在航海時代,并延續到今天,航海家利用恒星在可見光天空中的相對位置來確定自己在地球上的位置。當人們在沒有已知地標的地區航行時,例如在海洋中央,他們無法僅僅通過環顧四周就知道自己在哪里。天體導航解決了這個問題,通過允許航海家對天體進行多次觀測,并利用這些觀測信息來確定它們與這些天體的相對位置,從而確定它們在地球上的位置。
月球可用于天體導航。太陽和月球可用于天體導航,除了行星和一些恒星外,導航器還需要幾種工具。第一種是一種大范圍的圖表,它提供有關主要天體及其相對于地球的位置的信息。第二種是一些可以進行觀測的儀器,例如六分儀。導航員還需要時鐘,因為沒有某種時間框架,視線是無用的,因為隨著地球和物體在太空中的移動,視線的角度會發生變化。為了找出一個物體在哪里,我們會對已知物體進行多次觀察。然后,航海家用基本數學來確定他或她的位置例如,如果進行了兩次觀察或"定位",導航器就可以確定每個物體的"位置線"。這條線的形狀大致是橢圓形的,它顯示了地球上有人必須站在什么地方才能以觀察到的角度看到該物體。導航器會尋找位置線相交的地方,用消去法找出他或她所站的交點,例如一個交點在太平洋上,另一個交點在大西洋上,水手通常能算出船的位置。一般來說,在天體航行中至少要有三個定位點,為了確保航海家盡可能縮小位置。這個過程是乏味的,它需要耐心和良好的數學技能,因為一個錯誤可能是災難性的,特別是在危險的水域。一個好的航海家可以把地球上可能的位置縮小到一個相當狹窄的空間,但是由于使用了全球定位衛星,用計算機可以在更短的時間內獲得更好的數據。
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