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古腾堡计划电子书：《航海学讲义》
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书名：《航海学讲义》
作者：欧内斯特·加洛德特·德拉珀
发布日期：2008年12月28日 [电子书编号#27642]
语言：英语
更多信息及格式请访问：www.gutenberg.org/ebooks/27642
制作团队：Viv、Ted Garvin以及http://www.pgdp.net上的在线分布式校对团队

*** 古腾堡计划电子书《航海学讲义》开始 ***

《航海学讲义》
专为海军辅助部队军官培训学校作为教材而编写

美国海军预备队中尉欧内斯特·G·德雷珀
海军预备队军官教材学校导航部门负责人
版权所有：欧内斯特·G·德雷珀

前言
为满足人们对于一种既快捷又较为全面的培训方式的需求，这些讲义得以尽快编撰而成。通过这种方式，大量人员可以分批接受培训，从而掌握航海基础知识，进而立即承担起美国海军预备队中初级舰员、领航员及助理领航员的职责。我意识到，由于编写仓促，书中诸多地方仍显粗糙，希望在未来再版时能够消除这些缺陷。此外，除了感谢其他文献所提供的帮助与信息外，我还特别要提及查尔斯·莱恩·普尔所著的《航海科学》一书，其中的内容几乎构成了“行星与恒星”章节的所有内容；同时也要感谢W. C. P.穆尔所著的《航海与罗盘偏差》以及W. J.亨德森所著的《航海基础》这两本书，我在讲解偏差、偏角以及横航航行相关内容时，正是参考了这些书中的内容。我还要向美国海军少校R. T.梅里尔表示感谢，他提出了整个课程的详细大纲；同时也要感谢美国海军少校B. O.威尔斯，在这些讲义的编写过程中给予了我宝贵的意见和几乎每天的帮助；此外，还要感谢美国海军预备队的C. D.德雷珀中尉、R.布拉斯中尉以及P. C.麦克弗森中尉，他们也为我提供了许多有价值的建议。最后，还要感谢海员教会学院的亨廷顿船长，他为我提供了许多有用的图表，尤其是第44页上的那个图表。在此，我还要感谢学校里的各位讲师，他们就课程中出现的各种问题提出了宝贵意见，还帮助我纠正了文稿中的错误。

E. G. D.

参考书目
《美国实用航海指南》，鲍迪奇著
《导航与罗盘偏差》，穆尔著
《航海科学》，普尔著
《导航基础》，亨德森著
《实用航海中的问题与解答》，莱基著
《导航的原理与原因》，布拉德福德著
《导航概要》，诺里著
《导航学》，霍斯默著
《如何确定船舶在海洋中的位置》，萨姆纳著
《普通天文学》，杨著

前言
致参加导航课程的学员们：
编写这些讲义的目的是用尽可能简单的语言，解释《鲍迪奇美国实用航海员手册》中所阐述的导航基本知识。这些内容将在培训学校针对该科目设置的课程中讲授。目前，每天的授课时间为两个上午时段，每个时段时长为一小时半，中间有15分钟的休息时间。通常情况下，第一个时段用于理论讲解，第二个时段则用于实际操作。
本书中包含的实践示例并不多，但针对每种新方法都设计了一个示例供大家学习。只要掌握了这些示例，就能理解其他类似的内容。
在课程接近尾声时，每个第二个时段的一部分时间将用于练习使用六分仪、处理海图、进行目视观测等操作。简而言之，我们会尽一切努力，尽可能模拟现代商船上的导航环境。

导航系，
军官教材学校，
海军预备役部队

目录
前言

参考书目

序言

第一周——航行基础
周二讲座：指南针 1

周三讲座：测深仪、平行尺、分度器 6

周四讲座：海图 10

周五讲座：量角器与六分仪 13

周六讲座：通过方位角和六分仪确定位置与角度 16

第二周——推算航行
周二讲座：纬度与经度 20

周三讲座：实用表格——平面航行与横越航行 23

周四讲座：平面航行与横越航行的实例（续） 27

周五讲座：墨卡托坐标系下的航行 28

周六讲座：大圆航线航行——计时器的作用 30

第三周——天体导航
周二讲座：天体坐标、春分点坐标系等 34

周三
根据太阳时间确定经度——平均时间、太阳时、换算等 36

周四 课程
恒星时——赤经 43

周五 课程
航海历 47

周六 课程
观测高度的修正 52

第四周——导航
周二 课程
位置线 55

周三
通过子午线高度确定纬度 58

周四 课程
太阳的方位角 61

周五 课程
利用太阳视标应用马克·圣伊莱尔方法 63

周六 课程
利用太阳视标应用马克·圣伊莱尔方法的实例 66

第五周——导航
周二 课程
关于行星与恒星的简述——恒星的识别——66
恒星过子午线的时刻

周三
通过恒星的子午线高度确定纬度——通过北极星确定纬度 73

周四 课程
利用恒星视标应用马克·圣伊莱尔方法 74

周五 课程
实例：通过恒星的子午线高度确定纬度；通过北极星确定纬度；利用恒星视标应用马克·圣伊莱尔方法 75

周六 课程
通过钟表观测太阳确定经度 76

第六周——导航
周二 课程
通过钟表观测恒星确定经度 79

周三
通过钟表观测恒星确定经度的实例 课程

80
周四讲座：通过太阳子午线高度确定纬度 81

周五讲座：实例——通过太阳子午线高度确定纬度 83

周六讲座：如何确定当地视正午的时间 83

第七周——导航
周二讲座：根据方位角判断罗盘误差 88

周三讲座：通过特定系数校正经度 89

周四讲座：水手的一日工作流程 91

周五讲座：一天的工作内容 105

周六讲座：一天的工作内容 105

第八周——导航
周一讲座：一天的工作内容 107

周二讲座：一天的工作内容 107

周三讲座：一天的工作内容 108

周四讲座：一天的工作内容 108

补充讲座：罗盘校准 109

第一周——导航基础

周二讲座：指南针

每个人都应该知道指南针长什么样。它有两种标记方式——旧式和新型。请在笔记本上画出以下图表：

新型标记方式中，0°位于北方，数值向右递增：90°为东方，180°为南方，270°为西方，360°或0°时又回到北方。旧式标记方式则是在图表内部标注，0°同样从北方开始，向右到90°为东方，向左到90°为西方；同时，0°也从南方开始，向右到90°为东方，向左到90°为西方。

可以用度数来表示航向，无论是采用新型还是旧式标记方式。例如，用新型标记方式表示的话就是45°；而用旧式标记方式则表示为N 45° E。再如，100°用新型标记方式表示，用旧式标记方式则为S 80° E。

还有另一种表示航向的方法，那就是使用船舶前进方向的方位名称。在每艘船上，指南针的刻度线（即指南针圆盘上的垂直黑线）都会保持垂直，并与船体的龙骨线对齐。因此，刻度线始终代表着船头，而指南针圆盘上最靠近刻度线的点，就是船舶正在前进的方向。

360°的罗盘刻度被划分为32个点，因此每个点代表11¼°的角度。四个主要方向被称为基本方位，即北、东、南、西。相邻的两个基本方位之间的角度为90°，同时它们也相距8个点，因为90°相当于8个点，也就是11¼°乘以8。在基本方位之间还有次级方位，分别是东北、东南、西南、西北，它们与最近的基本方位之间的角度为45°或4个点。在每个基本方位与次级方位之间的中间位置，即22½°或2个点的角度处，有一个由基本方位和次级方位组合而成的方位点，例如NNE、ENE、ESE、SSE、SSW、WSW、WNW、NNW。在最后一个这样的方位点与某个基本方位或次级方位之间的中间位置，即11¼°的角度处，还有一个方位点，其名称是由该基本方位或次级方位加上“by”字再加上与其最近的基本方位的名称构成的，例如N by E、E by N、E by S、S by E、S by W、W by S、W by N、N by W。此外还有NE x N、NE x E、SE x E、SE x S、SW x S、SW x W、NW x W、NW x N这类表示法。每个完整点之间的角度又被进一步划分为4个部分，称为半点和四分之一点，每个部分对应的角度约为2°49’。在提及分数点时，美国海军的规定是：从北到南再向东西方向依次命名各个点，不过那些位于基本方位或次级方位附近的点则直接以该方位点来命名，例如N ½ E、N x E ½ E、NE ½ N、NW ½ N、NW ¼ W、NW ¾ W、NW ¼ N。将罗盘上的所有点按顺序标注出来时，是从北开始，顺时针方向依次标注，最后再回到北。每个人都应该能够识别并叫出罗盘刻度上的任何一点或四分之一点。

在将方位角转换为度数时，无论是使用新的罗盘还是旧的罗盘，这里都有一份指南可供参考。这份指南可以贴在《鲍迪奇航海概要》的首页上。它从左到右依次显示了该方位角的名称、在新罗盘上的角度值以及在旧罗盘上的角度值。底部还标明了每个刻度对应的角度值。理解这份指南时，请记住，所有的方位角都是以度或度分的形式来表示的。

请记在笔记本上：
在导航中，每一度用“°”表示；每一度的分数部分用分钟表示，记作“’”，一度有60分；每一分的分数部分用秒表示，记作“”，一分钟有60秒。4度10分30秒应写作：4° 10' 30”。

虽然这份指南是为了帮助人们快速将方位角转换成新罗盘或旧罗盘上的对应角度，但过一段时间后，你应该学会不依赖指南独立完成这项工作。

请记在笔记本上：

船首

新

旧

按方向划分：

东北方向 45°北 45°东
正东方向 90°北 90°东
东南方向×东方向 123°45′南 56°东
南方向 20°东 160°南 20°东 南偏东¾方向
南方向 2点距离，东方向157°30′南 22°30′东 南偏东南方向
西北方向¾西方向 306°34′北 53°西 西北方向¾西方向
289°41′，289°41′北 70°西 西北偏西¼方向

我将向您展示如何根据上述指引来确定每一个航向。
给指导老师的提示：在详细讲解了这些航向后，请让学员们在课堂上阅读鲍迪奇所著著作中的以下章节：第25–26、27–28、29–30、31–32章，以及第74–78、79–82章。
任何正确的指南针，其指针都应该直接指向真正的北方。但实际上，您所使用的指南针几乎都不可能完全准确——由于地球的磁性，它们会存在误差，这被称为“磁偏角”。此外，由于船体中铁质的磁性，指南针还会出现另一类误差，这被称为“偏差”。您肯定知道地球其实是一个巨大的磁体，而指南针中的磁体也会受到其影响。换句话说，贯穿地球中心的南北磁极并不会正好指向真正的南北方向，而是会偏向东方或西方一定角度。地球上某一点的这种角度大小，就是该点的磁偏角。在驾驶船舶时，必须考虑这一磁偏角的影响。通常，海图上会标明需要考虑的磁偏角数值以及其作用方向（即东方或西方）。在北大西洋等大型海图上，可以看到一些不规则的线条，旁边标注着“10°西” “15°西”之类的数值。有些线条则标有“无磁偏角”的字样，在这种情况下无需做任何调整。在港口海图或其他小型海图上，磁偏角则通过海图上印制的罗盘图来显示。该罗盘图上的北方点会偏离真正的北方方向，图上还会标注类似“1914年的磁偏角为9°西，每年增加6′”这样的文字。现在，让我们来看看如何运用这一磁偏角——即便指南针的指针无法指向真正的北方，我们依然可以通过修正来获得正确的航向。请注意这些示意图：

外圈代表海平线，长箭头指向真北方向。内圈则为罗盘刻度盘。在左边的图中，罗盘指针指向真北方向的左侧，即西方，偏移了三个刻度点。换句话说，如果罗盘显示你的航向是东北偏北x度，那么实际上你的航向并非如此，而是真北方向。

换言之，站在罗盘中心并朝向边缘看，你会发现所有实际航向都会比罗盘显示的航向偏左三个刻度点。这种现象被称为西偏。再看看右边的图，此时罗盘指针指向真北方向的右侧，即东方，同样偏移了三个刻度点。也就是说，实际航向会比罗盘显示的航向偏右三个刻度点，这被称为东偏。因此，我们有以下规则，可记在笔记本上：

要将罗盘航向转换为实际航向：
当出现西偏时，实际航向应位于罗盘航向的左侧，偏移量与西偏的刻度点或度数相同；当出现东偏时，实际航向则位于罗盘航向的右侧，偏移量也与东偏的刻度点或度数相同。

将真航向转换为罗盘航向
上述规则的逆命题同样成立。也就是说，如果航向向西偏移，则罗盘航向应位于真航向的右侧；如果航向向东偏移，则罗盘航向应位于真航向的左侧。

**偏差**
如前所述，由于船舶中的铁质物质产生的磁性，会导致罗盘出现误差。当船舶改变航向时，罗盘指针并不会随之转动，但铁质物质的磁性与罗盘内磁体的关系会发生变化。因此，每次航向改变都会产生新的偏差，必须在修正罗盘读数时将其考虑进去。商船通常会在停靠港口时调整罗盘。调整人员会尽力利用磁体来抵消这种偏差，然后向船长提供一份关于剩余偏差的表格。不过这些表格并不可完全依赖，因为它们的准确性只能维持较短时间。这里会教你如何自行判断偏差，而这些方法才是唯一值得信赖的。

请记在笔记本上：
向西的偏差处理方式与向西的航向偏差相同；向东的偏差处理方式与向东的航向偏差相同。
航向偏差与偏差之和被称为罗盘误差。例如，10°向西的航向偏差加上5°向西的偏差，其总罗盘误差为15°向西；而10°向西的航向偏差加上5°向东的偏差，其净罗盘误差仍为5°向西。

**横风影响**
横风并非罗盘的误差，但在航行过程中必须对其进行补偿。因此这里也会提到它。当船舶在强风或顺流中航行时，会不可避免地向顺风方向偏移。因此，在修正航向时，除了要考虑航向偏差和偏差外，还需考虑横风的影响。

请记在笔记本上：
在右舷航行时，横风影响相当于向西的航向偏差；在左舷航行时，横风影响相当于向东的航向偏差。这一点可以从下图看出：

当北风吹向船舶的左侧，即右舷时，风会将船舶推向真航向的左侧，偏移量即为横风影响的程度。

在笔记本中留出空白，然后写下以下内容：

I. 将罗盘航向转换为真航向的完整步骤：
1. 将罗盘航向换算为新的罗盘读数。
2. 加上东向偏差与偏角。
3. 加上西向偏差与偏角。
4. 加上左转偏差。
5. 加上右转偏差。

II. 将真航向转换为罗盘航向的完整步骤：
1. 对各项修正值取反即可。

现在我将对几个航向进行修正，这些结果需记入你的笔记本中：

C Cos 风偏 偏差 变化 新旧值
NxE 西北方向 ½点 5°东 10°西 12°北 12°东
S 东南方向 67°东 南方 1点 3°西 5°东 104°南 76°东
ExN 东南偏北方向 ½点 5°西 10°东 78°北 78°东
WxN 西北偏西方向 1½点 1°东 15°东 280°北 80°西

夜间作业时，请使用《鲍迪奇海图集》中的以下章节：36-8-10-13-14-15-16-17-18-19-20-21-22-23-24。

周三讲座内容：
佩洛鲁斯仪、平行尺、测深机、分度器以及航海日志

I. 佩洛鲁斯仪
这是一种用于测定远处物体方位以及太阳、星星等天体方位的仪器。它由一个圆形的金属环构成，该金属环安装在垂直支架上的万向节上。最佳安装位置是在船头或舰桥上，这样就能清晰地观测到目标物。佩洛鲁斯仪的中心线应与船的龙骨线重合。金属环的内缘刻有度数标记——0°或360°，180°标记则表示与船龙骨平行的前后方向。在这个金属环内还有一个磨砂玻璃表盘，表盘上绘有被划分为若干点和细分度的罗盘图，总角度为360°。该表盘可以旋转，也可以固定在金属环上。与玻璃表盘及金属环一同安装的还有一根水平杆，杆的两端各有一个风向标。这些风向标可以独立于玻璃表盘而固定在任意位置，而玻璃表盘则可以在其下方自由移动。在玻璃表盘上的罗盘图上可以读取风向标所指的方向。如果将玻璃表盘旋转，使得其与金属环上“正前方”标记对应的度数与船用罗盘上指示船首方向的度数一致，那么玻璃表盘所显示的所有方向都将与船用罗盘所示的方向一致，此时所测得的方位就是真正的罗盘方位，也就是如同直接用罗盘测量所得的那样。换句话说，这就相当于把罗盘从船上取下来直接使用一样。

将其放置在驾驶室中，或任何通常放置它的地方，放在罗盘指针所在的位置，然后以此为基准来测定目标物体的方位。使用罗盘指针测定方位时，需记住两点：首先，当进行方位测定时，船舶罗盘显示的准确航向，就是罗盘指针所指示的航向。换句话说，如果船舶正朝西北方向航行，那么在测定任何物体的方位时，罗盘指针就必须指向罗盘刻度线上的西北点。其次，必须牢记，通过罗盘指针得到的任何物体的方位实际上都是用罗盘测得的方位。要得到该物体的真实方位，就必须对磁偏角和偏差进行适当的修正。可以通过将罗盘表盘调整到与罗盘误差相对应的位置来弥补这些误差，这样就能得到该物体的真实方位。不过，显然，除非事先已经知道罗盘误差的具体数值，否则就无法进行这样的修正。

平行尺的使用方法其实很简单，只需了解如何在海图上使用它即可。例如，假设你想从佩勒姆湾航行到大船长岛西端的红色浮标处。首先拿出海图，用铅笔标记出起点和终点，然后画一条连接这两点的直线。接着将平行尺沿着这条直线移动，直到其边缘与海图底部或侧面的罗盘圆心相交。沿着平行尺的边缘查看它与罗盘圆周的交点，该点即为真正的罗盘航向，可以用旧式或新式的罗盘表示方式来表示，比如60°或北偏东60°。不过要记住，这只是真实航向而已。若要将它转换为船舶的实际航向，就必须对磁偏角、偏差以及可能的横摇误差进行适当修正。

如您所知，测深仪用于测定水深，必要时还可用来判断海底状况。测深仪有两种类型：手动测深仪和深海测深仪。手动测深仪的重量在7到14磅之间，其刻度可达到25英寻；而深海测深仪的重量则在30到100磅之间，适用于100英寻及更深的深度。请在笔记本上记下：与刻度对应的深度称为“标记值”，其他所有深度则称为“实际深度”。手动测深仪的刻度标识如下：2英寻——2条皮革带；3英寻——3条皮革带或蓝色布条；5英寻——1块白色布条；7英寻——1块红色布条；10英寻——1块带有一个孔的皮革；13英寻——与3英寻相同；15英寻——与5英寻相同；17英寻——与7英寻相同；20英寻——2个结或带有两个孔的皮革片；25英寻——1个结；30英寻——3个结；35英寻——1个结。

40英寻——4节。以此类推，直到100英寻。
这些重铅锤的下端是中空的，以便放入牛脂作为配重。这样就能将海底的样本带上水面，然后与海图上的描述进行比对。
所有现代化的海上船只都应配备威廉·汤普森爵士设计的测深仪（详见B.J.手册中的图片）。该仪器由一个圆筒组成，圆筒上缠绕着约300英寻长的钢琴线，线的末端连接着一个沉重的重铅锤。仪器侧面有一个刻度，用于显示已释放出的钢线长度。重铅锤上方是一个铜制圆筒，里面装有一个底部开口、内部经过化学处理的玻璃管。当船只下潜时，海水压力会迫使水进入这个玻璃管，水上升的高度与深度成正比，同时玻璃管内的颜色也会随之改变。将玻璃管提起后放在特制的刻度台上，水面上升的高度即可显示出对应的深度。

**刻度标尺**
刻度标尺其实只是用于在海图上测量距离等的工具而已。

**航速计**
航速计有两种类型：一种用于测量船速的碎片式航速计，另一种用于测量航行距离的专利式航速计。
碎片式航速计由卷轴、绳索、开关装置以及金属碎片组成。通常还会使用另一个玻璃杯来测量时间。金属碎片是一块三角形木头，上面装有重铅，使其能够浮在水面。开关装置则是一个小木盒，里面有一个插销，用来连接绳索两端的固定点；一旦拉动绳索，插销就会脱落，从而使航速计平放下来，便于收回。从航速计的金属碎片开始算起的最初10到15英寻的绳索被称为“杂线”，其末端有红色标记，作用是让金属碎片远离船尾的尾流。
绳索上的标记（称为“节”）是将鱼线穿过卷轴上的绳索而形成的，每两节、三节、四节等处会有一个标记。每隔0.2节则有一个白色标记，因为船速是以节和十分之一节来表示的。鱼线上的节与节之间的距离为47英尺4英寸。
普通航速计可以测量28秒的时间，对于高速行驶的船只，则会使用14秒的航速计，此时记录的节数需要乘以2。碎片式航速计的原理是：航速计上的每一格与海里的比例，就如同普通航速计与小时的比例一样。换句话说，如果28秒的航速计走完一圈时，航速计上有10节或相应数量的刻度，那么船速就是10节/小时；如果14秒的航速计走完一圈时有10节或相应数量的刻度，那么船速就是20节/小时。
专利式或拖曳式航速计则由表盘、绳索以及旋转装置组成。表盘上的大圆圈用于显示节数，小圆圈则用于显示十分之一节数。改变航向时，需读取航速计的数值并记录在航海日志中；再次改变航向时，还需再次读取数值。两次读数之间的差值即为航行距离。
这两种航速计都可能存在误差：逆风时会导致测得的速度偏低，顺风时则会导致测得的速度偏高。使用这两种航速计时都必须考虑水流的影响。如果存在逆流且已知其流速，就需要从航速计的记录值中减去该流速，反之亦然。这是因为航速计的测量结果会受到水流的影响。

用于测量你在水中的航行速度。你需要确定的是船只实际在地球表面行驶的距离。
请记在笔记本上：
从桑迪胡克到汉密尔顿堡，船只向正北方向航行，根据计时器记录的速度为10节，潮流方向也为北向，速度为每小时2节；那么船只的实际航行速度是多少？答案：12节。
在北海上，船只朝西南方向航行，使用普通计时器记录，上午8点和中午12点时记录的航行距离为32英里，潮流方向为东北向，速度为每小时2节；那么船只实际行驶的距离是多少？答案：24英里。
关于如何考虑与船只航行方向呈对角线的潮流影响的说明，将在适当位置给出。
作为夜间学习的内容，请参考鲍迪奇著作中的第161-162-163-164-165条。

周四讲座：海图与导航辅助工具
海图是一种描绘海洋、海湾、海峡或其他可通航水域的地图。它显示了海岸的特征、山脉的高度、低潮时的水深、潮流的方向和速度，以及所有信标灯的位置、特征、高度和能见度范围；同时还会标明岩石、浅滩、浮标的位置，以及在能够进行测深的地方的海底状况。
除非另有标注，否则海图的顶部即为北方。如果不确定北方所在位置，可查看海图上印有的罗盘图。在北大西洋等海域的海图上，仅标注真北方向，而磁偏角的大小和方向则通过海图上的线条来表示。
纬线以相互平行的直线形式呈现于海图上，这些纬线的度数和分钟数则标注在海图的垂直边缘上。经线则以垂直于纬线的直线形式呈现，其度数和分钟数则标注在海图的水平边缘上。
请记在笔记本上：
1分钟纬度对应的距离始终为1英里，因为各处的纬线间距都是相等的。而1分钟经度对应的距离仅在赤道上为1英里，因为在靠近两极的地方，经线之间的距离会逐渐变小，最终在南北极点处交汇，而极点处则不存在经度概念。

我可以通过以下示意图来简单解释这一点：

由于每一条纬线都是360°的圆，因此无论在纬线AA’还是EE’上测量，A到B的距离在度、分、秒的数值上都是相同的。但由于经线会逐渐向两极汇聚，所以这个距离对应的英里数则不会相同。另一方面，A到C、C到D、D到E等距离则一定是相等的，因为AA’、CC’、DD’、EE’这些线都是平行的。正因如此，距离总是通过纬度刻度来测量的（也就是在海图的垂直边上），而且无论船只位于何处，1分钟纬度对应的距离始终是1英里。

这样，你就能理解海图上给出的各种信息了。例如，有哪些不同类型的浮标，它们又是如何标记的？

请记在笔记本上：
1. 从海上驶来时，红色浮标标识航道的右舷，黑色浮标标识左舷。
2. 可能出现在两侧的危险物或障碍物，则由带有红黑横条纹的浮标来标记。
3. 标示航道的浮标有黑白相间的竖条纹，应靠近这些浮标航行。
4. 沉船则用第2条中提到的红黑条纹浮标来标记；在国外，绿色浮标也常被用来标记沉船。
5. 检疫浮标为黄色。
6. 由于白色浮标没有特殊含义，因此常被用于与导航无关的特殊用途。
7. 右舷和左舷的浮标都是从航道的外侧开始编号的，黑色浮标对应奇数编号，红色浮标对应偶数编号。
8. 当球体、笼子等装置被放置在浮标上时，其颜色和编号表示应从哪一侧经过。
9. 数值为纯白色的部分表示深度以英寻为单位，有阴影的部分则表示深度以英尺为单位。在大型海洋海图上，还会标出10英寻、20英寻、30英寻、40英寻等不同深度范围的曲线。

