航海学基础知识doc.docx
- 文档编号:7539043
- 上传时间:2023-01-24
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:27.32KB
航海学基础知识doc.docx
《航海学基础知识doc.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《航海学基础知识doc.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
航海学基础知识doc
第三章航向、方位和距离
第一节航海上常用的度量单位
一、长度单位
1.海里(nauticalmile,nmile)
1)定义海里
等于地球椭圆子午线上纬度一分所对应的弧长
简写为1nmile或1'。
数学公式:
1nmile(1852.259.31cos2)m
赤道最短,1842.9m,两极最长,1861.6m;两地最大差值是18.7m。
2)标准海里
英国为1853.18m(6080英尺);
我国采用1929年国际水文地理学会议通过的海里标准,1nmile=1852m。
约在纬度44o14'处1nmile的长度才等于1852m
3)航海实践中产生的误差
例:
某轮沿着赤道向正东航行,每小时25nmile,航行一天后航程是
2524=600nm(i按l1nmile等于1852m计算),如果按赤道1nmile的实际长度1842.94m计算,则船舶一天航行的距离是:
1852600
1842.94
603nmile
由此可以看出,将1nmile确定为1852m后,所产生的误差只有航行距离的0.5%。
若在中纬度海区航行,则所产生的误差将更小。
2.链(cable,cab)
1nmile的十分之一为1链。
链是用来测量较近距离的单位。
1链=185.2m
3.米(meter,m)
国际上通用的长度度量单位。
航海上用来表示海图里的山高和水深,有时也用来度量距离。
4.拓(fathom)、英尺(foot,ft)和码(yard,yd)
旧英版海图上用英尺和拓表示水深;山高以英尺表示。
用海里、码和英尺来度量距离。
1拓=1.829m或6ft、1yd=0.9144m或3ft、1ft=0.3048m。
目前英版的拓制海图正被米制海图(metricchart)所代替
5.公里(kilometer,km)
用于海图上表示两个陆标间较远的距离单位。
1km=1000m。
二、速度单位
节(knot,kn):
航海上计算航速的单位。
1节等于1nmile/h。
航海上流速也用节来表示。
三、角度单位
航海上常用的角度单位为六十等分制。
一圆周分为360o,1=60',1'=60〃。
De表示。
第二节能见地平距离与物标能见距离
一、几个概念
1.地平面(horizon)
:
凡与测者铅垂线相垂直的平面。
2.铅垂线,是指通过测者眼睛,并与测者重力方向相重合的直线。
3.测者真地平平面(truehorizon)或天文地平平面(celestialhorizon)
铅垂线相垂直,并通过地心的地平平面。
4.测者地面真地平平面(sensiblehorizon):
通过测者眼睛的地平平面。
:
凡与测者
5.水天线:
在大海上,具有一定眼高的测者e,所能看到周围大海的最远处,水天交
界线所围成的圆圈,这个圆圈称为测者能见地平或视地平。
6.测者能见地平平面或视地平平面(visiblehorizon):
水天线所在的地平平面。
在研究测者能见地平距离与物标能见距离时,通常把地球看成圆球体。
二、测者能见地平距离(distancetothehorizonfromheightofeye)
定义:
视距,在海上观测者至他所看到的水天线的距离,用
公式:
De(nmile)2.09e(m)
三、物标能见地平距离(distancetothehorizonfromobject)
定义:
在能见度良好的情况下,当测者眼高为零时,即测者眼晴位于海平面上,物标顶点能被看到的最大距离;或假设测者眼睛放在物标的顶端,所能看到的测
者能见距离称为物标能见地平距离,用Dh表示。
公式:
