BÀI GIẢNG THIÊN VĂN HÀNG HẢI PART 4

CHƯƠNG 13 : XĐ SS LA BÀN ( ∆L ) TRÊN BIỂN BẰNG PP THIÊN
VĂN
Ta sử dụng PP Thiên văn để xác đònh ∆L trong các trường
hợp sau :
1. Tàu hành trình giữa đại dương.
2. Tàu hành trình gần bờ nhưng không có mục tiêu thích
hợp.

∆L = PT - PL
_ ∆L : Sai số la bàn.
_ PL : PV LB của TT được đo bằng
la bàn.
_ PT ( Az ) : PV thật của TT
( nguyên vòng ) được tính toán
bằng nhiều PP.

ẢNH HƯỞNG CỦA VỊ TRÍ DỰ ĐOÁN LÊN PV TÍNH TOÁN CỦA
TT
_ Sai số trong vó độ và kinh độ dự đoán sẽ gây ra sai số
∆A trong PV tính toán của TT.
_ ∆A sẽ là nhỏ khi thiên thể có độ cao thấp.
_ Trong thực tế nên chọn những TT có độ cao từ 35o trở
xuống để XĐ ∆L.
_ PP phổ biến nhất là XĐ ∆L khi Mặt trời mọc ( lặn ) hay
lân cận thời điểm đó.
_ Sao Polaris hay được sử dụng khi tàu hành trình ở BBC từ
vó tuyến 35o trở xuống.
TÍNH TOÁN TRỰC TIẾP Ac VÀ hc

XĐ ∆L TRONG CÁC TRƯỜNG HP ĐẶC BIỆT
Có 3 phương pháp :
a) Phương pháp giờ: Dựa vào công thức
cotg A=tgd cosLcsecLHA-sinLcotgLHA
Chọn những thiên thể có độ cao nhỏ hơn 35 0 ˜đo phương vò PL
của thiên thể, ghi giờ quan sát, dự đoán vò trí tàu. Từ giờ
quan sát TG vào lòch thiên văn ta tìm được xích vó d và LHA
của thiên thể được tính bằng GHA + kinh độ dự đoán
Đưa d, LHA và L vào các bảng toán hàng hải ta có được Ac
b) Số hiệu chính la bàn bằng Ac – PL
Phương pháp độ cao
Đònh nghóa về amplitude: là cung của đường chân trời được
tính từ đông (tây) về phía bắc hoặc (nam). Đông trong trường
hợp trong trường hợp là thiên thể mọc, Tây trong trường hợp
là thiên thể lặn, N cho trường hợp d mang tên Bắc,ø S cho
trường hợp d mang tên S
+Trường hợp thiên thể mọc lặn thật (h=0), từ công thức cos
cạnh
Cos(900-d) = cos(900 – h)cos(900 – L) +sin(900 – h)sin(900-L)cosA
Rút ra cosA=(sin d-sinh sinL)/cosh cosL
Vậy cosA = sind/cosL=sindsecL
Người ta lập bảng 22(Bowditch Navigation Table) để tìm phương
vò trong trường hợp h=0
 Chú ý: trường hợp độ cao mắt người quan sát là 41ft
(12,5m) lúc tâm của mặt trời nằm trên đường chân
trời thật cũng là lúc mép dưới của mặt trời cách
đường chân trời nhìn thấy là 2/3 đường kính là lúc đo
phương vò PL đến tâm của mặt trời, đối với mặt trăng
thò sai lớn từ 54’ –61’5 nên khi mép trên của mặt trăng
trùng với đường chân trời nhìn thấy là thời điểm đo

phương vò PL đến mặt trăng.
+Trường hợp xác đònh số hiệu chính la bàn khi mép trên của
thiên thể trùng với đường chân trời nhìn thấy lúc này đối
với mặt trời độ cao là 00 42’=0.70 người ta có thể sử dụng
công thức cos cạnh nêu ở trên để tính phương vò.
Để có kết quả nhanh chóng người ta hiệu chỉnh phương vò
tính trong trường hợp mọc lặn thật cho trong bảng 22(Bowditch
Navigation Table) bằng kết quả tính số hiệu chỉnh cho trong
bảng 23(Bowditch Navigation Table)
Với đối số vào bảng là vò độ L và xích vó d
Dấu của số hiệu chỉnh được xét theo quy tắc


