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航海学 地平距离和物标地理能见距离9

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1.3 能见地平距离和物标能见距离

1.3 能见地平距离和物标能见距离

水天线
多媒体制作 潘杰
航海教研室
8
第一章 坐标、方向和距离 坐标、
测者能见地平平面(或称视地平平面 测者能见地平平面 或称视地平平面, Visible horizon) 或称视地平平面 船舶在大海上，测者所见的视地平（水天线）所在的地平平面。 船舶在大海上，测者所见的视地平（水天线）所在的地平平面。 测者能见地平距离 (Distance to the horizon from height of eye，De) ， 测者能够看到水天线的球面(最远)距离。 测者能够看到水天线的球面(最远)距离。De = 2.09 e( m) (n mile) 代入眼高e单位米， 代入眼高e单位米，结果单 位海里。 位海里。 思考：某船眼高16m，求 思考：某船眼高16m， 测者能见地平距离De？ 测者能见地平距离De？
第一章 坐标、方向和距离 坐标、
第三节 能见地平距离和物标能见距离
一、海上距离单位
航海上最常用的度量距离的单位是海里(Nautical mile)。 航海上最常用的度量距离的单位是海里 。 可用n mile表示。 表示。 可用 表示 海里的定义 它是地球椭圆子午线 上纬度1分的弧长 分的弧长。 上纬度 分的弧长。
1n mile 1842.9m 1844.2m 1847.6m 1852.2m 1856.9m 1860.3m 1861.6m 多媒体制作 潘杰
航海教研室
3
第一章 坐标、方向和距离 坐标、
标准海里的长度 我国和世界上大多数国家均采用1929年国际水文地理学会议 我国和世界上大多数国家均采用 年国际水文地理学会议 通过的国际上统一的海里标准长度： 通过的国际上统一的海里标准长度： 1 n mile＝1852m ＝ 在海上用仪器(如计程仪 记录船舶航行的航程时 是用1852m 在海上用仪器 如计程仪)记录船舶航行的航程时，是用 如计程仪 记录船舶航行的航程时， 作为１ 作为１ n mile的。 的

【科普】船舶在海上航行的距离和速度

【科普】船舶在海上航行的距离和速度

【科普】船舶在海上航行的距离和速度（一）海上的距离单位航海上度量距离的长度单位是海里(nautical mile, n mile)，它等于地球椭圆子午线上纬度 1'(分)的弧长。

由于地球椭圆子午线是一个椭圆，因此在其上一分纬度的弧长，即ln mile的长度不是固定的，它是随纬度的不同而略有差异。

它在赤道时最短，两极最长，而在纬度450处则为1852.2m。

为了航海实际应用的需要，我国和世界大多数的国家都采用1929年国际水文地理学会议推荐的一海里标准长度为1852m。

此外，在航海上还有一些常用的长度单位，如：链、米、英尺、码、拓。

（二）能见距离1. 水天线在一望无际、能见度良好的海洋面上,眼高为e的测者向大海远望所能看到的最远处是水天似乎相交成一个圆圈。

这个圆圈所在的地平平面叫做测者能见地平平面或视地平平面，而这个圆圈就是测者能见地平或视地平，俗称水天线。

2. 测者能见地平距离从测者眼高处到水天线之间的距离称为测者能见地平距离。

测者站得越高，则测者的能见地平距离越远，测者的视距越宽阔。

3. 物标能见地平距离假设将眼睛放在物标的顶端，则此时眼睛能够看到的能见地平距离叫作物标能见地平距离。

4. 物标地理能见距离实际上观测者总是有一定的眼高，因此测者能够看到的物标最远距离要比物标能见地平距离大。

当能见度良好时，一定眼高的测者能够看到物标的最远距离叫作物标地理能见距离。

（三）航程和速度1航程航程是指船舶航行所经过的距离，海上航程的单位是海里。

在航海上常用航速和航行时间来计算航程。

船舶相对于水的航程是相对航程；船舶相对于海底的航程是绝对航程，也称为实际航程。

船舶的绝对航程是船舶相对航程和绝对流程的矢量和。

2速度单位时间内的航程称为船舶航行速度，船舶航行的速度有船速和航速之称。

船速是指船舶在足够水深的静水中的航行速度；航速是指船舶在有风、流等影响下的航行速度，航速又分为绝对航速和相对航速。

绝对航速是船舶相对于海底的航行速度，它包含了风和流对船舶航行速度的影响，可用绝对计程仪测定，亦称为实际航速；船舶相对航速是船舶相对于水的速度，亦称为相对计程仪速度，它包含了风对船舶航行速度的影响。

第三节能见地平距离和物标地理能见距离参考资料

第三节能见地平距离和物标地理能见距离参考资料

2.物标地理能见距离
(1)定义 (2)公式 (3)影响D0的因素
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(1)定义
能见度良好时，仅由于地面曲率和地面蒙气 差的影响，测者理论上所能看到物标的最大 距离，叫做物标的地理能见距离，用D0表示。
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H
D h
D 0
D e
e
2第2 22 页
2第5 25 页
1.灯标射程
(1)中版海图和《航标表》中的灯标射程 (2)英版射程的定义
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2第6 26 页
(1)中版海图和《航标表》中的灯标射程
①射程的定义 ②光力能见距离
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2第7 27 页
①射程的定义
晴天黑夜，当测者眼高为5 m时，理论上能 够看见灯标灯光的最大距离。
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4第0 40 页
(1)中版海图和《航标表》中
灯塔灯光最大可见距离，取决于该灯塔的灯 光强度。
强光灯塔灯光最大可见距离等于灯塔的初显 (初隐)距离，即该灯塔的地理能见距离；
弱光灯塔灯光最大可见距离等于其射程。
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(2)英版海图和《灯标表》中
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3第6 36 页
(2)灯光初显(初隐)距离
灯光初显(初隐)距离等于灯塔地理能见距离， 即：
D显/隐(n mile)=Do=2.09 e(m)+2.09 H(m)
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中版海图和《航标表》中灯塔的初显(初隐) 距离还可用下式求取：
D显/隐(n mile)=Do=射程+2.09 e(m) -2.09 5

航海学 第一章：坐标、方向与距离

航海学 第一章：坐标、方向与距离
自赤道向北或向南 度量到该点；度量 范围0°～90°；向 Q 北度量称为北纬(N)； 向南度量称为南纬 (S)。
G
Pn90°N
M
O

Q`
0°
P90°S s
2007年6月
JMI
缪克银
§1· 1地球形状、地理坐标和大地坐标系 1·
二、地理坐标
4、地心坐标
地 心 经 度 ：同前面地理经度
地心纬度e： 该点地球椭圆体向径与赤道平面的夹角
第二章
海图
2010年9月
JMI
李红磊
§1· 1地球形状、地理坐标和大地坐标系 1·
一、地球形状：
１、地球的自然表面： 高低不平、非常复杂、不规则的曲面 无法在其上建立坐标以确定距离的度 量、位置的确定、方位的划分等航 海中必须要解决的问题。
2010年9月 JMI 李红磊
§1· 1地球形状、地理坐标和大地坐标系 1·
4、经差与纬差
概 念
经差D：两地经度之代数差；D=2-1 纬差D：两地纬度之代数差。D=2-1 两者均有方向性,其方向的确定与到达点位 于起始点的方向同名
2007年6月
JMI
缪克银
§1· 1地球形状、地理坐标和大地坐标系 1·
二、地理坐标
4、经差与纬差 计算注意事项:
(1)北纬、东经取＋，南纬、西经取－；
航海学
缪克银 李红磊
航海学的研究对象：
“航海学”是航海技术专业的一门主要 专业课程，其主要研究的是有关船舶在海 上航行的航线选择与设计、航行各过程中 船位的测定以及不同条件下船舶安全航行 的基本方法
2010年9月
JMI
李红磊
《航海学》课程的学习内容
基础知识： 地理坐标与大地坐标系、 方向、航向、方位、 航速、航程计算、距离、 航用海图的投影基本原理、 海图识图、海图的分类与使用

第三节 能见地平距离和物标能见距离.

第三节 能见地平距离和物标能见距离.

五、灯标射程
地理射程： 晴天黑夜，以5米眼高及灯标的高度计算的
灯标地理能见距离。
光力射程： 灯光在晴天黑夜所能照射的最大距离。
取决于光强。
强光灯：光力射程大于或等于地理射程。 弱光灯：光力射程小于地理射程。
1、中版资料灯标射程：
光力射程与地理射程二者之间较小者。
2、英版资料灯标射程： 分光力射程与额定光力射程两种。 光力射程： 某一气象能见度条件下，灯标灯光的最大
注意：上述比较均指整数部分相比较。
初隐/初显距离
H
DH
DO
De
e
公式：
D 显/隐(n mile)=Do=2.09 e(m) +2.09 H (m)
或：
D 显/隐（n mile）=Do=射程+2.09 e(m) -2.09 5
（END）
初隐/初显（例1）
例1：中版海图某灯塔灯高 84
m，图注射 程18 n mile，测者眼高16 m，试问该灯 塔是否有初显或初隐？
解：
Do (e=5)=2.09( 5 + 81 )=23.5 n mile
∵[23.5]=23 n mile，等于射程，有初显或初隐 ∴ Dmax=Do=23.5 n mile
（END）
灯塔灯光最大可见距离（例3）
例 3：英版海图某灯塔灯高 36 m ，额定光力射
程 24 n mile ，试求测者眼高 16 m 时，该灯塔 灯光最大可见距离。 解：
Do=2.09( 16 + 36 )=20.9n mile
∵ 该灯塔射程大于地理能见距离Do ∴ Dmax = Do = 20.9n mile。
（END）
思考练习

能见地平距离与物标能见距离

能见地平距离与物标能见距离
min
2015/12/27
航海教研室 龚安祥 gongax@
12
Байду номын сангаас
2、中版灯塔射程
4.我国灯塔的分类
强光灯塔：灯塔的光力射程等于或者大于测者眼高为 5m时的灯塔的地理能见距离Do（地理射程）。
强光灯塔有初隐或者初显现象。 强光灯塔的射程为： 2.09( h 5)
2015/12/27 航海教研室 龚安祥 gongax@ 27
14
5.灯塔射程标注精度
不足10 n mile的注至0.1 n mile，大于10 n mile的 注至整海里，小数舍去。
6.影响中版灯塔射程的因素：
灯高 地面蒙气差
地面曲率
灯光强度 眼高？
2015/12/27 航海教研室 龚安祥 gongax@ 15
2015/12/27
航海教研室 龚安祥 gongax@
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2015/12/27
航海教研室 龚安祥 gongax@
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2. 英版海图灯塔灯光的最大可见距离：
当射程大于该灯塔的地理能见距离Do时，灯光最 大可见距离等于Do（初显距离）； 当射程小于Do时，灯光最大可见距离等于射程 （无初显） 。即
第三章 坐标、向位和距离
地理坐标
航海上常用的度量单位
能见地平距离和物标能见距离
向位与舷角
向位测定与换算 航速与航程
2015/12/27
航海教研室 龚安祥 gongax@
2
有关概念
1.铅垂线(plumb line)
2.地平面(horizon) 3．测者真地平平面(true horizon)或天文地平平面 (celestial horizon) 4.测者地面真地平平面 (sensible horizon) 5．水天线(skyline) 6．测者能见地平平面或视 地平平面(visible horizon)

航海学讲义之航向方位和距离

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(nautical mile, n mile)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1n mile 或1＇。

数学公式：1(1852.259.31cos 2)nmile m ϕ=-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，1n mile=1852m 。

约在纬度44º14＇处1n mile 的长度才等于1852m3）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25n mile ，航行一天后航程是 2524=600n m i l ⨯（按1n mile 等于1852m 计算），如果按赤道1 n mile 的实际长度1842.94m 计算，则船舶一天航行的距离是：1852600603n mile 1842.94⨯≈ 由此可以看出，将1n mile 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)1n mile 的十分之一为1链。

链是用来测量较近距离的单位。

1链=185.2m3．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6 ft 、1yd=0.9144m 或3 ft 、1 ft=0.3048m 。

目前英版的拓制海图正被米制海图(metric chart)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。

