基于计算机辅助天文定位系统的优化算法研究
摘 要：计算机辅助天文定位系统是在天文航海中利用传统的六分仪和计算机模拟结合起来的新型系统，虽然随着无线电导航技术，尤其是GPS技术的发展，对天文定位的重视程度有所下降，但它仍然是船舶航行时普遍受到关注的导航方法之一。本文将针对计算机辅助天文定位系统的特点，对该系统中的传统算法进行改进，提出更适合于天文辅助船舶航行时现实情况的优化算法。
0 引言
船舶航行过程中利用天体来测定船位，需要在特定坐标系下（第一赤道坐标系、第二赤道坐标系和地平坐标系）进行坐标转换，然后利用六分仪得到天文船位圆的半径，也就是天体的真顶距，被测目标天体的地心真高度受到大气中的蒙气差、观测时人的眼高差和视差、天体的半径差等修正指数的影响，同时利用传统天体观测方法还需要考虑天体船位误差。目前，应用于辅助天文定位的坐标转换方法主要采用天文球面三角形公式。此数学公式适用范围广，但无法应用于辅助天文定位系统数学模型的参数项中，我们可以对公式进行优化，进而达到优化整个系统数学模型的效果。
1 基本天球坐标系的坐标转换
坐标变换是将天体的位置从一个坐标系转换为另一个坐标系，以满足某个坐标系中坐标参数的需求，而坐标系的变换可以通过天文三角形来实现。因此，利用天文三角形求天体计算高度 和计算方位
以上截图为测太阳和月亮所得船位的程序运行图例，程序中天体的初始经纬度应从FK5星历表上查取。此处为试运行程序，图中B代表船位中的纬度，其值分南北纬，与所测天体的赤纬有关，A代表船位中的经度，其值也分东西经，与所测天体的赤经有关。
4 总结
本文的工作旨在实现计算机模拟辅助天文定位的算法优化，围绕这个目的，我们要对天体高度进行模拟计算，以得到计算天体高度的数学模型；利用六分仪测得天体的初始高度，同时在此基础上进行各项修正，包括指标差、器差、蒙气差、眼高差、视差、和半径差修正，得到天体地心真高度，然后对天体视位置的模拟计算，从而得到天体视位置的数学模型，这其中首先进行时间转换将测船位时的时刻转换为观测时刻至基准历元的儒略世纪，然后获得采用星历表中以J2000.0作为基准历元的天体平位置，天体视位置就是在此平位置的基础上经过一系列误差修正而得到的，包括岁差、自行改正、章动改正、光行差和视差修正，按照上述思路将天体视位置的求取数学模型化，进一步为优化整个计算机辅助天文定位系统做铺垫。
参考文献
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