项目：研究利用太阳进行天文定位的几种方法（海栋修正版） 前言：天文学并不像我们想象的那么难，它离我们的生活很近。当你到了一个新的地方，找不着方向 ，又没有指南针，定位仪，或是GPS出了问题。应用天文定位可以简单方便的定位。晚上，天上的星星是我们的明灯，白天，我们头顶的太阳，是我们最忠实的向导。在夜晚，利用三颗星就能准确定位，但白天只有一个太阳，我们该怎么办呢？
以下方法均有误差，忽略了地轴晃动、地球自转速率变化等因素。
方法一：利用正午太阳投影，确定南北方位
原理1：任何一地下午太阳高度最大时，除直射点所在地，太阳总在正南或正北。原理2：地理时区的东八区基线是东经１２０度这条线。全球一圈是３６０度，一天是１４４０分钟，即地球每４分钟自转１度
条件：已知当地经度。
步骤：（1）确定当地正午。
在使用北京时间的情况下，当地正午的地方时12点要换算成北京时间。以我所在大连海市大学为例，当地经度为121.5度E，与北京时间所在经线120度差1.5°，所以时差为6分钟，再加上太阳光照射到地球需要滞后8分钟（计算中需要加进去），则大连海事大学正午时北京时间为11：54。观测者却应在北京时间12：02时观测。当然,由于地球自转速率不均匀等因素所产生的误差可以忽略不计.(注: 什么时间是正午?一般人们都认为是中午12时,这是不全对的。因为我国统一使用的是“北京时间”,而不是地方时(地方时正午就是12时)。北京时间是东经120。经线经过的地方,如山海关、青岛、杭州等地,这些地方的12时才是正午,其它地方正午并不是12时,如北京正午是12时15分,哈尔滨正午是n时33分。 怎样才能知道当地正午的时间?只要你在地图上查到当地的经度(地图上未标明的地方,可以按比例估计出来),用以下的算式就可以计算出当地正午的北京时间。 当地正午时l’ed~12+(120。 一当地经度)令巧”。 如:武汉的经度是东经n4招。,算出 武汉正午时间~12+(1200一114·3。)十150 =12.38(时) =12时23分。)
（2）以日影定南北。
正午时立于太阳下，或竖一竹竿，影子与太阳方位相反，指向正南或正北。 如果还不能确定南北，可参考以下情况：
如果观测者在北回归线以北，一年四季正午太阳直射点都在正南方，影子朝向正北； 如果观测者在北回归线以南，一年四季正午太阳直射点都在正北方，影子朝向正南； 如果观测者在南北回归线之间，直射纬线可用正午太阳高度计算公式求得，从而得知观测者在直射点以南或以北。
方法二：利用正午日影定方向，并计算当地经度。
工具:表,竹竿, 圆规（可用刻度尺代替）,纸笔,量角器
原理：一天中以正午为中心，上下午日影长短对称，两次等长日影的中点即为当地正午，正午日影指向南北；表上显示为北京时间，二者时差的实质就是经度差。据此可算出当地经度。以大连海事大学为例步骤如下：
1、在一开阔地面划一圆，圆心O处立一竹竿。
2、竹竿顶端在地面上一天中的投影必有再次会落在圆周上，如图为A和B点。记录投影端经过A、B的北京时间。
3、A和B点在圆周上，故OA=OB, 由此可知劣弧AB的中点C为正午12点时的投影，，OC即为正午日影，该日影正好是昼半球的中央经线，所以指向正南正北指向南北。
4、确定正午投影的北京时间。记住OC的位置，第二天观测并记录当日影与OC重合的
北京时间，而此时应该是当地时间12时8分（太阳光滞后8分钟）。因为我们使用的是北京时间，由此可算出当地经度.如：此时（我所在大连海事大学）北京时间为12：02，用12：08-12：02=6分钟。所以我所在的经度与120度东经差1.5度。所以我所在的经度为120+1.5=121.5度东。
方法三：两分日利用太阳定东西（有局限性）
原理：两分日时，全球各地太阳都从正东升起，正西落下。这两日前后，除正午，太阳总在正东或正西。
步骤：上午观测，太阳在正东，日影在正西；
