BÀI GIẢNG TIN HỌC CHUYÊN NGÀNH HÀNG HẢI

Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

Đào Quang Dân

Bài giảng môn tin học chuyên ngành
Tài liệu tham khảo
Tài liệu tham khảo về Tin học nói chung rất phong phú và đa dạng. ở Việt Nam có rất
nhiều ngời dịch nguyên bản các ấn phẩm nớc ngoài, hoặc tải từ INTERNET xuống. Tuy
nhiên việc dịch sách không phải là dễ, vì Việt hoá đợc thì đôi khi làm giảm tính chân thực
của bản gốc, còn khi dịch chính xác với bản gốc thì khả năng truyền thụ lại ít. Vì lẽ đó ngời làm tin học hiện nay đều muốn đọc các bản gốc tiếng Anh.
-

Các bài giảng, giáo trình các môn học: Địa văn hàng hải, Thiên văn hàng hải, Xếp
dỡ và bảo quản hàng hóa, Lý thuyết tàu thủy...

-

Kỹ năng lập trình Visual Basic 6 (NXB Thống kê-2001), Giáo trình cơ sở lập trình
Visual Basic (NXB Thống kê-2003), Hớng dẫn sử dụng Microsoft EXCEL toàn tập
97, 129 bài EXCEL ứng dụng khoa học kỹ thuật (NXB Thống kê - 2000)...

Trang 1


Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

Đào Quang Dân

Chơng i: Tổng quan về môn tin học ứng dụng
Đ1 Giới thiệu về môn học
Đối với chúng ta, công nghệ thông tin không phải là liều thuốc tiên chữa đợc bách

bệnh nhng cần phải khẳng định là không thể lỡng lự hay chờ đợi, mà sẽ bỏ lỡ cơ hội, làm
cho sự tụt hậu càng xa hơn nữa. ứng dụng tin học trong ngành Điều khiển tàu biển chính
là nâng cao sự kết nối giữa lý thuyết và thực tế sản xuất.
Sự ứng dụng của tin học trong tất cả các ngành nói chung và ngành vận tải biển nói
riêng đã góp phần làm giảm biên chế, giảm nhẹ công việc nặng nhọc của thuyền viên trên
tàu. Đứng về mặt khai thác tàu thì điều này đồng nghĩa với việc giảm quĩ lơng thuyền viên,
giảm chi phí phục vụ thuyền viên bao gồm chi phí về nhà ở, nơi sinh hoạt, lơng thực, thực
phẩm, Thêm vào đó, khi tàu hành trình ngoài khơi, các sĩ quan hàng hải có điều kiện
tập trung hơn đến công tác cảnh giới, tránh va và theo dõi các thiết bị hàng hải khác đảm
bảo dẫn tàu an toàn, cũng nh tính toán nhanh chóng, chính xác ổn định tàu, hàng hóa và
các vấn đề liên quan đến công tác hàng hóa, cho những số liệu, thông tin tin cậy giúp ngời
sĩ quan tự tin trong công việc. Trong quản lý, nó giúp các nhà quản lý lu trữ, quản lý một
khối lợng đồ sộ theo một cách thức ngăn nắp, có tổ chức và hệ thống...
Để đáp ứng yêu cầu này, trong chơng trình đào tạo kĩ s của trờng Đại học Hàng hải
Việt Nam những năm gần đây đã đa vào một môn học mới, đó là môn Tin học ứng dụng
cho các ngành khác nhau trong đó có ngành Điều khiển tàu biển ( Từ năm 1998 ).
Những bài toán trong ngành Điều khiển tàu biển có thể chia ra làm các loại sau:
Các bài toám quản lí, bài toán về kế toán, thống kế.
Bài toán xếp dỡ
Bài toán tính toán các thông số kĩ thuật
Bài toán thông số và lập trình điều khiển
Các chơng trình mô phỏng
ứng dụng tin học để giải quyết đợc các bài toán đợc những bài toán chuyên môn
trong ngành Điều khiển tàu biển, thì cần tới các công cụ tin học mà cụ thể là:
Các phần mềm quản lí, phần mềm kế toán
Các phần mềm chuyên dụng: Excel, Matlab, AutoShip,..
Các ngôn ngữ lập trình: Pascan, C/C++, Delphi, VB, Java,
Các hệ quản trị CSDL: Foxpro, Access, SQL, Oracle,..
Trang 2

Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

Đào Quang Dân

Đ2 Giới thiệu những bài toán cơ bản
Địa văn hàng hải
Trong các ngành kỹ thuật nói chung và ngành vận tải biển nói chung đều có những
bài toán những bài toán cơ bản, đặc thù riêng của mỗi ngành. Trong ngành Hàng hải có
thể phân thành hai bộ phận chính: đó là bộ phận quản lý, điều hành làm việc ở các Công
ty, và bộ phận thứ hai đó là những sĩ quan, thuyền viên trực tiếp làm việc khai thác trên
các con tàu. Do sự phân chia về mặt hành chính nh vậy cũng dẫn tới việc có thể phân chia
những bài toán chuyên ngành thành hai nhóm
Nhóm thứ nhất phục vụ công tác quản lý, điều hành gồm các bài toán về quản lý, vận
tải ...
Nhóm thứ hai phục vụ công tác trực tiếp dới tàu chủ yếu là các bài toán tính toán các
thông số kỹ thuật, có thể có thêm các bài toán quản lý ở mức độ nhỏ.
Để bổ sung cho hai nhóm bài toán cơ bản trên, do đặc thù của đào tạo và huyến
luyện các cơ sở đào tạo và huấn luyện sĩ quan, thuyền viên còn có nhóm bài toán mô
phỏng và lập trình điều khiển các thiết bị.
ở mức độ đào tạo sĩ quan thuyền viên trực tiếp làm việc dới các con tàu và do thời lợng bố trí của môn học cũng nh phạm vi đề cập, phần bài giảng môn học chỉ giới thiệu các
bài toán thuộc nhóm thứ hai: đó là những bài toán kỹ thuật cơ bản.
- Các bài toán Địa văn ứng dụng cơ bản
- Các bài toán Thiên văn ứng dụng cơ bản
- Các bài toán phục vụ công tác điều động tàu
- Các bài toán phục vụ công tác xếp dỡ hàng hóa.
ở cấp độ khác, để hiểu biết và giải quyết đợc những bài toán quản lý, kinh tế, mô
phỏng... đòi hỏi phải bổ sung thêm rất nhiều kiến thức hơn nữa về tin học cũng nh kiến
thức về nhiều lĩnh vực liên quan khác.