- Nếu vò độ của người quan sát mang tên bắc và mặt trời
thì mọc hoặc vó độ là nam và mặt trời lặn thì dấu của số
hiệu chỉnh là dương
- Nếu vò độ mang tên bắc và mặt trời lặn hoặc vò độ mang
tên nam và mặt trời mọc thì số hiệu chỉnh mang dấu âm
XĐ ∆L BẰNG PV SAO POLARIS

_Sử dụng khi tàu đi ở
BBC từ vó tuyến 35o
trở xuống.
_Từ hoàng hôn ngày
hôm trước đến bình
minh ngày hôm sau.
_Do ∆ = 0o8 nên trong
CĐNTNĐ Polaris luôn rất
gần với PN.
_PV của Polaris nằm

trong giới hạn 0o – 1o2
( NW và NE ).
XÁC ĐỊNH SAO POLARIS


∆L = PT ( Az ) - PL
_ PL là PV la bàn của sao Polaris được đo bằng LB trên tàu.
_ PT ( Az ) là PV thật của sao Polaris tại thời điểm quan sát
( đo PV LB ) và được tính bằng bảng Polaris Tables trong LTV
Anh.
_ Đối số để vào Polaris Tables là ϕc và LHA Aries ( được tính
từ LTV với đối số là thời điểm quan sát ). Việc nội suy
theo vó độ có thể tính trực tiếp trong bảng.
_PP này đơn giản, thời gian tính toán nhanh, độ tin cậy cao
nên được sử dụng khá phổ biến trong hàng hải.





CHƯƠNG 14 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA XĐ VTT BẰNG THIÊN
VĂN
I. Quan hệ giữa vò trí người quan sát và vò trí thiên
đỉnh :

II. ĐƯỜNG ĐẲNG TRỊ – ĐƯỜNG VỊ TRÍ – VÒNG TRÒN
ĐẲNG CAO
+ Đường đẳng trò và đường vò trí

+ Voøng ñaúng cao


VOỉNG ẹANG CAO

+ VOỉNG ẹANG
CAO
+ CệẽC CHIEU
SANG


_ Cực chiếu sáng ( a ) là hình chiếu của thiên thể lên bề
mặt Trái đất.
_ Tọa độ của cực chiếu sáng :

+ ĐƯỜNG CAO VỊ TRÍ
_ Thao tác vòng đẳng cao lên hải đồ Mercator rất khó
khăn.
_ Thay một phần nhỏ của vòng đẳng cao bằng một đoạn
thẳng tiếp tuyến hay cát tuyến với nó ở gần vò trí dự
đoán gọi là đường cao vò trí ( LOP – Line of Position ).
_ ĐCVT là một đường thẳng và khi có sai số nó sẽ di
chuyển song song với nó một khoảng chính bằng sai số.
ĐCVT ( LOP ) CỦA CÁC THIÊN THỂ


_ LOP thường được thao tác từ DR hay AP ( Assumed Position –
lấy chẵn từ DR theo tính chất 2 của LOP cho thuận tiện
trong việc tính toán ).
CHƯƠNG 15 : PHƯƠNG PHÁP MARC SAINT HILAIRE

_ Nguyên lý

+ CÁC YẾU TỐ CỦA ĐCVT
_ ĐCVT có 2 yếu tố là :
1. Phương vò tính toán Ac.
2. Khoảng dòch chuyển rh ( n ) = ho – hc.
_ Để thao tác ĐCVT phải có :
1. Tọa độ vò trí dự đoán.
2. Các yếu tố của ĐCVT.


+ THAO TÁC ĐCVT ( LOP )

+ ĐCVT ( LOP ) CỦA CÁC THIÊN THỂ

_ LOP thường được thao tác từ DR hay AP ( Assumed Position –
lấy chẵn từ DR theo tính chất 2 của LOP cho thuận tiện
trong việc tính toán ).


