認(rèn)識地球與地理坐標(biāo)

課程簡介船舶定位與導(dǎo)航課程簡介《船舶定位與導(dǎo)航》是一門理論性與操作性均較強(qiáng)的應(yīng)用性課程，是航海技術(shù)專業(yè)學(xué)生必修的主干課。該課程主要介紹與船舶航行有關(guān)的航?；A(chǔ)理論知識；船舶定位學(xué)；引導(dǎo)船舶沿計劃航線航行的方法；航海圖書資料應(yīng)用、改正和管理；航線設(shè)計等內(nèi)容。

總學(xué)時144學(xué)時，本學(xué)期72學(xué)時，下學(xué)期72學(xué)時。課程簡介

考核：平時考核、理論考試和實操技能評估相結(jié)合的過程性考核，突出對學(xué)習(xí)過程、實踐技能的考核，突出階段評價、目標(biāo)評價、理論與實踐一體化評價。其中考勤20%、平時作業(yè)20%、實踐技能20%、理論考核40%。航?；A(chǔ)知識（46學(xué)時）任務(wù)一認(rèn)識地球形狀與地理坐標(biāo)4學(xué)時任務(wù)二認(rèn)識航向與方位4學(xué)時任務(wù)三測定向位與向位換算6學(xué)時任務(wù)四認(rèn)識能見地平距離和地理能見距離2學(xué)時任務(wù)五測定航速與航程2學(xué)時任務(wù)六認(rèn)識航用海圖10學(xué)時任務(wù)七辨識航標(biāo)4學(xué)時任務(wù)八推算潮汐與潮流要素14學(xué)時航跡推算與陸標(biāo)定位（26學(xué)時）任務(wù)一無風(fēng)流情況下的航跡繪算2學(xué)時任務(wù)二風(fēng)中航跡繪算2學(xué)時任務(wù)三流中航跡繪算2學(xué)時任務(wù)四有風(fēng)有流情況下航跡推算4學(xué)時任務(wù)五風(fēng)流合壓差的測定2學(xué)時任務(wù)六航跡計算2學(xué)時任務(wù)七位置線與船位線2學(xué)時任務(wù)八方位定位4學(xué)時任務(wù)九距離定位、方位距離定位2學(xué)時任務(wù)十方位移線定位簡介2學(xué)時任務(wù)十一陸標(biāo)識別和單一位置線的應(yīng)用2學(xué)時任務(wù)一認(rèn)識地球形狀與地理坐標(biāo)一、地球形狀1.大地球體

大地水準(zhǔn)面所包圍的幾何體的形狀大地水準(zhǔn)面：在海上與平均海面相吻合、在大陸上延陸地基部并與當(dāng)?shù)劂U垂線相垂直，所形成的一個連續(xù)不斷的、光滑的閉合水準(zhǔn)面。任務(wù)一認(rèn)識地球形狀與地理坐標(biāo)一、地球形狀2.地球近似體

解決航海上的船舶定位和計算問題，建立坐標(biāo)系和數(shù)學(xué)計算公式1)第一近似體—地球圓球體

解決精度要求不高的航海近似計算問題RR=360×60'/2=3437.7468nmile=6366707m任務(wù)一認(rèn)識地球形狀與地理坐標(biāo)一、地球形狀2.地球近似體

2)第二近似體—地球橢圓體

解決精度要求較高的航海計算問題

abPNPSQQ’任務(wù)一認(rèn)識地球形狀與地理坐標(biāo)一、地球形狀2.地球近似體

2)第二近似體—地球橢圓體

各國在測量時采用的原點、測量年代、測量精度及計算方法不同，參數(shù)不同。任務(wù)一認(rèn)識地球形狀與地理坐標(biāo)一、地球形狀3.瞬間海面、大地水準(zhǔn)面、地球橢圓面之關(guān)系高度差：大地水準(zhǔn)面與地球橢圓面之間的垂直距離大地水準(zhǔn)面地球橢圓面瞬間海面地球自然表面GPS接收機(jī)天線高度=GPS接收機(jī)天線距海面的高度+高度差任務(wù)一認(rèn)識地球形狀與地理坐標(biāo)二、地理坐標(biāo)1.地球上的基本點、線、圏1）地軸：地球自西向東自轉(zhuǎn)的軸。2）地極：地軸與地表的相交點（PN、PS）。3）赤道：