Trang 3


Đào Quang Dân

Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

I / Bài toán tầm nhìn xa

A1A=e, gọi là độ cao mắt ngời quan sát.
D=

1,08 2e.6371093
= 2,08163 e
1852

(1.1)

H

A1
e r

Trong đó e tính bằng mét còn D tính bằng Hải lý(NM).
Nếu e tính bằng feet ta có: D = 1,145 e

d

B
R1

H
d

A
B
c

R

O
2r
O

Hình 1.1

1.1 Độ nghiêng chân trời d

Là góc hợp bởi chân trời thật và phơng nhìn thấy chân trời nhìn thấy. Vì tia sáng từ
chân trời nhìn thấy đến điểm A 1 (mắt ngời quan sát) luôn cong lên trên (do áp suất khí
quyển giảm theo độ cao) nên độ nghiêng chân trời d luôn mang dấu (-).
Từ tam giác A1OO ta có: c=d+2r hay d=c-2r
R R
D D
1 k
= D(
=
= D 1
)
R R1

R
RR1
1.2 Tầm nhìn xa mục tiêu.
5m
D1

D2

DHĐ
D

e

H


D
Hình 1.2

Tầm nhìn xa mục tiêu khi nó vợt lên đờng chân trời bằng tầm nhìn xa chân trời cộng
với một lợng D2 = 2,08 H .Vậy ta có:
D = 2,08 e + 2,08 H = 2,08( e + H ) , nếu e và H tính bằng mét.

Trang 4


Đào Quang Dân

Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

D = 1,145 e + 1,145 H = 1,145( e + H ) , nếu e và H tính bằng feet.

Trên các hải đồ đi biển tầm nhìn xa của các phao tiêu, hải đăng thờng đợc ghi sẵn.
Đó là tầm nhìn xa ứng với độ cao mắt ngời quan sát là 5m hay 15feet.
Vậy tầm nhìn xa thực tế của đèn biển là:
D = 2,08( e(m) 5(m) ) + DHD
D = 1,145( e( ft ) 15( ft ) ) + DHD

(1.2)

D là tầm nhìn xa thực tế của đèn.
DHĐ là tầm nhìn xa của đèn ghi trên hải đồ, ứng với độ cao mắt ng ời quan sát bằng
5m hay 15feet.
Độ cao mục tiêu H đợc ghi trên hải đồ ứng với mực nớc cao nhất (trong thời kỳ triều
cờng).
II/ Bài toán độ lệch địa từ

2.1 Địa từ trờng:
Trái đất đợc xem nh một thanh nam châm khổng lồ có cực S địa từ ở vịnh Guston
(Canada) gần cực N địa lý, cực N địa từ ở vịnh Victoria (Nam cực) gần cực S địa lý. Các
cực địa từ không cố định và luôn thay đổi.
Vì địa từ cực không trùng với cực địa lý nên kinh tuyến từ cực cũng không trùng với
kinh tuyến điạ lý mà nó lệch nhau một góc d gọi là từ thiên hay độ lệch địa từ. Vậy độ
lệch địa từ d là góc lệch giữa kinh tuyến địa lý và kinh tuyến địa từ .

dhh = dks n*d

(1.3)

Trong đó:

dhh : Độ lệch địa từ năm hàng hải (độ lệch địa từ cần tính)
dks : Độ lệch địa từ năm khảo sát, thiết lập hải đồ
d: Độ biến thiên hàng năm
n : Hiệu số giữa năm hàng hải và năm khảo sát
Nếu kinh tuyến địa từ lệch về phía:

-NE kinh tuyến địa lý thì d>0.
-NW kinh tuyến địa lý thì d<0.

Trên hải đồ độ lệch địa từ d đợc xác định bằng hoa địa từ gần tàu nhất:
Lu ý: chữ tăng hàng năm hay giảm hàng năm là nói về trị tuyệt đối của d. Độ lệch
địa từ d phụ thuộc vào khu vực chạy tàu nên ta phải lấy ở hoa địa từ gần tàu nhất. Tàu hành
trình năm nào tính độ lệch địa từ năm ấy.
Trang 5


Đào Quang Dân

Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

2.2 Độ lệch la bàn từ.
2.1.1 Độ lệch riêng la bàn:
Vì la bàn từ đặt trên tàu, các cấu trúc sắt thép trên tàu phát sinh ra từ tr ờng thứ cấp làm
lệch kim la bàn gây nên độ lệch riêng la bàn từ . Độ lệch riêng la bàn là góc hợp bởi
hớng N địa từ và hớng N la bàn.
Nếu kim la bàn lệch về phía: E địa từ > 0
W địa từ <0
Giá trị không phụ thuộc vào vị trí của tầu mà phụ thuộc vào hớng chạy tầu và loại
tầu. ở trên tàu ngời ta lập sẵn bảng độ lệch riêng la bàn từ theo từng hớng đi ở hai dạng:
Bảng và đờng cong.

2.1.2 Độ lệch la bàn:
Compass Error là góc hợp bởi hớng Bắc la bàn & hớng Bắc thật.
L = d +.
L: độ lệch la bàn: Compass Error
d: độ lệch địa từ: Variation
: độ lệch la bàn: Deviation
NT

III/ Hớng đi, phơng vị, và góc mạn

ND

G = 900: mục tiêu chính ngang

L

G = 450: mục tiêu vát.

d

G = 1350: mục tiêu chếch.



NLB

HT
HL
G

Mối liên hệ:

PL

Từ hình vẽ ta dễ dàng nhận thấy mối liên hệ
giữa HT, HL, PT, PL, G:

G = PT-HT = PL HL = PD - HD

Trang 6

MT

Hình 1.3

HT = HL +L
PT = PL+L

PT

(1.4)


Đào Quang Dân

Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

IV/ Bài toán tính toán tốc độ tàu
I

II

S
Vn

A

VOt1

G

F

qn
Vnt1

B

VOt2

D
Vnt2

C

Hình 1.4

V: Tốc độ chuyển động thật của tàu.
V0: Tốc độ chuyển động của tàu so với mặt nớc tĩnh.
Vn: Tốc độ dòng chảy.

Tốc độ chuyển động của tàu phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Sức đẩy chân vịt, hình
dáng vỏ tàu, kết cấu chân vịt, hà bám vỏ tàu... Theo kinh nghiệm, sau 6 tháng kể từ khi
xuống đà, tàu chạy ở khu vực TB, do hà bám vỏ tàu, tốc độ giảm 5 ữ 10%. ở vùng nhiệt
đới, ảnh hởng của hà bám còn lớn hơn.
4.1./ Trờng hợp không có dòng chảy:
V = S/T

(1.5)


4.2./ Trờng hợp có dòng chảy cố định: ( V n = const).


