航海学I 计算分解33页PPT

外力，因此这两个力的大小方向的不同和变化将影响 到台风的速度和方向进路： 台风中心移动方向的路线。左半圆和右半半圆：台风是一个旋转的热带低气压 气团，它是以中心直径约25公里左右的台风眼和周围的直径500至1000公里，最 大可达2000公里的圆所组成。危险象限：危险象限是位于台风右半圆也就是危 险半圆的前半部分。
航海概论




大风浪侵袭前．大副应督促水手长和木匠检查船上易 移动物件并予以绑固，并亲自检查舱口的水密性和牢 固情况，督促有关人员关闭货舱通风口和外侧水密门 窗以及疏通甲板排水孔道。 进出港口、靠离移泊和抛起锚时，大副在船首负责了 望，并按船长要求指挥船员进行缆绳、锚等作业的安 全操作。 修船时，大副负责汇总和编制甲板部的修船计划，制 定并落实各项安全措施，组织好监修、验收和自修工 作，掌握修理进度和质量，保质保量按期完成该部门 的修船任务。 航行值班时间：04：00-08：00；16：00-20：00。
航海概论


§4-1 地球形状的概念和作用 第一近似体：为了计算和作图方便，把地球看成一个 半径相等的圆球体。 第二近似体：在大地测量学，地图学以及需要更为准 确的航海计算中，把地球近似看成两极略扁，中间略 鼓的地球椭圆体。 地理经度、是以格林经线为基准，用格林经线和某点 经线之间所载的赤道上的短弧，或该短弧所对应的球 心角或极角表示。地理纬度以赤道为基准，在地球椭 圆体上赤道平面与某子午线的法线的夹角。
航向：在没有风流影响的情况下，船舶航行的方向。
方位:表示物标M的水平方向。舷角:以航向线为基准，从航向线到方位线之间的夹角

。
航海概论





磁罗经 1磁差:是真北线与磁北线之间的夹角。 2自差:是由于船舶自身的磁场所引起的，罗北偏开磁 北的夹角. 3罗经差:是真北线与罗北线之间的夹角。 陀螺罗经是根据高速旋转的陀螺仪，在受到阻尼作用 后，能迫使其旋转轴保持在真子午圈平面内的原理而 制成的。陀螺差是用罗经指北时其罗盘上零度方向偏 离真北的夹角。 海上距离: 地球椭圆子午线上纬度一分所对应的弧上 就是一海里。1海里记为1’，十分之一海里记为1链。 船速:船舶在静水中，单位时间航行的距离。

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3.有风无流情况下的航迹绘算
➢ 解：①从0800船位画出CA线，并求TC（CA-α） ②求1000的推算船位
CA045°GC041°(△G-2°, α+6°) TC
1000 26.5
SG≈SL (26.5×1.1=29.15)
0800 0.0
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end
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4.有流无风情况下的航迹绘算
end
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3.有风无流情况下的航迹绘算
➢ （2）已知CA，求预配α的TC ➢ 有TC=CA-α
例：0800 L0′.0，某船CA045°，计程仪船速VL12kn， △L+10%，△G-2°。航行海区有北风六级，风压差α取6°, 求TC
1000 L26′.5。求推算船位。
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endCAFra bibliotekT1L1
nVC
左舷受流， β为+
SL
T2
β
L2 nVGCA×××°，CC×××°（△C×°β×°）
nVL
总结：已知CA时，先从起始点作流向线求水流三角形，得到TC，后
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end
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3.有风无流情况下的航迹绘算
➢ 解：①从0800船位画出推算航迹CA（=TC+α）线 ②求1000的推算船位
CA
CA051°GC047°(△G-2°, α+6°)
1000 26.5
0800 0.0
SG≈SL (26.5×1.1=29.15)
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end
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海图上的计划航线和航向
CA CA
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参考幻灯
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——帆船的阻力作用
如图5所示，帆所受的静压力FT，并 不能全部用来推动船前进，真正用来 推动船前进的是FT沿船头方向的分力 FR，FR的值要小于使船横向移动的分 力FH。尽管横向力较大，但在实际行 驶时，很少看到船横向移动。而船向 前进的速度却相当大，先进的帆船和 帆板，最快的时速，可达20至30 节， 造成这样的前进速度，除了帆产生推 力以外，还有一个重要因素就是船底 的流线型，船浸入水中部分的横向截 面积远大于纵向截面积，推力FR虽然 比横向力FH小，但船在水里前进时所 受的阻力要比船横向移动所受的阻力 小许多。所以，FR推船前进效果就相 当显著。
船员们已经可以用肉眼看到自己故乡的陆地了，
然而，就在这个时候，“哥德堡号”触礁、沉没。 这之后瑞典东印度公司又建造了“哥德堡Ⅱ号” 商船，最后沉没在南非。1813年，瑞典东印度公 司关闭。
它是16世纪下半叶至19世纪初的250年间， 航行于菲律宾的马尼拉与墨西哥的阿卡普 尔科之间的货运船只，是一种木制帆船， 一般载重量在几百吨到一二千吨左右。由 于马尼拉大帆船的货物主要来源于中国， 以当时风靡全球的中国生丝与丝绸为主， 因此墨西哥人直接把马尼拉大帆船叫做 “中国船”。
美洲杯
沃尔沃
参考幻泰灯王杯
中国杯
10
第二章：现代运动帆船的分类
参考幻灯
11
——帆船的分类(一）
帆船主要由船体、桅杆、稳向板或龙骨、舵、帆和索具组成，船体的主要制作材料 为木材或玻璃钢。帆船的种类及分类方法极多，从器材上，现代运动帆船可分为4 大类: 稳向板船（Centerboard Boat or Dinghy）
浮 舟
腰舟
竹排
参考幻灯
独木舟

