基本介紹
- 中文名：偽緯度
- 外文名：Pseudo latitude
- 套用：導航
- 類型：地理參數
- 定義：常規緯度系移動後的坐標系的緯度
- 作用：減小極區誤差
定義,常規緯度,形成原因,坐標系與偽經緯網的構建,
定義
偽緯度是指從常規地球緯度系移動任意距離後的坐標系中的緯度，這樣可使子午線收斂區（極區）離開導航系統預期的工作位置。
常規緯度
緯度線投射在圖上看似水平的平行線，但實際上是不同半徑的圓。有相同特定緯度的所有位置都在同一個緯線上。
緯線是一個圓圈，而經線是一個半圓，緯線用來表示南北方向，經線用來表示東西方向。
赤道的緯度為0°，將行星平分為南半球和北半球。
緯度是指某點與地球球心的連線和地球赤道面所成的線面角，其數值在0至90度之間。位於赤道以北的點的緯度叫北緯，記為N，位於赤道以南的點的緯度稱南緯，記為S。
緯度數值在0至30度之間的地區稱為低緯地區，緯度數值在30至60度之間的地區稱為中緯地區，緯度數值在60至90度之間的地區稱為高緯地區。
形成原因
現代導航均以經線作為航向參考基準，位置用經緯度坐標來表示，而北極地區位於地球的最北端，經線迅速收斂於極點。這就造成了建立相對經線的航向參考基準越來越困難，並且在北極點，所有的方向都是南，這就為極區導航帶來了困難，這也就是導致傳統慣性導航系統在極區無法定向的原因。此外，隨著極區經線的快速收斂，極區經緯度誤差也越來越大，因此，在極區還存在定位難的問題。
當船舶航行接近北磁極，磁羅經的穩定性降低到一個臨界值，而無法實現精確指向。此時船舶可以由陀螺導航設備進行導航，但其真航向的持續指示依賴於陀螺儀指向的修正，其中包括對地球速率的補償，由於陀螺儀趨向於保持子午線的方向，因此必須對船舶相對大地平面的運動進行修正，在中低緯度，陀螺的修正能夠達到足夠的精度，但是在高緯度地區速率修正極大，無法實現；此外，天文真航向的計算是有誤差的，任何經度上的推算定位誤差會直接對地方時角產生影響並因此影響測者方位的計算。GPS 系統由於覆蓋角度的關係對極區定位存在缺陷。由此可見極區船舶航行缺乏精確的方位信息保障，因此對高緯度慣性導航方法的研究是必要的。
坐標系與偽經緯網的構建
遊動方位慣性導航方法是解決極區導航問題的一種方法，但在近極點區域使用時，存在難以區分遊動方位角和經度值等缺陷。這是由經緯度描述載體位置的局限性造成的。為解決極區定向定位難的問題，海軍大連艦艇學院研究生管理大隊張漢武等建立了橫向地球坐標系，構建了偽經緯網，推導出橫向坐標系與常規坐標系、及定向定位參數間的變換關係。
1）慣性 坐 標 系（i系），坐 標 原 點 設 在 地 球 中心，x軸指向春分點，z軸與地軸重合，y與x構成右手直角坐標系。
2）地球坐標系（e系），以 地 球 中 心 為 坐 標 原點，坐標軸相對於地球靜止，x軸在赤道平面內與格林威治子午線相交，z軸與地軸重合，y通過右手法則確定。
3）地理坐標系（t系），原點位於載體的質心P點，坐標軸指向東、北和當地垂線方向（向上）。
4）載體坐標系（b系），為正交坐標系，與運載體直接固聯，隨運載體的運動而運動。
5）橫向地球坐標系（E系）。將地球坐標系
先繞
軸旋轉－90°得到
，再將繞
軸旋轉－90°得到圖所示的橫向地球坐標系
。旋轉後得到的橫向地球坐標系的
軸與的
軸重合，
軸與的軸重合，
軸與的
軸重合。
坐標系與偽經緯網
坐標系與偽經緯網6）構建偽經緯網。極點處子午線匯聚成一點是引起定向與定位難題的根本原因，為適應極區導航的需要，張漢武等基於橫向地球坐標系構建圖所示的偽經緯網、建立橫向地球坐標（偽經緯度）。其中，90°E與赤道的交點定義為偽北極點，90°W與赤道的交點定義為偽南極點，0°與180°經線為偽赤道，北半球的90°W與90°E經線構成偽本初子午線。
