第13章、測羅經(jīng)差

1、2007年6月,J M I 劉曉峰,第十三章 測羅經(jīng)差,羅經(jīng)是船上主要的導(dǎo)航儀器之一，羅經(jīng)工作的穩(wěn)定與否，其指示方位誤差的大小直接關(guān)系到船舶的航行安全。因此，船舶在航行中，要求航海人員利用一切機(jī)會來測定羅經(jīng)差，通過觀察羅經(jīng)差的變化來檢查羅經(jīng)是否正常工作，同時對航向和方位作出必要的修正。,船舶在近岸航行時，可以利用沿岸陸基上專門設(shè)置的方位疊標(biāo)或自然疊標(biāo)來求測羅經(jīng)差。在海上航行時，可以利用太陽出沒方位、低高度太陽方位、北極星方位等

2、天體方位來求測羅經(jīng)差。,2007年6月,J M I 劉曉峰,13.1 利用陸標(biāo)求測羅經(jīng)差,一、基本原理,?C =TC-CC=TB-CB=Var+Dev?G =TC-GC=TB-GB,Var=?C-Dev=TC-MC=TB-MBDev=?C-Var=MC-CC=MB-CB,可見，求羅經(jīng)差的基本原理應(yīng)當(dāng)與所有的器差求測一樣，都是：器差=真實(shí)值-觀測值,2007年6月,J M I 劉曉峰,13.1 利用陸標(biāo)求測羅經(jīng)差,二、

3、利用疊標(biāo)求測羅經(jīng)差的步驟,⑴根據(jù)觀測時的船位在海圖上找到疊標(biāo)，并量出其真方位TB,⑵仔細(xì)識別辨認(rèn)疊標(biāo)，確認(rèn)無誤方可觀測。,⑶利用方位圈觀測疊標(biāo)中的遠(yuǎn)標(biāo)，觀察前后標(biāo)志的位置變化，及早作好準(zhǔn)備。,⑷隨著船舶的航行，一直看到前后標(biāo)在一條線上，即疊標(biāo)串視，記下此時疊標(biāo)的羅方位CB（GB）,⑸求羅經(jīng)差?G(?C)=TC-GB(CB),利用疊標(biāo)測定羅經(jīng)差精度較高,但人工疊標(biāo)多設(shè)在港口附近和狹水道地區(qū)，使用上受到了一定的限制，當(dāng)船舶航行到?jīng)]有人工疊標(biāo)

4、的海區(qū)，可以根據(jù)看到的陸標(biāo)自行選取自然疊標(biāo)，但該自然疊標(biāo)一定要位置準(zhǔn)確，易于識別。,2007年6月,J M I 劉曉峰,13.1 利用陸標(biāo)求測羅經(jīng)差,三、通過羅經(jīng)比對求測羅經(jīng)差,在航海中，陀螺羅經(jīng)是高精度的導(dǎo)航設(shè)備，在實(shí)際使用中，定位導(dǎo)航一般都使用陀螺羅經(jīng)，磁羅經(jīng)主要是作為應(yīng)急設(shè)備而保存的。由于兩個設(shè)備都可以提供測向和測方位，我們在航海實(shí)踐中，可以用陀螺羅經(jīng)航向和磁羅經(jīng)航向的對比來求得羅經(jīng)差和自差，這是駕駛員航行中交接班時必做的

5、一項(xiàng)工作。具體方法如下：,⑴已知陀螺羅經(jīng)差?G,⑵同時讀取陀螺航向GC和磁羅經(jīng)航向CC,⑶求取真航向TC=GC+ ?G,⑷根據(jù)真航向和羅航向求羅經(jīng)差?C=TC—CC,⑸利用海圖資料求出觀測時的磁差Var,⑹求自差Dev=?C—Var,2007年6月,J M I 劉曉峰,13.1 利用陸標(biāo)求測羅經(jīng)差,四、通過羅經(jīng)比對求測羅經(jīng)差,磁羅經(jīng)向位的精度主要取決于自差的測定精度，在航海實(shí)踐中，自差是從事先繪制好的自差表（曲線）中查取。磁羅經(jīng)

