航海學(xué)1航?；A(chǔ)知識(shí)

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1、航海學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)第一章地球形狀與地理坐標(biāo)第一節(jié)地球形狀—、大地球體為了研究諸多的航海問題，應(yīng)該對(duì)地球的形狀和人小有個(gè)基本的了解。地球的自然表面有高山、有深海，形狀非常復(fù)雜。但地球表面的3被人洋覆蓋，大陸的高低起伏與地球的半4徑相比，又顯得微不足道。所以，航海上討論的地球形狀，并不是指其口然形狀，而是指由大地水準(zhǔn)面所包圍的兒何體的形狀。大地水準(zhǔn)面是一個(gè)假想的、與完全均衡的海洋而相吻合的、并向大陸延伸，使其始終保持在任何地方都與該地的鉛垂線正交而形成的一個(gè)連續(xù)的、無亞痕的、無棱角的光滑閉合曲面。被人地水準(zhǔn)而所圍成的兒何體，是理想的地球形狀，叫做人地球體(Geoid)o二、大地球體的近似體人地球體

2、是一個(gè)不規(guī)則的幾何體。為了應(yīng)用方便，通常用規(guī)則的幾何體——地球圓球體和地球橢圓體來近似代替大地球體。1.地球圓球體地球圓球體是大地球體的笫一近似體。在一?般的航海計(jì)算中，通常用地球圓球體解算航海問題。根據(jù)地球圓球面上人圓弧1’的弧長(zhǎng)等于1nmile即1852m的規(guī)定，可推算出地球［員［球體的半徑R:360x60,R=nmile=3437.7468nmile=6366707in2712.地球橢圓體地球橢圓體(Spheroid)也叫旋轉(zhuǎn)橢圓體，是人地球體的第二近似體。在人地測(cè)量學(xué)、地圖學(xué)和盂要精確的航海計(jì)算中，應(yīng)該將大地球體近似為兩極略扁的地球橢圓體。地球橢圓體是由橢圓PnQpsQz繞其短軸p

3、収旋轉(zhuǎn)而成的幾何體(圖ITT)。橢圓短軸(即地軸，Earthsaxis)的兩個(gè)端點(diǎn)是地理北極p和地理南極p。橢圓長(zhǎng)軸QQ'繞短軸旋轉(zhuǎn)所成的平血是赤道平面，它在地球橢圓體而上的截痕是赤道(Equator),赤道是一個(gè)人圓。與赤道面平行的平面，稱為緯度圈平面，它與地球橢鬪體面的截痕是圓，稱為緯度圈(Paralleloflatitude)o過短軸pp的任一平而是子午圈平而，它與地球橢圓體表而的截痕是橢圓,稱為子午圈(Meridian),其中被短軸平分的半個(gè)橢圓，叫做地理子午線、子午線或經(jīng)線(Meridianline)。圖ITT圖1-1-2地球橢圓體的形狀和人小,可用橢圓體參數(shù)長(zhǎng)半軸a、短半軸b、

4、扁率c和偏心率c表示°它們之間有?關(guān)系式:a~bc=ae2=(1-—)(1+—)=c(2-c)u2caa地球橢圓體參數(shù)是根據(jù)大地測(cè)量計(jì)算出來的。山于各個(gè)國(guó)家在測(cè)量時(shí)，采用的原點(diǎn)和測(cè)量的精度有所不同，因此所得的地球橢圓體的參數(shù)也略有差異。我國(guó)1952年采用白塞爾地球橢圓體參數(shù)，1954年采用原蘇聯(lián)的克拉索夫斯基參數(shù)，目前準(zhǔn)備采用IUGG(InternationalUnionofGeodesyandGeophysics,國(guó)際人地測(cè)量和地球物理聯(lián)介會(huì))1975年推薦的參數(shù)。1924年國(guó)際測(cè)量學(xué)協(xié)會(huì)決定國(guó)際上釆用的地球橢圓體參數(shù)是1910年海福特參數(shù)。幾個(gè)較著名的地球橢圓體參數(shù)及其使用的國(guó)家和地區(qū)

5、見表l-1-lo三、高度差當(dāng)用地球橢圓體代替大地球體吋，各地的大地水準(zhǔn)面少地球橢圓體表面也是不一致的。地球橢関體表面與大地水準(zhǔn)面Z間的差值叫高度差(圖1-1-2),授大不超過100米，通?？梢院雎圆挥?jì)。但在某些對(duì)精度耍求較高的計(jì)算屮，例如利用人造地球衛(wèi)星定位時(shí)，要求輸入的衛(wèi)星接收機(jī)天線是在地球橢圓體而以上的髙度，而船舶近似被認(rèn)為航行于大地球體表面，即大地水準(zhǔn)面上，因此必須考慮這個(gè)高度差。即衛(wèi)星接收機(jī)天線在地球橢圓體表曲以上的高度二接收機(jī)天線在海面以上的高度+高度羌在衛(wèi)星接收機(jī)中，當(dāng)輸入接收機(jī)天線在海面以上的高度后，高度差的改正是由接收機(jī)自動(dòng)進(jìn)行的。第二節(jié)地面方向船舶在海上需要按設(shè)定的方向航

6、行，當(dāng)要測(cè)定船舶位置時(shí)，常常需要測(cè)出物標(biāo)的方向。因此，海上航行必須知道方向，方向是航海的最棊本的概念Z-。一、北、東、南、西的確定1?測(cè)者南北線地而方向是在測(cè)者地面真地平平面上確定的。如圖1-1-3所示，通過測(cè)者A的眼睛并與測(cè)者鉛垂線A0正交的平面叫做測(cè)者地而真地平平面(Sensiblehorizon)。測(cè)者了午圈平面與測(cè)者地面真地平平面的交線NAS是A測(cè)者的方向基準(zhǔn)線一一南北線。其指向地理北極Pll的方向稱為A測(cè)者的真北(TrueNorth),簡(jiǎn)稱北，代號(hào)為Nt或N；與其相反的方向稱為南,代號(hào)為S。2.測(cè)者東西線圖1-1-3通過測(cè)者鉛垂線A0,并與測(cè)者子午圈平而垂直的平面，叫做測(cè)者的東西

7、圈平面，舊稱卯酉圈平面。東西圈平血與地球面的截痕稱為東西圈。東西圈平面與測(cè)者地面真地平平面相交的直線EAW,叫做A測(cè)者的東酋線。當(dāng)測(cè)者面北背南時(shí)，測(cè)者東西線的右方是正東方向，其代號(hào)為E；左方是正西方向，其代號(hào)為Wo對(duì)于不在赤道上的不同地點(diǎn)的測(cè)者來說，他們有不同的東西圈，因而有不同的東西線。二、方向的劃分僅確定北東南西四個(gè)方向是不夠的。從實(shí)用出發(fā)，航海上還用以下三種方法確定方向：1.圓周方向以真北為000。,順時(shí)針方向按0