Tài liệu Đọc hiểu Thiên văn Hàng hải - TVHH: Vai trò và Hệ tọa độ

Câu1: Trình bày hiểu biết về tvhh và vai trò của tvhh trong ngày nay?
Kn: Thiên văn hàng hải là hàng hải với sự giúp đỡ của các thiên
thể. Khác với Hàng hải địa văn, Hàng hải thiên văn là "Hàng hải
ở ngoài biển khơi". có độ chính xác kém hơn Hàng hải địa văn,
và chỉ được các sĩ quan Hàng hải đặc biệt lưu ý khi các mục tiêu
bờ không còn tác dụng.Lịch sử phát triển của ngành Hàng hải
đã chứng minh rằng: cùng với La bàn từ, Hàng hải Thiên văn với
Sextant và Thời kế là dụng cụ đi biển truyền thống và không
thể thiếu được cho mọi con tàu khi muốn vượt đại dương.
Ưu điểm là hoàn toàn độc lập, thiết bị đơn giản và rẻ tiền,
không đòi hỏi một nguồn năng lượng nào, và có thể ứng dụng
tại bất kỳ một điểm nào trên Trái Đất.
Nhược điểm của nó là: lệ thuộc nhiều vào thời tiết và trình độ
của người sử dụng, tính toán lâu và phức tạp.
Vai trò: Ngoai viec cung cấp hiểu biết về bầu trời, các khái niệm
về thời gian, Thiên văn hàng hải còn được coi là phương pháp
không thể thay thế được đề dự đoán chính xác, và xác định gần
đúng vị trí tàu trong các trường hợp rủi ro có thể xảy ra với các
con tau, hay với các trang thiết bị trên các con tàu hoặc những
vùng không có mục tiêu bờ ... Đồng thời để kiểm tra sự hoạt
động của các la bàntrong mọi điều kiện đi biển.
Câu 2: Trình bày hiểu biết về thiên cầu, các hệ thống đường, điểm,
mặt phẳng và vòng tron chính trên thiên cầu? Thiên cầu:
- Là quả cầu toán học. -Bán kính bất kỳ
-Tâm tùy ý (thường lấy tâm Trái đất)
các hệ thống đường, điểm, mặt phẳng và vòng tron chính trên thiên cầu:
Thiên trục: Song song với địa trục Trái Đất.
●Trong thực tế thường lấy trùng với địa trục Trái đất. Thiên xích đạo:
●Là mặt phẳng đi qua tâm thiên cầu (O) và vuông góc với thiên trục. Đường dây dọi:
●Trùng với vị trí người quan sát (theo hướng thẳng đứng giữa chân và đỉnh đầu người quan sát) Thiên đỉnh (Z):
•Nằm trên đỉnh đầu người quan sát.
•Là giao điểm của đường dây dọi với thiên cầu. Thiên đế (n):
•Nằm dưới chân người quan sát.
•Là giao điểm của đường dây dọi với thiên cầu.
Mặt phẳng chân trời thật:
•Là mặt phẳng đi qua tâm thiên cầu và vuông góc với đường dây dọi.
X 4 điểm chính trên mp chân trời: N-S-E-W
Vòng thẳng đứng gốc
•Là giao tuyến của mặt phẳng có chứa đường dây dọi và thiên cầu.
•Đi qua điểm (E) và (W). Thiên kinh tuyến:
•Là giao tuyến của mặt phẳng có chứa thiên trục và thiên cầu.
Thiên kinh tuyến người quan sát:
•Là thiên kinh tuyến có chứa thiên đỉnh và thiên đế
Thiên kinh tuyến thượng:
•Là một nửa của thiên kinh tuyến người quan sát với điểm chia là thiên cực. •Có chứa thiên đỉnh
Thiên kinh tuyến hạ:
•Là một nửa của thiên kinh tuyến người quan sát với điểm chia là thiên cực. •Có chứa thiên đế
Câu 3: Trình bày các khái niệm hệ tọa độ trên
thiên cầu, hệ tọa độ chân trời thật, độ cao và
phương vị của thiên thế?
hệ tọa độ trên thiên cầu
trên thiên cầu để xác định vị trí của một thiên thể hay một
điểm nào đó, người ta xây dựng các hệ tọa độ bằng các vòng
tròn lớn hoàn toàn xác định và vuông góc với nhau
- Các hệ toạ độ trên thiên cầu bao gồm: Hệ tọa độ chân trời
Hệ tọa độ xích đạo loại 1
Hệ tọa độ xích đạo loại 2 Hệ tọa độ hoàng đạo
hệ tọa độ chân trời thật: Hệ tọa độ chân trời thật được xây
dựng bởi hai mặt phẳng chính: Mặt phẳng chân trời thật và mặt
phẳng thiên kinh tuyến người quan sát, hướng chính là hướng
của đường thắng đứng đi qua vị trí người quan sát tới thiên đỉnh.
Tọa độ của một điểm bất kỳtrong hệ tọa độ này được xác định bằng hai đại lượng: • Độ cao - Altitude (h) •
Phương vị - Azimuth angle (Ac hay Zn)
Độ cao h của thiên thể
Độ cao của thiên thể giá trị góc được đo bằng cung của vòng
thẳng đứng chứa thiên thể tính từ mặt phẳng chân trời thật cho
tới tâm của thiên thể, hay là góc hợp bởi mặt phẳng chân trời
thật và đường thẳng nối tâm của thiên thể với tâm của thiên cầu.
Độ cao h có giá trị biến đổi từ 0° đến 90° và không mang tên.
Nó được quy ước mang dấu + (cộng) nếu thiên thể ở trên mặt
phẳng chân trời thật, dấu - (trừ) nếu thiên thể ở dưới mặt phẳng chân trời thật.
Phương vị của thiên thể
Là giá trị của cung vòng tròn chân trời thật tính từ thiên kinh
tuyến người quan sát đến vòng thẳng đứng đi qua thiên thể,
hay là góc hợp bởi 2 mặt phẳng thiên kinh tuyến người quan sát
và mặt phẳng thăng đứng đi qua thiên thể.
các hệ thống tính phương vị dùng trong hàng hải như sau: •
Phương vị nguyên vòng: Anv hay Ac •
Phương vị bán vòng: Abv hay A12 • Phương vị 1/4: A1/4
Câu 4: Trình bày hiểu biết về tam giác thiên văn
(tam giác cầu vị trí của thiên thể) và ý nghĩa của
nó trong thiên văn hàng hải Khái niệm
Xây dựng thiên cầu với người quan sát ở vĩ độ nhất định vẽ
trên đó vòng thăng đứng và thiên kinh tuyến đi qua thiên thể C
(Trên hình la tam giác cầu đặc biệt ZPC )
Các đỉnh của tam giác là thiên đỉnh, cực thượng và vị trí của
thiên thể, tam giác này được tạo bởi 3 cung của các vòng tròn
lớn: Thiên kinh tuyến người quan sát, và thiên kinh tuyến đi qua
thiên thể và vòng thẳng đứng đi qua thiên thể . Ý Nghĩa
Tam giác này trong thiên văn có ý nghĩa rất lớn, được ứng dụng
rộng rãi, gọi là tam giác thị sai hay tam giác cầu vị trí của thiên thể.
Tam giác nàyliên kết các tọa độ chân trời của thiên thể với tọa
độ địa dư của người quan sát cũng như với tọa độ xích đạo của
thiên thể, điều đó rất quan trọng cho chúng ta trong việc xác
định vị trí người quan sát (vị trí tàu trên biển).
Câu 5: Trình bày khái niệm về các bảng tính cơ bản để
tính độ cao và phương vị của thiên thể
Dựa vào các công thức cơ bản của lượng giác cầu, người ta
thiết lập lên các hệ công thức cơ bản để tính độ cao và phương
vị của thiên thể bao gồm: Hệ công thức Sin
Trong hệ tọa độ xích đạo chúng ta đã biết các giá trị xích vĩ,
góc giờ địa phương, vĩđộ, của thiên thể và phải tìm độ cao h, phương vị A.
- Hệ công thức sin h, cotA - Hệ công thức SinA, sinh
Hệ công thức sin^2 z/2, Sin A
Các nhà khoa học hàng hải đã chứng minh được khi sử dụng
các bảng tính với 4 chữ số thập phân, công thức sinh cho ta độ
chính xác yêu cầu ở độ cao h < 30°; còn khi h > 30° thì chúng
taphải sử dụng công thức khác có độ chính xác cao hơn, đó là công thức sin^2
Hệ công thức Tg, Sec:
Nó được Gaux thành lập vào thế kỷ 19, bằng cách chia tam giác
cầu vị trí của thiên thể PZC thành 2 tam giác cầu vuông, nhờ
một đường cung vòng lớn, hạ từ vị trí của thiên thể
C vuông góc với thiên kinh tuyến người quan sát tại điểm D.
Sau đó bằng cách giải liên tục các tam giác PDC và ZCD, chúng
ta sẽ tìm được các đại lượng phải tìm là h và A của thiên thể.
Câu 6: Trình bày đặc điểm chuyển động nhìn thấy
ngày đêm của các thiên thể? Tất cả các ngôi
sao đều chuyển động liên tục trên bầu trờitheo chiều từ Đông sang
Tây và sau một ngày đêm lại chiếmvị trí cũ trên bầu trời – tức là
cùng độ cao, phương vị.
Đa số các vì sao có mọc, có lặn, một số ít các vì sao
ở vĩ độquan sát nào đó không lặn trong một số giờ chuyển động
từ E -> W còn một số giờ khác chuyển động (vòng) từ W -> E –
vi dụ chòm Ursa Major với người quan sát từ vĩ độ tử trung bình ở N bán cầu.
Sau nhiều lần quan sát thấy các vì sao không
thay đổi sự sắpxếp vị trí trong chòm sao và giữa các chòm cũng
không thay đổi sự sắp xếp tương quan với nhau.
Quỹ đạo chuyển động hàng ngày của các thiên thể là nhữngvòn
g tròn nhỏ nằm trong mặt phẳng // với mặt phẳng thiên xích đạ o.
Trong chuyển động hàng ngày thiên thể liên tục thay đổi độ cao
, đạt độ cao lớn nhất khi thiên thể qua
kinh tuyếnthượng người quan sát.
Sau quá trình quan sát khoa học và có hệ thống người ta
đi đến kết luận: Tất cả các thiên thể trên thiên cầu đều tham
gia một chuyển động gọi là chuyển động nhìn thấy ngàyđêm
(chuyển động nhìn thấy hàng ngày). Nguyên
nhân của chuyển động này là do người quan sát cùng Trái Đấtq
uay xung quanh trục của Trái Đất theo chiều từ W -> E
do tính chất tương đối của chuyển động người quan sátthấy mìn
h đứng yên còn thiên cầu chuyển động theo chiềutừ * E -> W
Câu 7: Trình bày các khái niệm về giờ địa phương
(Local Time),giờ thế giới (Greenwich Mean Time)? Giờ địa phương
Thời gian được tính trên kinh tuyến nhất định được gọi là giờqua kinh tuyến,
tương ứng với với hệ thống giờ sao(SiderealUnit) có giờ sao qua
kinh tuyến (Local Sidereal Time),
tương ứng với hệ thống giờ trung bình (Mean Unit) có giờ trung bì nh qua kinh tuyến TL
(Local Mean Time). Hệ thống tính giờtrong trường hợp này được g
ọi là giờ địa phương (LocalTime)
Giờ thế giới (Greenwich Mean Time) Thời gian tỉnh trên
kinh tuyến Greenwich gọi là giờ qua kínhtuyến Greenwich.
Tương ứng với hệ thống giờ sao có giờ sao Greenwich –
S_{G} với hệ thống giờ trung bình có giờ trung bình qua
kinh tuyến Greenwich, hay còn được gọi là giờ Thếgiới T_{G} (GMT-Greenwich Mean Time).
Câu 8: Trình bày hệ thống giờ múi, giờ chuẩn, giờ
mùa hè, giờ địa phương? Giờ múi
Theo hệ thống này toàn bộ Trái Đất được chia thành 24 múigiờ th
eo các đường kinh tuyến – mỗi múi gồm 15°
kinh độ, các vùng lãnh thổ trong phạm vi của một múi sử dụng ch
ung giờ qua kinh tuyến trung tâm mỗi múi. Các kinh tuyến trung
tâm cách nhau 15° (tức là 1h chẵn).
Xuất phát từ kinh tuyến số 0 (kinh tuyến gốc qua đài thiên
văn Greenwich-London) về hai phía E, W được đánh số thứ tự từ1-
12. Lãnh thổ của một múi giờ (rộng 15) được tính từ kinh tuyến tr
ung tâm về hai phía E và W tới hai
kinh tuyến giới hạncách kinh tuyến trung tâm 7°5.
Kinh độ của những kinh tuyếntrung
tâm các múi là bội số của 15°, nghĩa là các kinh độ 15°, 30°... 150°,
Các múi giờ được gọi tên theo số thứ tự của các múi đó, kýhiệu là:
N. N có thể mang tên E nếu múi giờ nằm ở bán cầuĐông, hay
W nếu nằm ở bán cầu Tây. Để tính số thứ tự múigiờ của một vị trí
nào đó trên Trái Đất người ta lấy kinh độcủa điểm đó chia cho 15°, Giờ chuẩn
Theo định nghĩa giờ múi, các phần lãnh thổ của mỗi múi sửdụng g
iờ qua kinh tuyến trung tâm mỗi múi làm giờ dùngchung
cho toàn bộ lãnh thổ đó. Tuy nhiên, nhiều quốc gia
do đặc điểm về địa lý (nằm trải qua nhiều múi giờ,...), chính trị, lịc
h sử,... người ta lấy giờ múi cộng thêm30m hoặc 1h dùngcho cho t
oàn bộ lãnh thổ quốc gia đó.
Giờ được các quốc gia, vùng lãnh thổ quy định theo pháp luậtdùn
g cho toàn bộ quốc gia, vùng lãnh thổ đó (có thể bằnghoặc khác v
ới giờ múi) được gọi là giờ chuẩn của quốc gia đó. Giờ mùa hè
Ở các nước ôn đới hay gần cực,
nơi vào mùa hè ban ngày cóthể bắt đầu sớm hơn
so với mùa đông vài tiếng đồng hồ. Nguyên
nhân của điều này là do phầnlớn quỹ đạo chuyểnđộng nhìn thấy h
àng ngày của Mặt Trời ở phía trên đườngchân trời khi xích vĩ của n
ó cùng tên với vĩ độ người quan sát.
Để sử dụng tối đa thời gian
ban ngày được Mặt Trời chiếusáng, các quốc gia này thường điều
chỉnh giờ chuẩn tại quốcgia đó tăng thêm
1 đến 2 giờ, vào mùa hè, dùng cho toàn bộlãnh thổ quốc gia đó –
giờ như vậy được gọi là giờ mùa hèhay giờ tiết kiệm ánh sáng ban ngày (Daylight Saving Time). Giờ địa phương Tại nhiều quốc gia
khu vực, giờ được dùng tại các thời điểmkhác nhau có thể khác nh au
(giờ mùa hè vào mùa hè) hoặckhác với giờ múi (do dùng giờ chuẩ
n). Với ý nghĩa dùng đểám chỉ giờ hiện tại đang được sử dụng tại
địa phương, ngườita sử dụng giờ địa phương
hay còn gọi là giờ luật.
Vậy giờ địa phương (giờ luật) là giờ thực tế tại địa phương
khu vực đó đang sử dụng.
Theo định nghĩa này, giờ luật hay giờ địa phương có thể là giờ mù
a hè hay giờ chuẩn tại mỗikhu vực đang được sử dụng cho lãnh th ổ khu vực đó.
Câu 9: Trình bày hiểu biết về giờ tàu và cách điều
chỉnh dồng hồ tàu?
Giờ tàu là giờ múi của vùng mà tàu đang hoạt động, hoặc giờđịa p
hương của cảng mà tàu ghé,
hay giờ được lấy theo lệnhcủa Thuyền trưởng
Cách điều chỉnh đồng hồ tàu
Khi tàu hành trình từ múi giờ này sang múi giờ khác, vào thờiđiểm vượt qua
kinh tuyến giới hạn của múi giờ phải điềuchỉnh lại đồng hồ tàu (tấ t cả đồng hồ ở
trên tàu trừ thời kế vàđồng hồ ở buồng vô tuyến điện)
cho phù hợp. Nếu tàu đi vềphía E ( 0° < HT < 180°) lấy tăng lên
1h, nếu đi về phía W ( 180° < HT < 360° ) giảm đi 1h
Câu 10: Trình bày hiểu biết về đường đổi ngày và cách đổi ngày? Đường đổi ngày Theo cách phân
chia hệ thống giờ múi thì các múi giờ cạnhnhau sẽ hơn kém nhau
1h, các múi phía E có giờ lớn hơn múiở phía W.
Như vậy múi 12 phần ở phía E và phần ở phía W sẽhơn kém nhau
24h – có nghĩa là cùng một giờ nhưng khácnhau 1 ngày.