+ TÍNH CHẤT CỦA ĐCVT
_ ĐCVT có 3 tính chất cơ bản :
1. Là một đường gần đúng.
2. Không phụ thuộc vào tọa độ vò trí dự đoán.
3. Là một đường tổng hợp.
+ ĐCVT LÀ MỘT ĐƯỜNG GẦN ĐÚNG

+ ĐCVT KHÔNG PHỤ THUỘC VÀO VTDĐ

+ ẹCVT LAỉ MOT ẹệễỉNG TONG HễẽP


+ Sệẽ SAẫP XEP CUA ẹCVT SO VễI VTDẹ
rh > 0
rh < 0
rh = 0


+ CÁCH VẼ ĐƯỜNG CAO VỊ TRÍ TRÊN HẢI ĐỒ MERCATOR
_ Ta chỉ tiến hành thao tác trực tiếp đường cao vò trí lên
hải đồ Mercator nếu hải đồ đó có tỉ lệ xích 1 : 500 000
hay lớn hơn.
_ Ta sẽ có ngay tọa độ vò trí xác đònh của tàu sau khi thao
tác xong.
Giả sử ta có các yếu tố của 2 ĐCVT như sau :
- Thiên thể I : Ac1 = 46o 5 SE ; rh1 = + 4’ 2
- Thiên thể II : Ac2 = 15o 3 SW ; rh2 = - 3’ 8
Vò trí dự đoán của tàu là 42o 20’ 5 N; 36o 12' 2 W

+ THAO TÁC ĐƯỜNG CAO VỊ TRÍ TRÊN GIẤY TRẮNG
_ Nếu hải đồ có tỉ lệ xích nhỏ hơn 1 : 500 000 thì ta phải
thao tác trên giấy.
_ Thao tác trên giấy khác trên hải đồ là ta không được
vò trí của tàu mà chỉ nhận được vò trí tương ứng với vò trí
dự đoán. Ta phải xác đònh thêm Hϕ và Hλ, rồi mới tìm
được tọa độ xác đònh của vò trí tàu.
_ Có 2 phương pháp chọn tỉ lệ xích là :
1. Tỉ lệ xích thẳng.
2. Tỉ lệ xích góc.

Giả sử ta có các yếu tố của 2 ĐCVT như sau :
- Thiên thể I : Ac1 = 46o 5 SE ; rh1 = + 4’ 2


- Thiên thể II : Ac2 = 15o 3 SW ; rh2 = - 3’ 8
Vò trí dự đoán của tàu là 42o 20’ 5 N; 36o 12' 2 W

Typical celestial plot at sea.

+ SAI SỐ PHƯƠNG PHÁP CỦA ĐCVT
_ Khi xác đònh vò trí tàu bằng phương pháp Thiên văn, ĐCVT
có sai số ngẫu nhiên và hệ thống.
_ Ngoài ra bản thân ĐCVT còn mắc phải sai số do phương
pháp vẽ nó gây ra là :
1. ĐCVT thao tác từ vò trí dự đoán Mc có sai số.
2. Phương vò Ac là một cung Octo nhưng ta lại thao tác là
đường Locxo.
3. Thay thế một đoạn cung của vòng tròn đẳng cao bằng
một đoạn thẳng tiếp tuyến.
+ SAI SỐ DO THAY THẾ ĐƯỜNG PHƯƠNG VỊ OCTO BẰNG
ĐƯỜNG LOCXO


_ Sai số do việc thay phương vò Octo bằng Locxo sẽ càng lớn
nếu đường Octo có độ cong càng lớn và khoảng dòch
chuyển n càng lớn.
_ Sai số này chỉ xuất hiện ở các vó độ trung bình ( ϕ từ
50o trở lên ) và đặc biệt là ở vó độ cao ( ϕ > 70o ) khi n từ
15’ trở lên.
_ Khi hành trình ở vùng cực, ta phải thao tác phương vò Octo

bằng cách xoay đường Locxo đi một góc bằng 2ψ tức là ta
thao tác đường phương vò có độ lớn là Ao = Ac + 2ψ ,
trên hướng đó đặt n rồi thao tác như thông thường.
_ Còn khi n nhỏ hơn 30’ và ϕ từ 40o trở xuống thì ta có
thể bỏ qua ψ .
+ SAI SỐ DO VIỆC THAY THẾ VÒNG ĐẲNG CAO BẰNG ĐƯỜNG
LOCXO

_ Trong thực tế, nếu n nhỏ hơn 30’ và thiên thể không cao
quá 70o thì có thể bỏ qua sai số này. Vì vậy khi quan sát,
nên chọn thiên thể có độ cao từ 70o trở xuống.
_ Khi hành trình ở vó độ nhỏ, ta hay phải đo độ cao Mặt
trời lớn hơn 80o . Trong trường hợp này, sai số trong vò trí
quan trắc vẫn có thể bỏ qua đïc nếu n không vượt quá
10’.


