研究航海天文学的意义 - 研究航海天文学的意义是什么啊？

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研究航海天文学的意义是什么啊？

1. 回答人: 匿名时间: 07-20 22:27:05

随着科技的不断发展，越来越多先进的导航仪器、设备应用于航海，更加精确地为船舶的安全航行提供保障，先进的技术已经逐步取代了以前古老繁琐的导航方法。在茫茫大海中航行准确定位无疑是重中之重，如今船舶普遍应用的GPS（全球定位系统）以其较高的精度赢得了航海者的青睐，但是我们不能因此而忽视天文航海的应用。

天文学在航海中起辅助作用和存在意义毋庸置疑。观测天体求罗经差是我们经常用到的，较规范的船舶上都配有测天记录簿并保持不间断的观测计算并记录。下面介绍一下观测天体求罗经差的主要原理及应用：

一、观测天体求罗经差的原理

△C＝TB-CB △C为正，表示罗北偏东

△C为负，表示罗北偏西

△C＝Ac-CB

cotAc=cosφctan DecscsLHA-sinφccotLHA

二、观测注意事项

1. 用推算船位求得的天体计算方位代替天体真方位所产生的方位误差

△A=tanh sin A△φ-cos Dec cosXsec h△λ

（注意：被测天体的高度越低，由船位误差引起的方位误差越小；当被测天体的方位趋近0°，赤纬趋近90°时，由船位误差引起的方位误差接近为0。）

2. 由于罗经面的倾斜而引起的观测天体罗方位的误差（简称倾斜误差）

△B=θtanh

当倾斜角一定，被测天体的高度越低，倾斜误差越小；当被测天体的高度一定，倾斜角越小，倾斜误差越小；

3. 观测要求：观测低高度的天体高度应低于30°，最好低于15°、保持罗经水平、为避免粗差和随机误差，一般应连测三次，取平均值，观测时间精确到1分钟、观测时应对准天体中心。

观测天体求罗经差的方法有：观测低高度天体方位求罗经差、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求罗经差。下面我们以观测北极星方位为例：

求北极星的计算方位：

Sin Ac = sinLHA

sinP cosh

观测北极星方位求罗经差的步骤：

①由于北极星是二等星，不易观测，应观测三次求平均值；②观测罗方位，同时记录观测时间；根据观测时间，利用航海天文历求出春分点地方时角；③查阅《北极星方位表》，得北极星半圆方位，不必内插（英版直接查阅北极星圆周方位）；④求罗经差。

与无线电定位相比，天文定位受天气条件限制，解算复杂费时，但却有独立性强，仪器简单，费用节省，隐蔽性好，没有覆盖区限制，定位误差稳定，没有积累误差等优点。目前天文定位正从如下几方面改进：①实现定位计算全部自动化。各国已研制出多种航海计算器或天文定位计算器，有些已达到实现计算全部自动化的要求。②扩大昼夜观测的时机。如40年代出现的几种人工地平气泡、陀螺六分仪，70年代前后出现的光增强夜视六分仪、昼夜数字六分仪、遥控微光电视照相六分仪、计算机六分仪等，但大部分仍处在完善或降低价格阶段。③提高海上观测的精度。如研究连续观测高度、自动平差的仪器设备等。④开发天文定位的新途径。如测定天体其他参数或其他的辐射波。20世纪50年代开始研制的射电六分仪，就是观测天体的无线电波。⑤天文定位与其它导航仪联合使用，取长补短。

2. 回答人: 匿名时间: 07-19 01:16:29

航海天文学的应用，我国古代的劳动人民很早就开始了航海活动。在长期的航海实践中，我国勤劳勇敢的船工们发展了一整套航海技术。其中，天文导航是极重要的一项。

唐、宋以后随着我国生产的发展，兴盛的海外贸易推动了我国航海技术的飞跃发展。指南针开始应用到航海上，把导航仪器罗盘和航海天文学结合起来，引起了航海技术的大发展。指南针可以很好地指示方向。而位置的确定却须依靠航海天文学。具体记述了航海天文学资料的最早著作是明初郑和（1371-1434）留下的《郑和航海图》。图收载在明茅元仪编的《武备志》中。