任航海学 项目一务4：认识 能见地平距离与物标地理能见距离

＝23．83 n mile 2. Dg5＞18 n mile （图注射程，该灯塔为弱光灯） 答：该灯塔夜间能被看见的最远距离≦18 n mile。 例题4-3：已知测者眼高16 m ，中版海图某灯塔灯高84m， 图注射程24 n mile，问该灯塔有无初显？试求该灯塔夜间 能被看见的最远距离。 解：
3）讨论
d 1
当 0°时； 1n mile1P8N52259.311842.94 (m) 45°时； 1n mile1852.25 (m)
90°时； 1n mile1852.25＋9.3A11861.56 (m) 目前44，°我14国Q′(N和/S世)时界；上大1多n m数Mi国le家φ1，85均2Q采′(m用1)海 19里29年M •国ar际c1 水 文地理学会议推荐的1海里长度等于1852米作为统一的海里标 准长度。
船舶定位与导航 项目一、航海基础知识
任务4、认识能见地平距离和物标地理能见距离
浙江交通职业技术学院 李德雄
任务4、认识能见地平距离和物标地理能见距离
一、海上的常用单位：
1、海里(nautical mile 、n mile)
1）定义：地球椭圆体子午线上纬度1′弧长的长度。
2）计算公式：1 n mile＝1852.25－9.31cos2 (m)
式中： H——物标高程（米）；e——测者眼高（米）
五．灯标射程 (light range)
1．地理射程Dg5 (geographic range) 和光力射程DL (luminous range) 的定义 1）地理射程Dg5
晴天黑夜，5米眼高的测者能看到灯塔灯光的最远的距离。
Dg5 2.09( 5 H )
二、测者能见地平距离(distance to the horizon from

航海学(1.1：坐标、方向和距离)基本知识和测算

航海学基础知识：坐标、方向和距离；海图 航路资料： 潮汐与《潮汐表》 航标和《航标表》
航海图书资料（END）
航海学（1）课程目录
第一篇 基础知识
第一章 坐标、方向和距离
第二章 海图
第二篇 航迹推算与陆标定位
第一章 航迹推算 第二章 位置线和船位理论 第三章 陆标定位
（END）
第一章 坐标、方向和距离
与该点子午线在赤
Q
道上所夹的短弧长
或该短弧所对应的
球心角。
PN
O
Q'
PS
地理经度
概念：
地理经度简称
经度，是格林经线
与该点子午线在赤
Q
道上所夹的短弧长
或该短弧所对应的
球心角。
PN
G
M
O
Q'
PS
地理经度
概念：
地理经度简称
经度，是格林经线
与该点子午线在赤
Q
道上所夹的短弧长
或该短弧所对应的
球心角。
PN
测速场简介 船速测定与注意（主机转速与船速对照表）
用计程仪测定航程
➢ 计程仪简介 ➢ 计程仪改正率及测定 ➢ 计程仪航程计算 （END）
大地球体
概述：
➢ 研究坐标、方向和距离等地球的形状； ➢ 地球自然表面难以用数学公式描述； ➢ 珠穆朗玛峰8 848 m，仅为地球半径的千分之一； ➢ 可以用占地球表面约71％的海水面来描述地球形状。
第一节 地球形状与地理坐标 第二节 航向与方位 第三节 能见地平距离和物标能见距离 第四节 航速与航程
（END）
地球形状与地理坐标
地球形状
（大地球体、大地球体的三种近似体）
地理坐标

2.2航海上常用的距离单位

2010-11-11 航海系 马先山 7
二、速度单位 节(knot,kn)：航海上计算航速的单位。1节等 于1n mile/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〃。
2010-11-11
航海系 马先山
8
（二）链(cable,cab) 1n mile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 （三）米（meter） 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。 （四）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3 ft、1 ft=0.3048m。 （五）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
2010-11-11
航海系 马先山