Dh(nmile)2.09H(m)
四、物标地理能见距离(geographicalrangeofanobject)
定义:
当能见度良好时,仅由于地面曲率和地面光线的折射率的影响,具有一定
眼高的测者,理论上能够看到物标的最大距离。
用Do表示。
(
)
2.09(()
())
公式:
nmile
Hm
em
Do
例1、某轮眼高e=16m,山高H=64m,求该山地理能见距离。
五、灯标射程
1.几个概念
1)灯塔灯光初显:
在灯塔灯芯初露测者水天线那一瞬间,才是测者最初能够直接
看到灯塔灯光的时刻,这时叫。
灯塔灯光初显时,测者与灯塔之间的距离等于灯塔的地理能见距离Do。
2)灯塔灯光初隐:
当船舶驶离灯塔时,测者看到灯塔灯芯刚刚没于水天线的那一
瞬间。
并不是所有的灯塔都有初显(隐)现象的,要根据灯塔的光力强度和射程来判
断是否有初显(隐)现象。
2.中版航海资料中的灯标射程
1)定义:
睛天黑夜,当测者眼高为5m时,能够看到灯塔灯光的最大距离。
它等
于光力能见距离(或称光力射程)与5m眼高的灯塔地理能见距离(或称地理射程)
中较小者。
光力能见距离(光力射程):
指晴天黑夜灯塔灯光所能照射的最大距离。
2)强光灯塔:
指灯塔射程等于或大于
(一般不超过
1nmile)
测者
5m眼高时的灯塔地理能见距
离(地理射程
)。
即:
灯塔射程
2.09H(m)
2.095(m)
强光灯塔有初显(隐)现象,初显(隐)距离等于灯塔的地理能见距离:
初显(隐)距离
2.09H(m)
2.09e(m)
或初显(隐)距离=射程
2.09e(m)
2.095(m)
例1:
我国的花鸟山灯塔高
83.2m,射程
24nmile
,判断该灯塔有无初显
(隐)
发生的可能?
3)弱光灯塔:
灯塔的射程小于测者眼高5m时的灯塔地理能见距离(地理射程)。
弱光灯塔标的是光力射程;无初显(隐)现象,灯光只能在标记的射程内才有可能
看到。
即灯塔射程
<2.09H(m)
2.095(m)
例2:
长江口某灯塔高84.4m,射程20nmile,判断该灯塔有无初显(隐)发生的
可能?
3.英版海图和英版《灯标雾号表》中提供的灯塔射程
定义:
灯光的光力能见距离(或称光达射程),即光力射程或额定光力射程。
光力射程(luminousrange):
是指在某一气象能见度条件下,该灯塔灯光所
能照射的最大距离。
额定光力射程(nominalrange):
是指在气象能见度为10nmile条件下,该
灯塔灯光的光力射程。
采用额定光力射程的国家和地区在英版《灯标雾号表》
的特殊说明(SpecialRemark)中注明。
灯塔射程,只与灯光强度和气象能见度有关,与灯高、眼高、地面曲率等均无关。
例题。
第三向位与舷角
一、方向的确定与划分
1.方向的确定
1)者地平平面,者地面真地平平面是通者并垂直于者垂的平面;
2)者子午圈平面;
3)者西圈(primevertical)平面,者卯酉圈平面,包含者垂并与
者子午圈平面垂直的平面;
4)南北:
者子午圈平面与者地面真地平平面的交;
5)西:
者西圈平面与者地面真地平平面的交。
不同地点的者地面真地平平面,南北和西是不同的;
两极的者无法确定北、、南、西四个基本方向,北极者无真北方向任意方向都是真南方向,南极者任意方向都是真北方向。
2.方向的划分
1)周法(three-figuremethod)
以正北000°基准,按方向算,由000°~360°;表示方法:
用三位数字表示,航海上最常用的表示方。
2)半法(semicircularmethod)
以正北或正南基准,向或向西分算,各从0°~180°算到正南或正北;表示方法:
除度数外,要出起算点和算方向。
如80°SW。
度数后的方向,前者表示起算方向,后者表示算方向主要用在航海天文算中,表示天体方位。
3)点法(compasspointmethod)
以正北基准,将地面真地平划分32等分,得出32个方向点,每一个方向点
称一个点;
四个基点(cardinalpoint):
北(N)、(E)、南(S)、西(W);
四个隅点(intercardinalpoint):
北(NE)、南(SE)、南西(SW)和北西(NW)
