計(jì)算機(jī)理論論文現(xiàn)代化的天文定位——計(jì)算機(jī)代替天文定位中的查表

1、現(xiàn)代化的天文定位計(jì)算機(jī)代替天文定位中的查表 摘要：利用計(jì)算機(jī)完成天文定位中的太陽(yáng)赤經(jīng)、赤緯、太陽(yáng)格林時(shí)角、春分點(diǎn)格林時(shí)角、測(cè)者地方時(shí)角的計(jì)算。 關(guān)鍵詞：天文定位太陽(yáng)赤經(jīng)太陽(yáng)赤緯太陽(yáng)格林時(shí)角 近年來，電子導(dǎo)航系統(tǒng)不斷發(fā)展，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(dú)特的優(yōu)越性:設(shè)備簡(jiǎn)單、可靠，觀測(cè)的目標(biāo)是自然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(píng)估考試中仍然考核天文定位和天測(cè)羅經(jīng)差，這些內(nèi)容包含在天文導(dǎo)航中。但是，天文計(jì)算內(nèi)容繁瑣、勞動(dòng)量大、容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。為了解決這些問題，用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)天文定位就成為必然。以前的天文定

2、位是用6分儀觀測(cè)數(shù)據(jù)，然后查表、計(jì)算得出船位，這樣費(fèi)時(shí)費(fèi)力。而現(xiàn)在我們可以通過射電6分儀準(zhǔn)確快速的觀測(cè)天體高度，然后通過計(jì)算機(jī)計(jì)算得出船位。整個(gè)過程在1分鐘之內(nèi)完成，可以說是實(shí)現(xiàn)了時(shí)時(shí)定位。 射電6分儀它工作在微波波段，自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)、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(shí)間信息輸入電子計(jì)算機(jī)，處理后給出船只或飛機(jī)所在地的地理位置。射電6分儀觀測(cè)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(zhēng)期間為了不發(fā)射信號(hào)，我們可以把射電6分儀換成普通6分儀，雖然操作需要人工，但也并不復(fù)雜。例如：應(yīng)用太陽(yáng)中天高度求緯度，在太陽(yáng)中天時(shí)間，前后只需1分鐘就可以測(cè)得太陽(yáng)的高度，把數(shù)值輸入計(jì)

3、算機(jī)后馬上得出測(cè)者的緯度，前后所需時(shí)間最多兩分鐘。 傳統(tǒng)天文定位費(fèi)時(shí)費(fèi)力的關(guān)鍵是查表和計(jì)算。計(jì)算可以輕松的通過計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)，天文定位要實(shí)現(xiàn)計(jì)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(jì)算機(jī)求取天文數(shù)據(jù)來代替查表。 1、時(shí)間計(jì)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(shù)（如2006）； month月數(shù)（如10）； date日期（如16）； gmt世界時(shí)（如21）； int取整數(shù)。 2.從j2000.0起算的儒略世紀(jì)數(shù)t

4、t=（jd-2451545.0）/36525 2、太陽(yáng)平均軌道根數(shù) 1.太陽(yáng)赤道偏心率 es=0.016708617-0.00004204*t-0.0000001236*t2 2.太陽(yáng)平均平近點(diǎn)角 ms0=3573139.804+（99r+3590301.224）*t-0.577*t2-0.012*t3 3.平黃赤交角0 0=232621.448-46.815*t-0.00059*t2+0.001813*t3 4.白道升交點(diǎn)的平黃經(jīng)n n=1250240.28-(5r+1340810.539)*t+7.455*t2+0.008*t3 5.對(duì)于當(dāng)天平春分點(diǎn)的太陽(yáng)幾何平黃經(jīng)ls0 ls0=2802

5、757.85+（100r+04611.27）*t+1.089*t2 其中1r=360=1296000 3、其他所需的天體軌道根數(shù) 1.日月距角d d=2775101.307+（1236r+3070641.328）*t-6.891*t2+0.011*t3 2.金星的平近點(diǎn)角mv mv=502457.937+(162r+1974838.915)*t+4.98*t2+0.019*t3 3.火星的平近點(diǎn)角mm mm=192222.947+(53r+595119.55)*t+0.6331*t2+0.0009*t3 nextpage4、太陽(yáng)軌道根數(shù)的改正 1.太陽(yáng)平近點(diǎn)角的攝動(dòng)改正ms ms=6.4*si

6、n(251.4+20.2*t)+1.9*sin(207.5+150.3*t) 2.黃赤交角章動(dòng)改正 =9.2*cosn 3.太陽(yáng)黃經(jīng)章動(dòng)改正 =-17.2*sinn 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(yáng)平黃經(jīng)的主要攝動(dòng)項(xiàng) （1）長(zhǎng)周期項(xiàng) ll=6.4*sin（251.4+20.2t）+1.9*sin（207.5+150.3t） （2）月亮攝動(dòng)項(xiàng) ln=6.6*sind （3）大行星主要攝動(dòng)項(xiàng) lp=5.5*cos（148.3+2mv-

7、2ms）+4.8cos(299.1+mv-ms)+2.0cos(343.9-2mv+2ms) 6.太陽(yáng)黃經(jīng)光行差的改正 lg=-20.4955/rs 其中太陽(yáng)向徑rs=1.00000101778*(1-(es)2)/(1+es*cosf) 太陽(yáng)真近點(diǎn)角f=mss+v 5、太陽(yáng)軌道參數(shù) 1.太陽(yáng)平近點(diǎn)角 mss=ms0+ms 2.黃赤交角 =0+ 3.太陽(yáng)視黃經(jīng) s=ls0+v+ll+ln+lp+lg 6、太陽(yáng)赤道視坐標(biāo) 由于太陽(yáng)的黃緯很小，幾乎為0，因此可以采用球面直角3角形公式直接將太陽(yáng)視黃經(jīng)轉(zhuǎn)換為視赤經(jīng)和視赤緯。 1.太陽(yáng)赤經(jīng)ra=arctan(costans) 2.太陽(yáng)赤緯dec=arcsin(sinsins) 其中：當(dāng)coss<0時(shí)，太陽(yáng)向徑rs=-1.00000101778*(1-(es)2)/(1+es*cosf) 7、春分點(diǎn)格林時(shí)角gha gha=100.075+0.985647348*（jd-2400000.5-gmt/24-33282）+15.04107gmt 8、太陽(yáng)格林時(shí)角gha gha=gha-ra 9、太陽(yáng)地方時(shí)角lha lha=gha+（e）或lha=gha-（w） 這樣太陽(yáng)赤經(jīng)、赤緯、太陽(yáng)格林時(shí)角、春分點(diǎn)格林時(shí)角、測(cè)者地方時(shí)角都已經(jīng)求出。把以上過程編寫成計(jì)算機(jī)程序的話，只需輸入年、月、日、世界時(shí)，我們馬上可以求得天