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《航海学》备课笔记 第一章 基础知识 第一节 地球形状与地理坐标 一、地球形状 航海上船舶和物标的坐标、方向和距离等，都是建立在一定形状的地球表面的，要研究 坐标、方向和距离等航海基本问题，必须首先对地球的形状和大小作一定的了解。 1 1 11．地球的自然形状 地球自然表面有高山、峡谷、平原、江河、湖泊和海洋等，是一个崎岖不平、非常复杂 的不规则曲面。这种自然表面难以用数学公式加以描述，无法在此基础上研究航海的基本 问题。然而，由于地球体积较大，这种局部的起伏与地球半径相对比是非常之小的。例 如，我国的珠穆朗玛峰虽高达8848m，但与6370km的地球半径相比，仅为地球半径的 0.1‰左右，它对整个地球形状的影响是微不足道的。因此，我们可以用占地球表面约7l％ 的海水面的形状来描述地球形状。 2 2 22．大地球体 设想一个与平均海面相吻合的水准面，并将其向陆地延伸，且保持该延伸面始终与当地 的铅垂线相垂直，这样所形成的连续不断的、光滑的闭合水准面，叫做大地水准面。所谓 地球形状，并不是指地球表面的自然形状，而是指由大地水准面所包围的几何体——大地 球体的形状。 由于地球内部物质分布不均匀及地球表面起伏的影响，大地球体依然是不规则的几何 体。航海上，不同场合，根据不同的精度要求，往往将大地球体看做不同的近似体。 3 3 33．第一近似体——地球圆球体 航海上为了计算上的简便，在精度要求不高的情况下，通常将大地球体当做地球圆球 体。 根据航海上常用的距离单位(海里／nmile)的定义，可推算地球圆球体半径R： R=360°×60′/2π=3437.7468 nmile=6366707m 4 4 44．第二近似体——地球椭圆体 在大地测量学、海图学和需要较为准确的航海计算中常将大地球体当做两极略扁的地球 椭圆体。地球椭圆体即旋转椭圆体(图1—1—1)。它是由椭圆P QPsQ 绕其短轴P Ps旋转 N N 而成的几何体。表示地球椭圆体的参数有：长半轴a、短半轴b、扁率c和偏心率e。它们 之间的关系是： 2 2 a −b e= a a−b c= a 2 b b 所以 e = (1− )(1+ ) = c(2−c) ≈ 2c a a 二、地理坐标 1 1 11．地球上的基本点、线、圈 地理坐标是建立在地球椭圆体表面上的。 要建立地理坐标，首先应在地球椭圆体表面 上确定坐标的起算点和坐标线图网。如图 1—1—2所示： 椭圆短轴即地球的自转轴——地轴 (P P )； N S 地轴与地表面的两个交点是地极，在北半 球的称为北极(P )，在南半球的称为南极 N (P )； S 通过地球球心且与地轴垂直的平面称为赤 道平面，赤道平面与地表面相交的截痕称为 赤道(QQ′ )，它将地球分为南、北两个半球； 任何一个与赤道面平行的平面称为纬度圈平面，它与地表面相交的截痕是个小圆，称为 纬度圈(AA’)； 通过地轴的任何一个平面是子午圈平面，它与地表面相交的截痕是个椭圆，称为子午圈 (P QP Q′ )； N S 由北半球到南半球的半个子午圈，叫做子午线。又称经线（P QP P Q P ）；′ N S N S 通过英国伦敦格林尼治天文台子午仪的子午线，叫做格林子午线或格林经线(P G Ps)。