10. 灯光由红色和黄色圆点表示。F表示固定，Fl.表示闪烁，Int.表示间歇性闪烁；Rev.表示旋转等。
11. 箭头指示水流及其方向，同时还会标明流速。
12. 水面下的岩石用带虚线圆圈的十字标记；水面上的岩石则用内部有圆点的虚线圆圈标记。
实际上，你将会使用的所有海图都属于墨卡托海图。其制作方法涉及复杂的数学计算，但大致而言，这种海图的构建理念是基于地球为圆柱体而非球体的事实。因此，经线并非在两极相交，而是呈平行线状态。这就要求纬线也相应地作出调整。虽然某一特定地点的墨卡托海图与地球表面其他遥远地区的比例并不准确，但对于一天或一周内所能航行的距离来说，它仍然是准确的——而这正是人们所需要的。水文局会为所有适合用于标定位置的纬度提供空白墨卡托海图。无论处于哪个经度，在墨卡托海图上所有的经线都被标示为平行线。不过，纬度的不同会导致海图上1英里的实际长度有所差异。因此，除非你有标明当前纬度的海图，否则就无法准确确定航行路线及已航行的距离。例如，如果某张墨卡托海图上标注的纬度范围是30°至40°，那么只有当你处于这个纬度范围内时才能使用该海图。一旦进入41°或29°纬度区域，就必须更换相应的海图。在极高纬度地区以及靠近北极的地方，墨卡托海图就毫无用处了——既然海图上的经线从未在两极相交，又如何能够指向北极呢？出于同样的原因，将远处物体的方位线绘制在这类海图上时，其数值可能会略有偏差。不过总体而言，就所有实际用途而言，墨卡托海图已经能够满足航海者的需求。
用于查看海图的仪器，如平行尺、分规等，此前已有介绍。确定航行路线并读取相关数据的唯一方法就是通过实践。在确定航行路线时，最重要的一点是要确保所设定的路线是正确的路线。若要按此路线航行，就必须对罗盘误差进行适当的修正。有关夜间工作的内容可参考Bowditch中的第9-239-240-241-243-244-245-246-247-248-249-251-252-253-254-255-256-257-258条。
如果在课堂上还有时间，可以用来在海图上标定航线并读取相关数据，同时解答以下问题：
1. 我希望沿着真正的东北方向航行。我的罗盘存在2点的西偏误差以及1点的东偏误差。那我应该设定多少度的罗盘航向？
2. 我希望沿着真正的西南偏西方向航行。我的罗盘西偏误差为11°，东偏误差为2点，还有1点的右偏误差。那我应该设定多少度的罗盘航向？
3. 我希望沿着235°的方向航行。我的罗盘存在4点的东偏误差，27度的西偏误差，还有1点的左偏误差。那我应该设定多少度的罗盘航向？
4. 我希望沿着南偏西65°的方向航行。我的罗盘存在10度的东偏误差，3度的东偏偏差，还有¼点的右偏误差。那我应该设定多少度的罗盘航向？

周五讲座：圆规与六分仪

圆规是一种用于确定航行方向的仪器。它有多种类型，其中最简单且使用最广泛的一种，其实只是一块透明的赛璐珞板，上面印有罗盘刻度，而在罗盘刻度的中心则系着一根绳子。要利用圆规确定航行方向，需将圆规放在海图上，使得圆规上的南北线恰好位于海图上的某条经线正上方或与之完全平行，并且与出发点相交。接着，沿着希望航行的方向拉紧那根绳子，绳子与罗盘刻度相交的位置即为航行方向。不过需要注意的是，这只是一个真航向。为了将这个真航向转换为实际可用的罗盘航向，还需要根据既定的规则来修正偏差。

如果你在确定航行方向时已经知道偏差的具体数值，而且航行距离不远，那么只需将圆规的北点调整到与经线相同数量的东或西位置，这样就能直接得到罗盘航向。之后再按照常规方法操作，罗盘刻度上显示的方向就是实际的航行方向。但这种方法不适用于那些需要沿单一方向航行较长距离的情况，或者需要沿两个及以上方向航行但距离较短的情况，因为在这两种情况下，偏差都可能发生变化，从而导致误差。

实际上，在有陆地可见的陌生水域以及无陆地可见的所有水域中，所有的导航工作都依赖于角度的测定。从船上看到灯塔时的角度，能够提供许多对保障航行安全至关重要的信息；太阳、恒星或行星的角高度也是如此。导航的本质就在于对各种角度的处理。因此，用于测量这些角度的仪器是所有导航仪器中最重要的，你必须对其有深入的了解。这种仪器就是六分仪，或是六分仪家族中的其他仪器，如四分仪、八分仪等。由于六分仪的使用最为广泛，所以将首先对其进行介绍。

请记在笔记本上：六分仪由以下部件组成：（教师逐一指出。）
1. 镜子 6. 手柄
2. 望远镜 7. 滑动臂
3. 地平玻璃 8. 读数玻璃
4. 遮光玻璃 9. 切线螺丝
5. 后置遮光玻璃 10. 弧形结构

在测量地标或浮标的角度时，需用6号手柄将六分仪保持水平状态。滑动臂上的游标箭头应调至零位。现在，假设你想从船桥上测出两座灯塔之间的角度距离。（请画出示意图。）

通过水平仪的视线与真实地平线部分，观察其中一个灯塔。现在，逐渐沿弧线移动滑动部件，直到在水平仪的反射地平线上看到另一个灯塔。当真实地平线上的一个灯塔恰好位于反射地平线上另一个灯塔的正上方时，固定住滑动部件。如果还需要进一步调整，则使用9号切线螺丝进行调节。

现在通过8号读数镜观察。你会看到该弧线被划分为度数以及六分之一度数，其划分方式如下：

由于每度又可划分为60分钟，因此六分之一度相当于10分钟。换句话说，该弧线上的每一格都代表10分钟。在滑动部件上的游标上，位于弧线正下方，也有类似的刻度划分；不过这些游标刻度表示的是分钟以及六分之一分钟，即10秒。要读取角度时，以游标上的零点作为起点，如果它恰好与弧线刻度上的某一条线重合，那么这条线所对应的数值就是该角度的度数。在下面的示意图中，该角度为10½度，或10°30’。

不过，如果发现游标上的零点已经超过了弧线上的某条线，那么该角度就大于10°30’，如下图所示：

此时需要沿着游标向左查看，直到找到两条线重合的点。接着，将游标上从零点至两条线重合点之间的分钟数及六分之一分钟数，加到弧线上、游标零点所经过的那条线对应的度数和分钟数上，这个总和就是仪器测得的角度。

在测量太阳或其他天体的高度时，流程完全相同，只不过六分仪需要垂直而非水平地放置。通过望远镜观察天体正下方的海面区域，然后移动滑动部件，直到天体的影像出现在地平线玻璃中，并且其最低点刚好接触到地平线。之后拧紧滑动部件并读取角度。关于这一点的更多内容，我们将在讨论天体导航时再详细说明。

所有的六分仪都可能存在误差。为了检测这些误差，需要进行四项调整。这些调整无需牢记，但我还是会提及它们：
1. 镜子必须与弧面垂直。要判断是否如此，可将游标调至约60°，然后斜着透过镜子观察。如果弧线的真实影像与反射影像重合，则无需调整；否则就需要通过转动背部的螺丝来调整镜子。
2. 地平线玻璃必须与弧面垂直。将游标调至零点，然后斜着透过地平线玻璃观察。如果真实地平线与反射地平线形成一条连续的直线，则无需调整；否则就需要转动背部的螺丝直至两者重合。
3. 地平线玻璃与镜子必须保持平行。将游标调至零点，将仪器垂直握住，然后透过视线和地平线玻璃观察。如果真实地平线与反射地平线重合，则无需调整；否则就需要调整地平线玻璃。

4. 视线（望远镜）必须与弧面平行。可通过特定方式观测两颗恒星，再按照《鲍迪奇航海手册》第247条的说明进行其他调整，以此来验证这一设置是否正确。切勿尝试自行调整六分仪，应请岸上的专家来进行调整。如果存在误差，则需将其考虑进去。调整后的误差称为指标误差。请在笔记本中记录以下内容：如何找出并应用指标误差：将弧面上的刻度调至零点，将仪器垂直握住并注视地平线。缓慢地前后移动滑动部件，直到真实地平线与反射地平线形成一条连续的直线。固定好滑动部件后读取角度，该数值即为指标误差。如果游标零点位于弧面零点的左侧，则指标误差为负值，需从所测得的任何角度中减去该数值才能得到正确角度；如果游标零点位于弧面零点的右侧，则指标误差为正值，需加到所测得的任何角度上才能得到正确角度。指标误差的表示方式为：IE + 2’30”或IE – 2’30”。四分仪、八分仪和五分仪的工作原理与六分仪完全相同，只是其弧面及游标上的刻度数量不同于六分仪的六个刻度。如果有时间剩余，可用来用量角器标记航向以及操作六分仪。关于夜间航行，可参考《鲍迪奇航海手册》中的以下章节：134–135–136–138–142–144–145–151–152–157–158–159–160–161–162–163。

周六课程：通过方位角和六分仪确定位置与角度
只要能够看到可识别的地标，或者处于相对较浅的水域中，就有五种有效的方法可以确定自己的位置。请在笔记本中记录以下方法：1. 两个已知物体的交叉方位角；2. 已知物体及其高度的方位角和距离；3. 在一定时间间隔内对同一已知物体进行两次测量，并记录该间隔内的行进距离；4. 三个已知物体之间的六分仪角度；5. 在雾天或陌生水域中利用罗盘、日志和深度计来确定方向。1. 两个已知物体的交叉方位角。

选择海图上标记的两个目标，确保它们之间的距离足够大，使得每个目标与船头的夹角约为45度，且方向相反。通过使用罗盘可以最准确地确定这两个方位角。需对每个方位角进行修正，以得到真实的方位角。然后使用平行尺，将其中一个目标的方位角从海图罗盘上标出，直到与该目标本身相交并画出一条线；对另一个目标也做同样的操作。两条线的交点即为测量该方位角时船舶的位置。

假设现在你想确定该位置船舶的纬度和经度。对于纬度，可用分度器测量该地点到最近纬线的距离。将分度器的其中一个点放在海图旁的纬度刻度上，另一个点则放在同一条纬线上，另一个点所对应的数值即为所需的纬度。对于经度，则采用相同的方法，但要用经线而非纬线，并从海图顶部或底部的经度刻度上读取数值。

2. 已知高度的物体的方位角和距离。例如，可先确定一座已知高度的灯塔的方位角。大西洋沿岸所有灯塔的高度都可以在美国商务部出版的书中找到。如第1种方法所述，先修正该方位角，然后再用六分仪测量该灯塔的高度角。具体操作为：将游标调至0刻度，缓慢移动仪器，直到反射地平线中的灯塔顶部刚好接触到真实地平线中的灯塔底部。根据这个角度以及已知的灯塔高度，就可以在鲍迪奇表的第33栏中查找相应数据。表格左侧会显示以节为单位的距离。这种方法适用于任何高度已知且距离不超过5节的、相对垂直的物体，因为第33栏的数据仅适用于这么近的距离。

3. 同一物体在两个不同时间点的方位角，以及这两点之间船舶行驶的距离。当某个显著物体位于船头前方2、3或4点方向时，先记录其方位角；当它位于船头前方4、6或8点方向时，再记录一次该物体的方位角。船舶在这两次测量之间行驶的距离，就是它在第二次测量时距离该物体的距离。“行驶距离也就是该距离。”

示意图可以清楚地说明这一点：在A点，船舶发现该灯塔的方位角为西北偏北2点方向；而在B点，当该灯塔的方位角变为西北偏北4点方向时，航行日志显示A点到B点的距离为9英里。因此，9英里就是该距离。

当船舶位于B点时，其与光源的距离。其数学原理在于，该距离实际上是一个等腰三角形的一条边，而等腰三角形的两条边长度相等。因此，这个距离就是船舶与光源之间的距离。同样的原理也适用于从距离船首4点的B点前往距离船首8点的C点的情况，或者直接沿船宽方向前进的情况。日志显示B点与C点之间的距离为6.3英里，因此当船舶处于与光源正对的位置时，它与光源的距离也是6.3英里。这4点和8点的方位角被称为“船首方位角与船宽方位角”，是沿岸航行时所使用的标准方法。在即将出海时，这些方法中的任何一种都能帮助确定船舶相对于陆地的位置。

4. 利用三个已知物体之间的六分仪角度来确定位置。这是所有方法中最精确的一种。由于其高精度，政府在设置浮标等设施时也会使用这种方法。选取三个彼此之间相距30°至60°的已知物体，如A、B和C。使用六分仪测量A到B以及B到C的角度。在罗盘卡片上覆盖一张透明纸，然后从罗盘卡片中心向边缘画出三条线，使得六分仪测得的角能够由这三条线构成。接着将这张带有角度标记的纸放在海图上，让之前测量过角度的三个物体被纸上的三条线所交叉。在我的示意图中，点S就是船舶在观测时的位置。为获得更高精度，应让两名观察员同时测量这两个角度。

5. 在雾天或陌生水域中，可利用罗盘、日志以及深度计来确定位置。假设你身处靠近陆地的区域，想要确定自己的位置，但却没有可以识别的地标，这时可以用以下方法：取一张描图纸，在上面画一条垂直线，这条线代表经线。定期测量深度，并记录每次测量的时间以及两次测量之间的距离。经过磁偏角和偏差校正后的罗盘可以显示你的航向。沿着你的航向在描图纸上画一条线。

将其视为一条南北向的子午线。根据海图上的英里刻度，在测深线上来标记每次投掷测深锤之间的距离，同时记录下相应的时间、水深，如果可能的话，还要记录海底的类型。接着将这张纸放在海图上，位置大致为您进行第一次投掷测深锤时所处的位置。如果您的测深数据与海图上的数据一致，那就说明一切正常；如果不符，就调整纸张的位置，同时保持垂直线始终指向南北方向，直到找到与海图数据相符的位置。那就是您的位置线。在您航行的这条航线上，不可能再有别的地方具有相同的测深数据了。这是恶劣天气条件下唯一可用的测深方法，极具价值。

请将此图记入您的笔记本中：

安排夜间作业内容，为周一举行的每周考试做复习准备。另外，还需对鲍迪奇手册第41页中的偏差卡进行解释。请在笔记本中记录以下内容：船只进入纽约港时，航向为西偏北¾方向，磁偏角为9°西。通过罗盘观测到的各目标物方位如下：1号浮标——东偏北¼方向；2号浮标——东偏北½方向；3号浮标——东偏北¼方向；4号浮标——西偏北¼方向。请给出这些目标物的真实方位。

答案：根据鲍迪奇手册第41页的偏差卡，西偏北¾方向的磁偏差为5°东。因此，罗盘误差为5°东（磁偏差）+ 9°西（磁偏角）= 4°西。

C. B. C. E. T. B.
东北偏东¼方向，70°，西偏4°，66°
东北偏北½方向，84°，西偏4°，80°
东北偏东¼方向，48°，西偏4°，44°
西北偏西¼方向，北偏318°，西偏4°，314°

第二周——概算

周二讲座：纬度与经度

自本课程开始以来，我们经常使用“纬度”和“经度”这两个词。现在让我们来了解一下它们的含义。在此之前，有几点关于地球本身的知识需要记住：地球是一个略呈扁平状的球体，两极稍扁。地球的轴线是一条穿过地球中心并与地球表面在两极相交的直线。赤道则是由与地球轴线垂直且到两极距离相等的平面与地球表面相交而形成的大圆。因此，赤道上的每一点到两极的距离均为90°。

子午线则是由与赤道垂直的平面与地球表面相交而形成的大圆。纬线则是与赤道平行的小圆。地球上某一点的纬度，指的是从赤道到该点之间的子午线弧段所对应的角度，这一角度是从赤道量起到该点中心为止的。

地球上的任意两点之间的实际直线距离，是在两条经线之间、同一纬度线上测量的。纬度差是以赤道（0°）为基准来计算的，向北至北极为90°，向南至南极也为90°。任意两地的纬度差，就是该两地纬度线之间所截得的子午线弧长，其方向则用N或S来表示。地球上某地的经度，则是该地的经线与位于英国格林尼治的本初子午线之间所截得的赤道弧长。经度以东或西来表示，范围为从格林尼治子午线起180°以内。任意两地的经度差，就是它们各自经线之间所截得的赤道弧长，其方向则用东或西来表示。例如：地点T与T’的经度差为E’M，具体是向东还是向西，则取决于行进方向。

“偏离度”是指在两条经线之间、同一纬度线上测量的实际距离。纬度差则以分钟为单位来表示，因为不同纬度上的1英里对应的纬度分钟数是相同的。而“偏离度”则仅以英里为单位来表示，因为在赤道上1英里相当于1经度分，但随着纬度升高，1英里对应的经度分会超过1分；这是因为经线会向两极汇聚，因此当离开赤道并朝向两极行进时，相同两条经线之间的距离会越来越小。例如：在赤道上10英里的偏离度相当于10经度分；而在纬度55°处10英里的偏离度则相当于大约18经度分。

连接地球上任意两点的曲线，如果与所有经线都成相同角度相交，那么这条曲线就被称为等角航线。这条曲线与经过该点的经线所形成的夹角，就是航向；而任意两点之间的线段长度，则被称为它们之间的距离。例如：T或T’。

**地图投影**
可以说，地球是通过三种不同的方式被投射到地图上的——墨卡托投影、多圆锥投影以及日晷投影。

**墨卡托投影**
您已经对墨卡托投影以及墨卡托地图有所了解。如前所述，这种投影是基于地球是圆柱体而非球体的理论构建的。因此，经线是平行延伸的，而非相互汇聚；而纬线则因为经线的逐渐变宽而相应地被拉长。关于墨卡托地图的具体构造方式，可以在您昨晚阅读的鲍迪奇著作中有详细说明。实际上没有必要亲自绘制这样的地图，因为政府有出售适用于各种纬度的空白墨卡托地图。不过需要记住的是，由于不同纬度上1英里或1纬度分的数值并不相同，所以任何覆盖较大面积区域的墨卡托地图都会出现一定的变形现象。例如，靠近极地的岛屿，在地图上会显得比同样大小的赤道附近的岛屿大得多，这是由于为了保持投影的准确性而采用了不同的比例尺。

**多圆锥投影**
多圆锥投影的理论是基于将地球表面视为一系列圆锥体这一概念，每个圆锥体的底面都是相应的纬线，其顶点则位于该纬度上地球的切线与地球轴线的交点处。在这种地图上，纬度和经度的度数也是以这种方式来表示的。

这些投影能够准确显示物体的真实长度，而且地球表面的整体变形程度也低于其他任何投影方法。

在多圆锥投影图上，直线近似代表大圆弧；当这些直线向两极延伸时，它们与各经线的夹角会略有变化。纬线则以曲线形式呈现，这一特点在除大比例尺地图之外的所有地图上都很明显。多圆锥投影法特别适用于测量工作，同时也被美国海岸与大地测量局的部分地图所采用。

正轴投影法的核心原理是：让地图上的曲线看起来像直线，也就是说，就好像身处地球中心并朝向地表望去一样。在需要航行长距离的场合，正轴投影法具有特殊价值——因为此时沿着地球表面的曲线航行才是连接相距较远的两个点之间的最短路径。这种方法被称为大圆航线航行，稍后会详细讲解。需要记住的是，水文局会制作涵盖全球所有通航水域的大圆航线图。由于所有这类地图都是基于正轴投影法绘制的，因此只需用直线连接任意两点，就能得到船只应遵循的曲线路径或大圆航线。从地图上即可轻松得知航行路线以及各路线之间的距离。具体操作方法如下：
（给教师的提示：请准备好一张地图，根据地图上的说明来解释这些航线是如何确定的。）
剩下的时间可以让学生们在不同类型的地图上绘制航线。如果没有这些地图，可以在课堂上立即阅读鲍迪奇著作中的相关内容，从而尽可能节省时间。

关于“推算航行”内容的阅读页码为：167-168-169-172-173-174-175-176，需阅读前两句；另外还有178-202-203-204-205-206-207-208页。给学生的提示：在阅读167-178页的内容时，无需关注那些公式以及用对数计算出的示例，只需了解文中提到的各种航行方式以及202-209页中阐述的推算航行理论即可。

周三讲座内容：实用表格——平面航行与横越航行

导航这一学科可分为两部分：一部分是通过所谓的推算航行来确定自己的位置，另一部分则是通过观测太阳、星星、行星等天体来确定位置。通过推算航行来确定位置时，其原理是认为地球上的小范围区域是平坦的。这样一来，问题就转化为求解直角三角形的边长，当然，当船舶向正东或正西、或正北或正南航行时则例外。例如，这类航行路径实际上就是一系列直角三角形的斜边。需要解决的问题是：从已知经纬度的陆地出发，沿某个方向航行了若干英里后，所处的经纬度是多少？

如果船舶向正北或正南航行，那么问题就只是简单的算术题。假设今天中午时的位置是北纬39°15’，西经40°，那么到明天中午时，若一直向北航行300英里，由于1分钟纬度相当于1海里，因此相当于航行了300分钟纬度，即5°。这5°被称为纬度差。因为当前处于北纬且继续向北航行，所以应将这5°加到原来的纬度上，这样新的纬度就是44°15’北纬，而经度仍为西经40°，因为经度并未发生变化。

不过，当船舶向东或向西航行时，问题就会复杂一些。只有在赤道上，1分钟经度才等于1海里。而随着经线向两极汇聚，相邻经线之间的距离会逐渐变小。因此，我们不得不依靠表格来了解在赤道以北或以南的各个纬度上，1度经度对应的距离。这样一来，经度就可以以英里来表示了。船舶向东或向西航行的距离也是以英里来计算的。

这一数值被称为“偏离角”，必须将其转换为度、分、秒的形式，才能算出经度差。不过，船只很少会直接朝正北、正南、正东或正西方向航行，通常会选择斜向航线。例如，有一艘船位于北纬40°30’、西经70°25’，它以SSW方向航行50英里，那么它到达时的新纬度和经度分别是多少呢？它的航行路线如下图所示。

假设我们画一条垂直线来表示经线，再画一条水平线来表示纬线，这样就能构成一个直角三角形。其中，AC线代表航向及航行距离，而A点处的角度则代表了该航向与经线的夹角。如果我们能知道AB的长度，也就是船只向南航行的距离，就能算出纬度差；如果还能得到BC线的长度，就能得出偏离角，进而算出经度差。这其实是一个简单的三角学问题——已知直角三角形的一个角度和一条边的长度，如何求出另外两条边的长度？不过其实并不一定非要用三角学方法，鲍迪奇表中的第2表已经为这个问题提供了答案。首先找出SSW方向的夹角：按照旧制为南偏西22°，按新制则为202°。在左侧的距离栏中找到50英里这一数值，与之对应的纬度差为46又4/10度（即46.4度），偏离角则为18又7/10度（即18.7度）。最初时，该船的坐标为北纬40°30’、西经70°25’，经过50英里的SSW航行后，纬度变化了46分24秒（即46.4度）。由于是向南航行、朝向赤道移动，因此需要从原来的纬度中减去这46分24秒，才能得到新的纬度。

接下来，我们需要算出经度差，从而得到新的经度值。首先，要算出航行过程中的平均纬度，方法是将原来的纬度与新的纬度相加后再除以2。

40° 30' 00"
39 43 36
————
2) 80 13 36
————
40° 06' 48" 平均纬度

取最接近的整度数，即40°作为答案。用这个40°再次查阅鲍迪奇表的第2表，在纬度差一栏中可以找到18.7度这一数值，最接近的数值是18.4度。然后在18.4度对应的左侧距离栏中，可以看到24，这意味着在北纬40°时……

18.7英里的航程相当于24分的经度差。我们当时位于西经70度25分，之后向南和向西航行，因此这个经度差需要加到原有的经度上，从而得到新的经度：

原有经度：西经70度25分
经度差：24分
————
新经度：西经70度49分

因此，整个问题可以表示为：

纬度：40度30分
北纬经度：西经70度25分
纬度差：46度24分，经度差：24分
————— ————
新纬度：39度43分36秒，新经度：西经70度49分
北纬

还有一个需要说明的要点。当航向为45°或更低时（按旧式罗盘测量），从表2页面的顶部开始向下读取；而当航向超过45°时，则从页面的底部开始向上读取。在两种情况下，距离的计算方式完全相同，但纬度差与偏离角的符号则相反。（讲师：请选取几个不同的航向来详细演示这一点。）通过以上说明，我们可以得出以下规则，请将其记在笔记本上：

要计算新的纬度值：根据航向是小于还是大于45°，将真实航向填入表2页面的顶部或底部。接着计算纬度差与偏离角之差，并将结果标记为纬度分数。如果纬度差和偏离角同为正或同为负，则将它们相加；如果一正一负，则用较大的数值减去较小的数值，所得的余数即为新的纬度值。

要计算新的经度值：首先将原来的纬度值与新的纬度值相加后除以2，得到中间纬度。然后使用这个中间纬度再次查表2，在纬度差列中找到对应的偏离角数值，而在距离列中则可得到经度差的分数。最后，按照处理纬度差的方法来处理这个经度差，这样就能得到新的经度值。

如果一艘船始终保持同一航向航行一整天，那么无需额外计算即可得知其推算位置。但实际上，船只通常不会连续24小时保持同一航向，而是会多次改变航向。由于推算位置每天只会在中午计算一次，因此有必要找到一种方法，在船只改变多次航向后仍能得到其位置。这种方法被称为“横越航行”，而以这种方式在不同航向上航行的过程则称为横越航行。

请在笔记本上记录以下示例及其计算方法：
该船的起始位置为巴尼加特灯塔，纬度为北纬39°46’，经度为西经74°06’，罗盘方位为西北方向，距离为15海里。该船向南方航行，同时存在4°的西偏偏差。它所经过的航向如下：

适用于所有这些操作的规则如下：
1. 列出各航向的数值，同时标注出其偏差、偏移量以及对应的航行距离。
2. 在分别标有N、S、E、W四个标签的列中，记录每条航向的纬度差与偏离量。
3. 将所有的北向值、南向值、东向值和西向值相加；再计算北向值与南向值之差，即可得到总的纬度差；而东向值与西向值之差则即为总的偏离量。
4. 按前述方法确定实际纬度。
5. 按前述方法确定实际经度。
6. 利用总的纬度差与总的偏离量，在表2中找到与它们最接近的数值所在的行。该行顶部或底部的数值（取决于纬度差还是偏离量更大）即为修正后的实际航向；而在与相应纬度差/偏离量对应的距离列中的数值，则为已航行的距离。
通常也可以采用上述方法的逆向操作，即已知出发点的经纬度以及目的地的经纬度，通过中间纬度航行法来计算两者之间的航向与距离。具体规则如下：
1. 分别计算纬度与经度之间的代数差值。

2. 以中间纬度（或平均纬度）作为航向，在Bowditch表的距离列中查找“Lo的差值”。在对应的“纬度差值”列中，即可得到正确的偏离值。
3. 利用出发点与到达点的纬度差值以及刚刚求得的偏离值，在Bowditch表中找到与这些数值最接近的那一行。根据前述方法，即可确定真正的航向及已行驶的距离。
4. 仅当船舶大致沿东西方向航行时才使用此方法。关于该方法的示例，请参见Bowditch第77页的例3。