_ Trong trường hợp chung, nếu n > 25’ thì ta nên giải lại bài
toán, bằng cách lấy vò trí quan trắc Mc vừa tính được làm
vò trí dự đoán mới.
+ SAI SỐ TỔNG HP CỦA ĐCVT
_ ĐCVT được vạch ra trên hải đồ chỉ trùng với đường vò trí
thực của người quan sát nếu các yếu tố Ac và rh không
có sai số .
_ Thực tế là Ac luôn có sai số tính toán nhỏ hơn rất nhiều
so với sai số đồ họa khi thao tác lên hải đồ. Vì vậy, có
thể coi Ac không có sai số, và không ảnh hưởng đến độ
chính xác của ĐCVT.
_ Như vậy, sai số của ĐCVT chỉ còn là các sai số trong rh
= ho - hc. Nghóa là sai số trong rh phụ thuộc vào sai số

trong độ cao quan trắc và độ cao tính toán.
+ SAI SỐ TRONG ĐỘ CAO QUAN TRẮC
_ Trong ho có sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên.
_ Sai số hệ thống :
1. Tính toán không chính xác độ nghiêng chân trời biểu
kiến.
2. Sai số dụng cụ của sextant.
3. Giá trò của sai số này vào khoảng 1’ – 3’.
_ Sai số ngẫu nhiên đặc trưng bởi giá trò của sai số bình
phương trung bình Eh.
_ Trong thực hành, đối với một thiên thể không nên đo ít
hơn 3 lần và Eh trung bình như sau :
1. Mặt trời và Mặt trăng Eh = ± 0’ 4.
2. Sao và các hành tinh Eh = ± 0’ 6.
+ SAI SỐ TRONG ĐỘ CAO TÍNH TOÁN
_ Trong hc chỉ có các sai số mang đặc tính ngẫu nhiên. Độ
lớn của chúng phụ thuộc vào phương pháp được sử dụng
để giải tam giác thò sai. Chúng xuất hiện do sự làm tròn
số trong bảng toán, do phép nội suy...
_ Nếu sử dụng bảng HO - 214 thì với những độ cao thông
thường mà ta hay sử dụng trong thực tế, sai số bình phương
trung bình trong tính toán hc không vượt quá 0’ 8. Tức là : 0’
8 ≥ Ehc .
_ Hiện nay với việc sử dụng máy tính và các phần mềm
hàng hải thì sai số này còn rất nhỏ và ta có thể bỏ
qua.
+ SAI SỐ TỔNG HP TRONG ĐCVT
_ Sai số tổng hợp trong ĐCVT phụ thuộc vào sai số hệ
thống trong ho ( ∆n ) và sai số ngẫu nhiên tổng En trong ho
và hc ( ∆h ).

_ Sai số ngẫu nhiên En trong ∆h đặc trưng cho sự phân tán
của ĐCVT xung quanh đường vò trí thực. Đường vò trí thực của
người quan sát sẽ nằm đâu đó xung quanh ĐCVT, trong giới
hạn của một khu vực gọi là “ dải vò trí “.
+ SAI SỐ NGẪU NHIÊN TỔNG En
_ Sai số bình phương trung bình trong rh, tức là trong ĐCVT sẽ
bao gồm cả sai số ngẫu nhiên trong hc và ho. Ký hiệu là
En
_ Ở điều kiện ngoại cảnh trung bình, nếu quan sát không ít
hơn 3 lần một thiên thể, thì độ lớn của En như sau :
_ Nếu dùng bảng HO - 214 :
1. Mặt trời và Mặt trăng En = ± 0’ 9.
2. Sao và hành tinh
En = ± 1’ 0.
_ Nếu dùng bảng Logarit :
1. Mặt trời và Mặt trăng En = ± 0’ 5.
2. Sao và hành tinh
En = ± 0’ 2.
+ DẢI VỊ TRÍ

_ Thông thường độ rộng của dải vò trí được thừa nhận
bằng 2 En với ĐCVT là trục đối xứng. Xác suất của một
ĐCVT thực trong một dải như vậy bằng 68, 3 %.
_ Nếu tăng gấp đôi dải vò trí ( 4 En ) thì xác suất là 95 %,
nếu gấp 3 ( 6 En ) thì xác suất là 99, 7 %.
_ Nếu trong ho còn có sai số hệ thống thì ĐCVT thực sẽ bò
dòch chuyển đi dọc theo đường phương vò một khoảng là ( +
∆n ) hay ( - ∆n ).