Kinh tuyến 180° đóng vai trò như một kinh tuyến đổi ngày – đườn g đổi ngày Cách đổi ngày
Khi tàu hành trình qua đường đổi ngày, chúng ta thực hiện đổingà y theo quy tắc sau:
Khi tàu chạy về phía E (HT =
(0 °) ÷((180 °)) , tức là chạy từE bán cầu sang
W bán cầu vào lúc nửa đêm (24:00) sau khi tàu đi
qua đường đổi ngày ta lấy ngày mới lặp lại ngày đã qua.
Khi tàu hành trình về phía W (tức là chạy từ W bán cầu sang
E bán cầu – với HT = (180°) ÷(360 °) ) vào lúc nửa đêm (24:00)
sau khi tàu đi qua đường đổi ngàyta lấy tăng lên
hai ngày so với ngày đã qua.
Câu 11: Trình bày hiểu biết về thời kế và các
dụng cụ chỉ thời gian ở trên tàu
Thời kế (the Chronometer) là dụng cụ chỉ thời gian chính xác, có c
ấu trúc đặc biệt và có bộ phận làm giảm tác động của sựthay đổi
nhiệt độ của môi trường lên tốc độ đều của con lắc. Có 2 loại thời kế - Thời kế cơ khí
- Thời kế thạch anh hay đồng hồ thạch anh
Các dụng cụ chỉ thời gian Đồng hồ boong Đồng hồ tàu Đồng hồ bấm giây
Câu 12: Trình bày phương pháp đo độ cao thiên
thể trên biển bằng cách kéo ảnh trực tiếp
Phương pháp kéo ảnh trực tiếp
Đặt du xích ở vị trí 0°00’ hướng ống kính về phía thiên thể,
trong thị trường ống kính đồng thời xuất hiện cả ảnh ảo vàảnh thậ
t của thiên thể tay trái giữ khóa và cố định du xíchđồng thời tay p
hải hạ thấp dần trục ống kính để sao
cho ảnhảo của thiên thể luôn tồn tại trong ống kính cho tới khi nhì
nthấy đường chân trời thì dùng lại chuyển sang động tác chủyếu. Lưu ý
khi kéo ảnh trực tiếp Mặt Trời trước gương cốđịnh A thường đặt hệ
thống kính màu do vậy kéo ảnh xuốnggần đường chân trời phải g
ỡ bớt kính màu mới có thể nhìnthấy ảnh trực tiếp của đường chân trời.
Phương pháp này được áp dụng phổ biến, tuy
nhiên với nhữngngười chưa thành thạo có thể xảy ra trường tình tr
ạng mất ảnhảo thiên thể khi đó phải đảo nhẹ Sextant để tìm lại ả
nh hoặccó thể phải làm lại. Thường được sử dụng để quan sát Mặt
Trời, Mặt Trăng và các ngôi sao chưa biết trước độ cao-phương vị. Mức 2
Câu 2: Hãy thực hiện các bước trong việc hiệu
chỉnh độ cao sao, hành tinh bằng LTV Anh?
Document Outline

• Câu1: Trình bày hiểu biết về tvhh và vai trò của t
• Câu 2: Trình bày hiểu biết về thiên cầu, các hệ th
• các hệ thống đường, điểm, mặt phẳng và vòng tron c
• Thiên xích đạo:
• Đường dây dọi:
• Thiên đỉnh (Z):
• Thiên đế (n):
• Mặt phẳng chân trời thật:
• Vòng thẳng đứng gốc
• Thiên kinh tuyến:
• Thiên kinh tuyến người quan sát:
• Thiên kinh tuyến thượng:
• Thiên kinh tuyến hạ:
• Câu 3: Trình bày các khái niệm hệ tọa độ trên thiê
  • hệ tọa độ trên thiên cầu
  • Độ cao h của thiên thể
  • Phương vị của thiên thể
• Câu 4: Trình bày hiểu biết về tam giác thiên văn (
  • Khái niệm
  • Ý Nghĩa
  • Câu 5: Trình bày khái niệm về các bảng tính cơ bản
  • Hệ công thức Sin
  • Hệ công thức sin^2 z/2, Sin A
  • Hệ công thức Tg, Sec:
• Câu 6: Trình bày đặc điểm chuyển động nhìn thấy ng
• Mean Time)?
• Câu 8: Trình bày hệ thống giờ múi, giờ chuẩn, giờ
• Câu 9: Trình bày hiểu biết về giờ tàu và cách điều
• Câu 10: Trình bày hiểu biết về đường đổi ngày và
• Câu 11: Trình bày hiểu biết về thời kế và các dụng