周四讲座：平面航行与横越航行示例（续）
1. 出发点为合恩角，纬度为南纬55°58'41″，经度为西经67°16'15″，罗盘方位为南西南方向，航速为20节。船舶的航向为南西南至南方，偏差为东偏4°，按以下航向航行：

备注：全程存在18°的东偏偏差。当日磁北方向的风力为西北风，强度为30海里/小时。需要确定准确的纬度、经度以及已行驶的航向和距离。
2. 出发点为锡利群岛的圣艾格尼丝灯塔，纬度为南纬49°53′，经度为西经6°20′，罗盘方位为东至南方，航速为18节，偏差为西偏10°，总偏差为西偏23°。船舶的航向为北方，按以下航向航行：

夜间学习时，请参考Bowditch中的179-180-181-182页内容，此外还需练习推算航位的相关题目。

周五讲座：墨卡托坐标系下的航行

这是一种用于确定两点之间实际航向和距离的方法。该方法有两种应用方式：一种是通过表2和表3来计算（称为查表法），另一种则是利用对数来计算。第一种方法速度更快，适用于较短的距离；而第二种方法在所有情况下都更为精确，尤其是在距离较远时。查表法的具体步骤如下（请记在笔记本上）：
首先，根据表3找出起始纬度与目标纬度对应的经度差值，将此值称为纬度经度差。接着，找出起始经度与目标经度之间的差值，将其称为经度差值。然后，利用纬度经度差和经度差值，在表2中找到对应于相同纬度和偏角的行，从而确定航向。之后再计算出实际的纬度差值。在所确定的航向下方、与实际纬度差值相对的位置上，就可以找到相应的航行距离。例如：从北纬40°28’、西经73°50’到北纬39°51’、西经72°45’的航向和距离是多少？
起始纬度：北纬40°28’，经度点数为2644.2；
目标纬度：北纬39°51’，经度点数为2596.0；
纬度差值：0°37’，即48.2。
起始经度：西经73°50’；
目标经度：西经72°45’；
经度差值：1°05’，即65’。
在鲍迪奇著作的第604页上，可以看到48.7和64.7这两个数值相对而立。由于48.7仅出现在从下往上看时的纬度列中，因此航向为南偏东53°。在该航向下，距离列中与48.7相对的数值为62，所以航行距离为62英里。如果距离过大，可将纬度差值、实际纬度差值以及经度差值除以10或其它数值，使其落在表2中所列的距离范围内。一旦得到航行距离，还需将其乘以相同的数值。例如，如果将纬度差值、经度差值等数值除以10后，得到的距离为219，那么实际距离则为10乘以219，即2190英里。
现在我们用对数来解同一个问题。这样我们就能了解两个新的表格，即表42和表44。请把以下内容记在笔记本上：
起始纬度：北纬40°28’，经度点数2644.2；起始经度：西经73°50’；
目标纬度：北纬39°51’，经度点数2596.0；目标经度：西经72°45’；
实际纬度差值：0°37’，即48.2；实际经度差值：1°05’，即65’。
(表42) log(+10) = 11.81291

=
log 48.2 = 1.68305
log tan TC（见表44）= 10.12986
TC = 53° 26’ 东经
log sec TC（53° 26’）= 10.22493
实际纬度差 = 1.56820 + 11.79313 – 10 = 1.79313
距离（见表42）= 62.11英里

通过代数方法计算实际的纬度差、经度差。将实际的纬度差和经度差换算成分钟。取经度差的对数（见表42），然后加上10；再从这个值中减去经度差对应的对数。所得结果即为真航向的tan值，该值可在表44中查到。在同一页面上可找到真航向的sec值，将其与实际纬度差的对数相加；如果结果大于10，则减去10。这个结果就是航行距离的对数。此方法仅适用于大致沿南北方向航行的情况。
注：关于表42和表44的详细说明，请参阅Bowditch一书，第271–276页。
在Bowditch书中，与夜间航行相关的条目为：183–184–185–186–187–188–189–194–259–260–261–262–263–264–265–266–267–268。此外，还有用墨卡托投影法及对数法进行航行的示例。

周六讲座：大圆航线航行——计时器
在本周的周二讲座中，我解释了如何在水文局编制的大圆航线图上确定大圆航线。不过，如果您手头没有这些图表，也有简单的方法可以自行绘制大圆航线。请查阅Bowditch书中第82页的第194条。那里有一张表格，说明了如何使用它。例如，选取您之前在大圆航线上标出的那两个点，找出这两点连线的中心点以及该点的纬度。在此点处画一条与预定航行路线垂直的线，这条线的另一端必须与表格中所给出的相应纬度线相交。以该点为圆心画一个弧，该弧将会与起始点和目标点相交，这条弧就是需要遵循的大圆航线。

要确定需要航行的航向，需先计算起点方向与圆心方向的夹角差，再确定该夹角中包含多少个四分之一点。接着将起点到圆心的距离除以四分之一点的数量，这样就能得到每个四分之一点航向上需要航行的距离。请参见下图：

ENE方向与E方向的夹角差为2点，相当于8个四分之一点。假设通过测量工具或墨卡托航行法测得的距离为1600英里，那么1600除以8等于200，也就是说，每航行200英里就需要将航向向东调整四分之一点。

**计时器**
计时器其实只是一台精度极高的时钟。借助它，我们可以得知格林尼治标准时间，也就是英国格林尼治天文台的平均时间。“格林尼治标准时间”这一概念的具体含义将在后面详细解释。需要记住的是，几乎所有用于确定海上精确位置的方法都依赖于格林尼治标准时间，而获取这一时间的唯一方法就是使用计时器。因此，必须尽量保持计时器的稳定运行。所以在进行观测时，通常会用手表来记录时间。在开始观测之前，先将自己的手表与计时器的显示时间进行对比，从而得出两者之间的精确差异。在记录观测数据时，把手表的时间加上计时器与手表的时间差，得到的结果就是CT值。

例如，假设计时器的显示时间为3小时25分10秒，而同一时刻你的手表显示时间为1小时10分5秒，那么C-W值则为：

3小时25分10秒
减去1小时10分5秒
等于2小时15分05秒

现在假设你进行的观测结果显示为2小时10分05秒，那么相应的CT值是多少呢？它将是：

2小时10分05秒
加上2小时15分05秒
等于4小时25分10秒
这就是CT值。

如果计时器的显示时间小于世界时，那么需在计算出的时间上加上12小时，这样该时间就会始终大于世界时，同时加到世界时上的数值也始终为正数。例如，计时器显示时间为1小时25分45秒，世界时为4小时13分25秒，那么C-W的值是多少？

计时器：13小时25分45秒
4 13 25
世界时：
———————
C-W：9小时12分20秒

现在，假设根据手表显示的时间，观测时间为6小时13分25秒，那么对应的计时器时间是多少呢？

世界时：6小时13分25秒
C-W：9 12 20
———————
15小时25分45秒
- 12
———————
计时器：3小时25分45秒

请记下：计时器时间 = 世界时 + C-W。如果在计算C-W时发现计时器时间小于世界时，需先给计时器时间加上12小时，得到正确值后再进行后续计算。

示例1：
计时器时间：3小时25分10秒
世界时：1 10 05
———————
C-W：2小时15分05秒
世界时：2小时10分05秒
+ C-W：2 15 05
———————
计时器时间：4小时25分10秒

示例2：
计时器时间：1小时25分45秒
世界时：4小时13分25秒
（加上12小时后）计时器时间：13小时25分45秒
世界时：4 13 25
———————
C-W：9小时12分20秒
世界时：6小时13分25秒

+ C-W 9 12 20
———————
15小时25分45秒
（-12小时）12
———————
CT 3小时25分45秒

关于计时器，还有另一个非常重要的事实需要了解：实际上，不可能让它在长时间内始终保持绝对精确。与其不断调整其指针，不如先确定其每日的误差率，再据此计算出特定日期的准确时间。优秀的海员们始终遵循这一原则，不会去刻意调整计时器。当你在港口时，可以通过时间球或计时器制造商来了解该计时器的误差情况。有了这些信息后，就可以逐日应用相应的修正值。以下是一个示例（请记在笔记本上）：
6月1日，CT时间为7小时20分15秒，CC时间快2分40秒；6月16日，在相同的CT时间下，CC时间仍快1分30秒。那么6月10日的GMT时间是多少呢？

6月1日：快2分40秒
6月16日：快1分30秒
———————
1分10秒
60
÷
60
10
÷
15 = 70秒（即每日误差为4.6秒）
从6月1日到10日共9天，9天×4.6秒=41秒的误差
6月1日：快2分40秒
6月10日：实际时间比CT时间慢41秒
———————
6月10日：CC时间快1分59秒
CT时间：7小时20分15秒
CC时间快1分59秒，因此需从CT时间中减去1分59秒
—————
6月10日的GMT时间为7小时18分16秒
如果CC时间快，则从CT时间中减去相应时间；如果CC时间慢，则加上相应时间。

第三周——天体导航

周二讲座

天球坐标、黄道系统等

我们已经讨论过如何划分地球以便确定自己在海上的位置，比如赤道、纬线以及以格林尼治子午线为起点的经线等。现在我们来探讨天球是如何被相应划分的，同时也会简单解释天体导航中一些重要的术语。

当你站在地球上的任意一点抬头仰望时，天体似乎都位于一个巨大的凹面球体表面，而你的眼睛则处于这个球体的中心。当然，实际上并不存在这样的凹面球体，我们也无法准确测量天体与我们或彼此之间的距离。不过，我们可以测定这些天体的方向，而这些信息对于确定我们的位置具有极其重要的价值。

虽然我们可以以自己的眼睛作为天球的中心，但更精确的做法是以地球的中心作为观测点。假设我们将地球的中心作为观测这些天体的起点，并在想象中将眼睛移到那里，那么我们就会发现，在天球上不仅会有天体，还会有地球表面的假想点和圆圈。纬线、经线、赤道等在地球上的位置，在天球上也有相同的假想位置。而你在地球上的实际位置则会被投影到一个称为天顶的点上，也就是正上方那个点。

由此我们可以得出这样的定义：地球表面观察者的天顶，就是天球上正位于其正上方的点。如果观察者的位置始终不变，那么确定其位置就会很简单。但实际上，观察者相对于这些天体的位置是不断变化的。首先，地球会绕着自己的轴旋转；其次，地球还会沿着椭圆轨道绕太阳运行；第三，某些天体本身也在各自的轨道上运动。由于地球每天绕轴旋转而产生的变化，对于地球上的不同位置的观察者来说是不同的，因此这些变化取决于观察者的纬度和经度。而由地球在轨道上的运动以及各种天体在其轨道上的运动所引起的变化，则无论身处地球的哪个位置都是一样的。因此，相对于地球中心而言，这些变化在任何时刻都可以被精确测量。为此，所有进行计算所需的数据都已收集在《航海年鉴》中，我们稍后会更详细地介绍它。

现在，有了这些知识，让我们用简单的语言来解释一下在天文导航中需要了解的一些术语的含义。在图示中（鲍迪奇，第88页），地球被投影到天球上，方向为东北至西南。观察者的天顶被标为Z点，而位于地平线以上的地球北极则被标为P点，另一个极点则没有标出。天赤道在这里被标记为EQW，和之前提到的所有点和线一样，它也是赤道与天球相交处的投影。天赤道的另一个名称是分界赤道。所有与地球经线对应的天球经线都垂直于分界赤道，同样，观察者的子午线PS也垂直于分界赤道，因为它经过观察者的天顶Z点，是由地球上的观察者子午线延伸而成的，因此它会与地平线在南北两侧相交。这再次阐明了……

观测者的子午线。它是一条穿过南北极点以及观测者天顶的经线。换句话说，当太阳或其他天体位于你的子午线上时，一条从北到南延伸、经过南北极点的直线，也会同时经过你的天顶以及该太阳或其他天体的中心。理解这一点非常重要，因为除了与你的子午线相关之外，用六分仪进行的任何观测都是没有意义的。

天球上任意一点的赤纬，指的是该点距离天赤道的弧长，也就是它位于天赤道以北或以南的距离。位于天赤道以北的点其赤纬值为正数，用“+”表示；位于天赤道以南的点则用“-”表示。例如，在航海历中，你不会看到太阳或其他天体的赤纬被标记为“N 18° 28' 30””，而是会标记为“+18° 28' 30”；而南方的赤纬则会标记为“-18° 28' 30”。另一点需要记住的是，天球上的赤纬相当于地球上的纬度。例如，如果格林尼治地方时正午时太阳的赤纬为+18° 28' 30”，那么此时，太阳将正好位于地球上纬度为北纬18° 28' 30”的地点的正上方。

天球上任意一点到某极点的极距，指的是该点与该极点之间的弧长。如果从与赤纬同名的极点测量，这个数值等于90度减去赤纬值；如果从与赤纬同名相反的极点测量，则等于90度加上赤纬值。PM表示点M到点P的极距，PB则表示点B到点P的极距。

天体的真高度，指的是该天体相对于真地平线的角高度。

天球上任意一点或天体到观测者天顶的角距离，称为该点或天体的天顶距。

黄道是表示太阳在天球上运动轨迹的大圆。实际上，地球是在绕太阳运转，但从地球上的某个地点观察时，太阳似乎是在绕地球运转。这种看似的运行轨迹就是所谓的黄道，如图中所示，黄道由曲线CVT表示。黄道平面与天赤道平面之间的夹角为23° 27½’，这个夹角被称为黄道倾角。

春分点和秋分点，是黄道与天赤道的交点。当太阳处于这两个位置时，白昼和黑夜的长度相等。太阳从南向北移动时会经过春分点，而从北向南移动时会经过秋分点。春分点（图中的V点）也被称作白羊座的第一点，它在计算星时方面很有用，稍后会详细说明。

至点，也就是夏至点和冬至点，是黄道上距离春分点90度的位置，在这些位置上，太阳在各自半球达到最大的赤纬值。根据太阳经过这些点的季节不同，它们分别被称为夏至点和冬至点。

总结来说：要确定地球上海岸上某一点的位置，就需要知道该点距离赤道的南北距离（即其纬度），以及它距离格林尼治子午线的东西距离（即其经度）。而在天球上，要确定太阳等天体或点的位置，则需要知道它的赤纬（即它距离赤道的南北弧长）以及它的时角。所谓时角，我

指的是从你的本初子午线到所讨论的点或天体的本初子午线之间的时间距离。
在鲍迪奇星历中，夜间观测、艺术相关内容对应的数值为：270-271-272-273-274-275-277-278-279-280-282-283-284。

周三讲座主题：以太阳计时的方法——平均时间、太阳时、换算等。

在所有航海活动中，没有比时间更重要的了。任何用于确定船舶在海上的位置的计算，都必须考虑时间因素。请在笔记本上记下：时间共有三种类型：1.视时或太阳时，即以太阳为基准的时间；2.平均时间，即钟表显示的时间；3.恒星时，即以恒星为基准的时间。就本次讲座而言，我们不会涉及恒星时这一内容。今天上午我们将重点讨论太阳时以及平均时间。如前所述，视时或太阳时其实就是以太阳为基准的时间。太阳中心的时角就是视时或太阳时的度量标准。一个视日指的是地球绕自身轴心完整旋转一周所需的时间，约为24小时。当太阳中心正好位于你的子午线上时，也就是位于穿过南北极点并经过你天顶的经线之上时，即为该地的视正午。对于海上的航海者来说，这是最自然且最准确的时间度量方式，因此航海者所使用的时间单位就是视日。在视正午时，可以最容易、最精确地确定所在位置的纬度，而通过观测得到的纬度数据，对于日后确定经度也具有非常重要的价值。如果航海者能够直接测量视时，那么他的钟表或其他仪器就能始终显示出准确的太阳时，这样当然会非常方便。然而，这实际上是不可能的，因为地球的自转速度并非恒定不变。因此，太阳有时会略早于平均时间，有时又会略晚于平均时间。我们无法制造出能如此运行的钟表，因为钟表的每个小时时长必须完全一致，而且每天必须在12点整显示正午时间。因此，我们将钟表显示的时间称为平均时间，而将以太阳为基准的时间称为视时或太阳时。通过以上解释，你应该能够理解诸如“本地平均时间”（用通俗的话来说，就是你所在地点的钟表时间）、“格林尼治平均时间”（即格林尼治地区的钟表时间）、“本地视时”（即你所在地点的太阳时）以及“格林尼治视时”（即格林尼治地区的太阳时）之类的术语了。

现在，通过参考《航海历》，我们可以得知一天中任意时刻的视时与平均时间之间的差异，我们稍后会更详细地探讨这一点。这种差异被称为“时间方程式”。关于视时与平均时间，还有另一个需要记住的事实，那就是太阳时角与视时的关系。那么，什么是太阳时角呢？它是指天球极点上、经过某一点的子午线与经过太阳中心的子午线之间的夹角。这一角度是通过该点所在的子午线与经过太阳中心的子午线之间所对应的天球赤道弧长来测量的。

例如，在上面的图中，假设PG是格林尼治的子午线，PS则是经过太阳的子午线。那么在极点GPS处，由GS这条弧长所测得的角值就是格林尼治时角。你会发现，这个角值恰好等于格林尼治的视时，因为格林尼治视时其实就是英国格林尼治或格林尼治子午线与太阳之间的时间距离，也就是地球从格林尼治转到太阳所在位置所需的时间；而这一时间距离正好可以通过格林尼治时角或天球赤道上的GS弧长来表示。同样的道理也适用于当地视时与船舶的时角。假设PL是船舶所在位置的子午线，那么船舶的时角就是极点上、经过船舶子午线的直线与经过太阳的子午线LPS之间的夹角，这一角度也是通过LS这条弧长来测量的。你会发现，这一角度值恰好等于船舶的视时，因为船舶的视时其实就是船舶与太阳之间的时间距离。我们可以把所有这些信息总结成几条简单的规则，记在你的笔记本上：

平均时间 = 时钟时间。
格林尼治平均时间 = 格林尼治标准时间。
地方平均时间 = 当地平均时间。
视时 = 实际时间或太阳时间。
格林尼治视时/格林尼治时角 = 格林尼治的视时或格林尼治时角。
地方视时/船舶时角 = 当地的视时或船舶的时角。
视时与平均时间之间的差值，即平均时间与视时间之间的差值——称为时间方程式。

在笔记本上，在此下方画出以下图表，我会对其进行解释：

从该图表可以看出，民用时间从午夜开始，经过12小时后到达中午；之后再次从午夜开始，再经过12小时回到午夜。因此，一个民用日是从午夜到午夜，分为两个各12小时的时段。而天文日则从同一日期的民用日中午开始，持续24小时，即从0点到24点，从一天中午到次日中午。无论是视时还是平均时间，都是指真太阳或平均太阳在其每日运行轨迹上相对于西方的时角。

由于民用日开始的时间比天文日早12小时，结束的时间也比天文日早12小时，所以新民用日的上午时间相当于前一天天文日的下午时间。例如，4月15日民用时间的上午6点，相当于4月14日天文时间的下午6点。

现在，所有那些需要知道时间这一参数的天文计算，都必须用天文时间来表示。由于普通手表的表盘上仅标有0到12的刻度，因此必须将这种手表或计时器显示的时间转换为天文时间。如果时间是下午时间，则无需进行转换，因为从图表中可以看出，直到下午12点为止，民用时间和天文时间是相同的。但在上午时间则必须进行这样的转换。请在笔记本上记下：每当当地时间或计时器显示的时间为上午时，需从该时间中减去12小时，才能得到正确的气象时间。

CT 15天9小时10分30秒 上午
- 12
———————————
CT 14天21小时10分30秒
————
L.M.T. 10天4小时40分16秒 上午
- 12
———————————
L.M.T. 9天16小时40分16秒

接下来我们来看时间的一个非常重要应用。你应该还记得，在之前的课程中我们提到，要确定纬度，就需要知道自己位于赤道以北还是以南多远；而要确定经度，则需要知道自己位于格林尼治子午线以东还是以西多远。目前先不必考虑纬度问题。只要我们知道格林尼治时间以及船上的时间，就能准确算出经度。例如，在下面的图表中：

假设PG是格林尼治的子午线，那么位于PG以西的区域属于西经，而位于PG以东的区域则属于东经。再假设GPS是地球到太阳的距离，即G.A.T.；而LPS则是船只到太阳的距离，即L.A.T.。那么GPS与LPS之间的差值就是GPL，这个差值可以通过LG这条弧线来表示，它也就是以PL作为基准的船只与格林尼治子午线PG之间的距离。换句话说，这就是该船只的经度。

此前，经度是指任意一点位于格林尼治以东或以西的距离，该距离是沿着天球赤道弧线测量的。这里的经度为西经，因为LPG或LG弧线位于PG子午线的西侧。同样地，如果PE是船舶的子午线，那么时间上的经度就可以通过S.H.A.或L.A.T.、EPS（船舶到太阳的距离）减去G.H.A.或G.A.T.、GPS（格林尼治到太阳的距离）来计算，后者是通过GE弧线所测得的GPB角度。而这个经度为东经，因为通过GE弧线测得的GPB位于格林尼治子午线PG的东侧。不过，在这两种情况下，经度都是以时间来表示的，即距离格林尼治子午线多少小时、分钟和秒；而我们希望将这一距离转换为弧度形式的度、分、秒。地球每24小时会绕轴旋转360°。因此，如果某地距离格林尼治1小时，那么它就位于格林尼治以东1/24×360°，即15°处；如果距离格林尼治12小时，那么它就位于格林尼治以东1/2×360°，即180°处。记住这一点，就可以将任何时间转换为弧度形式的度、分、秒了。相关计算方法详见鲍迪奇的表7。（给教师的提示：请仔细讲解这张表格。）请在笔记本上记录以下内容：

89° 24' 26" = (89°) 5小时56分
(24') 1分36秒
(26") 1又44/60秒
—————————
5小时57分37秒又44/60秒 = 38秒
4小时42分26秒
4小时40分 = 70°
2分24秒 = 36分
2秒 = 30秒
————
70° 36' 30"

同时，请在笔记本上记下以下图表和公式：（图表可参考第40页的示例。）

L.M.T. + 西经度 = L.A.T. + 西经度 = G.M.T. – G.A.T.
L.M.T. – 东经度 = L.A.T. – 东经度 = G.M.T. – G.A.T.
G.M.T. – 西经度 = G.A.T. – 西经度 = L.M.T. + L.A.T.
G.M.T. + 东经度 = G.A.T. + 东经度 = L.M.T. + L.A.T.

如果G.M.T.或G.A.T.分别大于L.M.T.或L.A.T.，则该地点位于西经方向；如果G.M.T.或G.A.T.分别小于L.M.T.或L.A.T.，则该地点位于东经方向。
示例：
在西经81°15'的位置，L.M.T.为4月15日上午10小时17分30秒。那么G.M.T.是多少？

L.M.T.：15天10小时17分30秒，上午
- 12
————————
L.M.T.：14天22小时17分30秒
5 25 西经+
————————
G.M.T.：15天3小时42分30秒
———
G.M.T.（4月）：15天3小时42分30秒
L.M.T.（4月）：15天10小时17分30秒，上午
船只位于哪个经度？
G.M.T.：15天3小时42分30秒
L.M.T.：14天22小时17分30秒
————————
经度为西经5小时25分00秒
经度 = 西经81度15分
关于夜间航行，还需参考《鲍迪奇航海手册》中的以下章节：276-278-279-226-228、286-287-288-290-291-294（第114页的内容无需参考）。

周四讲座内容：
恒星时——赤经

上一次讲座我们讨论了太阳时。今天我们将探讨恒星时，或者用更常见的术语来说，就是恒星时。先简单回顾一下：我们知道，天文时间是从一天中午到次日中午来计算的，因此一个天文日相当于船舶行驶的24小时。时间从0开始计数到24，所以10月25日上午10点，在天文时间上属于10月24日的22点。

赤经则与天文时和民用时都不同。实际上，赤经就相当于天球上的经度。例如，地球上的地点由其纬度和经度决定位置，而天体的位置则由其赤纬和赤经决定。不过，赤经不是以度数和分钟来表示的，也不是以东或西来表示的。它是以小时和分钟来计量的，从某个点开始，沿着天空向东延伸，大约经过24小时。这个作为天球经度起点的位置并非格林尼治，而是春分时节天赤道与黄道相交的点，也就是春季太阳向北移动时穿过天赤道的那个点。这个点被称为白羊座第一点。你们经常会听到我说某颗恒星的赤经为5小时16分32秒，我的意思就是从天球本初子午线开始计算。

也就是说，穿过白羊座第一点的子午线，需要5小时16分32秒的时间才能到达该恒星的子午线位置。简单来说，正如格林尼治视时表示格林尼治子午线与太阳之间的东西方向距离，地方视时则表示你的船只与太阳之间的东西方向距离，那么R.A.M.G.则表示格林尼治子午线与白羊座第一点之间的时间距离，这个距离是沿圆形路径向东测量的。而这个时间距离实际上就等于格林尼治恒星时，也就是格林尼治的恒星时或格林尼治子午线与白羊座第一点之间的时间距离。

那么，与地方时相对应的恒星时是什么呢？它被称为子午线的赤经，也就是与你天顶相交的子午线的赤经值。正如地方视时表示你的子午线与太阳之间的时间距离，地方恒星时则表示你的子午线的赤经，也就是你的子午线与白羊座第一点之间的时间距离。请记在笔记本上：

- G.S.T.与R.A.M.G.其实是同一个概念。
- L.S.T.与R.A.M.也是同一个概念。
- G.M.T. + 赤经 + 白羊座第一点的赤经 = G.S.T.（即R.A.M.G.）；如果结果超过24小时，则减去24小时。
- G.S.T. - 赤经 - 白羊座第一点的赤经 = G.M.T.
- G.S.T. - 西方时差 = 地方恒星时 + 东方时差
- 地方恒星时 + 西方时差 = G.S.T. - 东方时差

