[发明专利]解析测定天体位置或者测者位置的天文定位方法

摘要

本发明公开了一种用解析测定天体位置或者测者位置的天文定位方法。该解析测定天体位置或者测者位置的天文定位方法，在两个已知位置观测同一未知天体的方位或者高度，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数据；在未知位置观测两个已知天体的方位或者高度，通过解算关联球面三角形，用两个方位或者高度解析得到测者位置数据。与现有技术相比，本发明的有益效果是：提出了无需作图标绘，用两个方位或者高度解析得到天体位置数据和用两个方位解析得到测者位置数据的天文定位方法，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。

主权项

1.一种解析测定天体位置或者测者位置的天文定位方法，在已知位置观测未知天体的方位或者高度来测定天体位置，或者在未知位置观测已知天体的方位来测定测者位置，其特征在于：在两个已知位置观测同一未知天体的方位，通过解算关联球面三角形，用两个方位解析得到天体位置数据；在两个已知位置观测同一未知天体的高度，通过解算关联球面三角形，用两个高度解析得到天体位置数据；在未知位置观测两个已知天体的方位，通过解算关联球面三角形，用两个方位解析得到测者位置数据；在已知位置Z1(Lat1/Long1)、Z2(Lat2/Long2)，观测同一未知天体B的真方位分别为A1、A2，在球面上用大圆弧连接点Z1和Z2得到两个辅助三角形△PZ1Z2和△BZ1Z2与天文三角形△PZ1B和△PZ2B组成关联球面三角形；在三角形△PZ1Z2中，已知两边(90°‑Lat1)、(90°‑Lat2)及其夹角(Long2‑Long1)，使用余弦公式求解另外一边Z1Z2：cos(Z1Z2)＝cos(90°‑Lat1)*cos(90°‑Lat2)+sin(90°‑Lat1)*sin(90°‑Lat2)*cos(Long2‑Long1)＝sin(Lat1)*sin(Lat2)+cos(Lat1)*cos(Lat2)*cos(Long2‑Long1)再使用余弦公式变形求解另外两角∠PZ1Z2和∠PZ2Z1：再由关联球面三角形边角关系解得∠BZ1Z2和∠BZ2Z1，同侧∠BZ1Z2＝|∠PZ1Z2‑A1|和∠BZ2Z1＝|∠PZ2Z1+A2|，若所得值大于180°用360°减去所得值，或者异侧∠BZ1Z2＝|∠PZ1Z2‑A1|和∠BZ2Z1＝|∠PZ2Z1‑A2|；在三角形△BZ1Z2中，已知两角∠BZ1Z2、∠BZ2Z1及其夹边Z1Z2，使用四元素公式变形求解另外两边(90°‑h1)和(90°‑h2)：在三角形△PZ1B中，已知两边(90°‑h1)、(90°‑Lat1)及其夹角A1，使用余弦公式求解另外一边(90°‑Dec)：cos(90°‑Dec)＝cos(90°‑h1)*cos(90°‑Lat1)+sin(90°‑h1)*sin(90°‑Lat1)*cos(A1)＝sin(h1)*sin(Lat1)+cos(h1)*cos(Lat1)*cos(A1)解得(90°‑Dec)，得到赤纬Dec，再使用余弦公式变形求解另外一角LHA1：或者在三角形△PZ2B中，已知两边(90°‑h2)、(90°‑Lat2)及其夹角A2，求解另外一边(90°‑Dec)和LHA2方法同解△PZ1B；由LHA得到格林时角或者共轭赤经SHA＝GHA‑GHAΥ，得到天体位置B(Dec，GHA or SHA)；在已知位置Z1(Lat1/Long1)、Z2(Lat2/Long2)，观测同一未知天体B的真高度分别为h1、h2，在球面上用大圆弧连接点Z1和Z2得到两个辅助三角形△PZ1Z2和△BZ1Z2与天文三角形△PZ1B和△PZ2B组成关联球面三角形；在三角形△PZ1Z2中，已知两边(90°‑Lat1)、(90°‑Lat2)及其夹角(Long2‑Long1)，使用余弦公式求解另外一边Z1Z2：cos(Z1Z2)＝cos(90°‑Lat1)*cos(90°‑Lat2)+sin(90°‑Lat1)*sin(90°‑Lat2)*cos(Long2‑Long1)＝sin(Lat1)*sin(Lat2)+cos(Lat1)*cos(Lat2)*cos(Long2‑Long1)再使用余弦公式变形求解另外两角∠PZ1Z2和∠PZ2Z1：在三角形△BZ1Z2中，已知三边(90°‑h1)、(90°‑h2)和Z1Z2，使用余弦公式变形求解两角∠BZ1Z2和∠BZ2Z1：再由关联球面三角形边角关系解得A1和A2，A1＝|∠PZ1Z2‑∠BZ1Z2|和A2＝|∠PZ2Z1‑∠BZ2Z1|，或者A1＝∠PZ1Z2+∠BZ1Z2和A2＝∠PZ2Z1+∠BZ2Z1，若所得值大于180°用360°减去所得值；在三角形△PZ1B中，已知两边(90°‑h1)、(90°‑Lat1)及其夹角A1，使用余弦公式求解另外一边(90°‑Dec)：cos(90°‑Dec)＝cos(90°‑h1)*cos(90°‑Lat1)+sin(90°‑h1)*sin(90°‑Lat1)*cos(A1)＝sin(h1)*sin(Lat1)+cos(h1)*cos(Lat1)*cos(A1)解得(90°‑Dec)，得到赤纬Dec，再使用余弦公式变形求解另外一角LHA1：或者在三角形△PZ2B中，已知两边(90°‑h2)、(90°‑Lat2)及其夹角A2，求解另外一边(90°‑Dec)和LHA2方法同解△PZ1B；由LHA得到格林时角或者共轭赤经SHA＝GHA‑GHAΥ，得到天体位置B(Dec，GHA or SHA)；在未知位置Z观测已知天体B1(Dec1/GHA1)、B2(Dec2/GHA2)的真方位分别为A1、A2，在球面上用大圆弧连接点B1和B2得到两个辅助三角形△PB1B2和△ZB1B2与天文三角形△PZB1和△PZB2组成关联球面三角形；在三角形△PB1B2中，已知两边(90°‑Dec1)、(90°‑Dec2)及其夹角(GHA2‑GHA1)，使用余弦公式求解另外一边B1B2：cos(B1B2)＝cos(90°‑Dec1)*cos(90°‑Dec2)+sin(90°‑Dec1)*sin(90°‑Dec2)*cos(GHA2‑GHA1)＝sin(Dec1)*sin(Dec2)+cos(Dec1)*cos(Dec2)*cos(GHA2‑GHA1)在三角形△PZB1中，已知边(90°‑Dec1)和角A1，未知(90°‑h1)、和(90°‑Lat)，使用余弦公式：cos(90°‑Dec1)＝cos(90°‑h1)*cos(90°‑Lat)+sin(90°‑h1)*sin(90°‑Lat)*cos(A1)‑‑‑(1)在三角形△PZB2中，已知边(90°‑Dec2)和角A2，未知(90°‑h2)、和(90°‑Lat)，使用余弦公式：cos(90°‑Dec2)＝cos(90°‑h2)*cos(90°‑Lat)+sin(90°‑h2)*sin(90°‑Lat)*cos(A2)‑‑‑(2)在三角形△ZB1B2中，已知边B1B2和角(A2‑A1)或者角(A1+A2)，若所得值大于180°用360°减去所得值，未知(90°‑h1)、和(90°‑h2)，使用余弦公式：cos(B1B2)＝cos(90°‑h1)*cos(90°‑h2)+sin(90°‑h1)*sin(90°‑h2)*cos(A2‑A1)‑‑‑(3)或者cos(B1B2)＝cos(90°‑h1)*cos(90°‑h2)+sin(90°‑h1)*sin(90°‑h2)*cos(A1+A2)‑‑‑(4)两天体同侧(1)‑(3)或者两天体异侧(1)(2)(4)三式联立共3个未知数，求解得到(90°‑h1)、(90°‑h2)和(90°‑Lat)，得到纬度Lat；在三角形△PZB1中，已知三边(90°‑Dec1)、(90°‑h1)、(90°‑Lat)，使用余弦公式变形求解另外一角LHA1，或者在三角形△PZB2中，已知三边(90°‑Dec2)、(90°‑h2)、(90°‑Lat)，使用余弦公式变形求解另外一角LHA2方法同解△PZB1；由LHA和GHA得到经度Long＝LHA‑GHA；得到测者位置Z(Lat，Long)。