《郑和航海图》包括横条形海图一幅，长达二十页。还有四幅星图，称为"过洋牵星图"。从海图上可以看出，郑和船队从苏州刘家港起航，出长江口，经我国浙江、福建备省和南海诸岛，到达印度尼西亚的苏门答腊岛北端。在这一段海路上都是用的指南针定向。从苏门答腊往西到锡兰（今斯里兰卡）的途中开始用天文定位。从锡兰往西到南亚、西亚和非洲东海岸等地就都尽量利用星辰定位，并且和指南针针位相参照。海图上共记录六十四处关于各地所见北辰星（就是北极星）和华盖星（就是小熊座β星、γ星等共八星）的高度。过洋牵星图却标出了途经印度洋各地的时候所见的许多星辰的方位和高度，其中方位也是用的图录法。

《郑和航海图》告诉我们，我国古代航海用的是牵星法。在明人李诩的著作《戒庵老人漫笔》中记述了牵星法所用的观测工具--牵星板。这是十二块方形的乌木板，最大的叫十二指，每边长大约二十四厘米。其次是十一指、十指、……最小到一指。每块伪边长是等差递减的。另有一块挖去四角的象牙板，每个缺口标明半指、半角、一角和三角等。一角是四分之一指。

对每个测定的恒星来说，在相当长的时期里，可以认为，"90°＋赤纬"是个常数。因此，恒星在子午线上的时候的地平高度就直接反映了地理纬度。所以，只要观测恒星正在于午线上的时候的指、角数，就可以知道船的位置是在什么地方了。

以牵星法为代表的我国古代航海天文学在保障远洋航行的安全、准确上起了巨大的作用。正因为这样，它也是我国古代人民为世界文化发展作出的又一卓越贡献。

3. 回答人: 匿名时间: 07-04 16:50:50

在海上观测天体确定船位的技术，又称天文导航、航海天文学。
　　发展简况　中国古籍有很多关于将天文应用于航海的记载。西汉《淮南子·齐俗训》：“夫乘舟而惑者，不知东西,见斗极则寤矣。”东晋法显《佛国记》:“大海弥漫无边，不知东西，唯望日月星辰而进。”北宋朱彧《萍洲可谈》：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。”明《武备志》所收的《过洋牵星图》记有南北、东西星体在水天线上若干指（角度单位）的数据，用以估计船位。
　　欧洲在15世纪以前仅能白昼顺风沿岸航行。15世纪出现了用北极星高度或太阳中天高度求纬度的方法。当时只能先南北向驶到目的地的纬度，再东西向驶抵目的地。16世纪虽然已有观测月距（月星之间角距）求经度法，但不够准确，而且解算繁冗。18世纪六分仪和天文钟先后问世，前者用于观测天体高度，大大提高了准确性；后者可以在海上用时间法求经度。1837年美国船长T.H.萨姆纳发现天文船位线，从此可以在海上同时测定船位的经度和纬度，奠定了近代天文定位的基础。1875年法国海军军官圣伊莱尔发明截距法，简化了天文定位线测定作业，至今仍在应用。
　　天文定位原理和方法　天文定位的基本问题就是通过观测天体高度求得天文船位线。按照天球和地球的对应关系，被测天体在观测时刻所对应的地理位置，即天体向地心投影的地面点,称为星下点(S)。天体星下点的经度和纬度分别等于该天体在观测时刻的格林时角和赤纬，二者均可根据观测时间从航海天文历查得。观测所得天体高度(h)的补角为天体顶距(z)，即：
　　　　　　　　 z＝90°-h
观测时的测者必定位于以星下点为中心，以天体顶距在地面所跨距离（一角度分相当于1海里）为半径的圆上，这个圆称天文船位圆，又称等高圆。观测两个不同天体可得两个天文船位圆，两圆相交，靠近推算船位的交点就是天文船位（图1）。天文船位圆一般很大，对定位有用的仅是靠近推算船位的在实用上可视为直线的小弧段，称为天文船位线，又称萨姆纳线。通常在晨昏蒙影时间内同时观测两个以上星体求得天文船位线相交点定位;或在白天间隔一定时间（一般为2～3小时）观测太阳求得天文船位线,按照航向和航程移线相交定位。航海者常将上午的太阳船位线移线与观测太阳中天高度求得的纬度线相交得出中午天文船位。
　　天文船位线的求法一般是求解由天顶、天极、天体三点构成的球面三角形（称为天文三角形）。天文三角形的解法有经度法和截距法，前者曾流行于19世纪，现已让位于后者。
　　截距法是利用推算船位求出观测和计算高度之差来画天文船位线的方法，又称高度差法或高度法。其步骤是：①用推算船位所对应的天顶解天文三角形求得天体计算高度和方位,精度分别要求达到0.1′和0.1°。②观测高度减计算高度得截距，即得推算船位至天文船位圆的距离。截距为“+”,即推算船位在天文船位圆之外，说明天文船位线处于推算船位向着天体（星下点）的方向。截距为“-”,天文船位线处于背向天体的方向。③根据截距的符号和大小在天体计算方位线上量取截点，即可垂直画出天文船位线。图2中观测高度大于计算高度，截距为“＋”，应从推算船位向着天体画天文船位线。实际上用以解天文三角形的推算点经、纬度在实用范围内可以任选，不影响定位准确性。基本计算公式如下：
　　　 sinhc＝sin嗘csinδ+cos嗘ccosδcostc
　　　 ctgAc＝tgδcos嗘ccsctc-sin嗘cctgtc
或　　 sinAc＝sintccosδsechc　（先解算hC）
式中嗘c、δ、tc分别为推算纬度、天体赤纬、天体地方时角(用推算经度)；hc、Ac分别为天体计算高度、计算方位。为简化用截距法解天文三角形的数学演算，可应用天体高度方位表查取天体计算高度和方位。
　　观测南北方向（中天）天体所得的纬度线为特殊的天文船位线，它的公式简化为以下代数式：