我可以通过下面的示意图来非常简单地解释所有这些公式，请将其记在笔记本上。（给教师的提示：如果可能的话，将此示意图复印后分发给每位学生。）

我使用过一个在图示中并未出现的术语，那就是“地球的恒定进动量”（.C.P.）。如前所述，以太阳为基准的天文日长度为24小时。而恒星日则只有23小时56分04秒。这是因为地球在绕太阳公转的同时也在自转，而白羊座第一点是一个固定点，因此不会移动。为了弥补恒星日与平均太阳日之间的时间差异，人们引入了“地球的恒定进动量”这一概念。当然，这一数值需要针对格林尼治标准正午之后的所有时间进行计算，因为《航海年鉴》中的太阳赤经表是基于格林尼治标准正午的时间编制的。现在，除了将地方平均正午时间转换为恒星正午时间之外，几乎所有的时间转换都可以用这个公式来完成。其实也可以通过以下公式来实现转换：L.M.T. + W.Lo. = G.M.T. + .R.A. + .C.P. = G.S.T. – W.Lo. = L.S.T. – E.Lo. + E.Lo.，不过这种方法涉及太多的运算步骤。另一种较为简捷的方法如下：L.M.T. + 《航海年鉴》第2页中的时间修正值 + 格林尼治标准正午的赤经值 ± 该地点在T时区的时间修正值（W+，E-）= L.S.T.给教师的提示：请参考《航海年鉴》第107页来解释这个公式，并通过公式L.M.T. + 该地点在T时区的时间（W）= G.M.T. + .R.A. + .C.P. = G.S.T. – 该地点在T时区的时间（W）= L.S.T.来实际计算。示例：L.M.T.为10小时40分30秒。

4 56
Lo. in T
W+
—————
G.M.T. 15 36 30
.R.A. 5 11 10
.C.P. 2 34
—————
G.S.T. 20 50 14
Lo. W - 4 56
—————
L.S.T. 15小时54分14秒

鲍迪奇则用另一种方法来计算L.S.T.。请翻到第110页，第290条。那里使用的公式为：L.M.T. + .R.A. + .C.P. = L.S.T.。为了得到正确的.R.A.和.C.P.值，需要先通过公式L.M.T. + W.Lo. = G.M.T. – E.Lo.来确定G.M.T.的值。

让我们用鲍迪奇的方法中的另外两种方式来计算同一个例子。首先使用公式：L.M.T. + W.Lo. = G.M.T. + .R.A. + .C.P. = G.S.T. – W.Lo. = L.S.T. – E.Lo. + E.Lo.
L.M.T.：22天2小时00分00秒
+ W.Lo.：5 25
———————
G.M.T.：22天7小时25分00秒
.R.A.：1 57 59
.C.P.：1 13
———————
G.S.T.：22天9小时24分12秒
– W.Lo.：5 25
———————
L.S.T.：22天3小时59分12秒

这个结果与鲍迪奇的计算结果之间的细微差异在于，1916年的.R.A.值与1919年的略有不同。鲍迪奇使用的是1916年的历书，而我们则是依据1919年的历书进行计算。现在，请翻到N.A.的第107页，用这里介绍的方法来计算同一个例子：
L.M.T.：2小时00分00秒
2小时的赤经偏差：0 - 20
.R.A.：0小时1分57秒59毫秒
Lo.的赤经偏差：5小时25分0秒53毫秒
——————
L.S.T.：3小时59分12秒

我之所以如此详细地解释确定L.S.T.的方法，是因为通过一个稍后会说明的简单计算，只要我们知道北极星的高度以及观测时的L.S.T.，就能算出夜间的纬度。有些人可能会认为《航海年鉴》中的方法最简单。该年鉴中确实有相关公式，而且在考试时也可以将其作为参考，因为我打算允许大家使用与船上海图室里相同的书籍。不过，在我看来，《航海年鉴》中的方法不如以L.M.T.为起点、再结合经度来计算G.M.T.的那种方法清晰。后者大致能告诉我们格林尼治时间与太阳位置之间的时间差。再加上太阳的R.A.，也就是格林尼治标准正午时太阳距离白羊座第一点的时间差，再考虑过正午后的时间修正值，就可以得到G.S.T.。此时只需正确应用经度即可算出L.S.T.，就如同有了G.M.T.并正确应用经度就能得到L.M.T.一样。这种方法不容易被遗忘，因为它更多依赖于逻辑推理，而其他方法对于初学者来说则更依赖记忆。不过，这三种方法都是正确的，都可以使用。或许最好的办法是先用其中两种较简单的方法来解题，这样就可以核对自己的计算结果。当我给出需要确定L.S.T.的题目时，只要答案正确，具体的计算方式并不重要。

作为夜间阅读内容，请学习Bowditch中的以下章节：282-283-284-285。此外还有以下问题：
1. 已知G.M.T.以及西经方向的经度T，求L.S.T.的公式是什么？
2. 已知L.A.T.以及东经方向的经度T，求G.S.T.的公式是什么？
3. 已知L.S.T.以及西经方向的经度T，求G.M.T.的值。

周五讲座：《航海年鉴》

在过去的两天里，我们一直在讨论时间——即太阳时或恒星时。现在，让我们查看航海历表，了解这些时间是如何记录的，以及如何读取一天或一夜中任意时刻的各种时间。在开始之前，请在第4页和第5页上画一个大的叉号。因为进行任何计算时都不需要这些页面，它们反而可能造成混淆。

1919年全年中，格林尼治地方平太阳的太阳时数据列在第6页到第30页上，每分钟的数据都有标注。这些数据位于左侧标有“G.M.T.”的那一列中。请翻到第6页，找到1月1日星期三那一行。可以看到，整点的时间是从0点到24点。请记住，这些数值都是以天文时来表示的；因此，如果某天是1月2日上午10点，那就不要查看1月2日那一行的数据，而应查看1月1日那一行中22点这个数值，因为1月2日上午10点实际上相当于1月1日的22点。在这本历表中，所有数据都是以天文时来表示的。在1月1日那一行的底部，你会看到字母“H.D.”，它代表“每小时差值”，即需要加或减的数值。

从最近的偶数小时开始计算。此处为0.2小时。需要注意的是，给出的都是偶数小时，如2小时、4小时、6小时等。
若要找出该天文日中的奇数小时，只需从前一个偶数小时中减去0.2小时即可。对于小于1小时的时段，则直接取相应的小时数比例，再从前一个偶数小时中减去该比例对应的数值。例如，1月1日12小时时的赤纬为23° 1.8’或23° 1’ 48”；13小时时为23° 1.6’或23° 1’ 36”；12.5小时时为23° 1.7’或23° 1’ 42”；而13.5小时时则为23° 1.5’或23° 1’ 30”。
在小时数之后，还标明了相应的赤纬值和时差值。在继续之前，让我们先回顾一些关于赤纬的知识。天体的赤纬指的是它距离天球赤道或春分点的角距离，即向北或向南的距离。现在，请明确理解我们是如何测量天体与天球赤道之间的角距离的：这个角距离是通过一条假想线来测量的，其中一条边是通往地球中心的假想线，另一条边则是从地球中心穿过天体中心并延伸到天球上的假想线。由于你站在地球上的任何位置时都与地球本身呈直角关系，因此如果这条假想线经过你所在的位置，它就会在天球的天顶点与你相交——也就是天球上正位于你正上方的点。假设你站在地球上的某个点，且该点的纬度为15°北纬。如果在正午时分，太阳的中心正好位于你的正上方，也就是说太阳的中心与你的天顶点重合，那么此时太阳的赤纬就是15°北纬。换句话说，你与地球赤道之间的角距离（这也相当于你的纬度）就等于太阳中心与天球赤道之间的角距离。如果你站在赤道上，而太阳的中心正好位于你的正上方，那么太阳的赤纬则为0°。如果地球的自转轴始终垂直于太阳轨道平面，那么太阳就会始终位于赤道正上方，其赤纬也始终为0°。但实际上，地球的自转轴是倾斜于太阳轨道平面的。因此，随着地球绕太阳旋转，太阳的赤纬会根据地球相对于太阳的位置而发生变化——先增大后减小。1919年3月21日和9月23日，太阳正好位于赤道正上方，此时赤纬为0°。从3月21日到6月21日，太阳逐渐向北移动，赤纬也随之增加，直到6月21日12小时时达到最大值。此后，太阳开始向南移动，9月23日穿过赤道，12月22日到达南纬地区的最大赤纬值，随后又开始向北移动。这就很容易解释了昼夜长度的差异：当太阳位于北纬地区时，它离我们的天顶更近，也就是处于更高的天空位置，因此在地球自转的24小时内，我们可以看到它的时间更长。因此，当太阳在6月21日达到北纬地区的最大赤纬值时，也就是它离赤道最远、离我们的天顶最近的时刻，我们可以看到它的时间最长，这一天就是一年中最长的一天。出于同样的原因，12月22日太阳到达南纬地区的最大赤纬值时，也就是它离我们最远的时刻，这一天就是一年中最短的一天，因为此时太阳离我们的天顶最远，位于地平线附近，所以我们能看到它的时间最短。
请记在笔记本上：

北赤纬用+表示。南赤纬用-表示。

现在请翻到《航海年鉴》的第6页。在1月1日0点这一时间对应的位置上，你会看到赤纬值为-23° 4.2’。该年鉴中的所有计算都是以格林尼治时间，也就是格林尼治标准时间为准的。因此，在格林尼治时间1月1日0点，也就是正午时分，太阳的赤纬值为南纬23° 4.2’。

在之前关于太阳时的讲座中，你已经了解到，平均时间与视时间之间的差值被称为时差。这个时差值会标明其应用方向，具体数值则列在“时差”一栏中，适用于一年中任何一天的每一分钟。你还会注意到，时差值也有相应的H.D.数值，而在计算非整点时的时差时就需要使用这个H.D.数值。

请在笔记本上记下：
1. 在将平均时间转换为视时间时，应按照《航海年鉴》中的规定来使用时差值。
2. 在将视时间转换为平均时间时，则需按照《航海年鉴》中的规定反向使用该时差值。

这就是计算1919年全年中任意时刻的太阳时——无论是平均时间还是视时间——的全部方法。不过请记住，所有这些数据都是以格林尼治标准时间为基准的。若要计算当地平均时间，就必须考虑所在地的经度；而要计算当地视时间，则需先从格林尼治标准时间中得出格林尼治地方时，然后再结合经度来计算。

（给教师的提示：如果有时间的话，可以让同学们在这里练习各种时间转换，以便在课程结束前完成其余内容。）

关于基于太阳的时间的计算就到这里。现在让我们来探讨基于恒星的时间——恒星时。请翻到第2-3页，那里列有全年每一天格林尼治标准时间正午时太阳的赤经值。你应该还记得，大致上来说，太阳的赤经就是太阳距离白羊座第一点的时间距离。因此，这些表格给出了每天格林尼治正午时太阳的这一时间距离。对于格林尼治正午之后的时间，需要使用页面底部的表格来进行修正。例如，1月1日格林尼治时间9小时24分时的太阳赤经为：

赤经：18小时40分21秒
修正值：1 33
—————
结果：18小时41分54秒

现在，我们需要回顾一下在讨论恒星时时所学的一些公式，并结合《航海年鉴》中的数据来应用它们。如果4月20日的格林尼治标准时间是4小时16分30秒，那么同一时刻的格林尼治恒星时是多少呢？也就是说，当格林尼治时间比太阳时间晚4小时16分30秒时，格林尼治距离白羊座第一点有多远？你应该还记得公式为：格林尼治恒星时 = 格林尼治标准时间 + 赤经 + 修正值。

格林尼治标准时间：4小时16分30秒
赤经：1 50 6
修正值：0 42
—————

G.S.T.：6小时7分18秒

假设你位于西经74度处，那么R.A.M.（即L.S.T.）的值是多少？你应该还记得，从G.S.T.计算L.S.T.的公式与从G.M.T.计算L.M.T.的公式是相同的，也就是：L.S.T. = G.S.T. – 西经度数 + 东经度数。
在此情况下：
G.S.T.：6小时7分18秒
西经74度 – 4度56分00秒
= L.S.T.：1小时11分18秒

这些并非只是为了练习而学习的复杂公式，实际上在每個晴朗的夜晚，船上都会使用这些公式来确定时间，其重要性不亚于根据太阳判断时间。
假设你身处西经70度的海上，当前时间为10月20日上午6小时4分30秒，潮差为2分30秒。如果你想知道太阳的位置，也就是L.S.T.的值，该如何操作呢？首先需要计算出G.M.T.，其计算方法为：当前时间减去12小时。
10月20日上午6小时4分30秒 – 12小时
= 当前时间的前一天19日下午6小时4分30秒
再减去潮差2分30秒：
19日下午6小时4分30秒 – 2分30秒
= G.M.T.：19日下午6小时2分00秒
接下来计算G.S.T.：
10月19日下午6小时2分00秒，赤经为13度47分38.5秒，赤纬为2度57.7秒
将上述数值相加后得到：19天31小时52分36.2秒
再减去24小时：
19天7小时52分36.2秒
最后计算L.S.T.：
G.S.T. 7小时52分36.2秒 – 西经74度对应的值4度40分
= L.S.T.：3小时12分36.2秒

关于这本年鉴的更多信息可见第94-95页。这两页列出了亮度较高的恒星及其在天空中的位置，即第94页上的赤经，第95页上的赤纬。这些恒星的视运动非常微小，几乎可以视为固定不动的。因此，从1月到12月，它们在天空中的位置基本不变；不过由于地球上的我们一直在移动，所以这些恒星相对于我们的位置则一直在变化。

下图清晰地展示了各种时间之间的关系，可将该图记入笔记本中：

请阅读Bowditch著作中的第294-295-296-297-299-300-301-302-303-304-305-306-307篇文章。如果还有时间，可以让同学们练习以下题目：

1. 1919年6月20日，G.M.T.时间为5小时14分39秒，位于西经68度49分。求L.S.T.、G.S.T.、L.M.T.和L.A.T.的值。
2. 1919年10月15日，L.M.T.时间为上午6小时30分20秒，位于东经49度35分16秒。求L.S.T.的值。
3. 1919年5月14日，L.M.T.时间为上午10小时15分20秒，位于西经56度21分39秒。求L.A.T.的值。
4. 1919年4月20日，W.T.时间为11小时30分14秒，同时存在西行2小时14分59秒的偏移以及4分30秒的慢速移动。位于西经89度48分30秒。求G.M.T.、G.A.T.、L.M.T.、L.A.T.、G.S.T.和L.S.T.的值。
5. 1919年5月15日，北极星、大角星、五车二、轩辕十四、天鹰座α星、天蝎座β星、织女星和毕宿五的赤纬和赤经分别是多少？
6. 7月30日，太阳的赤纬和赤经以及格林尼治时间分别是多少？
上午7小时14分39秒
上午4小时29分14秒
3小时04分06秒
上午11小时49分59秒
上午2小时14分30秒？

周六讲座：观测高度的修正

天体的真实高度是指从其中心到地球中心的角距离。通过六分仪在海上观测到的天体高度，可以通过以下四种修正来换算为真实高度：地平角修正、折射修正、视差修正以及半径修正。

地平角修正指的是由于眼睛位于海平面以上而导致的天体高度增加现象。下图可以清晰地说明这一点：

如果眼睛位于海平面上的A点，那么它就在地平线CD所在的平面上，此时EAC和EAD两个角均为直角，即90°。而当眼睛位于A点上方的B点时，EBC和EBD两个角则大于直角，也就是说，观测者能够看到超过半圆的天空。因此，用六分仪测得的高度会偏大。换句话说，眼睛的位置越高，所形成的角度就越大，所以必须进行地平角修正，即从测得的高度中减去这一数值。

折射是指光线进入密度比外层天空中的轻质以太更高的地球大气层时发生的弯曲现象。当把桨插入水中时，就会看到桨似乎发生了弯曲，这就是折射效应的体现。折射总是使得天体看起来比实际位置更高。这种折射现象在地平线处最为明显，而向天顶方向则逐渐减弱，最终消失。Bowditch手册中的表20A给出了平均折射修正值，该数值始终需要从天体高度中减去。在较高高度处，则应选择最接近该高度的修正值。

当大气层不够清澈时，应避免测量低高度的天体（15°及以下）。浑浊的空气会加剧折射现象。

视差则是指从地球中心测量的天体高度与从地球表面相应点测量的天体高度之间的差异。当天体位于地平线时，视差最大；而当天体处于天顶时，视差则消失。

当图中太阳的角高度为0时，视差ABC的值最大；而当太阳高度最高时，则不存在视差。由于太阳距离地球非常遥远，其视差值永远不会超过9英寸。从地球表面观测恒星时，几乎不存在视差现象。对于太阳而言，必须始终将视差值加进去。

天体的半直径，相当于该天体可见圆面直径在观测者眼中所张角度的一半。对于同一个天体来说，其半直径会随着距离的变化而改变。因此，一年中不同时间太阳半直径的差异，实际上是由于地球与太阳之间的距离发生变化所导致的。

如果太阳的下边缘与地平线相接，则需将视差值加到观测到的高度上；如果是太阳的上边缘与地平线相接，则需减去该视差值。通常情况下，我们观测到的都是太阳的下边缘，也就是太阳下边缘与地平线相接的情况，所以只需记住在这种情况下应把视差值加进去即可。

起初，我们会分别应用各种修正值来校正高度，但一旦掌握了方法，其实还有更简单的方法可以一次性应用所有四种修正值，具体方法见表46。不过目前可以先忽略这一点。请将以下内容记在笔记本上：

表14
俯角为-。
鲍迪奇折射表20中的数值也为-。鲍迪奇

视差数据见表16。
+. Bowditch
S.D.数值来自《航海历》。

此处给出的是太阳下边缘的观测高度，而真实高度则是经过校正后的数值。需要记住的是，只有经过校正后，观测值才能成为真实高度。此外，除了这些校正之外，还必须应用IE值，才能将观测高度转化为真正的高度。因此，实际上需要进行五次校正，而非四次——当然，前提是你的六分仪具备IE功能。

示例：
1. 1919年6月20日，观测到的太阳高度为69° 25' 30"，IE值为+2' 30"，海平面高度为16英尺，需进行校正。
2. 1919年4月15日，观测到的太阳高度为58° 29' 40"，IE值为-2' 30"，海平面高度为18英尺，需进行校正。
3. 1919年3月4日，观测到的太阳高度为44° 44' 10"，IE值为-4' 20"，海平面高度为20英尺，需进行校正。
以此类推。

第四周——导航

周二讲座：位置线

仅通过观测某一颗天体，实际上是无法精确确定自己的位置的。通过一次观测最多只能确定自己的位置线，也就是自己所处的那条线。例如，如果能够用六分仪观测到太阳的位置，那么就可以据此较为准确地计算出自己的纬度。假设纬度为北纬50°，那么可以肯定自己位于北纬50°的某个地方，但具体位置则需通过另一次观测来确定经度后才能知晓。同样，虽然可以确定经度，但除非再次进行观测，否则无法确定纬度。因此，天文导航的本质就是确定这些位置线，然后通过后续会介绍的方法让这些位置线相交。例如，如果知道自己处于一条南北走向的线上，同时也在一条东西走向的线上，那么自己所在的位置必然就是这两条线的交点。下图可以说明这一点：

现在就来解释一下什么是位置线。无论太阳位于何处，它都必定垂直于地球表面上标记的那个点。

附图由S提供。假设以该点为圆心画出一个圆，记为ABCDE。那么，如果位于A点的人测量高度，其得到的数值将与位于B、C、D、E点的人测量的数值完全相同，因为他们与太阳的距离相等，因此都处于以S为圆心的圆周上。反之，如果地球表面不同位置的若干观测者同时测量高度，且这些测量值都相同，那么这些观测者必定都在同一个圆周上，而且只能是同一个圆。如果他们不在那个圆上，那么他们测得的高度就会大于或小于所讨论的那个数值。

在地球表面，这样的圆会非常大——大到其周长上的短弧段，比如25或30英里，实际上可以视为一条直线。假设S点是太阳处于正南方向的点，GF则是以该点为圆心所画圆的周长上的一部分。如果你位于B点，并通过六分仪测量出太阳的高度来确定自己的位置，你会发现自己处于ABC这条小弧上；在导航中，这条弧实际上就相当于一条与从S点看太阳的真实方位呈直角的直线。从上面的图示中就可以很容易地看出这一点。假设观察者位于H点，他的连线为GHI，这条线同样也与太阳的真实方位呈直角。他并不确定自己是否真的在H点，也有可能位于G点或I点。不过他知道自己在GHI这条线上，只是无法准确判断具体位置。GHI、ABC或DEF这类线就是位置线，它们被称为“萨姆纳线”，这一概念是由托马斯·萨姆纳上尉在大约45年前提出的。请记在笔记本上：

假设你在上午8点进行观测，但不确定自己的纬度。此时太阳几乎位于正东方向，因此通过该时刻的观测数据，你可以得到近乎准确的南北方向线以及经度值。假设从上午8点到中午，你向东北方向航行了60英里。到了中午后再进行一次观测，这样就能得到东西方向线，因为此时太阳正好位于正北或正南方向。这条东西方向线就是你的正确纬度。现在你有了上午8点的观测数据（可用于确定经度），以及中午的观测数据（可用于确定纬度）。那么该如何将这两组数据结合起来，从而准确得出纬度和经度呢？请在笔记本上记录如下：

以上午8点的观测数据为基准，在海图上画一条与太阳实际方位呈直角的线。假设太阳的实际方位是正东偏南½度，那么你的位置线就会指向北偏东½度方向，将其标记为“第一条位置线”。

接着，再画一条与太阳在中午时的南北方向呈直角的东西方向线，并将其标记为“第二条位置线”。将第一条位置线沿着从上午8点到中午的实际航向和距离向前延伸，穿过该线的末端点。

画一条与第一条位置线完全平行的第三条线。当这条第三条线（即前进后的第一条位置线）与第二条位置线相交时，该点就是您在正午时的位置。如果计算正确，就不可能有其他位置了。您已经知道自己位于上午8点的那条线上，也知道自己位于正午那条线上，而同时处于这两条线上的唯一地点就是它们相交的点。您不必非等到正午才能确定两条位置线，只要两次观测之间有足够的时间间隔，随时都可以进行操作。整个过程其实很简单：确定两条位置线，让它们相交，然后以交点作为船只的位置。

还有另一种让两条线相交的方法，这也是最能精确确定位置的技巧之一。那就是通过观测两颗恒星来确定位置线。例如，如果您能找到位于东方和西方的两颗恒星，就可以尽可能同步地对这两颗恒星进行观测。这样，东方的恒星就会给出一条线AA’，西方的恒星则给出一条线BB’，而您的位置就在这两条线的交点S处。

阅读任务：《鲍迪奇航海手册》第321-322-323-324页的内容。其余时间可用于从海军天文台获取时间数据、根据观测到的高度值计算真实高度、练习墨卡托航海相关习题等。

周三讲座内容：通过子午线高度确定纬度

子午线高度是指当太阳或其他天体正好位于观察者正南或正北方向，或者正好在观察者正上方时所测得的高度。换句话说，就是当天体处于您的子午线上时，用六分仪测得的天体高度。

在那一时刻，所测得的高度被称为子午线高度。对于太阳而言，这种子午线高度出现在视正午时。而纬度则总是可以通过子午线高度在正午时分最精确地确定下来。其原因已在昨天的讲座中解释过。根据子午线高度计算纬度的一般公式为（请记在笔记本上）：
通过子午线高度计算的纬度 = 天顶距（ZD）±赤纬（Dec）。
天顶距是指从你的天顶到被观测天体中心的距离，该距离以度、分、秒来表示。为简化问题，我们仅将太阳作为被观测天体。此时，天顶距就是从你的天顶到太阳中心的距离。假设你和太阳都位于赤道以北，且你位于太阳的北方，那么如果你能准确知道自己位于太阳以北多远，以及太阳位于赤道以北多远，将这两个数值相加即可得出你自己位于赤道以北的多远，也就是你的纬度。如前所述，太阳的赤纬是指它距离赤道的度、分、秒数，当然，这个数值需要根据正确的格林尼治标准时间进行修正。你的天顶距则是你在天球上距离太阳的距离。你知道从你的天顶到地平线的距离是90°，因此天顶距其实就是用六分仪测得的太阳的真实子午线高度与90°之间的差值。这样一来，一旦得到了太阳的真实子午线高度，只需将其从90°中减去，就能得到天顶距，也就是你与太阳之间的距离。这张图能帮助你更清楚地理解这一过程。

A表示天顶，B表示太阳，C表示地平线。弧段ABC的度数为90°，这就是从天顶到地平线的距离。如果BC是正午时太阳的真实子午线高度，那么90°－BC或AB就是天顶距离。若用六分仪测得BC为60°，则AB为90°－60°，即30°，这个30°就是天顶距离。假设根据航海年鉴，我们在测量太阳子午线高度时的地方所在经度对应的太阳赤纬为10°北。既然你位于太阳以北30°处，而太阳又位于赤道以北10°处，那么你必然位于赤道以北40°处，也就是纬度为40°北。因为纬度指的正是你位于赤道以北或以南的度数、分数和秒数。这是最简单的情况。另一种情况是：当你处于北纬地区，而太阳的赤纬为南时，情况大致如下：

BC表示太阳的高度，AB表示天顶距，DB表示太阳的赤纬。在这种情况下，你位于赤道以北的距离AD等于天顶距AB减去太阳的赤纬DB。不过这个图并不完全准确，因为图中观察者的位置似乎在赤道以南而非以北——这是因为该图是在平面上绘制的，而非在地球仪上。不过就说明“天顶距减去赤纬”这一概念而言，该图是正确的。另一种情况是：假设你位于太阳以北10°处（此时你的天顶距为10°），而太阳的赤纬为南纬20°。在这种情况下，你需要用太阳的赤纬减去你的天顶距才能得到你的纬度，因为太阳的纬度大于你的纬度。

从这三种情况中，我们可以得出以下计算方法，记在笔记本上：
应在接近正午时开始测量太阳的高度。当太阳的影像降至地平线时，就表示其高度停止上升并开始下降。此时太阳正好位于你的子午线上，也就是船上的正午时刻，用六分仪测得的角值即为太阳的子午线高度。要确定自己的纬度，如果太阳位于你的南方，则将子午线高度记为S；如果位于北方，则记为N。

根据表46将观测到的高度修正为真实高度。如果高度为S，则天顶距为N，反之亦然。（给教师的提示：如果太阳位于你的南方，那么你就位于太阳的北方，反之亦然。）

根据经钟显示的校正后的格林尼治标准时间，对太阳的赤纬进行修正。如果天顶距和赤纬同属北向或同属南向，就将两者相加，其和即为纬度，结果为N或S。如果一个为北向，另一个为南向，则用较大的值减去较小的值，所得结果即为纬度，仍以N或S表示。例如：
6月15日在海上，观测到的太阳高度为南纬71°15′，即-47′，高度误差为25英尺，经钟显示的时间为下午3小时34分15秒。求该船的纬度。