（END）
潮汐静力学理论不足成因
“迟到、高潮间隙、潮龄”的产生



大陆对海水阻隔阻碍了理想的潮汐椭圆体的 形成； 海洋深浅不一，海底崎岖不平海水受较大摩 擦力； 海水粘滞性、惯性影响。 沿岸海区水深变化大、海底地形复杂、岸形曲 折，尤其是浅滩、狭窄海湾的存在。（END）
潮差及潮汐的改变

潮汐调和分析法原理

强制波动原理：
由周期性力的作用所引起的某系统的波动也将 是周期性的，而且其周期与力的周期相同。

波动合成原理：
如几个力同时作用在某一系统上，则每个个别 的力所引起的分波动可以分别地计算出来；而 所有诸力作用的总结果是所有分波的总和。
（END）
潮汐调和分析法
将按各种不同周期变化着的力表示为许 多简谐振荡的总和。把每一项都视为由 一个假想天体所引起的，从而把十分复 杂的不规则的潮汐振荡，归结为很多正 规的潮汐振荡总和。 每种正规潮汐称为分潮。每个分潮曲线 由两个因素确定：分潮振幅“H”、分潮 迟角“g”。（END）

（END）
月球引力
mM m E 月球对地球的吸引力： f k R2

mM 1 公式： f p k x2
特点： 大小 方向

地球表面某水质点所受引力
x M R
E
（END）
惯性离心力
07 .3 r

地-月公共质心
G M E

地球各点惯性离心力


地球的平动运动 2； 地心E：大小：f1=k· mM · /R 1 方向：背离月心。 地面各点：相等、平行、背离月球（END）
潮汐概述
潮汐(Tide)

（END）
正圆柱投影
经线 -> 相互平行直线 纬线 -> 相互平行直线（经、纬线相垂直） 等经差 经线 -> 等间距 相互平行直线 等纬差 纬线 -> 不等距 相互平行直线（渐长）
墨卡托投影（纬度渐长率）
概念：图上任意纬线至赤道的距离与图上1赤道里
（图上经差1’长度）的比值。（示意图）
识图
海图标题栏与图廓注记 海图基准面（高程基准面、深度基准面） 重要的海图图式
➢ 高程、水深和底质 ➢ 航行障碍物（礁石、沉船、其他重要图式） ➢ 助航标志（重要航标、雷达信标、灯标注记） ➢ 其他常用图式
常见高程、水深、礁石、沉船、碍航物图式
（END）
海图标题栏
出版单位徽志、图幅地理位置和图名 编图资料说明：
➢ 英版―天文最低潮面 （lowest astronomical tide, LAT）
（END）
高程（height）
概念：陆上数字、部分水上带括号数字 起算面： 单位：
中版― m；英版― m（米制）/ ft（拓制）
特殊高程： 标注：
<10m：标至0.1米； >10m：标至整米（舍小数部分）
（END）
图上大圆弧为直线； 仅切点为等角投影，纵向变形>横向变形；
愈远变形愈大。（END）
大圆海图使用注意事项
心射投影不是等角投影，不能在大圆海 图上直接量取方向或夹角。除非图上绘 制有变形向位圈，方可量取大圆方位。
大圆海图上相同纬度处投影变形不同， 不能在大圆海图上直接量取距离。除非 图上事先绘制有量距曲线，才能用特殊 的方法量取距离。
(a)
(b)
(c)
外射投影：
极射投影：绘制半空星图

