天文航海學 Celestial Navigation

第一章 概念 第一節 引言 認知傳統天文航海的原理、原則，並利用這些原理、原則在大海中迅速定位。 第一章 概念 第一節 引言 認知傳統天文航海的原理、原則，並利用這些原理、原則在大海中迅速定位。 The science of navigation can be taught ，but the art of navigation must be developed from experience.

天文三角形

大海中航行的方法 電子航海： 天文航海：引用天體測定船位。 天體指日、月、行星 與恆星。 光學儀器指六分儀 (sextant) 。

天球(Celestial sphere) 整個宇宙的現象假定為一球體。 球面三角形：P近極 Z觀測者 X天體

第二節 天球概說 天文學上距離的單位 1.天文單位(A.U.) ：地球到太陽的平均距離。約一億五仟萬公里(149,604,618Km) 。 太陽光到達地球約經過8分20秒。 月光反射至地球的時間約 秒。

天文學上距離的單位 2.光年(Light Year) ：光一年移動的距離。光速每秒30萬公里，故一光年約等於 公里。

天文學上距離的單位 3.視差秒(Parsec) ：由地球和太陽向恆星方向看去的最大差量，稱為恆星的視差。

銀河(Milky way) 天河(Galaxies) ，呈螺旋形狀。由數目驚人的星星、塵雲(dust clouds)與氣體組成。 紅星(reddish star) ： 青白星(Blue-white star) ： 變星 雙星 聚星

第三節 太陽(Sun) 恆星，燃燒的迴旋體，尚可燃燒50億年。 自轉週期隨緯度增加。

太陽黑子(sun spots) ：較冷的氣團升至表面。磁場強度100~3700高斯。出現時會影響地球上的磁暴，對無線電的傳播與接收產生干擾。

第四節 太陽系

哥白尼：太陽系中以太陽為主，其他的行星除了自轉以外，均以太陽為中心環繞太陽。 軸轉週期：天體自轉一週所需時間 恆星週期：在太陽上看行星在天空中連續兩次通過相同點所需的時間。 會合週期：以地球向行星與太陽看去，兩次連續會合所需時間。

克卜勒第一定律 (Kepler’s first law) 行星的軌道是橢圓(ellipses)，太陽在焦點上。

克卜勒第二定律 (Kepler’s second law) 太陽與行星的連線在相同時間內，掃過相同的面積。

克卜勒第三定律 (Kepler’s third law) 任兩顆行星恆星週期的平方比與其與太陽平均距離的立方比相同。

第五節 太陽系中主要行星 水星 5.8x107Km 金星 1.08x108Km 地球 1.5x108Km 1 火星 2.28x108Km 2 第五節 太陽系中主要行星 中文 英文 符號 恆星週期 自轉週期 與太陽距離 衛星 水星 Mercury 88day 59day 5.8x107Km 金星 Venus 243day 1.08x108Km 地球 Earth 365.24day 23h56m 1.5x108Km 1 火星 Mars 687day 24h37m 2.28x108Km 2 木星 Jupiter 11.86year 9h50m 7.783x108Km 16 土星 Saturn 29.46year 10h36m 1.432x109Km 18 天王星 Uranus 84.02year 17h14m 2.871x109Km 17 海王星 Neptune 164.9year 16h06m 4.498x109Km 8 冥王星 Pluto 248.5year 6d9.4h 5.914x109Km

水星(Mercury) 最小也最接近太陽，不易觀測。 離日度(距日角Elongation)約28。。 三、四月(evening star) 九、十月(morning star)

金星(Venus) 最亮的行星，白天也可觀測。 離日度可達46。。 東有『啟明』，西有『長庚』。

火星(Mars)

木星(Jupiter)

土星(Saturn)

天王星(Uranus)

海王星(Neptune)

冥王星(Pluto)

第六節　太陽系中其他景象 小行星(Asteroids or minor planets) 位於火星與木星之間，可能是由大行星經由一次碰撞後散開形成。 衛星（Satellites ) ：皆為太陽系中的冷天體，其光仰賴太陽光反射。

慧星（Comets) ：藉太陽光使其反射成掃帚形狀。軌道可分為近似拋物線與橢圓兩種。 哈雷慧星，76年出現一次。 流星與隕石（Meteors and Meteorites) ： 　　太陽系中固體天體，進入大氣層時與空氣磨擦發，大部份氣化，僅少數撞擊地球而形成隕石。

第七節 地球(the earth)

仰視天空的現象

星等（stellar magnitude) 波洛生（Pogson) ：兩星光亮度差一級時，明亮程度之比值為2

地球自轉(rotation) 證明：佛科擺、高處落下物體偏移與 科氏力（x方向速度與不同緯度的 自轉速度）。 視運動的原則： 　1.平行於赤道平面 　2.圓周運動，中心在地軸 　3.恆定速率 　4.運動之圓周稱為日行圈(Diurnal circle) 　　拱極星(circumpolar stars)

日行圈

拱極星

地球公轉(Revolution)

黃道帶（Zodiac)

黃道12宮

太陽在黃道上的視運動

太陽視運動

地球偏移(Precession)與章動(Nautation) 地球以高速繞其自轉軸旋轉時，受太陽與月球引力，產生一反抗此力之反應，使地軸每年向西偏移約50.2”的現象。 每年的歲差也有異動現象，此項異動的數值稱為章動，章動最大約9” 。

第八節 月球（Moon) 月球繞地球公轉也繞太陽公轉。 月球繞地球公轉時，太陽光反射產生的景象稱為月象，此景象之週期為29.5天，稱為朔望月(synodical month)。 月球自轉週期與恆星週期相同稱為恆星月(sidereal month)，約27.3天。 由於朔望月與恆星月時間不同，故每天月亮東升時間約晚50分鐘。

蝕(Eclipse) 月球軌道與地球的軌道面約傾斜5。，故產生月蝕或日蝕的現象，必需在黃道面內。 月蝕(Lunar eclipse) 日蝕(Solar eclipse)

第九節 太陽系中其他現象 潮汐(the tides) 內行星與外行星（inferior &superior) 第九節 太陽系中其他現象 潮汐(the tides) 內行星與外行星（inferior &superior) 逆行運動（retrograde motion) 行星的象(phase of the planet)

內行星與外行星（inferior & superior planet)

逆行運動（retrograde motion)

逆行運動