南纬71度15分00秒，东经-47度；校正值：东经36度24分，北纬+10度36分。
————— ———
南纬70度38分36秒；校正值：南纬36度24分。
南纬-90度00分00秒。
—————
ZD方向，北纬19度21分24秒。
赤经为12月23日17时15分北时区时间（格林尼治标准时间为6月15日3时34分15秒）。
—————
北纬42度38分39秒。

以下是适合在夜间工作或教室中使用的示例：
1. 1919年6月1日，南纬33度50分00秒，格林尼治标准时间为8小时55分44秒，高度角为20英尺，东经偏移量为+4分3秒。此时正午的所需纬度为？
2. 1919年4月2日，北纬12度44分30秒。当地时间比标准时间快2天5小时14分39秒；与3月1日的相同当地时间相比慢1分40秒，而与3月15日的相同当地时间相比则快4分29秒。东经偏移量为-2分20秒，高度角为22英尺。此时正午的所需纬度为？

关于夜间工作的相关内容，还可参考鲍迪奇著作中的第344条和第223条。

周四讲座主题：太阳的方位角
这个词的拼写和发音都相当特殊，但其定义其实非常简单。请在笔记本上记下：天体的方位角，是指观测者的子午线与连接观测者与该天体中心的直线在观测者天顶处所构成的角度。

方位角的命名规则是：上午时，以朝向东方的纬度作为基准；下午时，则以朝向西方的纬度作为基准。这意味着，无论你处于北纬的哪个位置，只要面朝北方，太阳的方位角就是太阳相对于你的真实方向。月亮、星星或行星也是如此，但在本次讲解中我们不会讨论恒星的方位角，因为在某些方面，它们的计算方式与太阳的方位角有所不同。请将以下内容记在笔记本上：

要确定太阳的方位角：首先记录下使用计时器测量方位角时的时间。如有必要，进行计时器校正以得到格林尼治标准时间。再通过时间方程将格林尼治标准时间转换为地方平均时间，然后根据经度值将地方平均时间转换为地方真太阳时。最终得到的就是地方真太阳时或太阳时。有了正确的地方真太阳时、纬度和赤纬后，就可以查表得到太阳的真实方向，即其方位角。

示例：
1919年3月15日，CT时间10小时4分32秒。该地的纬度为北纬40°10′，经度为西经74°。求该地的时间带。

格林尼治标准时间：10小时4分32秒
时间方程修正值：-09时10分
——
地方平均时间：9小时55分22秒
——
地方真太阳时：4小时59分22秒
纬度和赤纬：对应名称已给出
时间带：北纬101°30′，西经

稍后我们会进一步探讨如何利用方位角来判断指南针的误差。目前你需要记住的只是什么是方位角，以及如何运用已给出的公式来获取所需数据，从而在一天中任何能看到太阳的时刻查表得到太阳的真实方位角。在查阅这些表格时，请记住：如果当地的地方真太阳时或太阳时为天文上的20时（上午），则必须减去12小时才能得到正确结果。

这些表格所涵盖的时间范围为：从上午6点开始到中午，以及从中午开始到下午6点。今天我们先来研究太阳方位角，以便在明天讨论马克·圣伊莱尔方法之前对其有深入的了解。你们必须清楚地明白什么是位置线，以及如何确定它的位置。昨天我试图解释什么是位置线——即与太阳或其他天体的真实方位成直角的线；换言之，就是与太阳或其他天体的方位角成直角的线。今天则向大家展示如何根据方位表来确定一天中任意时刻的方位角。明天我们将开始运用方位角，通过马克·圣伊莱尔方法来确定位置线的方向。

给教师的提示：利用剩余时间，通过类似以下示例来查找表格中的太阳方位角：
1. 1919年4月29日。观测点的纬度为北纬40°40’，经度为西经74°55’14″。地方时为10小时14分24秒，恒星时比地方时慢4分30秒。求该地的世界时。
2. 1919年5月15日。观测点的纬度为南纬19°20’，经度为东经40°15’44″。地方时为上午10小时44分55秒，恒星时比地方时快3分10秒。求该地的世界时。

给教师的提示：如果可能的话，可以提供更多用于计算世界时的示例，以及一些通过子午线高度来计算纬度的示例。

作为夜间学习的任务，请阅读鲍迪奇著作中的371-372-373-374-375页内容，同时还要学习一些计算世界时的示例。

周五的课程内容：利用太阳观测的马克·圣伊莱尔方法
你们已经学会了如何通过正午时的观测来确定纬度。而通过今天要学习的马克·圣伊莱尔方法，你们将学会如何在一天中的任意时刻确定位置线。只要让这条位置线与所在纬度线相交，就能确定船只的纬度和经度。

现在你已经知道，要想准确得到自己的纬度，就必须等到太阳位于自己的子午线上，也就是处于正北或正南方向，然后再运用特定的公式来计算纬度。当太阳位于或接近天顶时（即正东或正西方向），则可以运用另一套规则来计算经度，而这套规则你尚未学习。根据马克·圣伊莱尔的方法，无论一天中的何时，也无论被观测天体在天空中的位置如何，都可以使用同一套规则来确定位置。只有一个条件是必需的，而且所有这类计算都离不开这个条件，那就是必须准确测量被观测天体的高度。

在运用马克·圣伊莱尔方法进行计算时，我们首先假设初始位置是正确的。以这个初始位置为基准，我们再计算出所观测天体的高度。如果初始位置正确，那么计算出的高度也会正确，反之亦然。同时，我们会用六分仪测量所观测天体（比如太阳）的实际高度。如果计算出的高度与实际观测到的高度一致，那就说明初始位置是正确的；如果不一致，就需要修正计算出的高度，并调整初始位置，使其与实际观测到的高度相符。具体该如何操作稍后会详细说明。请在笔记本上记下：

通过马克·圣伊莱尔方法确定位置的计算公式：
I. 需要从观测数据或初始位置计算中得出三个数值。
1. 太阳高度角，标记为“t”。
注：当使用太阳或恒星时，计算太阳高度角的方法如下：
(a) 对于太阳：
从校正后的计时器时间中得到格林尼治标准时间，再利用时间方程计算出地方标准时间，最后应用初始位置修正值，即可得到所需的太阳高度角。
(b) 对于恒星：
（提示：此处暂空，待我们更详细地讲解恒星相关内容时再填写。）
2. 纬度，标记为“L”。
3. 被观测天体的赤纬，标记为“D”。

II. 将太阳高度角的余弦对数（见表45）、纬度的余弦对数（见表44）以及赤纬的余弦对数（见表44）相加，将总和记为S。S实际上就是对数的值。

III. 将对数形式的哈弗辛值S代入相邻列的表45中，查得对应的自然哈弗辛值，记为NS。

IV. 计算纬度与赤纬的代数差值，再从表45中查得该代数差值的自然哈弗辛值，记为ND±L。

V. 将NS与ND±L相加，所得结果即为所计算出的天顶距的自然哈弗辛值。公式为：NZD = NS + ND±L。

VI. 用90°减去该计算出的天顶距，即可得到计算出的高度。

VII. 计算出高度与真实高度之间的差值，将其称为高度差。

VIII. 在方位角表中，查得相应的“t”、“L”和“D”对应的方位角。

IX. 根据六分仪测得的真实高度是高于还是低于计算出的高度，将高度差沿着该方位角方向延伸——若真实高度较高，则远离被观测物体延伸；若真实高度较低，则朝向被观测物体延伸。

X. 通过该点作一条与方位角垂直的线。这条线就是观测者的位置线；而该点可以通过海图直接读取，或者利用表2根据D.R.位置来计算得出。该点代表了仅通过一次观测就能用任何方法得到的最接近观测者实际位置的点。

示例：
1919年5月18日上午，在海上，观测到的高度为29° 41' 00"。D.R.纬度为北纬41° 30'，经度为西经33° 38' 45"。世界时为上午7小时20分45秒，恒星时为西经2小时17分06秒，校正值为+4分59秒，积分误差为-30秒，高度为23英尺。需要确定观测者的位置线以及最可能的船只位置。

世界时：18天7小时20分45秒，上午
- 12
———————————
世界时：17天19小时20分45秒
C-W 2 17 06，修正值+9分34秒
——————————— IE - 30
CT 17天21小时37分51秒
CC +4 59 +9分04秒
———————————
通用时间：17天21小时42分50秒，纬度29°41'00"
平均时间：+3 47 +9分04秒
——————————— —————
地球坐标时间：17天21小时46分37秒，纬度29°50'04"，经度2 14 35（西）
水深对数：9.48368
纬度：17天19小时32分02秒，余弦值对数9.87446
纬度：北纬41°30'，余弦值对数9.97473
赤纬：北纬19°21'25"
水深对数（南向）：9.33287
Ns值为0.21521
L~D：北纬22°08'35"，D±L为0.03687
———————————
计算结果：北纬60°16'30"，ZD值为0.25208
ZD值为-90°00'00"
通过表格查得的时区为：北纬90°，东经。
计算得到的高度为29°43'30"或29°50'04"
高度差为6分34秒，方向为正向。
航向、距离差、纬度偏差、经度偏差、水深偏差分别为90°6'34"、0、6.5、8.6

北纬41° 30’，西经33° 38’ 45”
纬度差与经度差为8° 36’东向
————— ——————
最可能的定位为：北纬41° 30’，西经33° 30’ 09”

由于方位角为北偏东90°，因此位置线为南北方向（360°），经过北纬41° 30’、西经33° 30’ 09”处。在课堂练习及夜间航行案例中可使用以下数据：
1. 1919年7月11日，D.R.测得的纬度为北纬50° 00’，经度为西经40° 04’；海面高度为15英尺。IE值为-4分；修正后的CT时间为下午5小时38分00秒。需根据Marc St. Hilaire方法确定位置线以及船舶的最可能位置。
2. 1919年5月16日上午，D.R.测得的纬度为北纬39° 45’，经度为西经60° 29’；海面高度为36英尺。IE值为+2分30秒；CT时间为2小时44分19秒。需根据Marc St. Hilaire方法确定位置线以及船舶的最可能位置。
等等。

周六讲座：利用太阳观测应用Marc St. Hilaire方法的实例
1. 1919年11月1日上午，在船上观测。WT时间为9小时40分15秒；C-W时间为4小时54分00秒。D.R.测得的纬度为北纬40° 50’，经度为西经73° 50’；海面高度为27° 59’。需根据Marc St. Hilaire方法确定位置线以及船舶的最可能位置。
2. 1919年5月30日下午，在船上观测。D.R.测得的纬度为北纬38º 14’ 33”，经度为西经15° 38’ 49”。多次观测的平均值为北纬39° 05’，经度为40°。IE值为-1分00秒；海面高度为27英尺。WT时间为3小时4分49秒；C-W时间为1小时39分55秒。C.C.速度为01分52秒。需根据Marc St. Hilaire方法确定位置线以及船舶的最可能位置。
3. 1919年10月21日上午，D.R.测得的纬度为北纬40° 12’ 38”，经度为西经69° 48’ 54”。多次观测的平均值为北纬19° 21’ 20”。IE值为+02分10秒；海面高度为26英尺。WT时间为7小时58分49秒；C-W时间为4小时51分45秒。C速度为03分03秒。需根据Marc St. Hilaire方法确定位置线以及船舶的最可能位置。

4. 1919年6月1日下午，船舶所在位置：南纬35°26'15"，西经10°19'50"。航行时间为3小时30分00秒；风向为西风，持续时间为0小时20分38秒；海流速度为1米16秒/秒。磁偏角为16°15'40"，磁差为+2分10秒；潮高为26英尺。需要确定该船舶的精确位置及最可能的定位点。

5. 1919年1月5日上午，船舶所在位置：北纬36°29'38"，西经51°07'44"。多次观测结果的平均值为23°17'20"，磁差为+1分50秒，潮高为19英尺。航行时间为7小时11分37秒；风向为西风，持续时间为5小时59分49秒；海流速度为58秒/秒。需要确定该船舶的精确位置及最可能的定位点。

第五周——导航

周二讲座：关于行星与恒星的简短介绍
恒星的识别

1. 行星
你需要了解各行星的名称及其符号，这些信息可以在《航海年鉴》第1页的对面找到。所有行星在大小和物理特性上都有很大差异。其中水星、金星和火星在大小及总体特征上与地球较为相似。据我们所知，它们都是类似地球的固体天体，周围也有由冷气体构成的大气层。而外行星，即木星、土星、天王星和海王星，则体积巨大，其大小是地球的数倍；在外观和物理特性上，它们更类似于太阳。它们是由气体和蒸汽构成的球体，温度极高，几乎能够自行发光。这些行星可能包含一个较小的固体核心，但大部分区域其实只是由无数微小液滴构成的巨大气体层，温度高得难以想象。

关于金星和水星的实际表面状况，我们所知甚少。由于水星距离太阳很近，因此极难观测到它。它在夜间根本不可见，只能在其即将日出或日落时的微光中，或是正午时分进行观测。无论在哪种情况下，太阳的光芒都会使这颗行星显得模糊不清，而且太阳的热量还会干扰地球的大气层，使得精确观测几乎不可能实现。水星的表面很可能十分粗糙且不规则，与月球类似。和月球一样，水星也几乎没有大气层。水星绕自身轴心旋转一周需要88天，它的昼夜长度相同。因此，水星始终以同一面朝向太阳，那一侧永远是白昼，而另一侧则是永恒的黑暗——寒冷程度超乎想象。

金星与其他任何天体相比都更接近地球。它的直径与地球的直径相差不超过120英里。然而，令人困扰的是，金星被厚厚的云层和蒸汽所笼罩，这使得我们无法获得关于它的确切信息。金星的大气层极为稠密，阳光在到达行星表面之前就被云层反射掉了，因此根本无法穿透云层到达表面。人们偶尔会发现一些痕迹，起初似乎是真实的，但它们究竟只是云层还是山峰的顶部，至今仍无定论。

在所有行星中，我们对火星的了解最多。但实际上，关于这颗行星表面的情况，我们几乎一无所知。不过，我们知道火星比其他任何天体都更像地球的缩小版。火星的直径为4,210英里，几乎正好是地球直径的一半。火星的表面积大致相当于地球上的陆地总面积。与地球一样，火星也是绕着一条与其轨道平面倾斜的轴旋转的，而且火星上的一天长度也与我们的一天长度非常接近。最新的测量结果显示，火星上的一个太阳日长度为24小时39分35秒。幸运的是，火星周围有一层非常稀薄且透明的大气层，让我们能够通过望远镜发现许多重要现象。

其中最引人注目的就是那些耀眼的白色“极地冰盖”，它们最早是由威廉·赫歇尔爵士在1784年发现的。在北半球的漫长冬季里，北极的冰盖会逐渐变大，而在接下来的夏季里，则会在强烈的阳光照射下缩小。这些发现无疑证明了火星大气层中存在会随温度变化而凝结或蒸发的蒸汽。因此，这些极地冰盖其实就是某种形式的雪、冰或霜。在极地冰盖之外，火星的表面十分粗糙、凹凸不平，颜色也各异。有些较暗的痕迹看起来像是长长的直线形凹陷，它们就是斯基亚帕雷利在1877年发现的所谓“运河”。不过“运河”这个说法并不恰当，因为它暗示了火星上存在水，以及具备足够智慧和机械能力来建造复杂结构的生物。法国的弗拉马里翁和美国的好莱厄尔认为这个术语的使用是正确的，即那些痕迹确实就是运河，火星上确实有生命存在。不过，大多数著名天文学家的观点则与此相反。他们认为那些所谓的“运河”很可能并不存在，而是由于视觉误差造成的。目前还没有确凿的证据表明火星上有人为建造的设施，也没有证据表明那里存在任何形式的生命。虽然生命可能存在，但目前还缺乏确凿的证据。

2. 恒星

由于行星的位置不断变化，人们常常称它们为天空中的流浪者。与之形成鲜明对比的，就是那些“固定”的恒星。

它们看起来只是些光点，且在天空中的相对位置始终不变。数千年前，“北斗七星”就悬挂在北方天空中，今晚依然如此，未来数千年也会如此。但实际上，这些天体并非固定在空间中，它们都在快速运动——有的朝一个方向移动，有的则朝另一个方向移动。正是由于它们与我们的距离极其遥远，这种运动才难以被察觉。太阳虽然看起来离我们很远，但最近的恒星与太阳的距离却是太阳的20万倍。用英里来表示的话，这个数字大到令人难以想象。因此人们发明了一种特殊的度量单位——以光在一年内行进的距离来表示。光每秒可行进186,000英里；8又1/3分钟后，光就能从太阳传达到我们这里，而这段距离是“Vaterland”号飞船需要四百年才能走完的。不过，最近的恒星也有超过4“光年”的距离——它的光需要四年多时间才能到达我们这里。当你今夜仰望星星时，看到的并不是它们现在的样子，而是几个世纪前的模样。例如，北极星距离我们约60“光年”。如果在李将军向格兰特投降时它就从天空中消失了，我们仍然会看到它，而完全不会察觉到它的消失。

实际上，天空中的每一颗恒星都是一颗太阳，也就是由气体和蒸汽构成的巨大球体，温度极高，处于持续剧烈的运动状态，不断释放出热量和光线，其每一次脉动都会在整个宇宙中产生影响。许多恒星与太阳极为相似，以至于它们发出的光与阳光无法区分。有些恒星比太阳更大、更热，有些则更小、更冷。不过，我们所看到的太阳可以被视为典型的恒星，通过了解它，我们就能大致了解其他恒星的性质和特征。

众所周知，恒星的亮度各不相同。这种差异部分是由于恒星本身存在差异，部分则是由于距离不同造成的。如果所有恒星都一样，那么距离越远的恒星亮度就越低，我们就可以通过亮度来判断恒星的距离。但实际上并非如此——有些亮度较高的恒星，其距离反而比一些亮度较低的恒星更远。有距离我们较近的恒星，也有距离我们很远的恒星；看似暗淡的恒星，实际上可能比一等星还要大、还要亮。例如，织女星距离我们比太阳远得多，但其亮度却是太阳的50多倍。而距离更远的北极星，其光度和热量则是太阳的100倍。事实上，作为一颗恒星而言，太阳其实相当小且微弱。

3. 恒星的识别
只有亮度较高的恒星才能用于导航。在六分仪的镜面反射过程中会有大量光线损失，因此亮度低于三等的恒星很难被观测到。这就使得可用于导航的恒星数量大大减少。

范围极为有限，因为亮度为三等星或更亮的恒星总共只有142颗。《航海年鉴》列出了约150颗可使用的恒星，但实际上，这个数字可以缩减到50到60颗，而不会对实际导航造成太大影响。其中约有30颗属于二等星或更亮，因此很容易被找到。学会识别30到40颗较亮的恒星并非难事，这样就能随时认出它们了。为了帮助定位恒星，人们出版了许多不同的星图和星表，但大多数都过于复杂，反而会带来混淆而非帮助。从实用角度而言，星图越简单，标注的恒星数量越少越好。此外，所有星图都必然是绘制在平面上的，而平面永远无法准确呈现球体的真实形态。因此，那些覆盖天域较大范围的星图，必然会在某些区域的距离或方向上给出扭曲的信息，使用时必须格外谨慎。

有一些恒星会形成各种独特的图案，这类恒星总是很容易被找到，可以说可以作为寻找其他恒星的起点。在北方天空中，北斗七星是最为显眼的星群，以它为起点，就可以逐一找到其他星座。

如果不知道某个星群或星座的位置，那么可以通过恒星的赤经和赤纬来轻松找到它。正如你已经了解的，赤纬相当于地球上的纬度，而赤经则大致相当于地球上的经度，只不过地球上的经度是以格林尼治为基准向东和向西测量的，而赤经则是以白羊座的第一点为起点，沿着天空一直向东测量。基于这一点，就不难理解：如果某颗恒星的赤经小于你的赤经，也就是说，它位于你天顶点的西侧；反之，如果它的赤经大于你的赤经，那么它就位于你的东侧。此外，由于赤经是按圆形且以小时为单位来计算的，所以恒星的赤经与你的赤经之间每相差1小时，就相当于360°的1/24，即15°。因此，如果某颗恒星的赤经比你的多2小时，那么它就会位于你的子午线以东，距离大约为30°，当然前提是这颗恒星与你天顶点处于大致相同的垂直东西平面上。

一旦确定了某颗恒星的大致东西方向，就可以通过其赤纬立即确定它的南北位置。如果你位于北纬40°，那么你南方的天球地平线距离为40°北纬的90°，即南纬50°；而北方的天球地平线距离则为90°加上40°北纬，即130°，也就是北纬40°（在北极点之下）。根据你所处的纬度，可以很容易地确定天球上赤道的大致位置。如果你位于北纬40°，那么天球赤道将与天球相交于……

位于你正南方40°的位置。知道了这一点，就可以轻松算出某颗恒星位于赤道以北或以南的角度距离（即它的赤纬）。不过要记住，天空中的赤道是一条曲线，因此那些看似位于你正北方稍偏东或西方的恒星，实际上可能位于你的正南方。

请记在笔记本上：
如果恒星位于你的西方，那么它的赤经就会小于你的赤经；如果位于东方，则其赤经会大于你的赤经。当恒星的赤经与你的赤经相差每小时15°时，该恒星大致会位于你正东或正西15°的位置。

确定了恒星的大致东西方向后，就可以通过其赤纬来确定其南北位置。

4. 恒星过子午线的时刻
首先知道某颗恒星何时会经过自己的子午线，或者知道在某个特定时间哪颗恒星会经过子午线，往往非常重要。以下是两种情况的计算公式，请记在笔记本上：

1. 要确定某颗恒星何时会经过你的子午线，需从航海年鉴中查得该天当地正午时太阳的赤经。然后根据《航海年鉴》第2页底部的表格，根据经度差异进行修正（向西为正，向东为负），得到的结果就是当地正午时太阳的赤经，也就是太阳位于你的子午线上时，它距离白羊座第一点的时间长度。用这个数值减去该恒星的赤经，即可得到该恒星距离你子午线的时间长度（如有必要，可在恒星的赤经基础上加上24小时以便进行减法运算）。这个结果就是该恒星距离你子午线的恒星时数，也就是以恒星时表示的从当地正午到该时刻的时间间隔。要将这个恒星时间隔转换为平均时间间隔，需根据鲍迪奇表8中的数据，减去相应的小时、分钟和秒数。最终得到的就是该恒星过子午线的当地平均时间。

示例：
1919年4月22日上午，在东经75°的船上。Etamin星过子午线的当地平均时间是多少？

R.A.M.S.：21度5分1小时54分02秒
东经75°的修正值：-5小时 -49.3
———————
R.A.M.S.当地平均时间：1小时53分12.7秒

该恒星的赤经为17时54分44秒，赤纬为-1度53分12.7秒。
从16时01分起算的恒星经过子午线的时刻为31.3秒。
根据相关表格，恒星经过子午线时的赤经修正值为-2度37.3分8秒。
该恒星经过子午线的总时间为21天15小时58分54秒。
因此，该恒星将于4月22日凌晨3时58分54秒经过子午线。

2. 若想知道在任意时刻哪颗恒星会经过子午线，可先获取该天文日格林尼治标准正午时太阳的赤经，再根据《航海年鉴》第2页底部的表格，根据经度差异对这一数值进行修正（西经为正，东经为负）。这样得到的数值即为当地标准正午时太阳的赤经，也就是太阳位于子午线时距离白羊座第一点的时间距离。例如，若想知道晚上10点时哪颗恒星会经过子午线，只需在刚才得到的太阳赤经基础上加上10个恒星时即可。这样得到的数值即为大约晚上10点时子午线的赤经。接着在第94页的表格中找出与这一数值最接近的恒星的赤经，再用该恒星的赤经减去当地标准正午时太阳的赤经，所得结果即为该恒星距离子午线的精确恒星时数，也就是以恒星时表示的从当地标准正午到该恒星经过子午线的时间间隔。最后，根据鲍迪奇表格中的相应小时、分钟和秒数，将这一恒星时间隔转换为平均时间间隔，这样就能得到所求恒星的名称以及其经过子午线的确切当地时间。

示例2：1919年12月14日，在海上。希望能在晚上11点时让某颗恒星经过子午线，所在位置经度为西经74度。
该恒星的赤经为17时28分26秒，由于经度为西经74度，需进行修正：4度减去56分钟，即-56分钟，再加上0度48.6秒，最终修正值为-55分5.4秒。
该恒星在当地时间标准正午时的赤经为17时29分14.6秒，再加上11个恒星时，得到该恒星在晚上10点时的赤经为28时29分14.6秒。

- 24
————————
4小时29分14.6秒

毕宿五的赤经为4小时31分18.5秒；恒星的赤经为28小时31分18.5秒；您所在位置的赤经为17度29分14.6秒。
———————
从正午起算的恒星时角为11小时02分03.9秒；根据表8，红色数值表示该时角。-1 48
———————
恒星过子午线的确切时间为11小时00分15.9秒。

因此，毕宿五就是那颗恒星，其过子午线的确切时间即为11小时00分15.9秒。
注意：如果恒星的赤经大于24小时，则需减去24小时。通过恒星的赤纬可以判断它位于您的北方还是南方：如果您处于北纬地区，那么如果恒星的赤纬为负值，或者为正值但小于您的纬度，那么该恒星就在您的南方；如果恒星的赤纬和您的纬度均为正数，且恒星的赤纬更大，那么该恒星就在您的北方。对于南纬地区，原理相同。

以下问题可在课堂上或夜间解答：
1. 1919年11月1日，在海上。纬度为北纬40度，经度为西经74度。当地平均时间为下午8小时30分。观测到一颗未知恒星，位于子午线以东约80度、南方约25度处。那颗恒星是什么？
2. 1919年12月1日，在海上。当地平均时间为10小时45分01秒，时钟慢20分16秒。所在地区的纬度为北纬30度，经度为西经60度30分。观测到一颗未知恒星，位于子午线以西约60度、南方约22度处。那颗恒星是什么？
3. 1919年3月15日，所在地区的纬度为北纬10度42分，经度为西经150度14分28秒。当地平均时间为5小时14分28秒，时钟慢2分10秒。观测到一颗未知恒星，几乎位于子午线上方，且位于您所在位置的北方约28度处。那颗恒星是什么？
4. 1919年8月3日下午，在船上。所在地区的纬度为北纬37度37分，经度为西经38度37分。心宿二何时会经过子午线？