_ Do vậy, để tính đến tác động đồng thời của sai số hệ
thống và sai số ngẫu nhiên thì toàn bộ dải vò trí phải
được dòch chuyển cả về hai phía một khoảng bằng ∆n.
CHƯƠNG 16 : PP TÌM ĐIỂM XĐ KHI CÓ SAI SỐ TRONG ĐCVT


_ Phương trình ĐCVT có dạng như sau :
ϕ∆ cosA + λ∆ sinA cosϕ = ∆h
_ Đó là trường hợp không có sai số, trong thực tế điều
này không xảy ra, vì vậy ĐCVT mắc sai số có dạng như sau
:
ϕ∆cosA + λ∆ sinAcosϕ = ∆h + ∆n + En
Trong đó : ∆n : Sai số hệ thống .
En : Sai số ngẫu nhiên .
_ Ngoài ra ĐCVT có Gradient = 1, nên khi có sai số ĐCVT sẽ
dòch chuyển tònh tiến theo hướng phương vò một khoảng
chính bằng sai số đó.
+ TÌM VỊ TRÍ TÀU KHI CHỈ CÓ SAI SỐ HỆ THỐNG TRONG CÁC
ĐCVT
_ KHI SỬ DỤNG 2 ĐCVT.

+ KHI SỬ DỤNG 3 ĐCVT

+ KHI SỬ DỤNG 4 ĐCVT


+ TÌM VỊ TRÍ TÀU KHI CHỈ CÓ SAI SỐ NGẪU NHIÊN TRONG
CÁC ĐCVT
_ KHI SỬ DỤNG 2 ĐCVT.

_ KHI SỬ DỤNG 3 ĐCVT

+ TÌM VỊ TRÍ TÀU KHI CÓ ẢNH HƯỞNG ĐỒNG THỜI CỦA
SSNN VÀ SSHT


_ Trường hợp có 2 ĐCVT thì vò trí tàu sẽ nằm trong hình trụ
sai số .

CHƯƠNG 17 : XĐ VTT BẰNG QUAN SÁT ĐỒNG THỜI CÁC TT
_ PP đồng thời là tại một thời điểm, cùng một thiên
đỉnh, quan sát đồng thời 2 ngôi sao trở lên. Trong thực tế
ta không thể đo đồng thời 2 ngôi sao mà phải đo riêng rẽ
làm 2 lượt trong thời gian vài phút. Vì vậy sau khi đo đạc,
tính toán phải qui 2 độ cao đo về cùng một thời điểm,
cùng một thiên đỉnh.
_ Việc XĐVTT bằng các đònh tinh được tiến hành ở 2
khoảng thời gian : bình minh và hoàng hôn, khi ta nhìn thấy
sao mà đường chân trời còn sáng.
_ Thời gian này ngắn khoảng 10 - 15 phút. Do đó cần phải
chuẩn bò từ trước các dụng cụ, tài liệu và số sao chọn
để quan sát phải lớn hơn dự đònh.
+ NHỮNG CHÚ Ý CHUNG
_ Để quan trắc vào lúc trời nhá nhem ( bình minh, hoàng
hôn ), phải lựa chọn trước từ 6 - 8 ngôi sao bằng các dụng
cụ tìm sao : quả cầu sao, đóa tìm sao.
_ Lập sơ đồ phân bố của chúng so với mặt phẳng trục
dọc tàu. Việc này giúp ta sử dụng 2, 3 hoặc 4 ngôi sao
thích hợp ngay cả khi bầu trời bò che phủ một phần bởi
mây.

_ Nên chọn những ngôi sao có độ cao từ 10o - 70o và nên
chọn các ngôi sao có độ cao gần giống nhau.
_ Nên chọn các hành tinh, nhất là Venus và Jupiter, vì độ
sáng của chúng luôn lớn hơn các đònh tinh.