6、在使用過程中要定期校正，同時自差表要更新。繪制自差曲線或自差表時應(yīng)當(dāng)在N、NE、E、SE、S、SW、W、NW八個點(diǎn)上測定，在專門的羅經(jīng)校驗(yàn)場進(jìn)行，其資料在中版航標(biāo)表中可以查取。,在測試中，如果不知道被測物標(biāo)的真方位以及磁差，可以采用8個航向上物標(biāo)羅方位的算術(shù)平均值來代替物標(biāo)的磁方位MB來求取自差Dev=MB—CB,2007年6月,J M I 劉曉峰,13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差,一、利用天體求羅經(jīng)差的原理,當(dāng)船舶航行在開闊的海面

7、上時，則只有利用天體來測定羅經(jīng)差。用天體測定羅經(jīng)差與陸標(biāo)求羅經(jīng)差的原理一樣，用天體的真方位減羅方位即可求出羅經(jīng)差，只是在過程中無法獲取天體的真方位，只能用天體計算方位AC代替天體的真方位TB。天體計算方位用公式求得，即： cotAc = cos?ctgDec?cscLHA－sin?cctgLHA ?C=Ac —CB,2007年6月,J M I 劉曉峰,13.2

8、 觀測天體求測羅經(jīng)差,二、利用天體求羅經(jīng)差的注意事項(xiàng),1）應(yīng)觀測低高度天體的羅方位，以減小方位誤差,計算方位是通過推算船位求取的，所以用天體計算方代替天體真方位會產(chǎn)生方位誤差，它的大小主要取決于天體高度。高度越低誤差越小，所以在實(shí)際觀測中要盡量選擇低高度的天體，其高度應(yīng)低于30?，最好低于15?。同時，該方位誤差還與被測天體的方位和赤緯有關(guān)，被測天體的方位趨近0?，赤緯趨近90?時，引起的方位誤差趨近零。,2007年6月,J M

9、I 劉曉峰,13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差,二、利用天體求羅經(jīng)差的注意事項(xiàng),2）觀測時應(yīng)盡量保持羅經(jīng)面的水平，減小傾斜誤差,由于羅經(jīng)面的傾斜會引起觀測天體羅方位的誤差，該項(xiàng)誤差與被測天體的高度和傾斜角有關(guān)系。為減小傾斜誤差，應(yīng)觀測低高度天體的羅方位來測定羅經(jīng)差，并且在觀測時應(yīng)盡量保持羅經(jīng)面的水平。,3）避免觀測中的粗差并減小隨機(jī)誤差的影響,為避免粗差和減小隨機(jī)誤差的影響，一般應(yīng)連續(xù)觀測三次，取平均值作為對應(yīng)于平均時間的羅方位。羅經(jīng)

10、讀數(shù)讀至0?.5，觀測時間準(zhǔn)確到1m。,4）注意觀測天體的中心方位,2007年6月,J M I 劉曉峰,13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差,三、利用天體求測羅經(jīng)差的方法,1）觀測太陽低高度（h＜30°）方位求羅經(jīng)差,步驟：,1）觀測太陽低高度方位CB，同時記下觀測時間。 2）求觀測時刻太陽的計算方位AC， 3）求羅經(jīng)差?C=AC—CB,計算方位的求取方法：,1）航海天文歷+函數(shù)計算器法

11、 2）航海天文歷+《天體高度方位表（B105）》法 3）《太陽方位表法》 4）航海天文歷+GPS導(dǎo)航儀法,2007年6月,J M I 劉曉峰,13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差,三、利用天體求測羅經(jīng)差的方法,1）觀測太陽低高度（h＜30°）方位求羅經(jīng)差,《太陽方位表》,該表分兩冊：第一冊包括緯度0?～30?（英版戴氏表DAVIS?S TABLE）；第二冊包括緯度30?～64?（英版柏氏