地球橢圓體長半軸的端點繞地軸一周所在的痕跡。4）赤道平面：赤道所在的平面。5）緯度圈：地球體上與赤道平行的小圓。6）子午圈：過地軸的平面與地表相交的截痕。7）子午線：過兩地極的半個子午圈。8）格林子午線：過英國倫敦格林威治天文臺原址的子午線。9）測者子午線：通過某地測者的子午線。PNPSQQ'G測者任務(wù)一認(rèn)識地球形狀與地理坐標(biāo)二、地理坐標(biāo)2.地理坐標(biāo)1）地理經(jīng)度（）（1）定義地球橢圓體上，過某地的子午線與格林子午線在赤道上所夾的劣?。ǘ袒。┗￠L。（2）度量方法以格林子午線為基準(zhǔn)，向東（向西）以0°~180°計量。向東度量時，稱為東經(jīng)，用“E”表示；向西度量時，稱為西經(jīng)，用“W”表示。（3）表示方法杭州經(jīng)度：120°01′.0E；北京經(jīng)度：116°28′.2E。PnQQ'GPs任務(wù)一認(rèn)識地球形狀與地理坐標(biāo)二、地理坐標(biāo)2.地理坐標(biāo)2）地理緯度（）（1）定義過地球橢圓體子午線上某地的法線與赤道平面的夾角。（2）度量方法以赤道為基準(zhǔn)，向北（或向南）以0°~90°計量。向北度量時，稱為北緯，用“N”表示；向南度量時，稱為南緯，用“S”表示。（3）表示方法杭州緯度：30°00′．0N；北京緯度：39°54′．4N。QQ'PsPn切線法線A任務(wù)一認(rèn)識地球形狀與地理坐標(biāo)二、地理坐標(biāo)2.地理坐標(biāo)PsPnQ'Q（1）緯差（D）A.定義到達(dá)地緯度2與起航地緯度1之差。B.計算公式D=2－1C.計算注意事項

a．計算時，N?。?、S?。?；

b．計算結(jié)束時凡是正值（＋），表示向北運動，稱北緯差，用“N”表示；凡是負(fù)值（－），表示向南運動，稱南緯差，用“S”表示。3）緯差和經(jīng)差DBA任務(wù)一認(rèn)識地球形狀與地理坐標(biāo)二、地理坐標(biāo)2.地理坐標(biāo)（2）經(jīng)差（D）A.定義到達(dá)地經(jīng)度2與起航地經(jīng)度1之差。B.計算公式

D=2－1

；C.計算注意事項

a．計算時，E?。?、W?。?；

b．計算結(jié)束時凡是正值（＋），表示向東運動，稱東經(jīng)差，用“E”表示；凡是負(fù)值（－），表示向西運動，稱西經(jīng)差，用“W”表示。

c.計算值大于180°時，用360°減計算值，符號相反。PsPnQ'QBAD任務(wù)一認(rèn)識地球形狀與地理坐標(biāo)二、地理坐標(biāo)2.地理坐標(biāo)例題1-1-1：某船由36°50′．0N，120°25′．0W航行到25°40′．0N，140°50′．0W，求兩地間緯差和經(jīng)差。解：根據(jù)公式答：兩地間緯差11°10′．0S；經(jīng)差20°25′．0W。25°40′．0N36°50′．0N140°50′．0W120°25′．0W－)121－－＋＋SW2D

11°10′．0D

20°25′．0－－任務(wù)一認(rèn)識地球形狀與地理坐標(biāo)二、地理坐標(biāo)2.地理坐標(biāo)例題1-1-2：某船由23°25′.0N，106°14′.0W航行到8°16′.0S，100°08′.0E，求兩地間緯差和經(jīng)差。D

－31°41′.0D

＋206°22′．0解：根據(jù)公式

2

－)121－＋＋－8°16′.0S100°08′．0E23°25′.0N106°14′．0W答：兩地間緯差31°41′．0S；經(jīng)差153°38′．0W。S360°－206°22′.0＝153°38′．0EW任務(wù)一認(rèn)識地球形狀與地理坐標(biāo)三、地心緯度（e）1、定義某地和地心（地球質(zhì)心）的連線與赤道平面的夾角。2、地心緯度改正量

－e＝691″．5sin2

＝11′．52sin2QQ'PsPn切線法線eA任務(wù)一認(rèn)識地球形狀與地理坐標(biāo)PsPnQ'Q2）=90o時，四、地球橢圓體要素1．緯度圈半徑r與緯度之關(guān)系2．橢圓體子午線上任意處的曲率半徑M與緯度的關(guān)系討論：1）=0o時，式中：e——偏心率，a——地球橢圓體長半軸，f——地理緯度。rAMMmaxa任務(wù)一認(rèn)識地球形狀與地理坐標(biāo)2、橢球體定位橢球體定位是指確定橢球體中心的位置。通?？煞譃閮深悾壕植慷ㄎ缓偷匦亩ㄎ?。1）局部定位為保障橢球面與某一地區(qū)的大地水準(zhǔn)面有最佳吻合的定位方法稱為局部定位（如局部地區(qū)的測地系）。2）地心定位為保障橢球面與全球范圍內(nèi)的大地水準(zhǔn)面有最佳吻合，而采用橢球中心與質(zhì)心重合的定位方法稱為地心定位（如全球測地系WGS-84）。同樣，以地球質(zhì)心為原點建立的空間直角坐標(biāo)系亦稱為地心坐標(biāo)系。四、地球橢圓體要素任務(wù)一認(rèn)識地球形狀與地理坐標(biāo)3、橢圓體定向橢圓體定向是指確定橢圓體旋轉(zhuǎn)軸的方向。例如：

1984年世界大地坐標(biāo)系（WGS-84）（WorldGeodeticSystem1984）：坐標(biāo)原點為地球質(zhì)心，其地心空間直角坐標(biāo)系的Z軸指向國際時間局（BIH）1984.0定義的協(xié)議地極（CTP）方向，X軸指向BIH1984.0的協(xié)議子午面和協(xié)議地極CTP赤道的交點，Y軸與Z軸、X軸垂直構(gòu)成右手坐標(biāo)系。

四、地球橢圓體要素任務(wù)一認(rèn)識地球形狀與地理坐標(biāo)四、地球橢圓體要素4、不同大地坐標(biāo)系間的關(guān)系為使地球橢球體與本國（或局部地區(qū)）的大地水準(zhǔn)面達(dá)到最佳吻合，不同國家（地區(qū)）在大地測量時，往往采用適合自己的坐標(biāo)系，以保證測地精度。由于GPS采用的是世界測地系（WGS－84），因此，在具體利用海圖定位時，應(yīng)注意所用海圖的坐標(biāo)系與（WGS－84）是否一致，若兩者一致，可將GPS顯示船位直接標(biāo)注在海圖上。若兩者不一致，則應(yīng)通過下述公式修正后方可定位。

改正值在英版海圖的標(biāo)題欄或其附近有標(biāo)注，改正時，“同號相加，異號相減”。任務(wù)一認(rèn)識地球形狀與地理坐標(biāo)四、地球橢圓體要素

例：從海圖上查得GPS船位修正的說明中有”Latitude1′.10Southward，Longitude0′.4Westward”字樣。GPS的經(jīng)、緯度讀數(shù)為：30°40′.2S，15°12′.5W。則用于海圖上定位的數(shù)據(jù)應(yīng)為

。解：φ（海圖）＝30°40′.2S+1′.10S＝30°41′.3S（同號相加）λ（海圖）＝15°12′.5W+0′.4W＝15°12′.9W（同號相加）例：從海圖上查得GPS船位修正的說明中有”Latitude1′.10Southward，Longitude0′.4Eastward”字樣。GPS的經(jīng)、緯度讀數(shù)為：30°40′.2S，15°12′.5W。則用于海圖上定位的數(shù)據(jù)應(yīng)為

。解：φ（海圖）＝30°40′.2S+1′.10S＝30°41′.3S（同號相加）λ（海圖）＝15°12′.5W+0′.4E＝15°12′.1W（異號相減）任務(wù)一認(rèn)識地球形狀與地理坐標(biāo)地球上的三個對稱點1、赤道面的對稱點：經(jīng)度不變、緯度符號相反例：地球上