現(xiàn)代化的天文定位——計算機(jī)代替天文定位中的查表

1、現(xiàn)代化的天文定位計算機(jī)代替天文定位中的查表        摘 要：利用機(jī)完成天文定位中的太陽赤經(jīng)、赤緯、太陽格林時角、春分點格林時角、測者地方時角的計算。關(guān)鍵詞：天文定位 太陽赤經(jīng) 太陽赤緯 太陽格林時角近年來，導(dǎo)航系統(tǒng)不斷，特別是GPS導(dǎo)航儀的普及，使得船舶駕駛?cè)藛T不重視天文定位。但是，天文導(dǎo)航有其獨特的優(yōu)越性:設(shè)備簡單、可靠，觀測的目標(biāo)是天體而不受人為控制，不發(fā)射任何聲、光和電波而具有隱蔽性等。因此，船舶駕駛員適任證書評估中仍然考核天文定位和天測羅經(jīng)差，這些內(nèi)容包含在天文導(dǎo)航中。但是，天文計算內(nèi)容繁瑣、勞動量大

2、、容易出現(xiàn)錯誤。為了解決這些問題，用計算機(jī)實現(xiàn)天文定位就成為必然。以前的天文定位是用六分儀觀測數(shù)據(jù)，然后查表、計算得出船位，這樣費時費力。而現(xiàn)在我們可以通過射電六分儀準(zhǔn)確快速的觀測天體高度，然后通過計算機(jī)計算得出船位。整個過程在一分鐘之內(nèi)完成，可以說是實現(xiàn)了時時定位。射電六分儀它工作在微波波段，自動跟蹤太陽、月球或人造衛(wèi)星，把天體（或人造衛(wèi)星）地平坐標(biāo)數(shù)據(jù)連同時間信息輸入電子計算機(jī)，處理后給出船只或飛機(jī)所在地的地理位置。射電六分儀觀測不受云霧甚至暴風(fēng)雪的影響，因此可以全天候工作。假如在戰(zhàn)爭期間為了不發(fā)射信號，我們可以把射電六分儀換成普通六分儀，雖然操作需要人工，但也并不復(fù)雜。例如：應(yīng)用太陽中天

3、高度求緯度，在太陽中天時間，前后只需一分鐘就可以測得太陽的高度，把數(shù)值輸入計算機(jī)后馬上得出測者的緯度，前后所需時間最多兩分鐘。傳統(tǒng)天文定位費時費力的關(guān)鍵是查表和計算。計算可以輕松的通過計算機(jī)來實現(xiàn)，天文定位要實現(xiàn)計算機(jī)化，查表求天文數(shù)據(jù)就成為關(guān)鍵。下面主要介紹如何利用計算機(jī)求取天文數(shù)據(jù)來代替查表。一、時間計算1.求出儒略日J(rèn)D即JD=367*YEAR-INT（7*（YEAR+INT（MONTH+9）/12）/4）+INT（275*MONTH/9）+DATE+1721013.5+GMT/24其中：YEAR年數(shù)（如2006）；MONTH月數(shù)（如10）； DATE日期（如16）； GMT世界時（如2

4、1）； INT取整數(shù)。2.從J2000.0起算的儒略世紀(jì)數(shù)TT=（JD-2451545.0）/36525二、太陽平均軌道根數(shù)1.太陽赤道偏心率es=0.016708617-0.00004204*T-0.0000001236*T22.太陽平均平近點角MS0=357°3139.804+（99r + 359°0301.224）*T-0.577*T2-0.012 *T33.平黃赤交角00=23°2621.448-46.815*T-0.00059* T2 +0.001813 *T34.白道升交點的平黃經(jīng)n n=125°0240.28-(5r+134°08

5、10.539)*T+7.455*T2+0.008*T3 5.對于當(dāng)天平春分點的太陽幾何平黃經(jīng)Ls0 L s0= 280°2757.85+（100 r+0°4611.27）*T+ 1.089*T2 其中1r=360°=1296000 三、其他所需的天體軌道根數(shù) 1.日月距角DD=277°5101.307+（1236 r +307°0641.328）*T- 6.891* T2 +0.011* T3 2.金星的平近點角Mv Mv= 50°2457.937+(162 r +197°4838.915)*T+ 4.98* T2 +0.0

6、19* T3 3.火星的平近點角MmMm = 19°2222.947+(53 r +59°5119.55)*T+ 0.6331* T2 +0.0009* T31         四、太陽軌道根數(shù)的改正1.太陽平近點角的攝動改正MsMs= 6.4*sin(251°.4+20°.2*T)+1.9*sin(207°.5+150°.3*T)2.黃赤交角章動改正=9.2*cosn3.太陽黃經(jīng)章動改正=-17.2*sinn4.中心差vv=(2es -(es)3/4)s

7、inMS+(5(es)2/4-11(es)4/24) sin2MS+13(es)3sin (3MS)/12+103(es)4sin (4MS)/965.太陽平黃經(jīng)的主要攝動項（1）長周期項LL =6.4*sin（251°.4+20°.2T）+1.9*sin（207°.5+150°.3T）（2）月亮攝動項LN =6.6*sin D（3）大行星主要攝動項LP =5.5*cos（148°.3+2Mv -2MS ）+ 4.8cos(299.1+ Mv - MS )+2.0cos(343°.9-2Mv +2MS )6.太陽黃經(jīng)光行差的改正Lg=

8、-20.4955/rs 其中太陽向徑rs =1.00000101778*(1- (es)2)/(1+ es *cos f ) 太陽真近點角f= MSs+v五、太陽軌道參數(shù)1.太陽平近點角MSs = MS0+MS2.黃赤交角=0 + 3.太陽視黃經(jīng)s= Ls0+v+LL +LN +LP +Lg六、太陽赤道視坐標(biāo)由于太陽的黃緯很小，幾乎為零，因此可以采用球面直角三角形公式直接將太陽視黃經(jīng)轉(zhuǎn)換為視赤經(jīng)和視赤緯。1.太陽赤經(jīng) RA=arctan(costans)2.太陽赤緯 Dec= arcsin(sinsins)其中：當(dāng)coss<0時，太陽向徑rs =-1.00000101778*(1- (es)2)/(1+ es *cosf)七、春分點格林時角GHAGHA=100.075+0.985647348*（JD-2400000.5 -GMT/24-33282）+15.04107GMT八、太陽格林時角GHAGHA=GHA-RA九、太陽地方時角LHALHA= GHA+（E）或LHA= GHA-（W）這樣太陽赤經(jīng)、赤緯、太陽格林時角、春分點格林時角、測者地方時角都已經(jīng)求出。把以上過程編寫成機(jī)程序的話，只需輸入年、月、日、世