下午观测，太阳在正西，日影在正东；
正午观测，太阳在正南或正北。
方法四：利用正午太阳定纬度
前提:有表，经度可由方法2测得，然后确定正午时间（注意要加上8分钟）。
原理：利用正午太阳高度计算公式H=90°-︱所求点纬度－直射点纬度︱，知道其中正午太阳高度（可用竹竿法或六分仪测得）和太阳直射点，可求出当地纬度。步骤如下：
（1）根据该日日期及太阳直射点移动幅度（每天移动0.258°纬度 这个由太阳每年经过南北回归线一个来回，所走的纬度为23.5*4=94度。94度/365天=0.258度）算出太阳直射点纬度 。
（2）利用竿影法测量出当地正午太阳高度H。（知道竹竿的长和竹竿的影长由直角三角形可求出太阳高度）
（3）利用正午太阳高度计算公式求出当地纬度。
方法五：利用正午太阳和手表定方向
原理：地球24小时自转360度，一小时转15度，而手表的时针总比太阳转得快一倍，依此原理，可用手表和太阳测定方位。
具体方法1：将时针对准太阳的方向。12点刻度和时针之间的夹角的中线对准的方向就是正南。
用手表的时针对准太阳，这时时针和手表上“12点”（与手表中心的连线）形成一个夹角（小于180度），夹角的角平分线所指的方向就是“正南方向”。中午12点因为时针和刻度“12”重合，夹角为0度，时针所指方向肯定就是南。
南半球的判别方法刚好相反。
具体方法2：以当时的时间（24小时制）除以2，以得到的时间时针刻度对准太阳方向。这时12点刻度所指的方向就是北方。反之6点的刻度就是南方。此方法可用一口诀概括：时数折半对太阳，12指的是北方。
以上两种方法都要注意两点，一是所用时间都要将北京时间换算为地方时，二是要将手表平置。
学习背景：学过航海学2后，我从网上还查阅了一些资料，我对这些资料和所学内容进行总结，本文为我对资料修改后的文章.图画的不好，请谅解。由于船舶在海浪中的晃动，前四种方法，很遗憾在航海中是无法应用的。
项目：研究利用太阳进行天文定位的几种方法（海栋修正版） 前言：天文学并不像我们想象的那么难，它离我们的生活很近。当你到了一个新的地方，找不着方向 ，又没有指南针，定位仪，或是GPS出了问题。应用天文定位可以简单方便的定位。晚上，天上的星星是我们的明灯，白天，我们头顶的太阳，是我们最忠实的向导。在夜晚，利用三颗星就能准确定位，但白天只有一个太阳，我们该怎么办呢？
以下方法均有误差，忽略了地轴晃动、地球自转速率变化等因素。
方法一：利用正午太阳投影，确定南北方位
原理1：任何一地下午太阳高度最大时，除直射点所在地，太阳总在正南或正北。原理2：地理时区的东八区基线是东经１２０度这条线。全球一圈是３６０度，一天是１４４０分钟，即地球每４分钟自转１度
条件：已知当地经度。
步骤：（1）确定当地正午。
在使用北京时间的情况下，当地正午的地方时12点要换算成北京时间。以我所在大连海市大学为例，当地经度为121.5度E，与北京时间所在经线120度差1.5°，所以时差为6分钟，再加上太阳光照射到地球需要滞后8分钟（计算中需要加进去），则大连海事大学正午时北京时间为11：54。观测者却应在北京时间12：02时观测。当然,由于地球自转速率不均匀等因素所产生的误差可以忽略不计.(注: 什么时间是正午?一般人们都认为是中午12时,这是不全对的。因为我国统一使用的是“北京时间”,而不是地方时(地方时正午就是12时)。北京时间是东经120。经线经过的地方,如山海关、青岛、杭州等地,这些地方的12时才是正午,其它地方正午并不是12时,如北京正午是12时15分,哈尔滨正午是n时33分。 怎样才能知道当地正午的时间?只要你在地图上查到当地的经度(地图上未标明的地方,可以按比例估计出来),用以下的算式就可以计算出当地正午的北京时间。 当地正午时l’ed~12+(120。 一当地经度)令巧”。 如:武汉的经度是东经n4招。,算出 武汉正午时间~12+(1200一114·3。)十150 =12.38(时) =12时23分。)