八个三字点(intermedicatepointfalsepoint):
即北北(NNE)、北
(ENE)⋯⋯西北西(WNW)和北北西(NNW);
十六个偏点
(bypoint)
:
北偏
(N/E)
、北偏北
(NE/N)
、北偏
(NE/E)
、
偏北(E/N)⋯⋯北西偏北(NW/N)、北偏西(N/W)。
由于点划分得不精确,目前用它来表示、流的方向。
3.三种方向划分系之的算
1)半法算成周法的法
①在北(NE)半,周度数等于半周度数,
②在南(SE)半,周度数等于180°减半周度数;
③在南西(SW)半圆,圆周度数等于180°加半圆周度数;③在北西(NW)半圆,圆周度数等于360°减半圆周度数;
2)罗经点法换算成圆周法的法则
1点=11.25°=11=11°15'
二、相位与舷角
1.航向线(courseline,CL):
船首尾线向船首方向的延长线,称为航向线,代号为CL。
船首尾线(foreandaftline):
当船正平时,船舶的首尾面与船舶地面真地平平
面相交的直线。
2.真航向(truecourse,TC)
定义:
船舶航行时,在船上测者的真地平平面上,真北线与航向线之间的夹角,代号为TC。
度量:
从真北线开始顺时针计量到航向线。
用圆周法表示,从0000~3600。
3.船首向(heading,Hdg):
指在任何情况下,船舶某一瞬间的船首方向。
代号为Hdg;
常于船舶在港内操纵或锚泊时用。
4.方位线(bearingline):
在测者地面真地平平面上,由测者向物标的连线。
5.真方位(truebearing,TB)
定义:
在测者地面真地平平面上,真北线与方位线之间的夹角,代号为TB。
度量:
从真北线开始,顺时针计量到方位线,用圆周法表示,从000o~360o。
6.舷角(relativebearing)
定义:
相对方位,在测者地面真地平平面上,以航向线为基准,从航向线到方位
线之间的夹角,代号为Q。
计量方法:
1)圆周法:
从航向线开始顺时针计量到物标方位线。
由000o~360o。
2)半圆法:
从航向线开始,向右或向左由0o~180o计量到物标方位线,它
们分别称为物标的右舷角Q右或左舷角Q左。
船首线与物标方位线垂直时称为正横(abeam)。
代号为D。
当物标舷角Q=90o或Q右=90o时,称为物标的右正横;而当物标舷角Q=270o
或Q左=90o时,则称为物标的左正横。
7.真航向、真方位与舷角之间的关系
真方位(TB)=真航向(TC)+舷角(Q)
或真方位(TB)=真航向(TC)±舷角(Q)(Q右Q左)
在运算中,当被减数小于减数,则在被减数中加上360o;当相加结果大于
360时,则减去360o,对结果并无影响。
例5、某轮TC230o,测得两物标的舷角分别为QA68o,QB300o,求物标的TB。
例6、某轮TC060o,求物标左正横时的TB。
第四节
向位测定与换算
一、向位的测定方法
航海上是用罗经(compass)测定航向和方位的。
目前海船上配备的罗经又分为磁
罗经(magneticcompass)和陀螺罗经(gyrocompass)(俗称电罗经)两大类型。
1.陀螺罗经
1)陀罗北(gyrocompassnorth,NG):
陀螺罗经刻度盘上0°所指的方向。
2)陀螺罗经差或陀罗差(gyrocompasserror,△G):
陀罗北(NG)偏开真北
(NT)的
角度。
陀罗北偏在真北右面(东面),△G偏E或(+);陀罗北偏在真北的左面
时,△G偏W或(-)。
3)陀罗航向(gyrocompasscourse,GC):
陀罗北线与航向线之间的夹角。
从陀罗北线开始,顺时针计量到航向线,用圆周法表示。
4)陀罗方位(gyrocompassbearing,GB):
陀罗北线与物标方位线之间的夹角
以陀罗北线开始,顺时针计量到物标方位线,用圆周法表示
5)陀罗航向GC和陀罗方位GB与真航向TC和真方位TB之间的关系
TC=GC+△G
TB=GB+△GG偏E为(+);G偏W为(-)
(西面))。
例7、某船陀罗航向GC=314o,测得某物标陀罗方位GB=075o,若陀罗差△G=1oW,求真航向和真方位。
6)陀罗差△G与航向无关。