4.标准海里与定义海里的差异
定义海里：地球椭圆子午线上纬度1′所对应的弧长，赤道 最短，两极最长。 标准海里：即1852米，计程仪、航迹推算等采用。 例：某船沿赤道航行，已知计程仪改正率0.0%，无航行 和推算误差，则在海图上按计程仪航程推算的船位比实际 船位（不考虑风流影响）： A. 超前 B. 落后 C. 一致 D. 不一定 解：假设向东航行100海里，推算船位即100海里；实际 船位则为100x1852/1842.9>100海里，即开的更远。
纬度ϕ
0°
30°
45°
60°
90°
1 n mile 1842．9 1847．6 1852．3 1856．9 1861．6
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一、海上的常用单位：
1、海里(nautical mile 、n mile)
1）定义：地球椭圆体子午线上纬度1′弧长的长度。
2）计算公式：1 n mile＝1852.25－9.31cos2 (m)
3）讨论：
d 1
当： 0°时； 1n mile1P8N52259.311842.94 (m) 45°时； 1n mile1852.25 (m)
实例（END）
向位换算实例2
例2：1999年X日，某轮计划驶真航向077°，并拟在某
物标真方位167°时转向。已知该海区磁差资料为 “Var.1°30′E1989(3′E) ”，自差表见表1-1-5。求该轮 应驶的罗航向和船舶抵达转向点时该物标的罗方位。
解：
(1) Var = 1°30′E + ( +3′)×(1999 – 1989) = 2°E (2) MC = TC – Var = 077° - ( +2°) = 075° (3) 以MC = 075°为引数查自差表得：Dev = -1°.2 (4) ΔC = Var + Dev = +2° + (-1°.2) = 0°.8E (5) CC = TC - ΔC = 077° - (+0°.8) = 076°.2
❖ 由于标准海里值1852m与实际海里值存在差异，造 成实际船位与推算船位间的偏差。
❖ 船上航程与航速的计量仪器—计程仪：是以1852m 作为1海里测定的。（实际船位）
❖ 某轮沿赤道自西向东航行一天，无航行误差，计程 仪改正率为0．0％，计程仪累计航程600’,而实际 累计航程=1852×600’/1842.94=603’。
真向位换算为罗经向位
换算公式： GC/GB=TC/TB- G
CC/CB=TC/TB-C =MC/MB Dev MC/MB=TC/TB Var=CC/CB+Dev
换算步骤： C =Var+Dev
①查取海区的磁差资料，求取当年的磁差值Var； ②按公式：MC = TC – Var求取磁航向MC； ③以MC代替CC为引数，从表或曲线中查取自差值Dev； ④按公式：ΔC = Var + Dev求取罗经差； ⑤直接按向位换算公式计算求解。
实例（END）
向位换算实例1
例1：1999年6月5日，某轮罗航向030°，测得某物标罗 方位120°。已知航行区域磁差资料为“4°30′W 1997 (15′E)”，该轮标准罗经自差表如表1-1-5。求该轮真航向 和物标的真方位。
解： (1) Var=4°30′W + (15′E)×(1999 – 1997) = 4°W (2) 由CC = 030° 查自差表得：Dev = 2°E (3) ΔC = Var + Dev = 4°W + 2°E = 2°W (4) TC = CC + ΔC = 030° + (-2°) = 028° TB = CB + ΔC = 120° + (-2°) = 118° （END）
CB = TB - ΔC = 167° - (+0°.8) = 166°.2 （END）
常见的罗经向位换算公式
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 = TC - CC = TB - CB G = TC GC = TB CB
90°时； 1n mile1852.25＋9.3A11861.56 (m) 目前44，°我1国4Q′(和N/世S)界时上；大1多n数mM国ile家φ1，85均2采Q′(用m1)1海9里29年M国• a际rc1水文 地理学会议推荐的1海里长度等于1852米作为统一的海里标准 长度。
PS
第四节 能见地平距离(horizon range)和 物标地理能见距离(geographic range of an object)
罗经向位换算为真向位
换算公式： TC=GC+ΔG=CC+ΔC=CC+Dev.+Var.=MC+Var. TB=GB+ΔG=CB+ΔC=CB+Dev.+Var.=MB+Var. ΔC=Var.+Dev.
换算步骤：
①查取磁差资料，求该海区当年的磁差值Var.； ②以罗航向为引数，从表或曲线中查取该自差值Dev.； ③按公式：ΔC = Var. + Dev.求取罗经差； ④直接按向位换算公式计算求解。
❖ 重要结论 ①当Ф＜44°14′时，推算船位落后于实际船位；
②当Ф＞44°14′时 , 推算船位超前于实际船位；
Hale Waihona Puke 一、海上的常用单位：2．节（knot）kn——海里/小时
3．链（cab）——1/10海里
cable
4．英尺（ft）：1 ft=0.3048 m
(ft) foot
5．码（yd）：1yd=3ft=0.9144m (yd) yard
第四节能见地平距离和物标能 见距离
能见地平距离和物标能见距离
航海上距离的单位 测者能见地平距离 物标能见距离
物标能见地平距离 物标地理能见距离
灯标射程与能见距离
（END）
第四节 能见地平距离(horizon range)和 物标地理能见距离(geographic range of an object)
B
眼高e A
式中：e —— 测者眼高（m）
水天线
例题4-1：某轮眼高25m，试求该轮 视距（测者能见地平距离）。
解：根据公式:
De 2.09 e =2．09×√25=10．45 n mile
特点： 取决于测者眼高、地面曲率、大气蒙气差。
三、物标能见地平距离DH (distance to the horizon from object)
6．拓 (fm)：1fm=6ft=1.8288m fathom
二、测者能见地平距离(distance to the horizon from
height of eye, visible range) De 1.定义：测者至水天线的距离。
2.计算公式：
测者能见地平距离
De 2.09 e n mile