F1= – F2
公理3 加减平衡力系公理 在已知力系上加上或减去 任意的平衡力系，并不改变原 力系对刚体的作用。
公理4 作用与反作用定律 两物体间相互作用的力， 大小相等，方向相反，作用线 沿同一直线。
F1= – F2
公理5 刚化公理 变形体在某一力系作用下 处于平衡，如将其刚化为刚 体，其平衡状态保持不变。
uu ur r 力对点O的矩 M O ( F ) 在三个坐标
轴上的投影为
⎧⎡ ⎪⎣M 0 ⎪ ⎪⎡ ⎨⎣M 0 ⎪ ⎪⎡ ⎪⎣M 0 ⎩
( ) ( ) ( )
r F ⎤ = ( yFz − zF y ) ⎦x r F ⎤ = ( zFx − xFz ) ⎦y r F ⎤ = ( xF y − yFx ) ⎦z
= 0
2.汇交力系平衡的几何条件
力多边形自行闭合 力多边形自行闭合 o F5 F1
F4 F3 F2
平面力对点之矩的概念及计算
一、平面力对点之矩（力矩）
力矩作用面 两个要素： 1.大小：力F与力臂的乘积 2.方向：转动方向
M0
uu ur r r ur M 0 F = r×F
( )
ur F = ±F ⋅h
⎧∑ Fx = 0 ⎪ ⎪ ⎨∑ M A = 0 ⎪ ⎪∑ M B = 0 ⎩
一般式
二矩式
A,B 两个 取矩点连线，不得与投影轴垂直
三矩式
⎧∑ M A = 0 ⎪ ⎪ ⎨∑ M B = 0 ⎪ ⎪∑ M C = 0 ⎩
A,B,C 三个取矩点，不得共线
第四章 空间力系
1.力在直角坐标轴上的投影 直接投影法
工程常见的约束
1.光滑接触面 （ 线 、 点 ） 的约束 （光滑接触约束）及约束力

lesser arc of the equator contained between the prime meridian and the meridian which passes through the point. It is measure from 0ºto 180º on either side of the prime meridian and named East or West.
• The Prime Meridian: This is a semi great
circle on the earth’s surface which runs between the two geographical poles, and passes through an arbitray point in Greenwich. Any semi great circle which runs between the poles is called a meridian. All meridians cut the equator at their mid point at right angles, and all meridians intersect at the poles.
• Those points at which the axis of
the earth’s rotation cuts the earth’s surface.
• The measurement of position
• The great circles used are: • The Equator: A great circle on the
of any meridian contained between the equator and the parallel of latitude through the point. Latitude is named North or South of the equator.

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（2）山高
等高线的表示法
基本等高线(又称首曲线)——用细的实线绘出。
加粗等高线(计曲线)——每隔4条基本等高线画 一条。
草绘曲线——用虚线描绘的等高线，它表示未 经精确测量过。
山形线——没有高程数据的曲线，它仅仅表示 山体形态，在同一条曲线上高程不一定相等， 描绘时可不闭合。
end
21
（3）灯高
灯高(Elevation)——中版是由平均大潮高潮面 起算至灯芯的高度。
灯高标注的精度：不足10m的，注至0.1m，大
于10m的，注至整米，小数舍去。
当时潮面 平均海面
end
22
（4）干出(Dries)高度
干出物标——在海图深度基准面之上、平均大潮高潮 面之下的物标
干出高度（drying height）——海图深度基准面起算 至干出物标的顶部。
【2】航行障碍物
1）航行障碍物种类：礁石(Rock)、沉船(Wreck，Wk) 和其它障碍物(Obstruction，Obstn)。
2）礁石的种类及其图式 （1）明礁 （2）干出礁 （3）适淹礁 （4）暗礁 3）沉船(Wreck，Wk) 4）其它障碍物(Obstruction，Obstn)
地平均海面 其它地区——采用制图基本资料的高程基准面。
end
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（2）山高
中版：1985国家高 程基准”或当地平 均海面到山顶的高 度。
➢ 山顶——用黑色圆点 · 、三角形 （精测点）等表示。 ➢ 等高线——是相等高程的点的连线，一般为闭合曲线。数字
是该等高线的高程。等高线可以用来绘画山形。
end
等深线——是相等水深的点的连 线。数字是该等深线的水深。等 深线有时可用来辨别船位。

