[发明专利]投影到春分点赤道坐标系的解析天文定位方法

说明书

本发明公开了一种投影到春分点赤道坐标系的解析天文定位方法。该投影到春分点赤道坐标系的解析天文定位方法，将测者位置投影到春分点赤道坐标系，在春分点赤道坐标系中建立天文三角形，使用观测天体方位或者高度数据，通过解算天文三角形和关联球面三角形得到天体位置或者测者位置数据。与现有技术相比，本发明的有益效果是：解析天文定位计算简便，尤其多次观测同一天体计算更加简便；观测两天体方位或者高度测定天体位置不严格要求同时性，在一段时间内都可以；利于实现连续跟踪、实时解算天文定位；航海天文历等给出天体格林时角的历书能够大幅度简化；为测定天体位置或者测者位置提供了一种新的天文定位方法。

技术领域

本发明涉及测定天体位置或者测者位置的方法，尤其是一种投影到春分点赤道坐标系的解析天文定位方法。

背景技术

天文定位的原理，根据观测时间求得天体在地面上的投影点，得到天文船位圆圆心，修正观测天体高度至真高度得到真顶距，得到天文船位圆半径，观测两个天体得到两个天文船位圆，两个天文船位圆相交一般有两个点，靠近推算船位的一点即为观测位置；

高度差法的原理是，以选择船位为基点，在天体计算方位方向上，用天体观测真高度与天体计算高度的差值为截距做垂线，该垂线为天文船位圆的切线，使用通过截点的切线代替天文船位圆。参见《航海学》郭禹，张吉平，戴冉主编，大连.大连海事大学出版社.2014.8，P119-120，172-173。

时角赤道坐标系，也称第一赤道坐标系，以天赤道为基准圆，以格林(或者测者)午圈与天赤道的交点为原点，几何极为北天极，坐标是赤纬和时角。在时角赤道坐标系中，赤纬与测者无关，而时角与测者有关。由于地球自转，天体时角是时刻变化的，天体位置表述的是某一时刻天体的瞬时位置。

春分点赤道坐标系，也称第二赤道坐标系，以天赤道为基准圆，以春分点为原点，几何极为北天极，坐标是赤纬和赤经。在春分点赤道坐标系中，天体的位置与地球自转无关，春分点和恒星的位置基本不变(变化非常缓慢)，太阳、行星和月亮的位置有变化。参见《航海学》郭禹，张吉平，戴冉主编，大连.大连海事大学出版社.2014.8，P123-125。

传统测定天体位置的方法为子午法，在天体上下中天经过测者子午圈时测定。子午法测定天体位置，是在天体中天时刻测定天体顶距，根据天体顶距和测者纬度求解得天体赤纬，根据天体中天时间得到天体赤经。参见《天体测量方法》李东明，金文敬，夏一飞等著，北京.中国科学技术出版社.2006.8，P7-8。

子午法实际上是在天体地方时角为0°或者180°的特殊时刻测量。

在先前申请专利：李清林ZL201510626370.7“用假设经纬度法观测天体定位的方法”中给出了观测任意时刻天体方位或者高度，通过解天文三角形得到位置线，位置线相交测定测者位置的方法。

在先前申请专利：李清林ZL201610725091.4“解析测定天体位置或者测者位置的天文定位方法”中给出了无需作图标绘，通过解算关联球面三角形，用两个方位或者高度解析得到天体位置或者测者位置数据的天文定位方法。

此前的方法天体位置要换算到天体地理位置，该位置是测量时间瞬间天体在地球表面投影，天文三角形是建立在时角赤道坐标系；在时角赤道坐标系中，天体有周日视运动，较好的符合人们日常习惯，在先前的作图标绘位置线求测者位置也更方便。

在时角赤道坐标系中，天体位置时刻在变化，不同时间观测同一天体，天体的位置是不同的；对于观测两天体方位或者高度解析定位需要同时性，非同时观测数据需要进行异顶差修正；

对于连续观测同一天体，因天体位置时刻在变化，每个观测数据解算都需要根据观测时间先求得天体位置，虽然这也是可以实现的，但对连续跟踪同一天体或者观测两天体方位或者高度解析、实时解算天文定位显然是一种增加计算量的不利因素。

发明内容