赤纬表 和 时差表 中查取太阳赤纬Dec和时差ETDec 14 48 0 准确至0 1 ET 4m56s 5m 准确至1m 2 求视时LAT c122 50 7 m120 00 0 D 2 50 7 11mZT17 02D 11ET 5 LAT17 0812 85 08pm AT85 3 ADec 0 7 ALAT0 0 A 0 1 Ac84 7NW 275 3CB277 0 C 1 7 第三节观测太阳真出没方位求罗经差 在周日视运动中 当太阳的中心通过地心真地平时称为太阳的真出或真没 此刻太阳真高度ht 0 这时观测太阳的罗方位不需要记录观测时间 只需要根据推算纬度和当时的太阳赤纬就可以求得太阳真出没时的计算方位 利用该法可以相对简便地求出罗经差 因此 它是船上核验罗经差常用的方法之一 一 观测太阳真出没的时机 只有当太阳真高度 0 时才可观测到太阳真出没的罗方位 那么 什么时候太阳真高度ht 0 这是观测太阳真出没罗方位的关键 设目视观测太阳真出没时的下边沿高度为ho 则 ht ho d p SD 0 如在式中取眼高e 16m 则d 7 取平均蒙气差 30 视差p很小 可忽略不计 取SD 16 平均视半径 得ho 21 2 3D 太阳平均视直径D 32 当用目视看到太阳下边沿视高度约为太阳直径时 此刻观测的太阳罗方位即是太阳真出没罗方位 当用目视看到太阳下边沿视高度约为2 3太阳直径时 此刻观测的太阳罗方位即是太阳真出没罗方位 观测时必须可见水天线 另外 太阳真出没时太阳介于出没与东西圈之间 其方位变化较慢 则观测方位精度较高 二 观测太阳真出没方位求罗经差的原理及其计算方法 1 原理当太阳真出没时 其真高度 0 此时的天文三角形为球面直边三角形 由边的余弦公式得 使用该式时应注意 c恒为 Dec与 c同名 Dec为 异名为 Ac为半圆方位 第一名称与 c同名 第二名称真出为 E 真没为 W 2 利用 太阳方位表 求太阳真出没方位Ac并求罗经差 根据上式编成 太阳真出没方位表 列在 太阳方位表 相应纬度中每一列相应赤纬栏的最下面 并给出真出和真没的视时 使用该表求太阳真出没方位需进行赤纬和纬度两项比例内插 3 利用 航海天文历 和函数计算器求天太阳真出没计算方位Ac和罗经差 C 根据上式 利用 航海天文历 和函数计算器可求得太阳真出没时的计算方位Ac 由 航海天文历 查出观测日世界时12h 或观测时刻的世界时 的太阳赤纬Dec 赤纬和观测时测者推算纬度 c代上式 即可用函数计算器求出计算方位Ac 例4 9 4 1996年8月11日 推算船位 C34 45 0N C163 01 0E 测得太阳真没罗方位CB286 5 求罗经差 C 利用计算器求罗经差由航海天文历查得8月11日GMT1200的太阳赤纬Dec 15 06 0N C 34 45 0N 利用太阳方位表求罗经差 由太阳赤纬表查得8月11日GMT1200的太阳赤纬Dec 15 06 0NAT71 8 ADec 0 1 A 0 2 Ac71 5NW 288 5CB286 5 C 2 0 第四节观测北极星方位求罗经差 北极星的赤纬趋近90 极距小于1 而且在北纬中 低纬海区所见北极星在周日视运动中的方位角变化范围不超过2 当天体赤纬趋近90 方位趋近0 时 由推算船位的误差而引起天体计算方位的误差趋于零 北极星的高度近似等于测者纬度 相对较易识别 北极星是北纬中 低纬海区观测天体求罗经差的良好物标 求北极星的计算方位Ac A c 90 Dec0 sin LHA RA0 sec 查表引数为春分点地方时角LHA 和测者推算纬度c 二 观测北极星方位求罗经差的步骤 由于北极星是二等星 较不易观测 而且观测误差相对大一些 应尽可能连续观测3次取算术平均值 在观测北极星罗方位CB的同时记下观测时间和推算船位 根据观测时间 利用 航海天文历 求出LHA GHA cEW 以 c和LHA 为引数从 北极星方位角表 中查得北极星半圆计算方位Ac 求罗经差 C Ac CB 例4 9 4 1996年3月19日 船时ZT2253 推算船位 C15 45 0N C124 44 0E 测得北极星罗方位CB1 0 求罗经差 C ZT225319 3ZD 8 GMT 145319 3GHA 027 23 6m s13 17 2 GHA 040 40 8 Ec124 44 0 LHA 165 24 8AT359 3 CB1 5 361 5 C 2 2 第五节利用GPS船