船 位 确 定
定
位

无线电定位 测向、罗兰、GPS
航迹推算简介（意义）
船舶定位方法
航迹推算

概念 意义



任意时间、任意情况下求 取船位的基本方法 驾驶员了解船舶航行的连 续轨迹 陆标定位、天文定位、无 线电定位基础
（END）
航迹推算简介（规定）
船舶定位方法
航迹推算
（END）
概念 意义 有关规定

航迹推算类型
航迹推算简介（基本训练）
船舶定位方法
航迹推算

海图作业工具： 基本操作：

概念 意义 有关规定



航迹推算类型 海图作业基本训练
（END）
量取某点的经纬度 根据经纬度标绘某点 量取物标TB、Dist. 由已知点绘画方位线，在 其上截取距离求取经纬度
“”

推算船位精度
（END）
航迹向和风流压差的测定
连续观测定位法
叠标导航法
雷达观测法
物标最小距离方位和正横方位法 单物标三方位求航迹向法
（原理、作图法）
（END）
航迹计算
概述
（应用时机、计算类型、计算方法：中、墨）
平均纬度航法（原理、公式）
墨卡托航法
单航向航迹计算（类型1、类型2）
航迹计算（END）
无风流航迹绘算
无风流：（风流很小，对航向影响<1°）
基本概念 无风流航迹绘算
要素的确定 海图作业
船位差
推算船位精度
（END）
有风无流航迹绘算
风与风舷角

3.
由于地磁磁轴并不与地轴重合，而且地磁磁轴也不通过地球球心，因此各地磁差的大小和方向各不相同。另外，由于地磁磁极沿椭圆轨道不断地绕地极缓慢移动，同一地点的磁差将因此随时间逐渐变化，每年大约变化0°～0°.2。因此，磁差是随时间和地区不同而变化。
某地每年磁差的变化量，叫做磁差的年变化或年差。年差可用东（E）或西（W）表示，也可用磁差绝对值的增加（＋，increasing）或减少（－，decreasing）表示。年差的东（E）或西（W）表示该地磁差每年向东或向西变化，如年差0°.1E，表示磁差每年向东变化0°.1，即该地磁北每年向东偏移0°.1；年差的（＋）或（－）并不表示磁差的变化方向，而是指该地磁差绝对值的增加或减少。
椭圆短轴即地球的自转轴――地轴（PNPS）；
地轴与地表面的两个交点是地极，在北半球的称为北极（PN），在南半球的称为南极（PS）；
通过地球球心且与地轴垂直的平面称为赤道平面，赤道平面与地表面相交的截痕称为赤道（QQ′）,它将地球分为南、北两个半球；
任何一个与赤道面平行的平面称为纬度圈平面，它与地表面相交的截痕是个小圆，称为纬度圈（AA′）；
在南西（SW）半圆：圆周度数 = 180°+ 半圆度数
在北西（NW）半圆：圆周度数 = 360°+ 半圆度数
（2）罗经点法换算成圆周法的法则是：
由于相邻两罗经点之间的角度为11°.25，因此，某个罗经点方向所对应的圆周方向，可根据该罗经点在罗经点法中的点数称以11°.25的法则确定。
在掌握了所有罗经点的意义、命名方法以及四个基点与四个隅点所对应的圆周法方向的基础上，还可依据下列原则来换算：
通过地轴的任何一个平面是子午圈平面，它与地表面相交的截痕是个椭圆，称为子午圈（PNQPSQ′）；