導入
天文航法は、星の観察とその高さ (つまり、星の方向と地平線の間の角度) の測定を使用して自分の位置を決定することからなるナビゲーション技術です。
過去の航空航法と同様に、海上航行でも位置を決定するには、六分儀の使用、軌道暦、星の識別子、正確な時間の測定、および数学の公式の適用が必要です。
宇宙航行では、宇宙船には星センサーが搭載されています。
これらの方法は、外部システムから独立して、完全に独立して、電気デバイスなしで実装できます。天文航法は気象条件にのみ依存します。つまり、星が見えなければ測定は不可能です。
天文航法は、時間が非常に正確にわかっており、航海士の尊重が十分に維持されている限り、航海士が陸地から見えないところで自分の位置を特定できる唯一の技術であり続けてきました。太陽は最も頻繁に使用される星ですが、地平線が見える必要があるため、夜明けまたは夕暮れ時に星を使用して最も正確な測定値が得られます。衛星暦で記述されていれば、月や惑星をターゲットにすることも可能です (結果の精度は低くなりますが)。いくつかの星を観察すると、夜明けと夕暮れ時（薄明点）だけでなく、一日中いつでも子午線（正午点）の太陽の位置を取得することができます。
基本原則
地平線上の特定の高さで特定の瞬間に特定の星が記録される点の位置は、地球上に円を描きます。この円の中心は、この星が天頂にある位置に対応します。私たちは、恒星または恒星準点の「麓」とも呼ばれるこの位置の緯度と経度を（天体暦によって）正確に知っています。円の半径は天頂距離に等しくなります。つまり、次のようになります。
異なる星のいくつかの高さを測定するか、異なる時間での同じ星の測定値を確立することによって、これらの異なる円の交点の位置を決定することができます。対数表または関数電卓に基づく計算方法により、測定された角度からこれらの位置を決定することができます。
六分儀による身長測定
測定ツールの精度は時間の経過とともに進化してきました。シンプルで非常に近似的な方法は、腕を伸ばした状態で手を上げることです。指の幅は約 1.5°に相当します。より正確な測定ツールの必要性により、ヤコブの杖、カマル、四分儀、アストロラーベ、八分儀、そして今日では六分儀など、ますます効率的なツールが数多く開発されました。これにより、一連の鏡を通して、地平線上の星の高さを精度よく測定します。
適切に調整された六分儀を読み取ると、円弧の 0.2 フィートの精度が可能になります。したがって、理論的には、観測者は 0.2 海里の精度で位置を決定できます。実際には、航海士は約 1 海里または 2 海里の精度 (船の動き、うねり、多少なりとも鮮明な地平線、時間の不正確さ) を取得します。
観測は、地平線上にある星の反射像を「降ろし」、それを地平線に接するようにすることで構成されます（したがって、六分儀を持つ手の振り子の動きになります）。それが太陽または月の場合、その下端または上端を接線にします。星や惑星の場合は、六分儀を回して星の近くの「地平線を上げ」てから、通常の観察をするとよいでしょう。
六分儀で測定した高さは、使用する六分儀の光学系、観測者の水面上の高さ、天文の屈折、対象の星に特有の特定の数のパラメーターによって補正する必要があります。
本当の高さ
- $$ {h_v = h_m + \epsilon + c – d – R + P \pm\delta\,} $$
- と ：
- $$ {\epsilon\,} $$、六分儀の離心率。六分儀ボックスに表示されます。
- $$ {c\,} $$六分儀の視準は各観測の前に測定され、場合によっては修正される。
- $$ {d\,} $$、地平線の落ち込み、天体暦によって与えられる観察者の目の高さの関数。
- $$ {R\,} $$、天文学的な屈折。
- $$ {P\,} $$、視差（星や惑星の場合は無視できます）。
- $$ {\delta\,} $$、月または太陽の（見かけの）半直径。下端を狙う場合は + 記号が割り当てられ、上端を狙う場合は – 記号が割り当てられます。
- 太陽の場合、暦は毎日の値を与えます。 $$ {\delta\,} $$合計も同様に$$ {- d – R + P + \delta_m\,} $$;$$ {\delta_m\,} $$は平均半直径であり、2 番目の補正を適用します。$$ {+(\delta – \delta_m)\,} $$下端と$$ {-(\delta + \delta_m)\,} $$上端用。
- 太陽の場合、暦は毎日の値を与えます。
- 月については、暦によって与えられる値を使用して同様の式を適用します。
- 星と惑星の場合: $$ {\delta\,} $$無視できるほどです。$$ {P\,} $$火星と金星を除いて無視できるほどです。合計$$ {-(d + R)\,} $$エフェメリスとの値によって提供されます。$$ {P\,} $$火星と金星の場合。
- 星と惑星の場合: