天文定位以自然天体作为导航基准,是一种重要的自主定位技术。本文通过分析国内外舰船天文定位的发展,针对目前舰船天文定位技术存在的问题,提出采用方位角作为观测量,并基于方位角法天文定位模型利用数值计算方法直接求取船位。论文主要研究内容和创新点如下:(1)传统单天体舰船天文定位,需要在不同时刻观测同一天体高度角并采用移线法进行定位,该定位方法不具有即时性,并且采用高度差法画船位线本身是以直线代替曲线会引入误差。针对此问题,文章提出了一种单天体方位角法天文定位算法。它以单天体的高度角和方位角作为观测量,采用数值迭代法直接计算船位。文章建立了单天体方位角法天文定位算法模型,并基于天体高度方位表数据进行验证得:该算法无需船位线的画图作业,并且解算过程简单,可用于单天体舰船快速、直接定位。(2)传统双天体舰船天文定位,需要同时观测双天体和水天线来获取天体高度角,其定位的结果和精度常受制于水天线可观测时段。针对此问题,文章提出了一种双天体方位角法舰船天文定位算法。它以双天体方位角作为观测量,基于数值迭代法直接计算船位。文章建立了双天体方位角法天文定位算法模型,并基于天体高度方位表数据对模型进行了验证分析得:该算法可避免船位线画图的繁琐作业,并且无需水天线观测,可扩大传统舰船天文定位的使用时段。(3)传统天体方位角测量仪器由于误差积累或是磁场影响,指针时常无法准确指向北极,从而影响天体方位角的测量精度,进而会影响本文提出的双天体方位角法舰船天文定位的最终定位精度。针对此问题,文章提出了一种三天体方位角法舰船天文定位算法,它以三个天体间的两对方位夹角作为观测量,基于数值迭代法直接计算船位。文章建立了三天体方位角法天文定位算法模型,并基于天体高度方位表数据验证可得:该算法可避免船位线作图,无需水天线观测,并且可以消除天体方位角测量仪器指向北极不准确带来的系统误差,在保持双天体方位角法优势的基础上,进一步提高了舰船天文定位的精度。