天文觀測定位之演進及其省思 - 國立臺灣海洋大學

健 全 的 認 錯 修 正 機 制 ; 亦 或 許 吾 人 對 古 籍 史 冊 收 集 不 足 , 但 願 有 機 會 能 與 人 文 社
會 學 者 一 起 合 作 。
( 三 ) 天 文 觀 測 定 位 演 進
1. 定 位 原 理 之 演 進
天 文 觀 測 定 位 之 基 本 概 念 源 自 於 「 平 面 等 高 圈 」。 引 進 至 球 面 上 , 則 為 「 球
面 等 高 圈 」(circle of equal altitude), 如 圖 9 所 示 。 22 其 圓 心 為 天 體 之 地 理 位
置 (geographical position, GP), 半 徑 則 為 餘 高 (co-altitude)。
A
B
圖 9 球 面 等 高 圈 示 意 圖
將 球 面 等 高 圈 繪 製 於 海 圖 上 , 則 為 天 文 位 置 圈 (circle of position, COP);
當 天 體 為 高 高 度 ( 大 於 87 度 時 ) 時 , 其 方 位 變 遷 快 , 在 中 天 ( 天 體 位 於 觀 測
者 天 子 午 線 上 謂 之 ) 時 , 連 續 觀 測 該 天 體 3 次 以 上 , 可 獲 得 3 條 以 上 的 COP,
它 們 的 交 點 即 為 天 文 觀 測 船 位 (astronomical vessel position, AVP), 該 船 位 屬
於 定 位 (fix)。 此 過 程 即 「 高 高 度 觀 測 法 」, 其 係 為 直 接 圖 解 法 , 推 論 過 程 整
理 繪 製 如 圖 10 所 示 。 圖 中 , 必 須 提 出 說 明 的 是 , 觀 測 高 度 (Ho) 係 由 六 分
儀 (sextant) 所 量 測 的 觀 測 高 度 (hs) 經 由 器 差 (instrumental error) 修 正 如
器 差 修 正 量 (I) 和 指 標 修 正 量 (IC) 等 以 及 光 學 自 差 (optical deviations) 修
正 如 傾 角 修 正 (dip) 和 折 射 (refraction) 等 換 算 求 得 ; 另 透 過 航 海 曆 (nautical
almanac, N.A.), 則 可 依 觀 測 時 間 獲 得 天 體 在 天 赤 道 座 標 系 統 的 位 置 量 數 : 赤
緯 (Dec) 和 格 林 威 治 時 角 (GHA)。 然 於 非 高 高 度 時 ,COP 的 半 徑 過 大 , 造
成 作 圖 困 難 ; 又 該 位 置 圈 在 麥 氏 海 圖 (Mercator chart) 上 的 變 形 (distortion)
22 Maloney, E.S., Dutton’s Navigation and Piloting (Naval Institute Press, Annapolis, Maryland, 1985).
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