V = Vo + Vn
S = Vot1 + Vnt1. cosqn

(1.6

S = Vot2 + Vnt2. cosqn

(1.7)

Ta có hệ phơng trình:
S = Vot1 + Vnt1. cosqn

(1.8)

S = Vot2 + Vnt2. cosqn

(1.9)

t1 Vncosqn = S Vot1
Vncosqn=

S Vo t1
t1

S = Vo t 2

thay vào (1.7) ta có:

t 2 (S V o t 1 )
t1

=

V o t 1 t 2 St 2 + V o t 1 t 2
t1

St1 = 2Vot1t2 St2
Trang 7


Đào Quang Dân

Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

2Vot1t2 = St1 + St2

Vo =

S (t1 + t 2 )
2 t1t 2

với:

v1 =

hay

Vo =

(v 1 + v 2 )

(1.10)

2

S
S
; v2 = ;
t2
t1

4.3 Trờng hợp dòng chảy thay đổi tốc độ (Vn có gia tốc)
V1=V0+ V'n0+k.tc1
Trong đó:

(1.11)

V0 là vận tốc tàu cần tính.

V1 là vận tốc tàu trên phơng HT giữa 2 lần cắt chập ở lợt chạy thứ nhất.
tc1=

t1
(t1 là khoảng thời gian giữa 2 lần cắt chập ở lợt chạy thứ nhất).
2

ở lợt đi thứ hai ta có:
V2=V0 - V'n0 k.tc2
Trong đó:

(1.12)

V2 là vận tốc tàu trên phơng HT giữa 2 lần cắt chập ở lợt chạy thứ hai.

tc2=t1+T1+

t2
, ở đây, T1 là khoảng thời gian tàu quay ngợc lại lợt chạy thứ 2
2

t2 là khoảng thời gian giữa 2 lần cắt chập ở lợt chạy thứ hai.
ở lợt đi thứ ba ta có:
V3=V0+ V'n0+k.tc3
Trong đó:

(1.13)

t3 là khoảng thời gian giữa 2 lần cắt chập ở lợt chạy thứ ba.
V3 là vận tốc tàu trên phơng HT giữa 2 lần cắt chập ở lợt chạy thứ ba.
tc3=t1+T1+t2+T2+

3.
Từ (1.11) và (1.13) ta có: k =

t3
, với T2 là khoảng thời gian tàu quay ngợc lại lợt chạy thứ
2
V3 V1
t c 3 t c1

Sau khi biến đổi ta còn có công thức:
V0 =

1
(V1 + 2V2 + V3 )
4

(1.14)

Với

Nếu chạy tàu 4 lần ta dùng công thức:
1
V0 = (V1 + 3V2 + 3V3 + V4 )
8
Trang 8

(1.15)

V1 =

S
S
S
;V2 = ;V3 =
t1
t2
t3


Đào Quang Dân
N

Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

P

V/. Đờng Locxo trên địa cầu

Trái Đất có hình Geoit. Hình gần đúng nhất với geoit

K

là elipxoit xoay với các bán trục a và b. Trong những


K

C

bài toán không yêu cầu độ chính xác đặc biệt cao, ta
có thể coi Trái Đất - elipxoit là địa cầu, với bán kính
R=

M1

K

a 2b

M2

Nếu chạy tàu với hớng không đổi, đờng tàu chạy

A



B

sẽ cắt tất cả những kinh tuyến dới cùng một góc. Đờng cong ấy là đờng xoắn ốc, tiệm cậnvới cực Trái
Đất nhng không qua cực và đợc gọi là đờng locxo

Hình 1.5

Phơng trìnhđờng locxo có dạng:

1 e sin 2 e 2

1 e sin 1 e 2
2 1 = tgK ln tg ( + 2 )(
) ln tg ( + 1 )(
) (1.16)
4
2
1
+
e
sin

4
2
1
+
e
sin


2
1


Trong đó: 1, 2 - Vĩ độ điểm đầu, điểm cuối trên đờng locxo
1, 2- kinh độ điểm đầu, điểm cuối trên đờng locxo
e- độ lệch tâm của elipxoit, đợc tính theo hệ thức.
e2 =

a 2 b2
a2

(1.17)

Trên hải đồ với phép chiếu Mecato (Mereator projection), đờng locxo có dạng đờng
thẳng.
tk 2 = tk 1 +

S0
K tk

(1.18)

T2 = T1 +

S0
V0

(1.19)

5.1 Tính hớng và độ dài đờng Locxo
Đây là bài toàn đợc sử dụng nhiều trong hàng hải, khi coi quả đất là elipsoid, hớng HLX và
độ dài DLX của đờng Locxo đợc tính theo công thức sau:
.
(1.20)

1 .sin 2 2 0 2
1 .sin 2 2 0 2

.tg 45 + 1n
.tg 45 +
1801n

1 + .sin 2
2
2


1 + .sin 2





DLX = 1(1- 2) (m1 - m2)]sec HLX (hải lý chuẩn)
H LX = artg

Trong đó:

là tâm sai quả đất =

a 2 b2
= 0,0818133697
a

Trang 9

Đào Quang Dân

Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

m1, m2 là các hệ số chuyển đổi với quả đất elipsoid và đợc tính theo các công
thức.
m1 = - 0.00011371071 + 8.65869 sin 2 1 - 0.00904 sin 41

Vì miền xác định của hàm arectgx là ;+ do đó cần phải xét dấu theo bảng dới đây:
2 2
(+)

(-)

(+)

HLX = HLX

HLX = 3600 - HLX

(-)

HLX = 1800 - HLX

HLX = 1800 - HLX

Trong bảng này, HLX là giá trị tính theo công thức trên
Nếu 2 = 1 thì HLX = 00 hoặc HLX = 1800 (tàu chạy dọc theo kinh tuyến)

Nếu 2 = 1 thì HLX = 900 hoặc HLX = 2700 (tàu chạy dọc theo vĩ tuyến) và trong trờng hợp này, độ dài đờng Loxo đợc tính theo công thức sau:
N
1
D LX = .'.cos .
(hải lý chuẩn)
(1.21)
M
1+ f
Trong đó: N và M là các bán kính cong chính
M=

a (1 2 )
(1 sin )
2

2

3
2

N=

;

a. cos
(1 sin )
2

2

5
3

f là hệ số chuyển đổi từ hải lý chuẩn (1852m) và đợc tính theo công thức:
3
f = - 0.00180896 + 0.00669342 (1- sin 2 TB )
(1.22)
2
5.2 Vĩ độ tiến (Meridional Part)

Vĩ độ tiến đợc tính bằng hải lý xích đạo (chiều dài của 1/ cung xích đạo)
Vậy nếu 1mm tơng đơng 1 cung xích đạo thì vĩ độ tiến của điểm C trên hải đồ Mercator
đơn giản là chiều dài tính bằng mm của đoạn CN1.
CD = r ( tính bằng Radian)
CD =

a cos .
(1 e 2 sin 2 )

D = 3437,747.

