第二节 船舶定位方法.
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第二章航迹推算确定船位:航迹推算法和观测定位法。
航迹推算(track estimation):以起航点或观测船位为推算起始点,根据船舶最基本的航海仪器(罗经和计程仪)所指示的航向、航程,以及船舶的操纵要素和风流要素等,在不借助外界导航物标的条件下,推算出具有一定精度的航迹和船位的方法和过程。
观测定位(positioning by observing):航海人员利用各种航海仪器观测位置已知的外界物标,并根据观测结果确定出观测时船位的方法和过程。
航迹推算起始点(时):驶离港口引航水域或港界,定速航行并获得准确的观测船位后立即进行。
终止(时):抵达目的港的引航水域,或接近港界有物标或航标可供目测定位或导航时,方可终止航迹推算。
航迹推算工作不得无故中断,仅当船舶驶入狭水道、渔区、船舶密集区域需频繁使用车、舵的情况下,方可中断航迹推算工作。
当恢复正常后应立即恢复航迹推算工作,推算中止点和复始点的时间和位置应在海图上画出,并记入航海日志。
船舶在沿岸水流影响显著的海区航行,应该每1小时确定一次推算船位;其它海区一般每2~4小时确定一次推算船位。
航迹推算:航迹绘算法(track plotting)和航迹计算法(track calculating)。
第一节航迹绘算(track plotting)根据船舶航行时的航向、航速、航行海区的风流要素等,在海图上直接运用几何作图的方法推算出船舶的航迹和船位的方法;或者是在海图上,根据计划航线、预配风流压差通过几何作图方法求得船舶应驶的真航向和推算船位的方法。
航迹绘算的方法直观、简便,是船舶航行中驾驶员进行航迹推算的主要方法。
计划航线(intended track):事先在海图上拟定的航线,即船舶将要航行的计划航迹。
计划航向(course of advance):计划航线的前进方向,由真北起顺时针方向计量至计划航线,代号为CA。
实际航迹线(actual track):船舶实际的航行轨迹。
第2章船舶定位2.1海图作业的规定与要求2.1.1海图作业基本要求航迹推算的意义;海图作业规则要求;航线和船位的标注要求886. 根据我国海图规则的要求______船位差,必须进行过分析,作出记录.A.开航后的第一个B.每天中午的C接近沿岸的第一个D.每天0800的887. 海图作业标注时,计划航线上都应标注下列哪些内容Ⅰ.计划航迹向;Ⅱ.真航向;Ⅲ.罗航向。
IV.罗经差A.Ⅰ~IV B.I、Ⅲ、IV C.I、Ⅱ、IV D.Ⅱ、Ⅲ、V 888. 海图作业规则规定,可中止航迹推算的水域和情况是_______。
Ⅰ、狭窄水道;Ⅱ、频繁使用车、舵时;III、来往船舶较多时;IV大洋航行时A.I、ⅡB.Ⅱ、III C.Ⅲ、IV D.I~IV889. 海图作业规则规定,某航次的海图作业必须保留到________方可擦去。
A.船舶抵达目的港时B.本航次结束时C.海事调查和处理结束时D.B或C890. 海图作业规则要求,船舶航行中决定风流压差值的采用或改变的是。
A.值班驾驶员B.大副C.船长D.二副891. 海图作业试行规则规定,航行中驾驶员应对所采用的风流压差值不断进行测校,发现变化较大时,应及时_________。
A.进行修正并报告船长B.进行修正并转告下一值班驾驶员C.查明原因并报告船长D.报告船长892. 航迹绘算法与航迹计算法比较______。
A.航迹绘算法简单直观,是航迹推算的主要方法B.航迹绘算法求得的船位精度比航迹计算法高C.航迹绘算法可在任何情况下使用D.A.B.C都对893. 航迹推算是______。
A.天文定位和无线电航仪器定位的基础B.驾驶员在任何条件下,任何时刻求取船位的基本方法C驾驶员了解船舶在海上运动轨迹的基本方法D.A.B.C都是894. 航迹推算一般应在______立即开始。
A.船舶驶离码头后B.从锚地起锚航行时C.在驶离港口定速航行时D.出引航水域定速并测得船位后895. 航迹推算在____情况下可以暂时中止?A.航经危险物附近B.航经狭水道和渔区C遭遇人风浪D.航经雾区896. 航迹推算在航行过程中________。