式中中天顶距命名与天体方向相反。顶距与赤纬同名相加，异名相减。纬度与大项同名。
　　天文船位误差　取决于天文船位线的误差及其方位夹角。船位误差中有偶然误差也有系统误差。船位偶然误差以误差椭圆方法表示较为准确，但用均方误差圆方法表示较方便。对两条等精度天文船位线：
　　天文船位均方误差圆半径（63％～68％概率）＝

式中m、e分别为船位线的偶然误差和系统误差；A1、A2为两天体方位。两式中，天体方位夹角的影响正好相反。如m和e为同数量级，为了兼顾这两种影响，两天体方位夹角取 60°～70°最好，避免小于30°或大于150°。增加观测天体的次数取均值，可提高定位的精确性。如果观测三四个天体，它们的方位以分别相距 120°和90°为最好。这样也便于消除系统误差。有经验的航海者在良好条件下测天定位的误差很少超过2海里。
　　展望　与无线电定位相比，天文定位受天气条件限制，解算复杂费时，但却有独立性强，仪器简单，费用节省，隐蔽性好，没有覆盖区限制，定位误差稳定，没有积累误差等优点。目前天文定位正从如下几方面改进：①实现定位计算全部自动化。各国已研制出多种航海计算器或天文定位计算器，有些已达到实现计算全部自动化的要求。②扩大昼夜观测的时机。如40年代出现的几种人工地平气泡、陀螺六分仪，70年代前后出现的光增强夜视六分仪、昼夜数字六分仪、遥控微光电视照相六分仪、计算机六分仪等，但大部分仍处在完善或降低价格阶段。③提高海上观测的精度。如研究连续观测高度、自动平差的仪器设备等。④开发天文定位的新途径。如测定天体其他参数或其他的辐射波。20世纪50年代开始研制的射电六分仪，就是观测天体的无线电波。⑤天文定位与其他导航仪联合使用，取长补短。如已出现的组合导航系统。

4. 回答人: 匿名时间: 06-05 16:18:03

航海天文学是航海学的1个分支,是研究利用天体进行定位与导航的学科,是正规航海院校驾驶专业的主干课程之一,是高级船员晋斗耳Ⅱ务的必考课,也是航海院校驾驶专业毕业生参加高级船员适任证书考试的5门课之一。天文导航有着所有电子导航系统所不具备的优势。其一.观测对象为天空中的太阳、月亮和星体.不会受到任何国家或集团人为地控制或破坏。其二.观测时无须发射电磁波.有着高嚏的隐蔽性。其三,不受海域的限制.所需设备简单、经济.而且定位准确、稳定、可靠。正是由于天文导航的以上特点.战时在军事上有着无可比拟的优势.是远洋航行的重要基础学科。

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