1

2

1
1 e sin e 2
. lg tg ( + )(
)
ln e

4 2 1 + e sin

D = 7915,7045 lg .tg (
Trang 10

1 e sin e 2
+ )(
)
4 2 1 + e sin

(1.23)


Đào Quang Dân

Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

Từ công thức này ngời ta thành lập bảng 26MT 53 - 63 75 đối số là tính vĩ độ
tiến D. Khoảng cách giữa 2 vĩ tuyến trên hải đồ Mercator đợc tính bằng hải lý xích đạo gọi
là hiệu vĩ độ tiến.
HD = D2 D1

(1.24)

Để đo hiệu vĩ độ và khoảng cách trên hải đồ Mercator ngời ta dùng đơn vị hải lý
Mercator. Hải lý Mercator là 1 cung kinh tuyến ở vĩ độ đo trên hải đồ Mercator, nó chính
là hiệu vĩ độ tiến của 2 vĩ tuyến cách nhau 1 và là một đại lợng biến đổi. Càng xa xích
đạo, độ dài của 1hải lý Mercator trên hải đồ càng tăng. Vì thế khi đo khoảng cách trên hải
đồ Mercator phải đo ứng với vĩ độ mà ta đang đo khoảng cách.
VI/ Đờng OCTO

Trên mặt elipxoit, đoạn đờng ngắn nhất giữ a hai
PN

K0

D

K

A

giữa hai điểm A(1,1) và B(2,2) chính là cung vòng
B

lớn đi qua hai điểm A, B

M

2

1
0

điểm là đờng trắc địa, còn trên mặt cầu, đoạn ngắn nhất



1

M

Hình 1.6

2

6.1 Tính mức lợi đờng:
Giả sử tàu chạy theo cung vòng lớn từ A(1,1) đến
B(2,2).
Kéo dài cung vòng lớn cắt xích đạo tại điểm O cho 0

và hớng K0.
- Biết khoảng cách giữa hai điểm trên cung vòng lớn là khoảng cách ngắn nhất giữa
hai điểm đó. Nhng cung vòng lớn vẽ trên hải đồ Mecator là đờng cong nên việc chạy tàu
trên cung vòng lớn là rất phức tạp nên ngời ta chia cung vòng lớn thành nhiều đoạn, mỗi
đoạn là một dây cung có dạng đờng lốc xô.
- Khi thao tác đờng chạy tàu giữa hai điểm A, B, việc đầu tiên chúngta phải cân nhắc
là chạy tàu theo phơng pháp cung vòng lớn Octo hay chỉ đơn thuần chạy theo đờng Locxo.
A1

Độ chênh lệch giữa quãng đờng Octo và Locxo
Aa

không chỉ phụ thuộc vào độ lớn quãng đờng
giữa hai điểm A, B mà còn phụ thuộc vào vĩ độ
chạy tàu. Độ chênh lệch quãng đờng tăng theo
chiều tăng của vĩ độ chạy tàu và đạt lớn nhất

A2

Cung vòng lớn
A

B

Đường lốcxô

Hình 1.7

Trang 11


Đào Quang Dân

Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

theo hớng Đông Tây (Tây - Đông). Vì vậy, trong thực tế hàng hải, ngời ta đã ý thức đợc
rằng bản thân đờng xĩch đạo và các đờng kinh tuyến chính là cung vòng lớn. Nên khi đờng
chạy tàu dọc theo xích đạo hoặc dọc theo các đờng kinh tuyến, ngời ta mặc nhiên thừa
nhận đờng chạy tàu Locxo mà không cần tính toán cung vòng lớn.
- Gọi quãng đờng lôc xô là S.

S=


= .sec K
cos K

(1.25)

+ Độ chênh lệch quãng đờng Octo và Locxo tính theo phần trăm.

% =

SD
(%)
S

(1.26)

% = 0.00482
Trong đó là số hiệu chỉnh ôctô.
D là cự ly October
S là cự ly Locxo
6.2 Xác định các yếu tố cơ bản của đờng October
6.2.1 Tính cự ly Octo D:
Công thức thứ nhất OA = D1, OB = D2 D = D2 D1
Xét 2 tam giác cầu vuông: 10A, 02B ta có:
cos (90 K0) = cotg [90 (1 -0)]

(1.27)

tgD1 = tg(1 -0). cosecK0

(1.28)

Tơng tự: tgD2 = tg(2 -0). cosecK0

(1.29)

Công thức thứ hai:
CosD = Sin1Sin2 + Cos1Cos2Cos(2 - 1)
D = arsCos[Sin1Sin2 + Cos1Cos2Cos(2 - 1)]

(1.30)
(1.31)

6.2.2 Tính hớng đi đầu
Cotg Kđ= Cos1tg2Cosec (2 - 1) - Sin1cotg(2 - 1)

(1.32)

tgKđ = Sin(2 - 1)/ (Cos1tg2 - Sin1Cos(2 - 1))
Kđ = arctg[Sin(2 - 1)/ (Cos1tg2 - Sin1Cos(2 - 1))]

(1.33)

6.2.3 Hớng đi cuối:
CotgKc = - Cos2tg1Cosec(2 - 1) + Sin2Cotg(2 - 1)

(1.34)

tgKc= Sin(2 - 1)/ (Sin2 Cos(2 - 1) - Cos2tg1)
Kc=arctg[ Sin(2 - 1)/ (Sin2 Cos(2 - 1) - Cos2tg1)]
Trang 12

(1.35)


Đào Quang Dân

Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

6.2.4 Tính toạ độ giao điểm O(0, 0)
Ta có
Tg1 = CotgK0 Sin(1 - 0)

(1.36)

Tg2 = CotgK0 Sin(2 - 0)

(1.37)

Biến đổi công thức lợng giác ta đợc
0 = ((2 + 1)/2) arctg[(tg((2 - 1)/2)Sin(2+1)) / Sin(2-1) ] (1.38)
TgK0 = Sin(2 - 1)/tg1

(1.39)

K0 = arctg[Sin(2 - 1)/tg1]

(1.40)

6.2.5 Xác định toạ độ điểm Vectex V, V:
- Xét tam giác cầu vuông AVPN hoặc BVPN
cos [90 (90 - V)]= sinKđ . sin(90 - 1)

(1.41)

cosV = sin Kđ. cos1

(1.42)

Tơng tự ta tính đợc: cosV = sinKc . cos2
- Xét tam giác cầu vuông AVPN:
cos(90 - 1) = cotg Kđ. cotg (V -1)

(1.43)

tg(V -1) = cotg Kđ. cosec1

(1.44)

hoặc tam giác cầu vuông BVPN :
tg(V -2) = cotg Kc. cosec2

(1.45)

Xác định V, V (phơng pháp gần đúng)
V = 0 900

(1.46)

(dấu (+) khi V ở phía E so với 0, (-) khi V ở phía W so với 0 )
V = 90 K0

(1.47)