5. 1919年8月3日凌晨4点10分左右，哪颗恒星会经过天顶？该地的纬度为北纬38°10’，经度为西经34°38’。

6. 1919年7月17日，在纬度为北纬45°35’、经度为西经28°06’的地点，大角星何时会经过天顶？此时的当地平均时间是多少？

周三讲座内容：

通过恒星的天顶高度确定纬度——利用北极星确定纬度

通过测量某颗恒星处于本初子午线时的天顶高度来计算纬度，是所有航海定位方法中最快捷简便的方式之一。其计算公式与利用太阳的天顶高度来确定纬度的公式完全相同。不过，在使用恒星进行计算时，无需查阅航海历表来获取当地平均时间以及恒星的赤纬值。只需翻到航海历表的第95页，上面列有全年各月份中任意恒星的赤纬值即可。后续的计算步骤与之前所述的使用太阳确定纬度的方法相同，即：纬度 = 赤纬 ± Z.D.（90° – 实际天顶高度）。与使用太阳计算纬度时一样，如果Z.D.与赤纬的符号相反则相减，符号相同则相加。请将以下公式记在笔记本上：纬度 = 赤纬 ± Z.D.（90° – 实际天顶高度）。

1919年12月24日，在海上。恒星毕宿五的天顶高度为南纬52°36’，视高度为20英尺。需要求出船只的纬度。

观测到的天顶高度：南纬52°36’
校正值：-5°08”
———————
52°30’52”
实际天顶高度
南纬
-90°00’00”
———————
37°29’08”
Z.D.
北纬

16 21 00
12月
北纬
————
53° 50' 08"

给教师的说明：
在开始学习如何利用北极星确定纬度之前，可以先让学生们看看以下示例：
1. 1919年5月5日，在海上。恒星五车二的子午线高度为南纬70° 29'，船舶高度为32英尺。需要求出该船的纬度。
2. 1919年8月14日，在海上。恒星织女星的子午线高度为北纬60° 15' 45"，船舶高度为28英尺。需要求出该船的纬度。
等等。

利用北极星确定纬度：
几周前我们在讨论恒星时，已经研究过利用北极星计算纬度的公式。现在我们将通过一个实际案例来演示如何用这种方法确定纬度。不过，在此之前，先了解如何利用北极星确定纬度会很有帮助。首先，假设北极星正好位于地球的北极正上方且位置固定不变。如果真是如此，那么从北极星到天球赤道的角度就是90°。无论你身处何处，从你的天顶到真实地平线的角度也都是90°。因此，如果你位于赤道上，那么你的天顶就在天球赤道上，而真实地平线则正好穿过北极星。如果你再向北移动10°，那么你的北方地平线就会下降10°，此时北极星的高度也为10°。换句话说，当处于北纬10°时，用六分仪测得的北极星高度即为10°。以此类推，当纬度达到90°时，北极星将正好位于你的正上方，此时你就处于北极点了。不过，这一切都是基于北极星确实位于地球北极正上方的假设。实际上并非如此。由于地球的自转，北极星的实际运动轨迹的最大偏移量为1° 08'。在《航海年鉴》的第107页中，有表格列出了在恒星日的不同时间应将该1° 08'中的哪一部分用于计算恒星的真实高度。首先需要确定的是地方时。根据表格找出与当地时对应的修正值，然后将该修正值以正确的符号加到北极星的真实高度上，得到的结果就是纬度值。请把相关内容记在笔记本上。

要通过北极星确定纬度，首先需要得到地方时。这可以通过第三周——关于恒星时与赤经的讲座中给出的三种公式中的任意一种来计算。之后再按照N.A.中的公式进行后续计算。

给教师的提示：
请用剩余时间解答类似以下的例题：
1. 1919年2月14日，在海上。真太阳时为13天21小时52分33秒，时钟时间快1分14秒。经度为西经72度49分00秒，初始误差为+1分10秒，海平面高度为15英尺。观测到北极星的高度为北纬42度21分30秒。求所需纬度。
2. 1919年3月31日，在海上。经度为东经160度15分。真太阳时为7小时15分19秒。观测到北极星的高度为北纬38度18秒，初始误差为+3分00秒，海平面高度为17英尺。求所需纬度。
等等。

周四讲座内容：
利用恒星定位的Marc St. Hilaire方法

你们已经掌握了利用太阳进行定位的Marc St. Hilaire方法。今天我们将学习如何利用恒星来应用同样的方法。请将相关内容记在笔记本上，同时也要记在第四周——关于赤经的讲座中给出的公式中的I(b)部分：从校正后的计时器时间得出通用世界时。再根据已给出的公式，用通用世界时换算出相应的恒星时。接着利用恒星时以及恒星的赤经，用较大的值减去较小的值，得到的结果即为该恒星在船舶上的赤经。在使用太阳方位表时，务必从下午那一列中获取数值。根据纬度确定方位是北还是南，东还是……

W的值取决于该恒星位于本初子午线的东侧还是西侧。随后按照观测太阳时的方法进行计算。公式如下：

G.M.T. + .R.A. + CP = G.S.T. – W. Lo. = L.S.T. – 恒星的R.A.
(+E. Lo.)
（如果恒星的R.A.更大，则反过来计算）= 船只所在位置的恒星H.A.。之后再按照观测太阳时的方法继续计算。

示例：
1919年5月31日，位于北纬50°、西经45°的地区，G.M.T.为31天14小时33分30秒。那么此时该恒星在船只所在位置的H.A.是多少？

G.M.T.：14小时33分30秒
恒星的R.A.：4度31分44.2秒
CP值：2度23分
—————————
G.S.T.：19小时07分37.2秒
W. Lo.：-3度00分00秒
—————————
L.S.T.：16小时07分37.2秒
恒星的R.A.：13度20分59秒（角宿一）
—————————
恒星的H.A.：2小时46分38.2秒

现在我们用这种方法来计算一些示例：
1. 1919年11月29日，CT时间为上午30天2小时14分39秒，快时差为3分14秒。该地区的纬度为北纬41度14分，经度为西经68度46分。观测到位于本初子午线以东50度29分40秒处的恒星毕宿五的视高度为29英尺。需要使用Marc St. Hilaire方法来确定船只的位置。
2. 1919年1月23日下午，CT时间为3小时45分40秒。根据该地区的坐标，纬度为北纬38度44分19秒，经度为东经121度16分14秒。观测到位于本初子午线以西28度59分20秒处的恒星参宿七的视高度为42英尺。同样需要使用Marc St. Hilaire方法来确定船只的位置。
在夜间作业时，可以选择类似上述的一个或两个示例来进行计算。

周五讲座

示例：通过恒星的子午线高度确定纬度、通过北极星确定纬度、利用马克·圣伊莱尔方法通过观测恒星确定位置。

1. 1919年12月5日，在海上。观测到恒星毕宿五的子午线高度为南纬69°28'40"。无经度误差，恒星高度为26英尺。需要确定的纬度为？

2. 1919年1月20日，在海上。当地时间为上午21天2小时16分48秒，经度为西经56°29'46"。观测到北极星的纬度为北纬48°44'30"。经度误差为+10'20"，恒星高度为37英尺。需要确定的纬度为？

3. 1919年6月4日，在海上。当地时间为上午，时间为10小时16分32秒，船速为5米45秒/分。通过D.R.方法确定的纬度为北纬42°44'，经度为东经53°13'44"。观测到位于子午线以东的恒星河鼓二的纬度为52°19'30"。经度误差为-14'00"，恒星高度为56英尺。需要用马克·圣伊莱尔方法确定船只的位置线以及最可能的地理位置。
等等。

作为夜间学习的内容，请参考鲍迪奇著作中的336至341页内容，公式部分可忽略。

周六讲座

通过计时器观测太阳来确定经度

现在，你们已经学会了如何通过太阳或恒星的子午线高度来确定纬度；同时也了解了如何运用马克·圣伊莱尔方法，借助太阳或恒星来确定船只的位置线及最可能的地理位置，包括纬度和经度。接下来我们将介绍一种仅用于确定经度的方法。这种方法所需的计算量与马克·圣伊莱尔方法相当，甚至更多。不过其结果远不如后者精确——因为马克·圣伊莱尔方法能够给出较为准确的纬度和经度数值，而这种方法最多只能确定经度而已。

此外，只有当太阳几乎位于你的正东或正西方向时，才能用此方法获得准确的结果。因为正如你已了解的那样，那才是确定南北方向线的最佳时机，而南北方向线其实就是经线。我们之所以要解释这种方法，是因为它在商船航行中很常见，因此如果你乘坐商船的话，它或许能对你有所帮助。不过请记住，这属于传统导航方法，与以马克·圣伊莱尔方法为代表的现代导航方法有所不同。在那些采用先进导航技术的航海者中，这种方法的运用越来越少，而且随着时间的推移还会继续减少。不过目前仍有许多商船在使用这种方法，因此熟悉它也不会有坏处。

该方法是通过时间观测或经度计观测来确定经度的。也就是说，当太阳尽可能处于正东或正西方向时，用六分仪观测太阳的位置，并同时用经度计记录下时间。有了这些信息后，就可以根据以下公式计算出自己的经度。请记在笔记本上：

通过经度计（或时间）观测来确定经度的方法：
1. 只有在太阳尽可能处于正东或正西方向时才用六分仪进行观测。在观测的精确时刻，记下经度计显示的时间。
2. 从校正后的经度计时间中得出格林尼治标准时间，再应用时间方程得到相应的地方标准时间。
3. 对观测到的太阳高度角进行校正，得到真太阳高度角。同时还要准备好通过磁偏角算出的纬度以及极距。（注意：如果纬度与赤纬同名，则极距=90°减去赤纬；如果纬度与赤纬名称相反，则极距=90°加上赤纬。）
4. 将真太阳高度角、通过磁偏角算出的纬度以及极距相加，再将总和除以2，得到的数值称为半和。用半和减去真太阳高度角，所得结果即为差值。
5. 将纬度的正割值、极距的余割值、半和的余弦值以及差值的正弦值相加（见表44）。所得结果就是目标纬度的对数哈弗辛值，该值应始终小于10。如果大于10，则减去10或20，使其小于10。
6. 查表45，根据船只所在时的时间情况——如果是下午，则从表格顶部读取对应的纬度值；如果是上午，则从表格底部读取。
7. 计算地方标准时间与目标纬度所对应的格林尼治标准时间之间的差值。这个差值以时间为单位，可再通过表7转换为度、分、秒的形式。如果格林尼治标准时间大于……

地方经度为西经时，若格林尼治平均经度小于该地方经度，则为东经。例如：1919年8月26日，上午，CT时间为26天2小时29分03秒，CC时间为16分08秒，速度较慢。纬度为44° 57' 00"。赤经差为-1' 30"，高度差为32英尺。观测时的所需经度为……

26天
2小时29分03秒上午
-12
————————
CT时间：25天14小时29分03秒，-90° 00' 00"
CC时间：+16，12月8日10时49分48秒
——————————————
格林尼治标准时间：25天14小时45分11秒，真近点角为79° 10' 12"
平均太阳时：-2度05分
————————
格林尼治平均时：25天14小时43分06秒，-1' 30"
+9度27分
44° 57' 00"
校正值：7度57分，校正后为+7度57分
————
45° 04' 57"
纬度：北纬4度55分32秒，精度为0.00160
真近点角：79度10分12秒，余割值为0.00781
—————
2) 129° 10' 41"
—————
南半球的64° 35' 20"，余弦值为9.63266，值为-9
45度04分57秒
—————
差值：19° 30' 23"，正弦值为9.52350，值为-14
—————
9.16557 +5
—————
海图上的地方经度对数值为9.16562
地方经度：
25天21小时00分01秒
（地方经度）

G.A.T. 25 14 43 06
———————
经度：东经6小时16分55秒
（表7所示）经度：东经94度13分45秒

需提醒大家，此方法与鲍迪奇所用的方法以及亨德森在其著作《航海要素》中采用的方法有所不同。它并不完全类似这两种方法，不过所需的计算步骤更少，同时也不需要使用那么多不同的表格。正因如此，才将此方法提供给大家。

请在课堂上以及夜间练习时，完成以下类似的题目：
1. 1919年10月1日，上午，纬度17度15分00秒，格林尼治标准时间为上午1天11小时30分00秒，真差为北纬40度30分，初始误差为-2度20分，海平高度为25英尺。求所需经度。
2. 1919年10月10日，下午，纬度25度14分30秒，地方时为1小时15分20秒，恒星时比地方时慢4分39秒，初始误差为-3度10分，海平高度为26英尺，真差为南纬41度29分00秒。求所需经度。
3. 1919年5月27日，下午，通过真差计算的纬度为北纬40度55分，而通过其他方法计算的纬度为北纬34度4分00秒，初始误差为+1度10分，海平高度为10英尺，地方时为8小时55分42秒，恒星时比地方时快2分02秒。求所需经度。
4. 1919年5月18日，上午，纬度29度41分15秒，世界时为7小时20分45秒，西经方向时间为2小时17分06秒，恒星时比世界时慢4分59秒，通过真差计算的纬度为北纬41度33分，初始误差为-1度30分，海平高度为23英尺。求所需经度。
5. 1919年8月24日，上午，纬度23度32分10秒，初始误差为-2度00分，海平高度为16英尺，当前所在纬度为北纬39度04分，地方时为24天2小时47分28秒，恒星时比地方时快4分28秒。求所需经度。
6. 1919年6月26日，下午，纬度44度08分20秒，初始误差为-2度20分，海平高度为37英尺，地方时为8小时18分45秒，恒星时比地方时快3分20秒，通过真差计算的纬度为南纬6度43分。求所需经度。
7. 1919年7月29日，上午，地方时为29天11小时14分39秒，恒星时比地方时慢2分18秒，纬度为28度08分30秒，初始误差为+0度30分，海平高度为38英尺，通过真差计算的纬度为北纬39度48分。求所需经度。
8. 1919年5月22日，下午，地方时为9小时14分38秒，恒星时比地方时慢5分28秒，纬度为21度07分40秒，当前所在纬度为北纬41度26分，初始误差为+3度10分，海平高度为40英尺。求所需经度。

第六周——导航

周二讲座：通过星体观测确定经度

通过观测星体来确定经度时，其方法与观测太阳时的方法有所不同。首先需要确定的是G.S.T.，即格林尼治时间距离白羊座第一点的时长。如果能够得知船只距离白羊座第一点的距离，那么两者之差就是经度值，根据哪个数值更大来标明是东经还是西经。参考我们在讨论恒星时间时提供的图表，这一切都会变得非常清晰。通过星体确定经度的完整步骤如下，請记在笔记本上：

先调整你的CT值以得到G.M.T.，再从G.M.T.中得出G.S.T.。根据观测到的星体高度，以与观测太阳时相同的方式确定该星体在船只所在位置的H.A.值。将该星体的H.A.值加上或减去其赤经值：若位于本初子午线以西则相加，若位于以东则相减。最终得到的结果就是船只本初子午线的赤经值，也就是L.S.T.。接着计算G.S.T.与L.S.T.之间的差值，这个差值即为经度值，根据G.S.T.与L.S.T.的大小关系来标明是东经还是西经。注意：务必从表45的顶端获取星体的H.A.值。

1919年12月2日，上午。观测到的天狼星高度为20° 05' 20"，位于本初子午线以西。CT值为晚上11小时45分29秒，CC值为1分28秒，且为负值，即-1分20秒。HE值为21英尺。通过D.R.法测得的纬度为北纬38° 57'。需要确定的经度值为……

CT值：11小时45分29秒
CC值：+1分28秒
————————
G.M.T.值：11小时46分57秒
赤经值：16度37分10.3秒
CP值：1度56.1分
————————

G.S.T.：28小时26分03.4秒，IE值：-1分20秒
- 24 HE值：-7 08
———————— ———

G.S.T.：4小时26分03.4秒，修正值：-8分28秒

观测值：
纬度：20° 05' 20"
高度角：修正值：-8 28
————

T.C.A.：19° 56' 52"
纬度：38度57秒，精度为0.10919，0.01849
P.D.：106 36 24，余割值为+1
————

2) 165° 30' 16"
—————
9.10106
½S值：82° 45' 08"，余弦值为13
T.C.A.：19度56分52秒
—————
9.94911
差值：62° 48' 16"，正弦值为+2
———
9.17785
- 11
———
船舶处的恒星高度角的对数值为9.17774
恒星的高度角为3小时02分40秒，赤经为6度41分39秒
——————
L.S.T.：9小时44分19秒
G.S.T.：4小时27分01秒
——————
东经方向上的低角度为5小时17分18秒

经度：东经79° 19' 30"

适用于夜间工作或课堂练习的示例如下：
1. 1919年4月16日，位于南纬11° 47'处。观测到恒星毕宿五的仰角为23° 13' 20"，位于本初子午线以西。平太阳时为6小时58分29秒，真太阳时则慢2分27秒。赤纬偏差为-2分00秒，高度角为26英尺。需要求出该处的经度。
2. 1919年12月10日。观测到恒星天狼星的仰角为20° 05' 40"，位于本初子午线以西。平太阳时为11小时45分29秒，真太阳时则慢1分28秒。赤纬偏差为-1分20秒，高度角为21英尺。已知纬度为北纬38° 57'。需要求出该处的经度。

给教师的提示：如果时间还有剩余，或者是在夜间工作，可选用通过马克·圣伊莱尔方法来计算的示例，只需稍微调整一下通过时间观测法所得到的纬度和经度数值即可。

周三讲座内容：通过恒星钟视法确定经度的示例

1. 1919年12月9日，位于北纬36° 48'处。观测到恒星五车二的仰角为46° 18' 30"，位于本初子午线以东。赤纬偏差为2分50秒，高度角为33英尺。平太阳时为上午10小时3分05秒，真太阳时则慢1分18秒。该恒星的赤纬为北纬45度55分。需要求出该处的经度。
2. 1919年10月26日，位于南纬39° 54'处。观测到恒星参宿七的仰角为42° 18' 40"，位于本初子午线以西。平太阳时为上午27小时10分32秒55毫秒，真太阳时则快2分18秒。赤纬偏差为4分20秒，高度角为42英尺。需要求出该处的经度。
3. 1919年4月11日下午，在船上进行观测。位于南纬43° 16' 48'处。观测到恒星角宿一的仰角为33° 18' 20"，位于本初子午线以东。平太阳时为下午11小时8分44秒，赤纬偏差为3分20秒，真太阳时则慢4分18秒。高度角为39英尺。需要求出该处的经度。
4. 1919年9月15日下午，在船上进行观测。位于北纬49° 38'处。观测到恒星天鹰座的天津四的仰角为36° 16' 50"，位于本初子午线以东。赤纬偏差为3分40秒，高度角为40英尺，真太阳时则慢6分18秒。平太阳时为下午10小时0分13秒。该恒星的赤纬为北纬44度59分36秒。需要求出该处的经度。

如果时间还有剩余，可以假设位置与时间观测法所得结果相近，然后使用马克·圣伊莱尔方法来计算这些示例。

夜间作业时，可选用上述任意一种方法进行计算，这些方法既可以采用时间视差法，也可以采用马克·圣伊莱尔法；此外，还可以使用鲍迪奇星历表中的以下条目：326-327-328-329。

周四讲座内容：通过太阳的子午线后高度来确定纬度

您已经了解到，当根据太阳的子午线高度来计算纬度时，一个必要条件就是太阳必须正好位于您的子午线上。实际上，这不过是另一种表达子午线高度的方式——即太阳位于子午线时所测得的高度。现在假设在中午前10或15分钟时，您担心中午时太阳会被云层遮挡，从而无法获得子午线高度。即便如此，仍然有办法计算出纬度，只不过此时所测得的高度是通过六分仪在中午前后几分钟内测得的。这种方法被称为“通过子午线后高度确定纬度”。需要记住的是，只有在中午前后26分钟内，且您能准确知道经度的情况下，才能用此方法得到精确结果。请在笔记本上记录以下步骤：

1. 测得太阳的子午线后高度。
2. 根据该高度是在当地正午之前还是之后测得的，将其从24小时00分00秒中减去，或者反过来操作。将得到的结果称为“从子午线经过的时间间隔”。
3. 利用已知的真纬度、赤纬以及从子午线经过的时间间隔，查表26，得出每分钟高度变化的数值。
4. 再利用从子午线经过的时间间隔以及该变化数值，查表27，得出总的高度变化量。
5. 将这个总变化量加到中午前后实际测得的高度上，即可得到修正后的高度。
6. 最后，按照之前介绍的通过子午线高度确定纬度的规则，计算出纬度值。

示例：1919年1月23日，在海上。地方时为4小时22分14秒，恒星时快1分10秒。经度为西经66度04分。真纬度为北纬19度16分00秒，南纬50度51分00秒。海平面高度为49英尺，地平高度误差为-1分30秒。所需计算的纬度值为……

CT：4小时22分14秒
CC：1 - 10
—————————
G.M.T.：4小时21分04秒
Eq. T.：-11 - 50
—————————
G.A.T.：4小时09分14秒
4 - 24 - 16
Lo. in T：(W-)
—————————
L.A.T.：22天23小时44分58秒

24小时00分00秒
-23 - 44 - 58
——————————
15分02秒 = 从子午线经过开始的时间间隔。
南纬19度34分48秒，根据表26，其变化值为2.8”；北纬19度16分00秒，高度为0。

从子午线经过开始的时间间隔为15分02秒，1分钟内的变化值为2.8”。
（表中：2”=7分30秒）
0.8 = 3 00
————
10分30秒 +
-1分50度51分
IE：30秒00分
+8
HE：+7 12
42
————
———
+7分50度58分
校正值：12秒12秒

+ 10
30
————
51° 08'
42"
- 90 00 00
————
38° 51'
ZD
18" N
19 34 48
12月
南
————
纬度：19° 16' 30"，北纬

适用于课堂练习及夜间作业的示例如下：
1. 1919年7月11日，在海上。通过D.R.方法测得的纬度为北纬50° 01' 00"，经度为西经40° 05' 16"。观测到的太阳过子午线高度为南纬61° 45' 30"，视高度为15英尺，IE值为-4' 10"。校正后的CT时间为2小时38分00秒。需要求出该船的纬度。
2. 1919年6月6日，在海上。通过D.R.方法测得的纬度为北纬49° 21'，经度为西经18° 18"。观测到的太阳过子午线高度为南纬61° 30' 22"，视高度为42英尺，CT时间为1小时06分18秒，CC值为-1米14秒，IE值为弧度偏差0' 30"。需要求出该船的纬度。如果时间还有剩余，可运用Marc St. Hilaire方法完成类似练习。

周五讲座内容：
示例：通过太阳过子午线高度确定纬度
1. 1919年1月1日，WT时间为上午11小时53分18秒，C-W时间为5小时56分16秒。通过D.R.方法测得的纬度为南纬58° 05'，经度为西经89° 00' 48"。太阳过子午线时的纬度为北纬55° 16' 30"，IE值为弧度偏差2' 00"，CC值为1米28秒的快速偏差，视高度为36英尺。需要求出该船的纬度。
2. 1919年3月11日，CT时间为上午11天9小时14分39秒。通过D.R.方法测得的纬度为北纬39° 20'，经度为东经39° 48' 16"。太阳过子午线时的纬度为南纬46° 17' 30"，IE值为弧度偏差2' 00"，CC值为1米16秒的慢速偏差，视高度为29英尺。需要求出该船的纬度。

3. 1919年4月26日，CT时间为凌晨26天4小时46分38秒。根据D.R.方法测得的纬度为南纬24°25'，经度为东经107°16'56"，以北纬52°18'50"为基准线时，IE值为-2分40秒。CC速度为每分钟3米56秒，HE值为33英尺。所需纬度值待定。

4. 1919年5月10日，CT时间为凌晨2小时18分46秒。根据D.R.方法测得的纬度为南纬23°54'，经度为东经143°20'18"，以北纬48°26'20"为基准线时，IE值为弧长上的3分20秒。CC速度为每分钟4米18秒，HE值为41英尺。所需纬度值待定。

5. 1919年6月21日，CT时间为4小时56分18秒。根据D.R.方法测得的纬度为北纬42°01'，经度为西经75°00'18"，以南纬71°29'40"为基准线时，IE值为-2分30秒。CC速度为每分钟3米04秒，HE值为28英尺。所需纬度值待定。

6. 1919年12月18日，WT时间为凌晨11小时50分18秒，C-W时间为3小时14分18秒。根据D.R.方法测得的纬度为南纬11°55'，经度为西经48°02'29"，以南纬78°32'30"为基准线时，IE值为弧长上的3分30秒。CC速度为每分钟2米44秒，HE值为35英尺。所需纬度值待定。

如果还有时间，可举例说明如何通过子午线高度、马克·圣伊莱尔方法或通过观测太阳/星星来确定纬度。

周六讲座：确定当地视正午的时间

在海上航行时，船只上的正午是一天工作中至关重要的时刻。此时，航海员必须向指挥官报告通过推算得出的纬度和经度、通过观测得出的纬度和经度、已行驶的航向和距离、罗盘的偏差以及到目的地的航向和距离。因此，准确计算视正午时间非常重要，而在船只行驶过程中进行这样的计算并非易事。如果船只处于静止状态且已知所在经度，那么问题就很简单：只需从00时00分00秒的L.A.T.值出发，根据经度是西还是东来加上或减去相应数值，从而得到G.A.T.值；再将时间方程式中的符号取反得到G.M.T.值；再将C. Cor.公式中的符号取反得到C.T.值；最后通过C-W公式得到WT值。例如，如果WT值为11小时42分31秒，当计时器显示该数值时，太阳正好位于子午线上，此时即为视正午。

当船舶在移动时，这个问题会变得更加复杂。乍一看，人们可能会认为只需计算出早晨观测时的地方经度与24小时之间的差值，再算出船舶在这段时间内行驶的距离，从而确定正午时的经度，然后像处理静止船舶的情况那样继续操作即可。但实际上，这样的计算并未考虑到船舶本身的东西向移动。假设早晨观测时的地方经度为20时10分30秒，如果船舶静止不动，那么到正午还有3时49分30秒的时间。但倘若船舶正向东行驶，除了太阳靠近船舶的速度之外，还必须加上船舶朝向太阳移动的速度——也就是船舶每小时所经历的经度变化量，该数值需以分钟和秒来表示。同理，如果船舶向西行驶，则必须考虑其向西移动的影响；由于船舶向西行进意味着它正在远离太阳，因此这一以分钟和秒表示的经度变化量必须从太阳靠近的速度中减去。

计算船舶速度所带来的修正值有多种方法，其中最可靠的方法见于《鲍迪奇航海手册》第403条，第179页。另一种更为简单的方法是由该校航海技术部门前负责人R.P. Strough中校向笔者解释的，具体步骤如下：
1. 以太阳位于或尽可能接近子午线时的早晨观测值作为初始经度。
2. 用24小时减去早晨观测时的地方经度，这样就能得到如果船舶静止的话，从早晨到正午的总时间。
3. 根据船舶的航向及航行速度，换算出每小时经度变化的秒数。例如，假设一艘船舶在北纬约38度处以11节/小时的速度沿275°航向航行，那么此时其每小时经度变化量为14角分，即56秒。
4. 太阳的移动速度为每小时60分钟，即3600秒。因此，需要根据船舶是向东还是向西行驶，将船舶的每小时速度加到或减去太阳的每小时速度上。如前所述，如果船舶沿275°航向（西偏北半度）航行，且每小时经度变化量为56秒，那么太阳每小时的实际靠近速度则为3600秒减去56秒，即3544秒/小时。
5. 将从早晨观测时的地方经度换算成的秒数除以太阳每小时的实际靠近速度，所得结果即为修正后的正午时间——也就是说，当船舶以每小时56秒的速度向西移动时，太阳恰好位于船舶子午线上的时间。

6. 还需要再一步操作。将晨光出现的时间加上正午时间，得到的结果即为当地视正午的时间。在此时间之前30分钟，就是上午11:30的时间点；在上午11:30时，所有船上的时钟都应调整为船舶所在位置的当地视正午时间。

以下示例可以说明上述原理，建议将其记在笔记本上：

示例：1919年8月7日，在海上。按船舶时间计算，大约为上午7:30，通过观测得知该处的纬度为北纬30°05’，经度为西经58°08’。晨光出现时间为上午6小时53分13秒，C-W时间为4小时37分21秒，CC时间为+3分38秒，航向为275°，速度为11节，时区为北经90度东经。那么，当地的视正午时间是多少呢？

| 时间 | 说明 |
|------|------|
| 上午6小时53分13秒 | 晨光出现时间 |
| +12小时 | 转换为正午时间 |
| 18小时53分13秒 | 得到初步结果 |
| C-W时间4小时37分21秒 | 继续调整时间 |
| CT时间23小时30分34秒 | 再次调整 |
| CC时间+3分38秒 | 最终调整 |
| G.M.T.时间23小时34分12秒 | 标准时间转换 |
| Eq. T.时间-5小时42分 | 进一步调整 |
| G.A.T.时间23小时28分30秒 | 另一种时间转换方式 |
| Lo. in T.时间3小时52分32秒 | 当地时间转换 |
| L.A.T.时间19小时35分58秒 | 最终的当地视正午时间 |
| 24小时00分00秒 | 24小时制表示 |
| 总时间4小时24分02秒 | 到正午所需的时间 |
| 航向-275° | 船只的航行方向 |
| 每小时当地时间变化量-14分56秒 | 当地时间的变化速率 |

-56
——
3544秒，太阳的接近净速度

4小时
60
——
240米
+24
——
264米×60=15840秒

15840秒
+02
——
15842秒，到正午的总时间。
3544 + 15842 = 4.47小时

14176
——
16660
14176
——
24840
24808
——
修正后的时间为4小时28分12秒，即正午时间。
上午6时53分13秒时的世界时
上午11时21分25秒时的世界时
上午11点30分时的世界时为10小时51分25秒

因此，当手表显示时间为10小时51分25秒时，甲板上的时钟应设置为上午11点30分；30分钟后即为船上的正午时间。

在所有这些计算中，都假定可以准确测定船舶的速度，进而确定经度的变化量。可以通过将上午观测时的经度与同一时间的真经度进行比较来验证这一点。两者之间存在明显差异的话，那很可能是由于洋流的影响所致。如果在从上午观测到正午的时间段内将相应的洋流影响考虑进去，就可以对太阳接近的速度进行恰当的修正，如此一来，修正后的正午时间就会非常接近实际的正午时间。当然，这种计算仍会存在一定的误差，但误差很小，其结果对于日常使用来说已经足够精确了。

关于如何确定当地视正午的时间，就介绍到这里吧。细心的航海家还会进一步计算出正午前15分钟、10分钟和5分钟的时间，通过为这些时间点对应的常数，就能快速而准确地确定正午时的纬度。在本课程中我们没有时间解释这些常数是如何得出的，不过了解它们还是很有必要的。相关内容可见《鲍迪奇海图集》第325条，第128页，以及第405条，第181页。

这里还需要提到一下航海家所使用的时钟。这种时钟应当是质量上乘的，需要像对待精密计时器一样加以妥善保养。每天都要在相同的时间给它上发条，小心操作，总体而言，应将其视为一种高精度的计时工具来对待。

虽然不同专家对此有不同的看法，但最佳做法似乎是不要为了适应每天正午的视时间而调整航海家使用的时钟。原因有二：其一，频繁移动指针会对时钟的机械结构造成损害；其二，如果不调整时钟，恒星时就能保持大致不变，这样就能同时准确监测时钟、计时器以及航海家在计算各种观测时间时所得出的数值。

作为夜间学习的内容，请阅读《鲍迪奇海图集》中的第323条、第324条和第333条。此外，还可以做以下类似的问题：

1. 1919年7月28日，在海上。通过观测得到的位置为北纬44°58’，西经22°06’。上午观测时的世界时为6小时02分20秒，时钟慢3分34秒，航向为南偏西24°，地方时区为北经90°东经，速度为9节。那么当地视正午的时间是多少？

2. 1919年8月9日，在海上。通过观测得到的位置为北纬38°48’，西经70°46’。上午观测时的世界时为8小时15分01秒，时钟慢3小时56分32秒，恒星时慢3分43秒，航向为272°，速度为12节，地方时区为北经90°东经。那么当地视正午的时间是多少？

第七周——导航

周二讲座

通过方位角确定罗盘误差

找出罗盘误差最简单且最准确的方法是：首先用指北针确定太阳的方位。将指北针调整到与海图上罗盘所示的航行方向完全一致的位置，然后通过观察指北针指针的阴影落在圆周上的位置来确定太阳的方位，这个方位就是罗盘所显示的太阳方位。同时，还需从方位表中查得太阳的真实方位。两者之间的差值即为罗盘误差，可根据以下规则标明为东或西，并记在笔记本上：
1. 用新的罗盘读数表示罗盘方位和真实方位。
2. 如果TZ位于CZ的右侧，则C.E.为东；计算公式：真实方位 – 右侧读数 – 东。
3. 如果TZ位于CZ的左侧，则C.E.为西；计算公式：真实方位 – 左侧读数 – 西。

需要记住的是，这里所说的罗盘误差实际上由变差和偏差两部分组成。已知变差和C.E.时，要计算偏差只需应用之前学过的航位推算规则即可。例如，如果C.E.为西偏10°，变差为东偏4°，那么偏差则为西偏14°。请将此例记在笔记本上：
纬度：20度59分57秒，北纬4度55分，北纬度数10度39分30秒
船舶航向：北偏西11度，罗盘基准点为南偏东88度，变差为西偏10度。那么船舶的真实航向以及当前航向下的罗盘偏差是多少？

CZ 92°（新罗盘读数）
TZ 80°（新罗盘读数）
——
CE 12°
CE = 西经12°
偏差为西经10°
——
偏差为西经2°
实际航向为北偏西23°，即337°。

现在我们来计算以下几个例子：
1. 当地时间22小时14分18秒，纬度为南纬30度29分，经度为北纬17度28分44秒。船舶的航向为南偏西84°，罗盘指向为44°，偏差为西经10°。请计算该情况下船舶的真正航向及偏差。
2. 1919年8月29日，协调世界时凌晨2小时29分18秒，经度为东经120度19分46秒，纬度为北纬44度14分。船舶的航向为98°，罗盘指向为南偏东42°，偏差为东经4°。请计算该情况下船舶的真正航向及偏差。
3. 1919年6月17日，协调世界时凌晨4小时18分44秒，经度为东经60度14分59秒，纬度为南纬38度48分00秒。船舶的航向为西南方向。罗盘指向为40°，偏差为西经12°。请计算该情况下船舶的真正航向及偏差。
等等。

周三讲座：通过系数修正经度

我们现已几乎准备好开始讨论海上一天的工作内容。唯一尚未涉及的方法，正是今天讲座的主题——一种通过推算与观测所得纬度之间的差异来修正经度的方法。假设你在早晨通过观测确定经度，此时你能使用的唯一纬度数据是通过推算得出的、基于上次已知位置的数值。接着，假设你继续航行至中午，再在那时进行一次纬度观测。将基于真实航向及航行距离推算出的纬度值，与中午通过观测得到的纬度值相比，如果两者之间存在几分钟的差异，那么问题就来了：如何修正经度以消除这一纬度误差呢？这就是需要记在笔记中的方法：先计算出通过推算得到的纬度与通过观测得到的相应纬度之间的差异（通常是在中午或通过北极星观测获得的数值），将此差异称为“纬度误差”。然后，利用上一次观测得到的推算纬度以及该次观测的方位角（始终以小于90度的角度表示，即旧式罗盘读数），查表47得到相应的经度修正系数。将该系数乘以纬度误差，得到的结果即为需要应用的经度修正值。根据观测所得纬度是在上一次观测对应的位置线上的东侧还是西侧，决定将修正值加到经度的东侧还是西侧。

示例：
上午7点30分时的位置：通过推算得到的纬度为南纬25°40’，经度为东经104°05’38”；地方时为上午7小时32分30秒，太阳赤纬为北纬4°59’。之后，船只以真航向109°航行了46英里，直至中午，此时通过太阳高度角测得的纬度为南纬25°52’。需要求出中午时的修正后经度。

| 时间 | 推算纬度 | 观测经度 |
|------------|------------|------------|
| 上午7:30 | 南纬25°40’ | 东经104°05’38” |
| 中午 | 南纬25°55’ | 东经104°53’56” |

修正后的经度 = 上午7:30的经度 + [南纬25°55’ – 南纬25°40’] × 修正系数

—————
纬度误差为3分。
将方位角设为南偏东105°、北偏东75°，纬度设为25°40′或26°，计算得修正系数为0.3。
纬度误差3分乘以修正系数0.3，结果为0.9分，即54秒，此数值用于修正经度。修正方向是向东还是向西？由于方位角为北偏东74°，因此位置线应为北偏西16°。将通过测距法得到的纬度与通过观测得到的纬度标示在这条线上，如下所示：
通过观测得到的纬度：南纬25°52′
通过测距法得到的纬度：南纬25°55′
通过观测得到的纬度位于通过测距法得到的纬度之西，因此需将经度向西修正54秒。因此，通过观测得到的位置如下：
经度：东经104°53′56″
经度修正量：西经54秒
最终经度：东经104°53′02″
通过观测得到的纬度：南纬25°52′
给教师的提示：可布置以下例题供课堂练习：
1. 1919年4月20日上午，船舶所在位置的格林尼治标准时间为上午20天10小时28分24秒，纬度为南纬31°55′40″。海面高度为30英尺，无风，无云。通过测距法得到的纬度为北纬26°30′，经度为西经36°55′。随后船舶以南偏东36°的方向以40节的速度航行，直到中午时，观测到的高度为南纬75°40′50″。那么经过经度修正后的中午位置是多少？（注意：需用时间测量法和圣伊莱尔公式来计算上午的观测结果。）

2. 1919年6月25日上午，D.R.测得的纬度为南纬36°20’，经度为东经96°30’，时差为1小时37分16秒，恒星钟快1分30秒，弧度误差为2分30秒，高度为36英尺7°34’20”。日志记录的数值为114。正午时的实际航向为南偏东76°，日志记录的数值为174，恒星钟、高度及恒星钟的误差均相同。观测到的天顶高度为北纬29°44’40”，根据经度因子计算出的正午时应处位置为……（注：数据为上午通过Marc St. Hilaire方法测得。）

3. 1919年5月30日在海上，D.R.测得的纬度为北纬38°14’29”，经度为西经15°38’49”。观测到的天顶高度为北纬39°05’40”，指南针显示的航向为259°，弧度误差为1分00秒，高度为27英尺，航行时间为3小时04分49秒，逆风时间为1小时39分55秒，恒星钟快1分52秒。随后将航向改为94°，以75节的速度航行至大约8点钟，此时航行时间为8小时06分18秒，逆风时间仍为1小时39分58秒。此时观测到大角星的天顶高度为子午线以东68°30’40”，恒星钟、高度及恒星钟的误差仍相同。之后又将航向改为95°（真实航向），以60节的速度航行至午夜，此时遇到了浓雾，于是将速度降至每小时7节，直到早上8点，此时观测到大角星的天顶高度为48°45’10”。上午9小时45分18秒，高度、恒星钟误差及恒星钟的误差均相同。根据Marc St. Hilaire方法，早上8点时应确定的位置已标在海图上。给指导老师的提示：剩余时间可用于让学生熟悉如何在墨卡托海图上标出航线及各位置连线。

周四讲座：航海员的日常工作——海上一日行程

你们已经了解了前几页中所介绍的各种观测方法及其使用方式。不过，这些信息仅涉及每种观测方法本身。今天，我将简要说明这些观测方法在你们日常海上工作中的应用。这样的解释显然无法涵盖所有情况下以及各类船舶上的航海工作，它只是对战争期间中型运输船上的航海情况做一个简要概述，并给出一些相关建议。我之所以说“战争期间”，是因为那时的航海工作在某种程度上与和平时期的常规工作有所不同。

假设你被任命为某艘船的领航员，那么你的职责分别是：(a) 离港之前，(b) 在海上航行时，以及(c) 进入引航水域时。

(a) 离港之前
确定驾驶台以及船上其他可能用于观测的位置的高度。
在海图室和驾驶台上标明每个15°航向对应的罗盘偏差值，以便随时查阅。
将船上所有计时器的误差值及每日走时误差记录在相应的盒子里或附近的笔记本上。
检查每个六分仪的指标误差，并将结果记录下来，便于日后查阅。
确保你要离开的港口的所有海图都是最新版本的，而且你对这些海图上的航行方向、浮标、灯光及其他导航辅助设施都非常熟悉。
仔细检查舵机及转向装置。一旦出现故障，你对这些设备的深入了解将会发挥重要作用。
确保日志簿和测深仪处于良好状态。检查铅线是否充分浸湿、已拉紧且标记清晰。
确保海图室和领航员室的照明系统能够做到：当门没有完全关闭时，房间内的灯光会自动熄灭；而当门关闭时，灯光则会自动亮起，无需反复开关门。
如果可能的话，准备一套装在金属管中的手电筒，这样光线就不会散射，而能集中在一个点上。
确保海图被整齐地存放在海图室专用的抽屉里。如果像通常那样需要将海图折叠才能放入抽屉，那么请在每张海图的外侧相同位置做好清晰的标记。把那些你最常使用的海图放在最上面的抽屉里，这样可以避免浪费时间并减少混乱。
务必确保拥有所有必要的仪器，包括六分仪、测距仪、双筒望远镜、手表、秒表、分规、平行尺、铅笔、工作簿；此外还有各种必要的书籍，如航行日志、几册鲍迪奇海图集、航海年鉴、方位角表、引航手册、灯光与浮标清单、恒星识别表等等。只要你尽力让所有导航设备都齐全无误，所带来的好处将是巨大的。

详细而言，比如缺少一对分度器就会不断给你带来麻烦。上述提到的几乎所有其他物品也是如此。因此，趁还在港口、有充足机会获取所需设备时，就提前做好准备吧。

(b) 在海上时
和平时期，领航员所需完成的最少工作包括：(1)早晨观测经度，(2)中午观测纬度，(3)下午再次观测经度，(4)上午观测方位角以检查罗盘的偏差，(5)从中午到下一个中午的航程距离估算。
战争时期则需要做更多工作。无论昼夜，都必须准确掌握船只的位置，因为如果位置信息不准确，紧急情况下船上所有人的生命都可能面临危险。这就意味着需要进行更多的观测，观察更多的天体。虽然每位领航员都对一天内应完成的工作量有自己的看法，但根据当前情况，以下工作似乎已能满足最低要求：
1. 上午观测太阳以确定经度。
2. 在上午观测太阳后立即再次观测太阳的方位角，以检查罗盘偏差。
3. 记录当地视正午的时间。
4. 测量太阳在子午线前后及通过子午线时的高度，以此确定纬度。
5. 下午再次观测太阳以确定经度。
6. 傍晚时分观测三到四颗星星，最好每象限各有一颗。如果这些星星的高度测量准确，就能精确确定船只位置。
7. 傍晚时分再次观测星星，以便确定位置，或至少通过北极星确定纬度。
8. 从中午到下一个中午的航程距离估算。
9. 过去24小时内的航行距离，即从中午到下一个中午的距离。
10. 到达目的地的距离。
11. 水流的方向与流速。
1. 上午观测太阳

为使这一观测结果能用于确定经度，应在太阳处于或尽可能接近天顶时进行观测。在北纬地区，冬季的日出前太阳就会经过天顶，因此上述规则不适用于该季节。冬季唯一的准则是：一旦太阳高出地平线10°或更多，就立即进行观测。夏季则需根据方位角表查出太阳达到90°方位角时的当地视时，然后尽可能精确地估算出此时所在位置的经度。这可以通过从前一次观测结果出发进行推算来实现，或者更简单的方法是在海图上直接量取距离。有了这些信息后，便可利用以下公式计算出对应的世界时：L.A.T. ± Lo. = G.A.T. ± Eq. T.（符号相反）= G.M.T. ± C.C.（符号相反）= C.T. - (C-W) = W.T.。虽然这种方法无法得到绝对精确的经度值，因为所得经度仅为近似值，但已足够用于获得准确的结果。这个计算出的世界时，就是进行上午观测的时间。在该时间前约15分钟，需将手表与计时器对比，以确定C-W值。同时还要将C.C.值更新到当前日期并记录下来，这样就能在开始观测之前完成尽可能多的准备工作。

接下来，需用六分仪检测其指标误差。由于无法知道六分仪在闲置状态下可能发生了什么变化，因此必须在每次观测前定期进行此项检测。现在，带上六分仪、手表和笔记本，前往预定进行观测的地点，在规定的时间开始测量太阳的高度角。建议连续进行多次观测，这样一次观测中的误差就可以通过其他观测结果来加以修正。至少要连续进行三次观测。同时还要读取日志并将数据记入笔记本中。在天气良好的情况下，另一种不错的方法是通过螺旋桨的旋转次数来测定距离。

完成观测后，需使用标准罗盘确定太阳的方位角，同时将该方位角的对应世界时以及船舶的航向记录在笔记本上。此时，就可以前往海图室，开始计算船舶的位置了。该使用哪种方法呢？这取决于个人偏好。不过，如果你忘记了新导航法其实是以马克·圣伊莱尔方法为基础的，那可就麻烦了——如果船长是安纳波利斯航海学校毕业的，他肯定会希望你使用这种方法。在此，我想再次提醒大家一个重要事实：许多初学者正是因为忽视了这个事实，才对马克·圣伊莱尔方法望而却步。仅通过一次观测所得到的“最可能位置”实际上并非真正的定位点。在其他类似条件下，也没有任何方法能够给出精确的定位结果。所谓“最可能位置”，其实只是用来绘制所需苏姆纳线的参考点而已。即便你的D.R.位置恰好与“最可能位置”相距一英里，这也不能保证“最可能位置”就靠近实际位置。

2. 指南针误差
在确定上午的观测数据后，下一步就是计算指南针误差。通过上午的观测计算，你可以知道与该观测点对应的时区时间。找出这两个时间之间的差值，然后将这个差值应用到指南针方位角的时区时间上。这样就能得到用于查询方位角表的时区时间，进而得出与最近观测到的指南针方位角相对应的真实方位。再根据海图上的磁偏角数据来计算磁方位。磁方位与指南针方位之间的差值即为所需的偏差值，应将其与偏差表中的数值进行比较。如果两者差异较大，且你对自己的计算结果有把握，那么在计算船舶的航向时就应该使用这个新的偏差值。

3. 当地视正午的时区时间
现在你可以开始计算当地视正午的时区时间了。除非你有特别的偏好，否则请按照第六周周六讲座中介绍的方法来操作。请记住，在从24小时中减去上午观测点的时区时间以得到到正午的总时间时，如果船舶处于静止状态，那么不应使用D.R.位置的时区时间，而应使用从G.A.T.中减去最可能定位点的经度所得出的时区时间。这样得到的时区时间是基于最可能定位点经度计算的，它与基于D.R.经度计算出的时区时间会有所不同。一旦确定了当地视正午的时区时间，就从中减去30分钟，并告知轮机长，届时应将甲板上的时钟调至上午11:30。如果时间调整的幅度很大（前提是船舶几乎处于向东或向西的航行状态），那么在夜间值班时就把时钟调回原来的时间会更为明智，这样可以弥补预计会失去的时间。这样一来，负责上午值班的官兵们就不会遇到太大麻烦，厨师们也会更方便。之后就可以在上午11:30时再将时钟稍微调整一下，使其准确无误。

4. 季圈外高度与季圈高度
你已经了解这类观测所遵循的原理和方法。当船舶在船队中航行时，通常需要精确知道正午时的纬度，因为此时会升起位置信号，而导航员不仅希望自己的位置信息准确，还希望能尽快获得这些信息。如果上午的观测是在太阳位于或接近天顶时进行的，那么到了正午时纬度可能会发生变化。

经度不会发生变化。因此，一旦从上午的观测中得到修正后的时间，你就可以立即算出正午时的经度（你其实已经在完成上午观测后立刻得到了这个时间）。这样，在你前往桥上观测子午线高度之前，就已经知道了经度数值。在正午时分，立即测量子午线高度，并让信使去通知船长此时已是正午。船长随后会命令敲响八下钟，这时你就可以提交正午报告了，报告中应包括通过观测得到的纬度和经度、通过推算得到的纬度和经度、上午8点时船首罗盘的偏差、自上一个正午以来航行的距离、到目的地的距离、洋流的方向与流速（注意：在编队航行时无需提供这些信息，通常会省略），以及其他相关说明。如果在上午观测时太阳并非位于天顶或接近天顶的位置，那么就需要根据即将到来的正午位置对应的经度因子来计算正午时的纬度。通过修正上午观测所得的经度值，再结合经度因子以及纬度误差，就能很快得到正确的正午经度，几乎不会产生延迟。不过，如果不使用纬度常数，要想及时获取所有这些信息是非常困难的。此处不便详细讨论这些常数，但它们其实很容易使用，你应该学会如何运用它们。相关内容可见《鲍迪奇航海手册》第325条，第128页，以及第405条，第181页。

5. 下午的太阳观测
这也是一种用于确定经度的方法，因此之前关于此类观测的说明同样适用于此情况。如果天气良好，无需在傍晚之前进行此次观测，因为那时可以通过星星来确定纬度和经度，而下午的太阳观测只能给出经度数值。这种下午的太阳观测可以作为一种验证手段，是否使用则取决于之前是否已经进行了其他时间的观测。

6. 傍晚时的观测
使用星星的优势在于，通过同时测量不同星星的高度，就可以确定自身的纬度和经度。在北大西洋的夏季，东边有织女星、天鹰座α星或天琴座α星，南边有心宿二或天鹰座δ星，西边有大角星，北边有北极星、北河三或小熊座β星，这样的组合能够覆盖罗盘的各个方位。在冬季，东边有五车二、双子座α星或双子座β星，南边有天狼星或猎户座腰带上的任何一颗星，西边有天鹰座δ星，北边仍是北极星，这样的组合也同样适用。

7. 黎明时的观测

在天气良好的情况下，这主要应通过纬度来确定位置，因为经度的确定则会在之后进行。通过北极星来判定纬度，同时再观察南半天空中的某颗星星作为参照，就能得到非常准确的结果。

8. 从正午到正午的航程估算
如果上午晚些时候航向没有变化——通常都是如此——那么就可以在正午之前算出当天的航程数据，这样就可以与其他正午时的数据一起交给船长。与使用鲍迪奇表进行计算相比，直接在海图上标注要容易得多。不过，这样的计算也能对海图上的数据起到验证作用，如果你希望获得更加精确的结果的话，还是应该进行这样的计算。

9. 过去24小时的航行距离
同样，最好能同时通过海图和数值两种方式来确定距离。随着你越来越熟悉这项工作，会发现通过海图来获取答案要简单快捷得多。当然，如果用分规和直尺仔细测量，得到的结果也同样准确。

10. 到达目的地的距离
这里也适用与第9点相同的说明。

11. 水流的方向与漂移量
计算你的推算位置与正午时观测所得位置之间的差异，也就是从推算位置到实际位置的航向和距离。航向即水流的方向，距离则为漂移量，所有这些都可以通过鲍迪奇表轻松计算出来。这两种位置之间的差异很少是由水流造成的，更多是由于操纵失误等因素导致的。不过为了方便起见，这些误差都被归因于水流。如今，这种对水流的计算已经很少使用，尤其是在编队航行时。

显然，上述流程并非在所有天气状况或环境下都能遵循。它只是说明了在24小时内应当进行的各项观测工作的大致内容，而实际天气状况会决定何时适合进行这些观测。后续每天的天气情况都可能迫使你采用不同的操作流程。不过，只要尽可能遵循上述流程，就能获得更精确的位置数据。

(c) 进入领航水域时
请确保你打算进入的区域的所有海图都已更新至最新日期。

请仔细研究这些海图，并详细记录下你打算使用的各种导航辅助设施的信息。在记录灯光信息时，要注明其独特的外观特征、可见范围、大致观测时间以及你认为可能需要的其他信息。如果在驾驶台上就能掌握这些信息，就能避免在关键时刻不得不花费大量时间去海图室查找资料。

确保测深仪、测深绳等设备处于可用状态。请记住，在进入领海时，最安全的参照物是那些永久性的标志物——浮标、罐体等可能会偏离原有位置或完全丢失，灯船也可能会出现类似情况。

熟悉你计划抛锚区域的潮汐变化等情况。如果可能的话，选择这样一个抛锚点：能够通过岸上的两三个固定点来确定方位。抛锚后应尽快使用罗盘确定方位，并定期让后勤人员进行检查，这样就能知道是否出现了拖曳现象。

