第13章、測羅經(jīng)差

1、2007年6月J M IJ 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、北極星方位等天體方位來求測羅經(jīng)差。2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.1 利用陸標(biāo)求測羅經(jīng)差C =TC-CC=TB-CB=Var+DevG =TC-GC=TB-GBTC

2、BLNTNMNCMCCCTBMBCBQDevVarCCLVar=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 IJ M I 劉曉峰13.1 利用陸標(biāo)求測羅經(jīng)差根據(jù)觀測時的船位在海圖上找到疊標(biāo)，并量出其真方位TB仔細(xì)識別辨認(rèn)疊標(biāo)，確認(rèn)無誤方可觀測。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。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）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

3、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)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 IJ M I 劉曉峰13.1 利用陸標(biāo)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一項(xiàng)工作。具體方法如下：已知陀螺羅經(jīng)差G同時讀取陀螺航向GC和磁羅經(jīng)航向CC求取真航向TC=GC+ G根據(jù)真航向

4、和羅航向求羅經(jīng)差C=TCCC利用海圖資料求出觀測時的磁差Var求自差Dev=CVar2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.1 利用陸標(biāo)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)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=MBCB2007年6月J M IJ

5、M I 劉曉峰13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差 當(dāng)船舶航行在開闊的海面上時，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(jì)算方位AC代替天體的真方位TB。天體計(jì)算方位用公式求得，即： cotAc = cosctgDeccscLHAsincctgLHA C=Ac CB2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差1）應(yīng)觀測低高度天體的羅方位，以減小方位誤差）應(yīng)觀測低高度天體的羅方位，以減小方位誤差 計(jì)算方位是通過推算船位求取的，所以用天體計(jì)算方代替天體真方位會產(chǎn)生方位誤

6、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 IJ M I 劉曉峰13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差2）觀測時應(yīng)盡量保持羅經(jīng)面的水平，減小傾斜誤差）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

7、影響）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)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）注意觀測天體的中心方位2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差1）觀測太陽低高度（）觀測太陽低高度（h30）方位求羅經(jīng)差）方位求羅經(jīng)差 步驟：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(jì)算方位AC， 3）求羅經(jīng)差C=ACCB 計(jì)算方位的求取方法：計(jì)算方位的求取方法： 1）航海天文歷+函數(shù)計(jì)算器法 2）航海天文歷+天體高度方位表（B10

8、5）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 IJ M I 劉曉峰13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差1）觀測太陽低高度（）觀測太陽低高度（h30）方位求羅經(jīng)差）方位求羅經(jīng)差 太陽方位表太陽方位表 該表分兩冊：第一冊包括緯度030（英版戴氏表DAVISS TABLE）；第二冊包括緯度3064（英版柏氏表BURDWOODS 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 IJ M I 劉曉峰13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差1）觀測太陽低高度（）觀測太陽低高度（h30）方位求羅經(jīng)差）方位求羅經(jīng)差 利用利

9、用太陽方位表太陽方位表求太陽方位的步驟求太陽方位的步驟觀測太陽羅方位CB，同時記下觀測時間，求取推算船位；根據(jù)觀測日期分別從“太陽赤緯表”和“時差表”中查取太陽的赤緯Dec及時差ET（注意，不需內(nèi)差）；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LATLMTETZTD ET求計(jì)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(jì)算方位Ac，即：AcAT ADec ALAT A2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測天體求測羅經(jīng)

10、差1）觀測太陽低高度（）觀測太陽低高度（h30）方位求羅經(jīng)差）方位求羅經(jīng)差 利用利用太陽方位表太陽方位表求太陽方位的步驟求太陽方位的步驟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。求羅經(jīng)差：將所求得的半圓方位化為圓周方位，則：C= AcCB例題：假設(shè)觀測時的時間為2000年3月15日ZT 0730，c=3130N， c=12130E。觀測太陽真出羅方位為CB 103，求羅經(jīng)差C。2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差1）觀測太陽低高度（）觀測太陽低高度（h30）方位求羅

11、經(jīng)差）方位求羅經(jīng)差 利用利用航海天文歷航海天文歷和和GPS求太陽方位的步驟求太陽方位的步驟根據(jù)預(yù)計(jì)觀測天體羅方位的世界時（以整小時最方便，不用內(nèi)差）查航海天文歷求觀測時的赤緯Dec和格林時角GHA，求出天體的地理位置（2，2）將天體的地理位置（2，2）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(jì)算方位Ac，但注意該值隨船位變化而變化。到預(yù)計(jì)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= AcCB2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差2）觀測太陽真出沒方位求羅經(jīng)差）觀測太陽真出沒方位求羅

12、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ht0，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(jì)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 IJ M I 劉曉峰13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差2）觀測太陽真出沒方位求羅經(jīng)差）觀測太陽真出沒方位求羅經(jīng)差觀測太陽真出沒的時機(jī)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 hthodpSD0 如取眼高e16m，則d7；取平均蒙氣差30。視差p很小，可忽略不計(jì)；取SD16（平均視

13、半徑），得 ho212/3D（太陽平均視直徑D32） 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方位。也就是我們的觀測時機(jī)。 2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差2）觀測太陽真出沒方位求羅經(jīng)差）觀測太陽真出沒方位求羅經(jīng)差原理原理 當(dāng)h=0時，該公式可以簡化為coshcossinhsinsincosDecAccossincosDecAc 也就是說只要知道觀測時的赤緯和推算緯度，即可求出計(jì)算方位，注意，公式使用要注意以下事項(xiàng)：c恒為“”； Dec與c同名，Dec為“”，異名為“”；Ac為半圓方位，第一名稱與c同名，

14、第二名稱真出為“E”，真沒為“W”。 2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差3）觀測北極星方位求羅經(jīng)差）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)測定羅經(jīng)差的一個很有利的天體。2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差3）觀測北極星方位求羅經(jīng)差）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

15、春分點(diǎn)地方時角LHA和緯度。由于表列方位之間的差值很小，約在0.10.2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半圓方位。凡用表左側(cè)的春分點(diǎn)地方時角查得的方位，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：方位的查?。?007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差3）觀測北極星方位求羅經(jīng)差）觀測北極星方位求羅經(jīng)差詳細(xì)步驟：詳細(xì)步驟： 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； 求羅經(jīng)差：C =AcCB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) 格林時角GHA；求取春分點(diǎn)地方時角：LHA= GHA EW 根據(jù)c和LHA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； 舉例舉例：2001年7月28日，ZT2021，推算船位c3220N，c122157E，測得北極星羅方位CB004， CA002，求C。2007年6月J M IJ M I 劉曉峰13.2 觀測天體求測羅經(jīng)差1-照門；2-照準(zhǔn)架；3-黑色反射鏡4-三棱鏡；5-照門