【题目编号】MC1-0542
【题目】我们使用定向天线联络欧洲的业余电台时常将天线指向大约 300 度(十点钟)的方向。相应地,如果某个欧洲电台要联络我们,其天线应大体指向:
【答案】A
[A]60 度(两点钟)
[B]120 度(四点钟)
[C]240 度(八点钟)
[D]300 度(十点钟)
考点速览
题干给了一个很实际的场景:联络欧洲时把定向天线指向约三百度,问对方回指我们时该指多少度。它考的是方位角概念加上球面大圆的几何性质,陷阱就藏在减一百八十度这个看似理所当然的心算里。答错的往往不是不懂方位角,而是把平面地图的直觉搬到了球面上。
方位角与钟面:从正北顺时针量
业余无线电里的方位角(azimuth)从正北起算、顺时针增加:正北零度,正东九十度,正南一百八十度,正西二百七十度。火腿习惯用钟面表达方向,把一圈分成十二个小时,每小时正好三十度:十二点正北,三点正东,六点正南,九点正西。三百度除以三十得十,对应十点钟方向,即西北偏西;六十度对应两点钟;一百二十度是四点钟;二百四十度是八点钟。
定向天线像八木这样的结构,把能量集中在一个主瓣里,指向角度的误差直接决定强弱。所以方位角量得准不准,在实际操作里比在考卷上更要紧。
返程方位角为什么不是去程减一百八十度
在地图上,去与回的方向相差一百八十度,这是平面几何的直觉。地球是球面,情况要分两种:如果两地处在同一条经线上,路径顺着经线走,两个出射方位角确实相差一百八十度。除此之外,去程方位角与返程方位角一般都不互补。
原因在于经线向两极收敛。北京与欧洲之间的最短路径是一条大圆,它从北京朝西北出发,穿过西伯利亚高纬地区,越走方向越向东转。从北京看欧洲,初始方位约三百度;反过来从欧洲看北京,第一个动作是先朝东北方向折向高纬,再一路东行穿过西伯利亚,初始方位落在六十度附近。两者相加接近三百六十度,也就是说,它们关于南北轴近似镜像,而不是相差一百八十度。
有个好记的规律:两端纬度相近的东西向路径,两个出射方位角之和接近三百六十度;沿同一条经线的南北向路径,两者才严格相差一百八十度。判断时先看这条路径是否横跨大半个地球、是否靠近极区,是的话就别用平面积算。
逐项辨析
选项 A 正确:六十度、两点钟符合球面大圆的几何结果,天线朝东北偏东打,正对穿过高纬的返程路径,是正确答案。
选项 B 错误:一百二十度、四点钟正是拿三百度机械减一百八十度算出来的数,把平面上的直觉套到球面路径上,是本题预设的最大陷阱。
选项 C 错误:二百四十度、八点钟把方向压到了南偏西,等于朝赤道方向打,与实际的返程大圆方向差了约一百八十度,指反了。
选项 D 错误:三百度、十点钟就是去程方向本身,天线照着这个角度指,主瓣对准的是欧洲方向而不是中国方向,同样不成立。
长短路径与磁偏角:两个延伸的坑
一处延伸是长短路径。同一对电台之间有两条大圆路线,短路径与长路径的方位角也相差约一百八十度;判断返程方向前先确认说的是哪一条。本题讨论最短路径,答案六十度属于短路径的返程方向,实际通联时如果短路径传播关闭,也可能改走长路径,那时方位角就完全不同了。
另一处延伸是方位角的基准。考题给出的方位角按真北计算,而用罗盘量出来的是磁方位,两者之间相差磁偏角,各地数值不同。架设旋转八木时若忘了把读数按当地磁偏角换算,天线会比预想偏出好几度,越靠近高纬越明显。
应试要点
看到去程三百度、问返程这类题,先判断路径是不是高纬大圆:是,就往两个方位角之和接近三百六十度上想,答案六十度、两点钟;只有南北向同经线的路径,才用加减一百八十度。十点钟的反面是两点钟,不是四点钟。