最后，请始终牢记：再多的建议也无法弥补你的疏忽大意。要做好应对任何紧急情况的准备，保持冷静、耐心和乐观的态度。面对突发状况时，常识才是最好的解决办法。只要具备常识以及从这些讲解中获得的知识，就不会犯太多错误。

虽然接下来的内容并非按照上述顺序逐一介绍所有需要观察的景象，但它能让你大致了解航海员一天的工作内容。请把相关内容记在笔记本上。（给教练的提示：利用剩余时间仔细讲解这个示例的每一个步骤。）

**海上一日工作记录**

出发点为1919年1月25日中午的位置，纬度为北纬30°01’，经度为西经73°47’20”。航向为东北偏北方向，偏差为东偏2°，磁偏角为西偏4°。日志记录的时间为20点。船只一直保持此航向航行，直到下午6点30分左右，此时日志记录的时间为98点，同时观测到子午线以东的参宿七的高度为39°36’20”。当日总航行时间为下午6小时33分19秒，逆流时间为4小时55分04秒，水流速度为2米16秒/秒，吃水深度为37英尺，偏离航线角度为0度20秒。

将航向调整为真北40度，继续航行至凌晨3点，此时日志记录的航程为198海里。此时船舶遇到了强劲的东北风，航行速度降至每小时7节，直到上午8点30分左右，此时测得航向为南偏东46度，磁偏角为西7度。从午夜到下午4点55分04秒，船舶的航行时间为8小时31分16秒；从上午4点55分04秒到下午6点30分，航行时间为1小时35分04秒。纬度偏差仍为+0分10秒，经度偏差及航向均保持不变。之后船舶继续以真北39度的航向、每小时7节的速度航行，直至中午，此时日志记录的航程为261海里，测得的子午线纬度为南纬37度59分。纬度偏差、经度偏差及航向仍与之前相同。需要完成的任务如下：1. 在中午时通过D.R.方法确定船舶位置；2. 在中午时通过观测确定船舶位置（需根据经度进行修正）；3. 测定上午8点30分时磁罗盘的偏差；4. 确定当地视中午的时间。

1919年1月25日，船舶处于海上，纬度为北纬30度01分，经度为西经73度47分20秒，持续航行至下午6点30分。

| 航向 | 航程 | 纬度变化 | 经度变化 |
|------|------|----------|----------|
| 北 | 78 | 63.9 | 44.7 | 51.5 |
| 东 | | | | |

| 纬度 | 经度 |
|------|------|
| 北纬30度01分 | 西经73度47分20秒 |

继续航行后，纬度变为北纬31度04分54秒，经度变为西经72度55分50秒。

下午6点30分时，观测到天体为参宿七。

观测数据：
- 航向：39度36分20秒
- 纬度：*
- 经度偏差：+00分20秒
- 航行时间：6小时33分19秒
- 日志记录的航程：8.92502海里

其他数据：
- 西偏角度：4度55分04秒
- 日志记录的纬度余弦值：9.93269
- 航向偏差：2度16分
- 日志记录的赤纬余弦值：9.99544
- 纬度偏差：-7度09分

其他信息：
- 格林尼治标准时间：11小时30分39秒
- 日志记录的南纬度：8.85315
- 南纬度偏差：0.07130

航向：南偏东45度
距离：24.5海里
纬度：17.3度
偏差：17.3度
方向角：20度

纬度变化：北纬31度04分54秒
方向角变化：西经72度55分50秒
南纬17度18分，东经20度

最终纬度：北纬30度47分36秒
最终方向角：西经72度35分50秒

已将航向调整为40度（真实值）。
航向距离：24.5海里
纬度：17.3度
偏差：17.3度
方向角：20度

北纬40度，东经138.5度，106.1，89，105
纬度：北纬30度47分36秒；经度：西经72度35分50秒
1 46 06北纬，1 45东经
————— ——————
纬度：北纬32度33分42秒；经度：西经70度50分50秒

上午8点30分

20小时31分钟
西经18度25分10秒。日志中的“t”值为9.28284
16秒
日志余弦值
IE + 10，C-W 4 55 04，9.92573
纬度
日志余弦值
———— C.C. 2 16，9.97595
赤纬
18度25分20秒 ————— ————
1小时28分钟
HE + 7 34，G.M.T.。日志中的S值为9.18452，自然值则为0.15294
36秒
自然值中的L-值为
———— 等时差为-12 32，0.18841
D
18度32分54秒 ————— ———
1小时16分钟，自然值
G.A.T.为71度30分00秒，ZD值为0.34135
04秒，ZD值
18度53分24秒
赤纬为西经4度43分51秒，-90度00分00秒
南纬
纬度为北纬32度33分42秒 ————— —————
L.A.T.为20小时32分钟
———— 18度30分00秒，C.Alt.值为
(t)为13秒
L-D为51度27分06秒，18度32分54秒，T.Alt.值为
————
2分54秒，朝向……

航向 距离 纬度 经度 偏差
南纬52度，东经3度，1.8，2.4，3

纬度：北纬32度33分42秒，经度：西经70度50分50秒
1，48，南纬3度，东经3度
————— ——————
纬度：北纬32度31分54秒，经度：西经70度47分50秒

太阳方位：南纬46度
罗盘指向：东
南纬52度
太阳真实方位：东
—————
6度
总误差：西
7度
偏差：西
—————
偏差为1度，向东

航向 距离 纬度 经度 偏差
北纬39度，东经24.5度，19，15.4，18.4
纬度：北纬32度31分54秒，经度：西经70度47分50秒
19，北纬18度，东经24度
————— ——————
纬度：北纬32度50分54秒，经度：西经70度29分26秒

正午时。
南纬37度59分，地方时00小时00分钟00秒
指数为+10，偏西。经度为4度41分58秒
————— ——————

37° 59' 10"，G.A.T.时间：4小时41分58秒
HE 8 55，E.T.（符号相反）+ 12 34
17 ——————
—— G.M.T.时间：4小时54分32秒
38° 08' 22" 南纬
51° 51' 38" 北纬（ZD）
18 51 12 南纬（12月）
——
正午时的北纬为33° 00' 26"。

低角因子为0.93，根据观测值，北纬为33° 00' 26"。
根据推算值，北纬为32° 50' 54"，两者之差为9.5度。
低角差值为8.83度，纬度差值为9分32秒。
由于观测值对应的纬度位于推算值所在经线的东侧，因此低角差值也取东向值。
根据推算值，低角为70° 29' 26"西偏。
低角差值为8 50东偏。
正午时的低角为70° 20' 36"西偏。

通过从正午到正午的推算：
航向、距离、纬度偏差、低角值：
176英尺或2度，北纬35度，东经78，63.9，44.7
56英尺，北纬40度，东经138.5，106.1，89
北纬39度，东经24.5，19，15.4
—— ——
189，149.1
纬度偏差为北纬30° 01'，低角偏差为西偏73° 47' 20"
3 09北纬，2 56东经
—— ——————
纬度为北纬33° 10'，低角为西偏70° 51' 20"
最小纬度为31° 35'

当地真正正午的观测时间
日期：1919年1月26日
上午视时的地方时：1小时16分04秒
上午视时的经度：4度43分12秒
————
下午的地方时：20小时32分52秒
到正午的总时间：3小时27分08秒

指向正午的方向角度：39°
每小时经度变化量：5分21秒
3600秒 + 21秒 = 3621秒
3 × 60 = 180
27
——
207
60
——
12,420
08
——
3621 ÷ 12,428 = 3.43小时
10,863
——
15,650
14,484
——
11,660
10,863
——
3.43小时 = 3小时25分48秒
上午视时的世界时：8度31分16秒
————
当地标准时间的世界时：11小时57分04秒

答案：
由D.R.给出：纬度为北纬33度10分，经度为西经70度51分20秒。
通过观测得出：纬度为北纬33度00分26秒，经度为西经70度20分36秒。

上午8:30的航向记录
东偏1°
洛杉矶时间，上午11小时57分04秒

周五的授课内容

当天的航行情况：
1918年11月28日，在海上航行。中午从北纬20°50’、西经73°15’20”处出发。中午时的航行距离为34海里。船舶以73°的真北方向航行，偏差为东偏3°，磁偏角为西偏1°，直到黄昏时航行距离达到152海里。随后将航向改为东偏北¾真北方向，此时观测到白羊座阿尔德巴兰星的高度为37°10’10”以东，罗盘方位为北偏东89°，磁偏角仍为西偏2°。航行时间为8小时10分16秒，逆风时间为4小时51分30秒，顺风时间为4分钟08秒，偏离弧线的角度为1分10秒，吃水深度为38英尺。在浓雾和暴雨中，船舶继续以该航向航行，直到凌晨2:30，此时航行距离为200海里。随后将航向改为东偏北½真北方向，以每小时8节的速度航行，直到早上6:30天气转好，此时观测到北极星的高度为北纬21°04’20”。航行时间为上午6小时35分47秒，逆风时间仍为4小时51分30秒，偏离弧线的角度、吃水深度及顺风时间均与之前相同。船舶继续以相同的航向和速度航行，直到大约上午9:30，此时观测到某星体的高度为北纬38°45’20”。航行时间为上午9小时39分10秒，逆风时间仍为4小时51分30秒，各项参数均与之前相同。之后，船舶以93°的真北方向、每小时10节的速度航行，直到中午，此时航行距离为294海里，观测到的子午线方向上的星体高度为北纬46°49’30”。各项参数仍与之前相同。

需要完成的任务：
1. 中午时的D.R.位置。
2. 通过观测得到的中午位置（需根据经度进行修正）。
3. 晚上8:10时的航向偏差。
4. 当地视中午时的值班时间。

周六的授课内容

当天的航行情况

1918年4月21日，海上。从北纬31°50’、西经76°30’31”处的正午位置出发。中午时的航行日志记录值为128。直到下午4点30分左右，船只的航向为北偏东10°，偏差为西1°，变化量为西3°。下午4点30分左右，观测到太阳下边缘的高度为25°13’10”，指南针指示的方位为北偏西87°。真太阳时为4小时26分46秒，恒星时为5小时04分52秒，时钟慢速1分03秒，弧度偏差为0分10秒，吃水深度为29英尺。此时航行日志的记录值为188。随后航向改为东北偏北方向（真北方向）。天气多云，接近黄昏时云层散开，观测到本初子午线以西40°01’00”处的普罗西翁星的高度。真太阳时为凌晨1小时37分28秒，时钟仍慢速1分03秒，弧度偏差为0分10秒，吃水深度为29英尺。航行日志的记录值为236。船只保持同一航向直至午夜，此时航行日志的记录值为290。午夜时分，船只遭遇浓雾，速度降至8节，直到凌晨6点30分左右雾气散去，此时观测到北极星的高度为北纬35°29’10”。真太阳时为上午6小时32分14秒，恒星时为4小时59分02秒，时钟仍慢速1分03秒，吃水深度为29英尺。从凌晨6点30分开始，船只以每小时15节的速度沿北偏东32°的真北方向航行，直至中午，此时观测到该星在南方的天顶高度为65°37’10”。航行日志的记录值为424，吃水深度仍为29英尺，弧度偏差仍为0分10秒，时钟仍慢速1分03秒。需要确定以下信息：1. 正午时的D.R.位置；2. 正午时通过观测得到的位置（已根据经度进行修正）；3. 下午4点30分时指南针的偏差；4. 当地视正午的时间。

第八周——导航

周一：讲座

当天的航行情况：

1918年11月12日，船只处于海上。出发时位于北纬39°40’、西经33°20’04”处。中午时记录的航向为294°，直到下午3点30分左右。此时罗盘偏差为西偏1°，磁偏角为西偏24°；观测到的天体高度为13°55’10”，通过方位仪确定的方位为南偏西79°。航行时间为3小时22分18秒，逆风时间为2小时13分20秒，顺风时间为1分10秒，偏流量为1弧分10秒，海面高度为32英尺。此时记录的航向数为46。

之后航向改为290°，一直持续到下午6点30分左右。此时观测到北极星的天体高度为北纬40°15’40”。航行时间为6小时32分18秒，逆风时间仍为2小时13分20秒，海面高度、偏流量等参数保持不变。此时记录的航向数为90。

船只继续沿原航向行驶，直到凌晨1点30分，此时记录的航向数为196。凌晨1点30分，在左舷船头发现了潜艇。于是命令全速前进，航速为每小时17节，一直持续到早上8点。此时观测到的天体高度为北纬8°40’00”。航行时间为8小时1分30秒，逆风时间仍为2小时13分20秒，其他参数不变。

之后船只以272°的真正航向、每小时15节的速度继续行驶，直到中午。此时观测到的子午线天体高度为南纬32°35’40”。其他参数仍保持不变。此时记录的航向数为362。

需要完成的任务：1. 确定中午时的D.R.位置。2. 根据观测结果确定中午时的位置（需根据经度进行修正）。3. 确定下午3点30分时罗盘的偏差。4. 确定当地视中午的时间。

周二讲座

当日工作记录

1918年12月10日，仍在海上。出发地点为北纬19°50’、西经20°01’20”。此时为正午时刻，日志显示的航速为20节，航向为北偏东16°。罗盘偏差为东偏2°，磁偏角为西偏18°。船只一直保持此航向航行至晚上8点，随后改为北偏东18°的航向，同时观测到北极星的高度为北纬22°33’14”。航行时间为8小时9分10秒，逆流时间为1小时20分05秒，顺流时间为2分钟00秒。没有其他特殊情况，吃水深度为39英尺。日志显示的航速为104节，之后船只以14节/小时的速度继续航行直至午夜。午夜时再次改变航向，变为北偏东14°，以12节/小时的速度航行至凌晨4点。凌晨4点时将航速降至9节/小时，并以该速度航行至上午8:30，此时又将航向改为北偏东17°，观测到的北极星高度为北纬22°40’30”。上午的航行时间为8小时34分16秒，逆流时间仍为1小时20分05秒，其他参数与之前相同。根据罗盘显示，太阳位于南偏东65°方向，磁偏角仍为西偏18°。船只继续以12节/小时的速度沿此航向航行两小时，之后改为真北方向，以相同速度航行至正午，此时观测到子午线方向上北极星的高度为南纬42°36’50”。其他参数仍与之前相同。

需要解决的问题：1. 正午时的D.R.位置；2. 正午时通过观测得到的位置（需根据经度进行修正）；3. 上午8:30时罗盘的偏差；4. 正午时的日志读数。

周三讲座

当日工作记录

1918年7月19日，仍在海上。出发地点为北纬40°30’、西经45°00’10”。此时为正午时刻，日志显示的航速为68节。船只以115°的航向航行至下午2:30，罗盘偏差为西偏1°，磁偏角为西偏25°。此时日志显示的航速为125节，随后将航向改为118°（偏差和磁偏角保持不变），继续航行至下午5点左右。下午5点左右进行了观测。

海拔高度为22° 40' 20"，磁罗盘方位为北偏西55°。航行时间为5小时01分16秒。C-W方向为3小时00分02秒。弧度上的IE值为2分20秒。CC速度为3米32秒/分钟。HE值为32英尺。日志记录的数值为168。此时航向被改为113°，一直持续到晚上8点左右，此时观测到织女星的地平高度为南纬88° 15' 10"。航行时间为8小时02分26秒。C-W方向仍为3小时00分02秒。HE、IE、CC值保持不变。日志记录的数值为210。继续沿同一航向航行，直到凌晨2点左右，此时观测到织女星位于本初子午线以西47° 19' 20"处。航行时间为凌晨2小时04分24秒，C-W方向仍为3小时00分02秒。IE、HE、CC值依旧不变。日志记录的数值为299。北极星所在的时区为北纬86°西经。继续沿同一航向航行，直到凌晨4点，此时日志记录的数值为329。

凌晨4点时，浓雾和降雨迫使船只将航速降至每小时5节，直到上午9点左右天气转好，此时观测到的地平高度为南纬51° 52' 40"。航行时间为上午9小时03分18秒，C-W方向仍为3小时00分02秒。HE、IE、CC值保持不变。之后，船只以每小时13节的速度沿88°的航向航行，直到中午，此时日志记录的数值为394，观测到的织女星地平高度为南纬69° 52' 20"。IE、HE、CC值依旧不变。

需要确定的内容：1. 正午时的D.R.位置；2. 正午时通过观测得到的位置（已根据经度进行修正）；3. 下午5点时指南针的偏差；4. 当地视正午的时间。

星期四的讲座内容：

1918年11月25日，在海上。中午从北纬25° 05'、西经37° 10' 40"处出发。中午时日志记录的数值为32。此时航向为119°，指南针偏差为东偏2°，磁偏角为西偏19°，直到黄昏时分，日志记录的数值变为110，此时观测到北极星的地平高度为北纬25° 30' 40"。弧度上的IE值为1分10秒，HE值为28英尺。航行时间为5小时40分18秒，C-W方向为2小时28分11秒，CC速度为4米15秒/分钟。随后航向改为东南偏东¾东，磁偏角和指南针偏差保持不变，继续沿此航向航行，直到晚上8点30分左右，此时观测到马卡布星位于本初子午线以西59° 48' 10"处。日志记录的数值为157。航行时间为8小时34分48秒，C-W方向仍为2小时28分。

11秒后，航向、磁偏角和真北偏差仍保持不变。继续沿原航向航行至午夜，此时日志显示的航程为210。随后将航向改为110°真南方向（磁偏角和真北偏差依旧不变），以12节的速度继续航行，直至上午8点左右，此时观测到的天顶高度为23° 05' 10"，罗盘方位为南偏东33°，磁偏角为西19°。总航行时间为8小时4分10秒，从上午开始计算；当地视中午的时间为2小时28分11秒。航向、磁偏角和真北偏差仍保持不变，继续以每小时15节的速度沿原航向航行，直至中午，此时观测到的天顶高度为南纬44" 30' 50"。磁偏角、航向和真北偏差依旧不变，日志显示的航程为366。

需要了解以下信息：1. 正午时的D.R.位置；2. 正午时通过观测得到的位置（已根据经度进行修正）；3. 上午8点04分时罗盘的偏差情况；4. 当地视中午的时间。

附加内容：罗盘校准

本讲旨在向大家介绍一些关于磁力以及罗盘校准的基本知识。之所以在本书中加入这一章节，是因为有许多船员咨询过如何校准罗盘，他们意识到如果自己能更深入地了解相关知识，就能提供更有用的建议。地球本身就是一个巨大的磁体，正是地球的磁场作用于罗盘指针，才导致了罗盘误差，因此有必要对其进行校正。那么该如何校正呢？首先我们需要了解磁力的基本规律，即两块磁体的相反极会相互吸引，相同极则会相互排斥。由此可知，如果我们决定将磁针指向北方的那一端涂成红色，那么地球上与该区域对应的磁力则应为蓝色，也就是与红色磁针的北方指向端具有相反的磁性。

影响船舶罗盘指向的磁场有多种，一种来自地球，另一种则来自船体中的铁质材料等。要详细探讨这些磁场的成因及其理论依据，已超出本次讲座的范围。为纠正这些影响，需要使用四组磁铁，其中两组通常安装在罗盘本体上：一组用于校正前后方向的偏差，另一组则用于校正横向偏差。第三组磁铁由两个铸铁球组成，放置在罗盘碗的两侧（称为象限校正器）。第四组磁铁则用于在船舶严重倾斜时校正罗盘指向。

如果接到调整罗盘的指令，首先应选择天气良好、海面平静的日子。将船舶驶至某个地点——该地点的位置可通过海图确定，且确保周围有足够的空间供船舶摆动。将手表设定为当地视时间（出发前已计算好）。根据方位角表，每隔四分钟记录一次太阳的真实方位角，再结合所选位置的磁偏角将其转换为磁方位角，并将这些时间和对应的磁方位角记在笔记本上。

接着检查罗盘，确保其刻度线恰好位于船舶的纵向中心线上。在船舶摆动过程中，安排一名熟悉罗盘操作的人员在旁协助。一切准备就绪后，将罗盘上的指针固定在与北方对齐的位置，再将瞄准叶片调整到按计划设定的初始航向对应的磁方位角上。左右转动舵柄，直到在预定时间，瞄准叶片在罗盘刻度盘上的反射点恰好落在正确的磁方位角上。此时，船舶的航向就会指向磁北方向。如果罗盘显示正确，那么它与罗盘指针的指示一致，都表明船舶正朝向北方。若并非如此，则说明罗盘存在偏差，其偏差值即为该航向下的偏差程度。假设偏差朝右，即向东，且是由船舶右侧的磁场引起的，那么，如果将指针北端的磁性视为“红色”，那么为了吸引指针的红色端，船舶右侧的磁场强度必然与之相对应。

可将其视为蓝色磁场；而包括指针在内的罗盘在其中的表现则如下所示：
为抵消右侧的这种蓝色吸引力，需将舵柄处的磁铁向罗盘表盘方向拧动。如果将该磁铁放在甲板上，其磁场表现则如下所示：

换句话说，根据上述磁学定律，当这个磁铁被移近罗盘指针时，磁铁的红色端会将罗盘指针的红色端从右侧推开，而磁铁的蓝色端则会将罗盘指针的红色端拉向左侧。当罗盘指针指向北方时，即可通过正确的方位角来修正该方向上的偏差。

现在将罗盘上的指针转向东方。保持船舶沿此方向航行，直到罗盘指针在正确的磁偏角位置时，其阴影恰好落在罗盘刻度盘的相应位置上。此时，船舶的指南针应显示船头正指向东方。如果实际情况并非如此（通常都是如此），即船头指向东方的右侧，那么船舶的磁力状况及指南针的指向情况就会如下所示：为了使指南针指针重新指向北方，就需要将位于船首前部的磁铁移至更靠近指南针刻度盘的位置（如下图所示）。该磁铁所产生的磁场会对处于当前航行方向的指南针指针产生作用，其效果就如同船舶朝北方航行时，位于船身上的磁铁对指南针指针产生的作用一样。

现在，船舶的罗盘已经分别针对北方和东方方向进行了校正。接下来的步骤是校正处于两者中间的方向，即东北方。如果在这个方向上存在偏差，就需要调整位于罗盘碗两侧的铸铁圆筒（称为四分仪校正器），通过将其向罗盘靠近或远离来调整，直到船舶的航向在适当的时间里真正指向东北方，且与经纬仪显示的方位一致。至此，船舶的罗盘已经完成了一个完整方向的校正，也就是从北方到东方的校正；由于磁体本身的特性以及罗盘指针的磁性在其余三个方向上与第一个方向相同，因此这样的校正就足以应对所有四个方向。不过，罗盘的校正永远无法达到绝对精确的程度。因此，明智的做法是让船舶绕行一周，每隔15度就利用经纬仪确认一次，从而确定并记录下剩余的误差。

还有一处需要修正，即倾角误差的问题。当船舶在海上航行时出现严重偏航现象时，船舶的磁性与其上罗盘指针之间的关系会与船舶处于相对平衡状态时的情况有明显不同，此时就需要进行这种修正。该修正可通过安装在罗盘箱正下方（或正上方）的垂直磁铁来实现，相关细节可参考鲍迪奇著作第125条，第53页d段。必须记住，罗盘的校准并非一门精确的科学——在某一纬度下有效的校准方法在另一纬度可能并不适用；各种不同的因素都可能影响船舶或罗盘指针的磁性，进而直接影响偏差值。关于这一点，建议阅读鲍迪奇著作第129条，第55页。此外，还应阅读第119至130条，这些条款以更详尽且更科学的语言阐述了本讲的内容。

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第2节 古腾堡计划的任务说明

古腾堡计划代表着以各种计算机都能读取的格式免费分发电子作品，这些计算机包括过时的、老旧的、中型的以及新型的计算机。它的存在正是基于这一理念。

数百名志愿者的辛勤努力，以及来自各行各业人士的捐助，共同推动了这一项目的发展。

志愿者们以及为他们提供所需支持的财政援助，对于实现古腾堡计划的目标至关重要，也只有这样，古腾堡计划所收藏的书籍才能一直免费供后人使用。2001年，古腾堡文学档案基金会应运而生，旨在为古腾堡计划及未来的世代创造一个稳定且可持续的发展环境。如需了解更多关于古腾堡文学档案基金会的信息，以及您如何通过自己的努力和捐助来提供帮助，请参阅www.gutenberg.org网站上的第3节和第4节内容以及基金会的相关介绍页面。

第3节：古腾堡文学档案基金会简介

古腾堡文学档案基金会是一家非营利性501(c)(3)教育机构，根据密西西比州法律成立，并获得了美国国税局的免税资格。该基金会的联邦税务识别号为64-6221541。根据美国联邦法律及您所在州的法律规定，向古腾堡文学档案基金会捐款可享受税收减免。

该基金会的办公地址位于美国新泽西州蒙特克莱尔市Watchung Plaza 41号516室，邮编07042，电话号码为+1 (862) 621-9288。电子邮箱地址及最新的联系方式可在www.gutenberg.org/contact页面上找到。

第4节：向古腾堡文学档案基金会捐款的说明

古腾堡计划依赖于公众的广泛支持与捐助，没有这些支持，它就无法继续履行自己的使命——增加那些可以以机器可读格式存在、并能被各种设备读取的公共领域及授权作品的数量。

包括那些已经过时的设备。许多金额不大的捐赠（1美元至5,000美元）对于维持该机构在IRS处的免税地位而言尤为重要。

该基金会致力于遵守美国50个州所制定的有关慈善机构及慈善捐赠的法律法规。这些法规的要求各不相同，要满足并持续符合这些要求需要付出大量努力、处理大量文书工作并支付诸多费用。在没有收到相关合规性确认函的地区，我们不会寻求捐赠。如需捐款或了解某一特定州的合规状况，请访问www.gutenberg.org/donate。

虽然我们无法也不会在尚未满足相关要求的州寻求捐赠，但我们知道并没有规定禁止接受来自这些州的自愿捐赠者所提供的捐款。

我们衷心欢迎国际上的捐赠，但对于来自美国境外的捐赠在税务处理方面，我们无法给出任何说明。仅美国的法律就足以让我们的少量员工应接不暇。

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第5节：关于Project Gutenberg电子作品的一般信息

迈克尔·S·哈特教授提出了Project Gutenberg的理念，即创建一个可供所有人自由共享的电子作品图书馆。四十年来，他在仅有少量志愿者支持的条件下持续制作并分发Project Gutenberg电子书。

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