6.3 Hàng hải cung vòng lớn bằng phơng pháp chia điểm dựa vào toạ độ điểm Vectech.
Giả sử chạy tàu theo cung vòng lớn từ A đến B. Ta biết bất kỳ một cung vòng lớn nào

PN

cũng sẽ có một điểm đạt vĩ độ cao nhất (gần cực nhất). Tại đó,
kinh tuyến đi qua nó sẽ vuông góc với cung vòng lớn, điểm đó
gọi là điểm Vectếch V(V, V).
6.3.1 Xác định toạ độ điểm trung gian M(M, M)
M = V (dấu (+) khi M ở phía E so với V, (-) khi
M ở phía W so với V )
và = 5o ữ 100
Tìm M : xét tam giác vuông MVPN

K0



K

A

M

1 M
0

1

M

V

V
V

B

2
2

Hình 1.8

Trang 13


Đào Quang Dân

Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

cos = cotg(90 - M) cotg V

(1.48)

tgM = tgV. cos

(1.49)

Gọi số điểm chia là n:

n=

Kc Kd

0

(1.49)

0: giá trị thay đổi hớng đi
d: quãng đờng lôcxô trên mỗi đoạn chia
d = D/ n
6.3.2 Xác định hớng đi trung gian KM
Tam giác vuông MVPN
cosKM = sin . sin(- 90 + V) = sin . sinV

(1.50)

Vậy hàng hải cung vòng lớn bằng phơng pháp chia điểm bằng Vectếch ta làm nh sau:
+ Đầu tiên phải xác định toạ độ điểm Vectếch.
+ Sau đó tìm toạ độ điểm trung gian M (thờng xác định M thuận lợi hơn)
Ngoài 2 phơng pháp hàng hải cung vòng lớn nêu trên ta có thể sử dụng hải đồ
grômônic để xác định toạ độ điểm trung gian sau đó chuyển lên hải đồ Mecator cho ta đờng chạy tàu ôctô.
6.4 Tính tọa độ điểm trung gian M bằng cách cho trớc M
Ta có :
tgM = cotgK0Sin(M - 0)
M = arctg[Sin(M - 0)/tgK0]

(1.51)
(1.52)

Tơng ứng với một giá trị M cho trớc thay vào công thức ta tính đợc giá trị M
VII/ Bài toán tính số hiệu chỉnh Octo

7.1. Khái niệm:

Phơng vị VTĐ là góc hợp bởi phần bắc của mặt phẳng kinh tuyến thật và mặt phẳng
chứa phơng truyền sóng thực của đài phát. Trên hải đồ Mercator, đờng phơng vị VTĐ có
dạng đờng cong bề lồi quay về cực gần nhất.

Trang 14


Đào Quang Dân

Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

Trên hình vẽ R là vị trí trạm phát, K là vị trí

nt

thật của ngời quan sát.

pt
prt

Từ K đo phơng vị đến trạm phát đợc PRT,




nếu từ R ta thao tác PRTN thì đờng phơng vị
đó không đi qua K mà đi qua K1 cách một

k

đoạn KK1. Muốn cho PRTN đi qua K ta
K1

Hình
7.12

phải hiệu chỉnh một góc gọi là số hiệu
chỉnh octo .

Số hiệu chỉnh octo là lợng hiệu chỉnh độ cong của cung vòng lớn trên hải đồ Mercator.
Ta có:
PT = PRT + ; = PT PRT

(1.53)

7.2. Các công thức tính số hiệu chỉnh octo :
7.2.1- Công thức tính gần đúng:
Để tính gần đúng số hiệu chỉnh octo ngời ta dựa vào góc thâu liêm kinh tuyến .
Trên địa cầu vẽ cung vòng lớn đi qua hai điểm A, B, cung này hợp với kinh tuyến qua A
góc cầu A và kinh tuyến qua B góc cầu B. Ta thấy cung vòng lớn cắt các kinh tuyến khác
nhau theo các góc cầu khác nhau, độ chênh lệch này gọi là độ chênh lệch kinh tuyến hay
góc thâu liêm kinh tuyến = B - A.
Lấy A K; B R. Xét tam giác cầu PKR, áp dụng hệ thức Nepper trong tam giác thờng:

pn

â

a
1

b

b
2

Hình 1.9

Trang 15


Đào Quang Dân

Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

[(90 0 A ) (90 0 B )
A + 1800 B

2
cot g
tg
=
0
0
2
2
[(90 A ) + (90 B )]


cos

2

(

)

cos

Biến đổi ta đợc:
sin TB

B A
.tg
H
tg
=
2
cos
2
2

tg


H

= sin TB . sec
.tg
.
2

2
2

Đây là công thức chính xác để tính góc thâu liễm kinh tuyến dựa vào tọa độ của K và R
đã biết. Trong thực tế thờng , H nhỏ nên ta có thể coi:
tg

H

0
=
arc10 ; sec
=1. Nên ta có:
=
arc10 ; tg
2
2
2
2 2

= 0 sinTB
Trên hải đồ Mercator ở khoảng cách không lớn, ta có đờng octo gần nh là một cung tròn
với dây cung là KR.
Với K1 là hớng locxo ta có:
A = K - 1
B = K + 2
B A = = (K1+) (K2 - ) = 2 vì ta coi 1 = 2 =
=

1

0 sinTB
2

(1.54)

Đây là công thức gần đúng tính lập bảng 23 MT53 đối số là và sinTB.
7.2.2 Công thức tính chính xác:
Để tính chính xác ngời ta dựa vào công thức của Matuxevic và Kavraxki.
Công thức Matuxevic:
=

sin 2 ATB
1
1
1
1
sin TB =
(2+H2)+ 0 sin TB ( 2+ H2) (1.55)
2
24 cos TB
2
2
12
8

Công thức của Kavraxki:
Trang 16


Đào Quang Dân

Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

=

1
2
3
sin TB cotgK+
sin TB cos2 TB (2+3 cotg2K).
2
12
48

(1.56)

1
1
2
= sin TB (3cos21-1)cotgK+
sin 1 cos21 (1-3 cotg2K). (1.57)
2
24
12

K = PT = A2 - ; 1: vĩ độ tính .
So sánh 2 công thức của Kavraxki ta thấy thành phần thứ 2 khác nhau một lợng
(3cos21-1). Ta xét xem mỗi trờng hợp dùng công thức nào. Ta thấy 3cos 21-1 = 1 thì
thành phần 2 của 2 công thức bằng nhau. Khi đó:
cos21 =

2
=> 1 350.
3

Vậy nếu 1 < 350 ta sử dụng công thức thứ hai vì 3cos21-1 > 1
1 > 350 ta sử dụng công thức thứ nhất.
Biến đổi công thức thứ nhất của Kavraxki, thay cotgK =
=