地理纬度变化时,或在航速和航向正在改变时,△G
会发生暂时的改变。
2.磁罗经
1)罗经分类
标准罗经(standardcompass);
操舵罗经(steeringcompass),或反射罗经;
应急磁罗经(emergencycompass);
舢舨罗经(boatcompass)等。
2)罗北(compassnorth,Nc):
磁罗经刻度盘
0°所指的方向。
3)磁差
(1)磁差的产生
磁力线方向垂直于地面的点称为地磁磁极(geomagneticpole);
地磁场有两个极,近地理北极的称为地磁北极;近地理南极的称为地磁南极。
磁北(magneticnorth,NM):
将磁罗经放置在地球上某一点,它要受到地磁磁场
的作用,磁针的N—S线将与该点的地磁磁力线的切线相重合,其N极所指的方
向即磁罗经罗盘上零度的方向在地面真地平平面上的投影。
磁差(variation,Var):
真北线与磁北线之间的夹角称为,代号为Var。
磁北线偏在真北线的东面则磁差偏东,用
E或(+)
标示;磁北线偏在真北的
西面则磁差偏西,用W或(-)标示。
(2)磁向、位
①磁航向(magneticcourse,MC):
磁北线与航向线之间的夹角;
从磁北线开始,顺时针计量到航向线,用圆周法表示。
②磁方位∶磁北线与物标方位线之间的夹角;
从磁北线开始,顺时针计量到物标方位线,用圆周法表示,代号为
磁向位与真向位之间的关系如下:
MB。
MC=TC-Var
MB=TB-Var
(3)磁差的变化①地区不同,磁差不同。
在低纬度地区一般磁差比较小,随着纬度升高而磁差变大;在地极与相应的地磁
磁极之间的磁差,最大可以到达180o左右。
等磁差曲线(isogonicline):
地相同的磁差用曲线连接起来。
②时间不同,磁差不同
地磁磁极不断地按椭圆轨迹绕地极作缓慢地移动。
③特殊地区,磁差异常
磁力异常区或磁差异常区(abnormalmagneticvariation)
(4)磁差的查取
①在航海图、沿岸图和某些港泊图的向位圈(即罗经花compassrose)
例如,利用我国1984年出版的75-1002海图[磁差偏西4o56'(1982年)年差
+0.9'、磁差偏西5o37'(1982年)年差+0.5'],求取123o00'E、34o00'N处
1998年的磁差值。
则先根据海图上的磁差资料,求出向位圈32o20'N、123o25'
E和35o12'N、122o20'E两处1998年的磁差值,分别为∶
Var1=4o56'W+(1998-1982)×0'.9=5o10'W≈5.20W
Var2=5037'W+(1998-1982)×0'.5=5o45'W≈5.80W
5.2W
5.8W
因此,34o00'N、123o00'E处的磁差Var
5.5W
2
②在大洋图和总图上,用等磁差曲线形式给出磁差资料。
③在一些大比例尺港泊图上,有时仅在海图标题栏内给出;
GPS接收机中,还可以根据当时船位直接从机器中读取当地、当时的磁差数据。
2)自差
(1)自差的产生
罗经北或罗北(Nc):
安装在钢铁制成的船上的磁罗经,受船磁场的影响以及磁罗经附近的电气设备形成的电磁场影响,磁针从磁子午面所指示的北。
磁罗经自差(deviation,Dev):
磁北线与罗北线的夹角
以磁北为基准,向东向西计量。
当罗北偏在磁北之东称为东自差,
标示;当罗北偏在磁北之西时称为西自差,用W或(-)标示
(2)罗向位
用E或(+)
①罗航向(compasserror,C):
罗北线与航向线之间的夹角。
从罗北线开始,顺时针计量到航向线,用圆周法表示。
②罗方位(compassbearing,CB):
罗北线与物标方位线之间的夹角。
从罗北线开始,顺时针计量到物标方位线,用圆周法表示。
(3)自差的变化①航向改变,自差改变②船磁改变,自差改变
当船舶修理后,尤其是电焊后;船上装载钢铁和带磁性的货物后;长期停泊装卸,或长期在一个固定航向上航行后;船磁都可能发生变化,自差也随之改变。
③航行磁纬变化较大时,自差也会有所改变。
(4)查取自差的方法
①利用磁罗经自差曲线或自差表查取自差
例题见教材。
②利用磁罗经自差记录簿查取。
