計算機代替天文定位論文

導語：計算機代替天文定位論文一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：利用計算機完成天文定位中的太陽赤經、赤緯、太陽格林時角、春分點格林時角、測者地方時角的計算。

關鍵詞：天文定位太陽赤經太陽赤緯太陽格林時角

近年來，電子導航系統不斷發展，特別是GPS導航儀的普及，使得船舶駕駛人員不重視天文定位。但是，天文導航有其獨特的優越性:設備簡單、可靠，觀測的目標是自然天體而不受人為控制，不發射任何聲、光和電波而具有隱蔽性等。因此，船舶駕駛員適任證書評估考試中仍然考核天文定位和天測羅經差，這些內容包含在天文導航中。但是，天文計算內容繁瑣、勞動量大、容易出現錯誤。為了解決這些問題，用計算機實現天文定位就成為必然。以前的天文定位是用六分儀觀測數據，然后查表、計算得出船位，這樣費時費力。而現在我們可以通過射電六分儀準確快速的觀測天體高度，然后通過計算機計算得出船位。整個過程在一分鐘之內完成，可以說是實現了時時定位。

射電六分儀它工作在微波波段，自動跟蹤太陽、月球或人造衛星，把天體（或人造衛星）地平坐標數據連同時間信息輸入電子計算機，處理后給出船只或飛機所在地的地理位置。射電六分儀觀測不受云霧甚至暴風雪的影響，因此可以全天候工作。假如在戰爭期間為了不發射信號，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，但也并不復雜。例如：應用太陽中天高度求緯度，在太陽中天時間，前后只需一分鐘就可以測得太陽的高度，把數值輸入計算機后馬上得出測者的緯度，前后所需時間最多兩分鐘。

傳統天文定位費時費力的關鍵是查表和計算。計算可以輕松的通過計算機來實現，天文定位要實現計算機化，查表求天文數據就成為關鍵。下面主要介紹如何利用計算機求取天文數據來代替查表。

一、時間計算

1.求出儒略日JD

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（如2006）；

MONTH——月數（如10）；

DATE——日期（如16）；

GMT——世界時（如21）；

INT——取整數。

2.從J2000.0起算的儒略世紀數T

T=（JD-2451545.0）/36525

二、太陽平均軌道根數

1.太陽赤道偏心率

es=0.016708617-0.00004204*T-0.0000001236*T2

2.太陽平均平近點角

MS0=357°31′39˝.804+（99r+359°03′01˝.224）*T-0˝.577*T2-0˝.012*T3

3.平黃赤交角ε0

ε0=23°26′21˝.448-46˝.815*T-0˝.00059*T2+0˝.001813*T3

4.白道升交點的平黃經Ωn

Ωn=125°02′40˝.28-(5r+134°08′10˝.539)*T+7˝.455*T2+0˝.008*T3

5.對于當天平春分點的太陽幾何平黃經Ls0

Ls0=280°27′57˝.85+（100r+0°46′11˝.27）*T+1˝.089*T2

其中1r=360°=1296000˝

三、其他所需的天體軌道根數

1.日月距角D

D=277°51′01˝.307+（1236r+307°06′41˝.328）*T-6˝.891*T2+0˝.011*T3

2.金星的平近點角Mv

Mv=50°24′57˝.937+(162r+197°48′38˝.915)*T+4˝.98*T2+0˝.019*T3

3.火星的平近點角Mm

Mm=19°22′22˝.947+(53r+59°51′19˝.55)*T+0˝.6331*T2+0˝.0009*T3

四、太陽軌道根數的改正

1.太陽平近點角的攝動改正ΔMs

ΔMs=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Δε

Δε=9˝.2*cosΩn

3.太陽黃經章動改正ΔΦ

ΔΦ=-17˝.2*sinΩn

4.中心差v

v=(2es-(es)3/4)sinMS+(5(es)2/4-11(es)4/24)sin2MS+13(es)3sin(3MS)/12+103(es)4sin(4MS)/96

5.太陽平黃經的主要攝動項

（1）長周期項

ΔLL=6˝.4*sin（251°.4+20°.2T）+1˝.9*sin（207°.5+150°.3T）

（2）月亮攝動項

ΔLN=6˝.6*sinD

（3）大行星主要攝動項

ΔLP=5˝.5*cos（148°.3+2Mv-2MS）+4˝.8cos(299.1+Mv-MS)+2˝.0cos(343°.9-2Mv+2MS)

6.太陽黃經光行差的改正

ΔLg=-20˝.4955/rs

其中太陽向徑rs=1.00000101778*(1-(es)2)/(1+es*cosf)

太陽真近點角f=MSs+v

五、太陽軌道參數

1.太陽平近點角

MSs=MS0+ΔMS

2.黃赤交角

ε=ε0+Δε

3.太陽視黃經

λs=Ls0+ΔΦ+v+ΔLL+ΔLN+ΔLP+ΔLg

六、太陽赤道視坐標

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轉換為視赤經和視赤緯。

1.太陽赤經RA=arctan(cosεtanλs)

2.太陽赤緯Dec=arcsin(sinεsinλs)

其中：當cosλs<0時，太陽向徑rs=-1.00000101778*(1-(es)2)/(1+es*cosf)

七、春分點格林時角GHAγ

GHAγ=100.075+0.985647348*（JD-2400000.5-GMT/24-33282）+15.04107GMT

八、太陽格林時角GHA⊙

GHA⊙=GHAγ-RA

九、太陽地方時角LHA

LHA=GHA⊙+λ（E）或LHA=GHA⊙-λ（W）

這樣太陽赤經、赤緯、太陽格林時角、春分點格林時角、測者地方時角都已經求出。把以上過程編寫成計算機程序的話，只需輸入年、月、日、世界時，我們馬上可以求得天文定位中所需的各項數據，前后不用一分鐘。本人經過以上數據編程,得出的軟件(本軟件為山東省交通廳科研項目),經檢驗和天文歷數據相差為秒級,由此可見計算機計算完全可以代替天文歷.另外這些數據再加上天文定位的公式,經過計算機的編程處理,可以快速的得出船位。