HD


1
2 HD 3
HD 2
.
+
sin TB sin TB cos2TB (2+3 2 )
2
12
48


1

3

HD
+

HD sin TB cos2TB
= sin TB sin TB cos2TB +
2
12
48
16
1
HD HD 2
3
+
= ( sin TB sin TB cos2TB ) +
sin TB cos2TB
2
12
16
24
1
HD HD 2
3
+
0 = ( sin TB sin TB cos2TB ) arc10. +
sin TB cos2TB.arc10
2
12
16
24

A
0 = A. + B

B
(1.58)

Công thức này lập bảng 23 MT 63, trong đó, có hai bảng cùng đối số 1, 2; bảng
trên có 1, 2 cùng tên, bảng dới cho 1, 2 khác tên. Sau khi tra bảng tìm giá trị A nhân
với đợc thành phần thứ nhất. Giá trị B tra trong bảng tiếp theo với đối số TB và đ-

Trang 17


Đào Quang Dân

Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

ợc thành phần thứ 2 của công thức. Cộng chúng lại ta có 0. Sau khi tính đợc ta xét dấu
nh trên.
VIII/ Dự đoán thuỷ triều

7.1 Các thuật ngữ dùng trong dự đoán thuỷ triều
+ Số 0 hải đồ (Chart Datum): độ sâu ghi trên hải đồ đợc tính từ đáy biển đến số 0 độ
sâu ( số không hải đồ). Số 0 hải đồ đợc quy định tuỳ theo các quốc gia khác nhau. Thông
thờng, nó đợc tính từ đáy biển đến mức nớc thấp nhất trong quan sát nhiều năm.
+ Mức nớc cho trong bảng thuỷ triều đợc tính từ số 0 hải đồ tới mặt nớc biển.
+ Mức nớc trung bình: là mức nớc trong khoảng thời gian 18.6 năm. Với khoảng thời
gian đó, tất cả sự bất đẳng của thuỷ triều đợc lặp lại.
+ Mức nớc thực tế: htt = ht.tr + hhđồ
ht.tr: mức nớc thuỷ triều triều trong bảng thuỷ triều.
hhđồ: mức nớc tra trên hải đồ.
+ Mức nớc lớn: mNL (Hight Water Height): là mức nớc cao nhất đợc tính từ số 0 hải
đồ đến khi nớc không dâng lên đợc nữa trong 1 con nớc.

+ Mức nớc ròng: mNR (Low Water Height): là mức nớc thấp nhất đợc tính từ số 0
hải đồ đến khi nớc không xuống đợc nữa trong 1 con nớc.
+ Giờ (thời gian) nớc lớn: gNL (Hight Water Time) là thời điểm ứng với thuỷ triều có
mNL.
+ Giờ (thời gian) nớc ròng: gNR (Low Water Time) là thời điểm ứng với thuỷ triều
có mNR.
+ Độ cao thuỷ triều (biên độ triều Range): là khoảng cách thẳng đứng đợc tính từ
mức nớc ròng đến mNL.
B = mNL - mNR
B

+ Thời gian thuỷ triều: TgTT (Duration):
Là khoảng thời gian từ mực nớc lớn đến mực nớc ròng.

mNL
httr
httế

0

gNL

TgTT = gNL - gNR

mNR

gNR
hhải đồ

Trang 18

Hình 1.10

+ Giờ thuỷ triều: gTT = 1/6 TgTT
Số 0 hải đồ

+ Chu kỳ thuỷ triều: là khoảng thời gian
giữa 2 lần nớc lớn và 2 lần nớc ròng.


Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

Đào Quang Dân

+ Chân hoa tiêu (Under Keel Clearance UKC): là khoảng cách tối thiểu đợc tính
từ ky tàu đến đáy biển để đảm bảo an toàn cho tàu khi hàng hải trong trờng hợp ra vào
cảng, đặc biệt là khi có sóng, gió.
7.2/ Sử dụng lịch thuỷ triều Việt Nam
7.2.1 Giới thiệu:
Lịch thủy triều Việt Nam đợc lập thành 3 bảng:
Bảng 1: Các cảng phía Bắc từ Cửa Ông tới Cửa Tùng.
Bảng 2: Các cảng phía nam từ Đà nẵng đến Thuận Hải.
Bảng 3: Giới thiệu thuỷ triều các cảng một số nớc Đông Nam á nh Campuchia, Thái Lan.
Cấu tạo mỗi bảng cho biết mức thuỷ triều từng giờ ở các cảng chính.
- Đối với các cảng phụ: để tìm giờ và độ cao thuỷ triều ta tra ở bảng phụ 2, bảng phụ
3 cho ở cuối lịch thuỷ triều.
- Các bài toán mẫu về thuỷ triều đợc giải ở cuối lịch thuỷ triều.
7.2.2 Dự đoán thuỷ triều theo quy tắc 1/12:
- Thời gian thuỷ triều tính 6 giờ.
Giờ 1: biến thiên 1/12 B.

Giờ 2: biến thiên 2/12 B.
Giờ 3: biến thiên 3/12 B.
Giờ 4: biến thiên 3/12 B.
Giờ 5: biến thiên 2/12 B.
Giờ 6: biến thiên 1/12 B.
Sử dụng lịch thuỷ triều Anh.
Lịch thủy triều Anh (British Admiralty Tide Table) đợc xuất bản bởi cơ quan khí tợng thuỷ văn của Hải quân Anh, là một tài liệu đợc xuất bản hàng năm thành 4 tập.
+ Tập 1: là thuỷ triều các cảng của Vơng quốc Anh.
+ Tập 2: gồm thuỷ triều các vùng biển Châu âu, bờ Địa Trung Hải và Đại Tây Dơng.
+ Tập 3: gồm ấn Độ Dơng và biển Nam Trung Hoa (biển Đông).
+ Tập 4: gồm vùng Thái Bình Dơng và các biển phụ cận.