（2）以日影定南北。
正午时立于太阳下，或竖一竹竿，影子与太阳方位相反，指向正南或正北。 如果还不能确定南北，可参考以下情况：
如果观测者在北回归线以北，一年四季正午太阳直射点都在正南方，影子朝向正北； 如果观测者在北回归线以南，一年四季正午太阳直射点都在正北方，影子朝向正南； 如果观测者在南北回归线之间，直射纬线可用正午太阳高度计算公式求得，从而得知观测者在直射点以南或以北。
方法二：利用正午日影定方向，并计算当地经度。
工具:表,竹竿, 圆规（可用刻度尺代替）,纸笔,量角器
原理：一天中以正午为中心，上下午日影长短对称，两次等长日影的中点即为当地正午，正午日影指向南北；表上显示为北京时间，二者时差的实质就是经度差。据此可算出当地经度。以大连海事大学为例步骤如下：
1、在一开阔地面划一圆，圆心O处立一竹竿。
2、竹竿顶端在地面上一天中的投影必有再次会落在圆周上，如图为A和B点。记录投影端经过A、B的北京时间。
3、A和B点在圆周上，故OA=OB, 由此可知劣弧AB的中点C为正午12点时的投影，，OC即为正午日影，该日影正好是昼半球的中央经线，所以指向正南正北指向南北。
4、确定正午投影的北京时间。记住OC的位置，第二天观测并记录当日影与OC重合的
北京时间，而此时应该是当地时间12时8分（太阳光滞后8分钟）。因为我们使用的是北京时间，由此可算出当地经度.如：此时（我所在大连海事大学）北京时间为12：02，用12：08-12：02=6分钟。所以我所在的经度与120度东经差1.5度。所以我所在的经度为120+1.5=121.5度东。
方法三：两分日利用太阳定东西（有局限性）
原理：两分日时，全球各地太阳都从正东升起，正西落下。这两日前后，除正午，太阳总在正东或正西。
步骤：上午观测，太阳在正东，日影在正西；
下午观测，太阳在正西，日影在正东；
正午观测，太阳在正南或正北。
方法四：利用正午太阳定纬度
前提:有表，经度可由方法2测得，然后确定正午时间（注意要加上8分钟）。
原理：利用正午太阳高度计算公式H=90°-︱所求点纬度－直射点纬度︱，知道其中正午太阳高度（可用竹竿法或六分仪测得）和太阳直射点，可求出当地纬度。步骤如下：
（1）根据该日日期及太阳直射点移动幅度（每天移动0.258°纬度 这个由太阳每年经过南北回归线一个来回，所走的纬度为23.5*4=94度。94度/365天=0.258度）算出太阳直射点纬度 。
（2）利用竿影法测量出当地正午太阳高度H。（知道竹竿的长和竹竿的影长由直角三角形可求出太阳高度）
（3）利用正午太阳高度计算公式求出当地纬度。
方法五：利用正午太阳和手表定方向
原理：地球24小时自转360度，一小时转15度，而手表的时针总比太阳转得快一倍，依此原理，可用手表和太阳测定方位。
具体方法1：将时针对准太阳的方向。12点刻度和时针之间的夹角的中线对准的方向就是正南。
用手表的时针对准太阳，这时时针和手表上“12点”（与手表中心的连线）形成一个夹角（小于180度），夹角的角平分线所指的方向就是“正南方向”。中午12点因为时针和刻度“12”重合，夹角为0度，时针所指方向肯定就是南。
南半球的判别方法刚好相反。
具体方法2：以当时的时间（24小时制）除以2，以得到的时间时针刻度对准太阳方向。这时12点刻度所指的方向就是北方。反之6点的刻度就是南方。此方法可用一口诀概括：时数折半对太阳，12指的是北方。
以上两种方法都要注意两点，一是所用时间都要将北京时间换算为地方时，二是要将手表平置。
学习背景：学过航海学2后，我从网上还查阅了一些资料，我对这些资料和所学内容进行总结，本文为我对资料修改后的文章.图画的不好，请谅解。由于船舶在海浪中的晃动，前四种方法，很遗憾在航海中是无法应用的。