12、表BURDWOOD?S TABLES）每冊又分主表和附表。主表分前后兩個半冊，前半冊是赤緯與緯度同名，后半冊是赤緯與緯度異名。,2007年6月,J M I 劉曉峰,13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差,三、利用天體求測羅經(jīng)差的方法,1）觀測太陽低高度（h＜30°）方位求羅經(jīng)差,利用《太陽方位表》求太陽方位的步驟,⑴觀測太陽羅方位CB，同時記下觀測時間，求取推算船位；,⑵根據(jù)觀測日期分別從“太陽赤緯表”和“時差表”中查取太陽的赤

13、緯Dec及時差ET（注意，不需內(nèi)差）；,⑶根據(jù)觀測時的區(qū)時ZT和推算船位的經(jīng)度求視時LAT，并將其轉(zhuǎn)換為上午視時或下午視時,LAT＝LMT＋ET＝ZT±D? ＋ET,⑷求計算方位Ac：根據(jù)測者緯度?和太陽赤緯Dec的同、異名，在主表的前半部或后半部，選擇靠近表列引數(shù)的緯度、赤緯和視時，查取太陽的表列方位AT，再進(jìn)行三項(xiàng)比例內(nèi)插最后求得太陽的計算方位Ac，即：Ac＝AT ＋ΔADec ＋ΔALAT ＋ΔA?,2007年6月,J

14、M I 劉曉峰,13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差,三、利用天體求測羅經(jīng)差的方法,1）觀測太陽低高度（h＜30°）方位求羅經(jīng)差,利用《太陽方位表》求太陽方位的步驟,⑸表列方位是半圓方位，第一名稱與測者緯度同名，第二名稱上午為E，下午為W。如果測者緯度?的查表引數(shù)為0?時，方位命名的第一個字母與太陽赤緯同名。,⑹求羅經(jīng)差：將所求得的半圓方位化為圓周方位，則：　　　　　　　　　△C= Ac－CB,例題：假設(shè)觀測時的時間為200

15、0年3月15日ZT 0730，φc=31°30′N， λc=121°30′E。觀測太陽真出羅方位為CB 103°，求羅經(jīng)差△C。,2007年6月,J M I 劉曉峰,13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差,三、利用天體求測羅經(jīng)差的方法,1）觀測太陽低高度（h＜30°）方位求羅經(jīng)差,利用《航海天文歷》和GPS求太陽方位的步驟,⑴根據(jù)預(yù)計觀測天體羅方位的世界時（以整小時最方便，不用內(nèi)差）查航海天文歷求觀

16、測時的赤緯Dec和格林時角GHA，求出天體的地理位置（φ2，λ2）,⑵將天體的地理位置（φ2，λ2）當(dāng)作一個轉(zhuǎn)向點(diǎn)輸入到GPS當(dāng)中，GPS可以實(shí)時顯示當(dāng)前船位和該點(diǎn)的大圓航向，這就是天體的計算方位Ac，但注意該值隨船位變化而變化。,⑶到預(yù)計觀測時刻，用羅經(jīng)測得天體羅方位CB的同時，讀取GPS顯示的方位Ac，羅經(jīng)差　△C= Ac－CB,2007年6月,J M I 劉曉峰,13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差,三、利用天體求測羅經(jīng)差的方法,

17、2）觀測太陽真出沒方位求羅經(jīng)差,在周日視運(yùn)動中，當(dāng)太陽的中心通過地心真地平時稱為太陽的真出或真沒，此刻太陽真高度ht＝0°，這時觀測太陽的羅方位不需要記錄觀測時間，只需要根據(jù)推算緯度和當(dāng)時的太陽赤緯就可以求得太陽真出沒時的計算方位，利用該法可以相對簡便地求出羅經(jīng)差，因此，它是船上核驗(yàn)羅經(jīng)差常用的方法之一。,2007年6月,J M I 劉曉峰,13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差,三、利用天體求測羅經(jīng)差的方法,2）觀測太陽真出沒