Trang 19


Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

Đào Quang Dân

Hình 1.11 Sơ đồ các các khu vực trong 4 tập lịch thủy triều Anh.
Mỗi tập đợc cấu tạo thành 5 phần:
+ Phần 1: Cho dự báo thuỷ triều về thời gian và độ cao của cảng chính (danh sách
các cảng chính đựơc cho theo thứ tự A, B, C ở mặt sau của bìa trớc).
+ Phần 1A: Dự báo các dòng thuỷ triều tại các cảng địa phơng.
+ Phần 2: Cho dự báo các cảng phụ, hiệu chỉnh thời gian và độ cao của cảng phụ theo
cảng chính.
+ Phần 3: Hằng số điều hoà để dự báo thuỷ triều theo phơng pháp NP 159.
+ Phần 3A: Hằng số điều hoà của dòng thuỷ triều theo phơng pháp NP 159.
Sau đây ta nghiên cứu các bài toán điển hình về dự đoán thủy triều theo lịch thủy
triều Anh, đợc chia thành các bài toán sau:

Bài 1: Bài toán tìm thời gian và độ cao NL, NR của cảng chính.
Thời gian và độ cao nớc lớn, nớc ròng tại các cảng chính đợc lập thành bảng cho từng
ngày trong năm. Giờ múi sử dụng cho thời gian ghi trong lịch thờng là giờ chuẩn của khu
vực và đợc cho trên đầu của mỗi trang . Cần thận trọng và chắc chắn rằng giờ địa phơng tại
thời điểm ta dự đoán thuỷ triều phù hợp với giờ múi cho trong lịch nói trên, và phải hiệu
chỉnh thời gian nếu có sự chênh lệch. Phải hết sức lu ý đối với những cảng mà giờ chuẩn
thờng có sự thay đổi trong năm.
Các giá trị độ cao thủy triều đợc cho bằng mét tính đến số không hải đồ của cảng
đang xét.
Bài 2: Bài toán tìm thời gian và độ cao NL, NR của cảng phụ theo cảng chính.
+ Standard Port: tên cảng chính tìm theo số thứ tự trong bảng thuỷ triều (cuối lịch).

Trang 20


Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

Đào Quang Dân

+ Đối số tra bảng của của các cảng chính là ngày, tháng, cho biết giờ múi, vĩ độ, kinh
độ, gNL, gNR, mNL, mNR.
+ Secondary Port: tên cảng phụ, tìm ở cuối lịch thuỷ triều (phần 2), cho biết cảng phụ
thuộc cảng chính nào, vĩ độ, kinh độ, lợng chênh lệch thời gian, độ cao của cảng phụ theo
cảng chính.
MHHW (Mean High Height Water): độ cao nớc lớn ở thời kỳ sóc vọng.
MLHW (Mean Low Hight Water): độ cao nớc lớn ở thời kỳ trực thế.
MHLW (Mean Hight Low Water): độ cao nớc ròng ở thời kỳ sóc vọng.
MLLW (Mean Low Low Water): độ cao nớc ròng ở thời kỳ trực thế.
Thời gian NL, NR của cảng phụ thu đợc bằng cách hiệu chỉnh thời gian NL, NR của
một cảng chính phù hợp cho trong phần 2 (Part II) với lợng hiệu chỉnh thời gian đã đợc

cho tơng ứng trong đó. Tên cảng chính đợc chọn đợc in đậm trên đầu nhóm cảng phụ của
cảng chính ấy trong phần 2. Giờ múi của khu vực cũng đợc cho trên đầu của cột hiệu
chỉnh thời gian.
Độ cao (mức) NL, NR của cảng phụ thu đợc bằng cách hiệu chỉnh độ cao NL, NR tơng ứng của cảng chính. Tại những nơi có chế độ bán nhật triều, lợng hiệu chỉnh độ cao
NL, NR cảng phụ theo cảng chính (diffrences) đợc cho theo mức nớc trung bình thời kỳ
sóc vọng (Mean Spring, Mean Neap) ở cảng chính. Tại những nơi có chế độ nhật triều, lợng hiệu chỉnh đợc cho theo Mean Higher and Mean Lower, High and Low Water. Trong
mỗi trờng hợp, sự thay đổi của lợng hiệu chỉnh độ cao NL, NR cảng phụ theo cảng chính
đợc coi là phụ thuộc tuyến tính vào độ cao thuỷ triều cảng chính, trừ khi có ghi chú cụ thể
trong phần 2.
Cần chú ý rằng lợng hiệu chỉnh độ cao thuỷ triều theo mùa (seasonal changes) phải
đợc tính đến, và nó có thể khác nhau giữa cảng chính và cảng phụ. Lu ý đến dấu của đại lợng này. Khi không có giá trị nào đợc in thì có nghĩa là lợng hiệu chỉnh độ cao thuỷ triều
theo mùa nhỏ hơn 0,1m và nó đợc bỏ qua. Sự chênh lệch về số không hải đồ giữa cảng
chính và cảng phụ nếu có cũng sẽ đợc hiệu chỉnh vì số 0 hải đồ cảng phụ cũng đợc cho
trong phần 2, cột ngoài cùng bên phải.
Tại những cảng nào độ chênh lệch về thời gian NL, NR đợc thay thế bằng chữ p thì
có nghĩa là không có cảng chính tơng ứng với nó và dự đoán thuỷ triều cho các cảng nh
vậy chỉ có thể thực hiện theo phơng pháp hằng số điều hoà (NP 159).
Trang 21


Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

Đào Quang Dân

Bài 3: Bài toán tìm độ cao thủy triều tại những thời điểm giữa thời gian NL, thời
gian NR; tìm thời gian mà thủy triều đạt độ cao cho trớc.
Đờng cong chuẩn cho trong lịch thủy triều ở trang xvii thể hiện yếu tố biên độ thủy
triều tại những khoảng thời gian ứng với nớc lớn, ta có thể vẽ những đờng cong ứng với
thời gian thủy triều từ 5 đến 7 giờ bằng cách nội suy. Bài toán dựa trên nguyên lý là sự
thay đổi của thủy triều xấp xỉ đờng cong cosin.

Những đờng cong đó cho kết quả tơng đối chính xác, với điều kiện phải tuân thủ
những điều sau:
Thời gian thuỷ triều của triều dâng hay triều rút phải nằm trong phạm vi 5 đến 7 giờ.
Không có lợng hiệu chỉnh nớc nông (f4, F4, f6 và F6) cho trong phần 3.
Nếu một trong hai điều kiện trên không thoả mãn, độ cao thuỷ triều tại các thời điểm
trung gian phải đợc tính bằng phơng pháp hằng số điều hoà NP 159.
Trên trang xviii hớng dẫn cách tính bằng máy tính bỏ túi và phơng pháp hằng số điều
hoà NP 159.
Các ví dụ cụ thể đợc trình bày theo theo các mẫu bài dự đoán thuỷ triều nêu trên ở
phần đầu lịch thủy triều Anh, ở phần cuối lịch là các bảng (form) in sẵn phục vụ cho việc
dự đoán thuỷ triều theo bài tập mẫu.