③根据航海日志查取。
3)罗经差
定义:
磁罗经误差,代号为△C。
船上磁罗经的磁针在受到地磁和船磁的合力的
影响下的罗北(Nc)偏开真北(NT)的夹角。
从真北起算,向东或向西,由00到180o计算到罗北。
当罗北偏在真北之东时是
东罗经差,用E或(+)标示;当罗北偏在真北之西时是西罗经差,用W或(-)标
示。
罗经差是磁差与自差的代数和。
例10、A船某航向上的磁罗经自差Dev=2oE,而当地的磁差Var=14oW,求该航向上的罗经差。
二.向位换算(conversionofdirections)
1.图解法
首先根据已知条件画出各种不同的基准子午线,以及航向线和方位线,然后从各种不同的基准子午线起算,即可求出各自算到航向线或方位线之间的数值。
例11、已知真航向090o、罗方位270o和磁差12oE、自差2oW,求罗航向和真方位。
例12、已知某叠标线的真方位为250o,而船上用磁罗经测得该叠标线的罗方位为258o,该地区磁差为4oW,求磁罗经自差。
2.公式计算法
运算公式如下∶
TC=GC+△G=CC+△C=(CC+Dev)+Var=MC+Var
TB=GB+△G=CB+△C=(CB+Dev)+Var=MB+Var
MC=CC+Dev=TC-Var
MB=CB+Dev=TB-Var
△C=Var+Dev
在进行公式运算的过程中,磁差Var、自差Dev、罗经差△C和陀罗差△G均应缀以符号,误差偏东(E)为正(+);误差偏西(W)为负(-)。
3.向位换算的具体步骤是∶
1)先从海图上查出船舶航行海区的磁差资料,并将它改正到航行年份,精度只要求到0.1o;
2)按罗航向,或在没有罗航向的情况下用磁航向代替罗航向,从自差表或自差曲
线图中查出当时航向上的自差值,精度也只要求到0.1o;
3)按公式∶△C=Var+Dev求得罗经差,或设法掌握陀罗差△G,一般精度要求仅
0.5o;
4)按向位换算公式进行计算。
例13∶1998年5月4日某船的CC=150o,测得某物标的CB=045o,求TC和TB。
海
图上该处磁差资料为∶“偏西5o281.0(1981),年差+2.61(自差从表2-2-2查
取)。
例14、1998年6月1日某轮TC070o,并拟以某物标TB=160o时转向,求CC及转
向时该物标的CB。
海图上该处磁差资料为:
“偏西7o151(1987)年差-31(自差从
表2-2-2查取)。
例15、某船陀GC=039o,比对当时CC=043o,已知△G=1oW和航行海区Var=8oW,
求该航向上的Dev。
三、罗经差的测定
第五节航速与航程
一、几个概念
航速:
在航船舶对水运动的速度称为,代号为V。
实际航速(speedoverground):
船舶对地运动的速度称为,代号为VG。
实际航速=航速+流速
推算航速(speedmadegood)或计划航速(speedofadvance):
习惯上在航迹推
算中预配或考虑风流影响后的航行速度。
航程(distancerun):
是由起始点至到达点船舶航行的里程,代号为S。
实际航程:
船舶沿航迹线航行的里程,代号为SG。
航程的单位是海里。
实际航程=对水航程+流程
航海上测定航速和航程的方法有两大类∶利用主机转速和计程仪。
二、航速及其测定
1.用主机转速测定航速
螺距:
螺旋桨旋转一周所推进的距离。
主机航速(speedbyRPM):
根据吃水等条件和以主机转速船舶航行一小时船舶前进的距离,代号为VE,它是船舶相对于水的速度。
滑失速度:
螺旋浆的理论速度与主机航速的差值
滑失比:
滑失速度与理论速度之比。
滑失比与主机航速、船型、吃水、吃水差、风浪、水深及污底等因素有关。
2.测速场
1)组成:
三对横向叠标,一对导航叠标构成.
2)良好的船速校验线应具备的条件
(1)船速校验线的长度要适当,如果过短或过长都会影响测定的精度。
一般用
于18kn以下的船舶,其长度应为1~2nmile;而用于18kn以上的船舶,其长度应为2~3nmile。
(2)船速校验线上的水深不应小于h=1.5V2
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 航海 基础知识 doc