18、方位求羅經(jīng)差,觀測太陽真出沒的時機(jī),設(shè)目視觀測太陽真出沒時的下邊沿高度為ho，則 ht＝ho－d－?＋p＋SD＝0° 如取眼高e＝16m，則d＝7′；取平均蒙氣差?＝30′。視差p很小，可忽略不計；取SD＝16′（平均視半徑），得 ho?21′?2/3D（太陽平均視直徑D＝32′）,所以，當(dāng)用目視看到太陽下邊沿視高度約為2/3太陽直徑時，此刻觀測的太陽羅方位即是太陽真出沒羅

19、方位。也就是我們的觀測時機(jī)。,2007年6月,J M I 劉曉峰,13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差,三、利用天體求測羅經(jīng)差的方法,2）觀測太陽真出沒方位求羅經(jīng)差,原理,當(dāng)h=0時，該公式可以簡化為,,也就是說只要知道觀測時的赤緯和推算緯度，即可求出計算方位，注意，公式使用要注意以下事項(xiàng)：,⑴?c恒為“＋”； ⑵Dec與?c同名，Dec為“＋”，異名為“－”；⑶Ac為半圓方位，第一

20、名稱與?c同名，第二名稱真出為“E”，真沒為“W”。,2007年6月,J M I 劉曉峰,13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差,三、利用天體求測羅經(jīng)差的方法,3）觀測北極星方位求羅經(jīng)差,,北極星的位置很靠近北天極，極距不超過1?，它的周日平行圈是一個半徑很小的小圓。在北半球中、低緯度海區(qū)，北極星的方位一晝夜之內(nèi)變化不超過2?。北極星赤緯趨近90?，方位趨近0?，由推算船位的誤差而引起天體真方位的誤差趨于零。北極星是北緯中、低緯度海區(qū)測定

21、羅經(jīng)差的一個很有利的天體。,2007年6月,J M I 劉曉峰,13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差,三、利用天體求測羅經(jīng)差的方法,3）觀測北極星方位求羅經(jīng)差,,《航海天文歷》中列有“北極星方位角表”，其查表引數(shù)為春分點(diǎn)地方時角LHAΥ和緯度?。由于表列方位之間的差值很小，約在0?.1～0?.2之內(nèi)，故無須內(nèi)插，使用十分方便。,中版《航海天文歷》中的“北極星方位角表” 是單列的，其表列方位為半圓方位。凡用表左側(cè)的春分點(diǎn)地方時角查得的方位

22、，其名稱為NW；用表右側(cè)的春分點(diǎn)地方時角查得的方位，其名稱為NE。 英版《航海天文歷》給出的是北極星圓周方位。,方位的查取：,2007年6月,J M I 劉曉峰,13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差,三、利用天體求測羅經(jīng)差的方法,3）觀測北極星方位求羅經(jīng)差,,詳細(xì)步驟：,⑴觀測北極星羅方位CB，同時應(yīng)記下區(qū)時ZT，求取推算船位；,⑸求羅經(jīng)差：△C =Ac－CB,⑵根據(jù)區(qū)時求得近似世界時，查《航海天文歷》求取春分點(diǎn) 格

23、林時角GHAγ；,⑶求取春分點(diǎn)地方時角：LHAγ= GHAγ ±λEW,⑷根據(jù)?c和LHAγ在“北極星方位角表”中查取北極星方位Ac， 如果是用中版《航海天文歷》須換算為圓周方位；,舉例：2001年7月28日，ZT2021，推算船位?c32?20?N，?c122?15?7E，測得北極星羅方位CB004?， CA002?，求△C。,2007年6月,J M I 劉曉峰,13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差,四、測向工具介紹

24、,,1-照門；2-照準(zhǔn)架；3-黑色反射鏡4-三棱鏡；5-照門孔 6-照準(zhǔn)線；7-底盤；8-反射鏡；9-反光棱鏡；10-握柄,2007年6月,J M I 劉曉峰,13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差,四、測向工具介紹,,2007年6月,J M I 劉曉峰,22,太陽方位表的使用,2007年6月,J M I 劉曉峰,23,太陽方位表的使用,2007年6月,J M I 劉曉峰,24,太陽方位表的使用,2007年6月,J