Trang 22


Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

Đào Quang Dân

Đ3 Các bài toán thiên văn
đợc ứng dụng hiện nay trong hàng hải
Để giải các bài toán thiên văn trong hàng hải về thời gian, về việc xác định số hiệu
chính la bàn và vị trí tàu biển.v.v... chúng ta phải tiến hành theo thứ tự một loạt bài toán cơ
bản. Theo ý nghĩa sử dụng và trình tự bài toán, ta có thể phân loại chúng thành 4 bài toán
cơ bản sau đây:
1. Bài toán cơ bản về thời gian
2. Các bài toán lịch thiên văn
3. Bài toán tính độ cao và phơng vị của thiên thể (bài toán chuyển đổi hệ tọa độ).
4. Bài toán hiệu chỉnh độ cao của thiên thể.
Dới đây là các dạng bài toán cơ bản trên và các phơng pháp giải nó từ trớc đến nay:

I/ Các bài toán cơ bản về thời gian:

Trong thiên văn nói chung và thiên văn hàng hải nói riêng, các bài toán cơ bản về
thời gian đợc định nghĩa là các bài toán liên quan đến thời gian, các bài toán chuyển đổi
giờ trung bình sang giờ sao và ngợc lại, các bài toán chuyển đổi giữa giờ trung bình thế
giới sang giờ trung bình địa phơng hay giờ múi .v.v... và ngợc lại.
Các bài toán đó là:
1.1. Các bài toán cơ bản của thời gian:
Từ lý thuyết cơ bản của thiên văn chúng Ta đã có công thức:
S=t+

(1.59)

Trong đó S là giờ sao, hay còn gọi là giờ góc của điểm Xuân phân (GHA, LHA),
t là góc giờ của thiên thể (GHA*, hay LHA*) còn là xích kinh (SA*) của thiên thể.
Từ công thức (1.1) ta có công thức tính góc giờ của thiên thể thông qua giờ sao:
t=S-
(1.60)
GHA* (LHA*) = GHA - SA
Hay

t=S+
GHA* (LHA*) = GHA (LHA) + SHA

(1.61)

Trong đó: (SHA) là xích kich nghịch của thiên thể
Công thức của phơng trình thời gian.
Thời sai đợc định nghĩa là hiệu số giữa giờ trung bình và giờ mặt trời thật:
= t - t

(1.62)
Trang 23


Đào Quang Dân

Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

Trong đó ngời ta chứng minh: thời gian đợc xác định theo công thức (1.63), thông
qua kinh độ hoàng đạo của mặt trời thật nh sau:
= 7.7m *Sin (78+) - 9,5m * Sin (2)

(1.63)

Công thức liên hệ giữa giờ trung bình và giờ sao:
S = T 12h

(1.64)

Với T là giờ trung bình là xích kinh của giờ trung bình
Các bài toán chuyển đổi giờ trung bình
LMT = GMT LongEW

(1.65)

GMT = LMT LongWE

(1.66)

ZT = GMT LongEw

(1.67)

Với N = Round (Long/15)

(1.68)

N là số múi giờ ta cần tính:
Round là hàm làm tròn.
Nói chung việc giải các bài toán trên không có gì là khó khăn cả, nhng khi giải
chúng trên máy vi tính thì ta cần phải chuyển đổi các đơn vị đo góc và thời gian (thứ
nguyên của chúng) về cùng một đơn vị thống nhất, theo bài toán 3600 = 24h, thậm chí
ngay cả trong cùng một đơn vị góc hoặc giờ với nhau cho phép tính:
+ Quy đổi các giá trị đo thời gian về cùng một đơn vị giờ và phần 10 của giờ:
GMT = GMTh + GMTm/60 + GMTs/3600
LMT = LMTh + LMTm/60 + LMTs/3600

(1.69)

+ Quy đổi các giá trị đo góc về đơn vị độ và phần 10 của độ:
X = X (o) + X (')/60

(1.70)

(ở đây phần đây góc('') đợc đa về phần mời của phút góc)
+ Từ đó ta dễ dàng có bài toán chuyển đổi từ giờ phút giây sang độ và phần 10 của
độ và bài toán ngợc lại.
X (hrs) = X (0)/15

(1.71)

Các phép tính nh thế này rất thuận tiện trong việc lập các chơng trình trên mát tính,
điều này cho phép ra lập các số liệu vào nh số liệu thực tế, và rồi máy tính sẽ tự chuyển
đổi về một đơn vị thống nhất trong một quá trình tính toán.

II/ Các bài toán về lịch thiên văn
Trang 24


Đào Quang Dân

Bài giảng tin học ứng dụng chuyên ngành

Theo lý thuyết thiên văn học thì chúng ta có thể xác định đợc mọi vị trí của thiên văn
trên thiên cầu tại bất cứ một thời điểm nào đó, khi biết chính xác xác yếu tố ban đầu của
quỹ đạo chuyển động của chúng. Trong thực tế bài toán này chỉ đợc giải cho các hành tinh
trong hệ mặt trời. Đối với thiên văn hàng hải, nó đợc giải cho Mặt Trời, Mặt Trăng và 4
hành tinh: Kim, Hỏa, Thổ, Mộc, còn cho các định tinh thì đợc giải qua điểm Xuân phân
(Aries ).
Để xây dựng lịch thiên hàng hải cho bài toán tính tọa độ các thiên thể, ngời ta dựa
vào công thức cơ bản của thời gian:
S = t + (giờ sao chính bằng góc giờ của thiên thể cộng với xích kinh của nó).
Theo các yếu tố của quỹ đạo ngời ta tính đợc giá trị và S, từ đó tính giờ góc t và
tiếp theo, đồng thời tính giá trị xích vĩ của thiên thể đó.
2.1. Bài toán tính góc giờ và xích vĩ của mặt trời và các hành tinh trong hệ mặt
trời.
Trên hình vẽ chúng ta dễ dàng nhận thấy góc giờ và xích vĩ của mặt trời đợc tính nếu
biết tọa độ của điểm cận nhật (Perigee point), điểm đợc chọn là bắt đầu của năm, và các hệ
số bất thờng M, Mo. Hệ số M đợc gọi là hệ số bất thờng của Mặt trời (Sun's mean
anomaly) và giá trị của nó.

Đợc tính theo công thức:
M = + Mo
Hay M = 0,9856 * (DOY + GMT/24) + Mo

(1.72)
(1.73)

Với Mo là hệ số bất thờng trung bình của ngày bắt đầu của năm (ngày 0), DOY là số
thứ tự ngày của năm (Day of year), cộng với GMT/24 nó chính là thời điểm mà ta cần tính
góc và xích vĩ tính từ thời điểm mốc (ngày 0 của năm).
Sau khi tính đợc kinh độ hoàng đạo của mặt trời thông qua phơng trình cân bằng tâm
(the equation center):
Lo = M + 1,916 * SinM + 0,02 * Sin2M - Pe

(1.74)

Kinh độ hoàng đạo của Mặt trời (Lo hay o) đợc đo về phía Tây (W), đến 3600 từ
điểm Xuân phân.
ở đây: Pe (E) là kinh độ của điểm cận nhật đợc tính từ điểm (Aries) là gốc của hệ
tọa độ xích đạo lạoi 2. Cùng với Mo, Pe đợc tính sẵn cho từng năm, giá trị của chúng từ
năm 1979 đến 1999 đợc cho trong bảng 1 (Bảng 1).
Bảng 1: Tính giá trị Mo, Pe.

Trang 25