【科普】船舶定位与航行方法船舶启航前,船舶驾驶员根据航次命令,研究和分析了航行往目的地的航区的情况后,在海图上设计并画出拟航行的航线,称计划航线。
计划航线由许多段航线组成,各段之间联接的点称为航路点;每段计划航线的方向称为该段的计划航向。
如果没有其他的影响,船舶航行就是按照每段的计划航向沿着计划航线航行直至目的地时,船舶的航迹线就落在计划航线上。
但是,实际上船舶在海上航行要受到外界的各种影响,例如,风、流、浪、涌等都使船舶随时偏离计划航线;另外,计划航线上可能还有其他船舶航行、渔船捕鱼作业等,这时,船舶就必须改变航向,按有关规则避让,当驶过让清后,又要回到计划航线上继续航行。
本小结介绍的船舶定位与航行方法,就是通过船舶定位的手段来掌握船舶偏离计划航线的情况,并考虑外界的航行条件和影响,采取适合的航行方法使船舶航行在计划航线上。
1船舶定位为了保证船舶安全、经济地航行,很重要的一点是在任何时候及任何情况下,航海人员必须知道自己的船位所在,这样才能在海图上,根据船位了解船舶周围的航行条件,及时采用适合的航行方法和必要的航行措施,确保航行安全。
船舶在航行中确定船位的方法,一般可分为两类,即推算船位和观测定位,推算船位有航迹绘算和航迹计算;观测船位方法有陆标定位、天文定位和无线电定位。
2航次计划与航线设计船舶营运生产通常是以航次(voyage)为生产周期,航次开始前要制定计划、安排生产,航次结束后必须统计数据资料、总结汇报等等。
航次开始时间是上一航次的结束时间;航次结束时间是最后一票货离船(如吊卸货则货吊过船舷时)或最后一位旅客离船(出船舷时)时间。
船舶的航次是连续计算,航次编号(voyage N0.)和起止时间在航海日志中都必须详细记载。
在航次结束前,船公司或租家一般都将提前下达下一航次的运输任务——航次命令(voyage Order)。
航次命令是船公司或租家对船长关于下一航次船舶运输任务的指示,收到航次命令后, 船长必须尽快地将航次命令的落实情况报告船公司或租家,以便船公司或租家安排计划,掌握船舶准确情况。
第⼆节船舶定位⽅法.第⼆节船舶定位⽅法⼀、航迹推算(⼀)概述1.航海上确定船位的⽅法 1)航迹推算航迹推算是航⾏中求取船位的最基本⽅法。
它是根据船舶最基本的航海仪器(罗经和计程仪)指⽰的航向和航程,以及风流资料,在不借助于外界导航物标的条件下,从已知推算起点开始,推算出具有⼀定精度的航迹和船位。
2)定位定位是利⽤航海仪器,观测外界已确知其位置的物标,然后根据测量结果,求出观测时刻的船位。
陆标定位定位⽆线电航海仪器定位天⽂定位2.航迹推算的种类 1)航迹绘算法即海图作业法,是根据船舶航⾏时的真航向、航程和风流要素,在海图上绘画出推算航迹和推算船位;或者根据计划航线,预配风流压差,作图求出应驶的真航向和推算船位。
2)航迹计算法航迹计算法是根据推算起点的经纬度、航向和航程,利⽤查表或利⽤数学计算公式,求到达点推算船位经纬度的⽅法。
3.航迹推算的作⽤ 1)可随时确定船位;2)可预先推算出到达点的时间;3)估计船舶航⾏前⽅是否存在航⾏危险; 4)推算船位是天⽂定位和⽆线电定位的基础。
4.航迹推算的起、迄时间 1)起点:应在驶离引航⽔域或港界,定速航⾏后⽴即开始。
推算起点必须是准确的船位。
2)迄点抵达⽬的港领航⽔域或接近港界有物标或航标可供⽬测校验船位和导航时。
3)中断推算开始后不得⽆故中断。
但是,如果航经渔区或狭⽔道,由于转向频繁,可以暂时中⽌推算,但应将中断的起、迄点船位记⼊航海⽇志。
5.航迹推算中常⽤的名词术语1)计划航迹线简称计划航线,是根据安全、经济的原则在海图上拟定的航线,即船舶航⾏时计划要⾛的航线。
2)计划航迹向CA简称计划航向,是计划航迹前进的⽅向,由真北按顺时针⽅向计量到计划航迹线的⾓度。
3)推算航迹线通过航迹推算,预配风流压差后得到的航迹线,⼀般应与计划航线⼀致。
4)航迹线即实际航迹线,是船舶航⾏时所留下的航迹。
5)航迹向即实际航迹向,是由真北瞬时⽅向计量到航迹线的⾓度。
(⼆)航迹绘算1.⽆风流情况下的航迹绘算1)推算原则计划航向=真航向,即CG=TC推算航程=计程仪航程,即S G=S L(L2-L1)(1+?L)2)作图⽅法由推算起点画出计划航线,在其上截取计程仪航程S L得⼀点,即为积算船位,⽤DR表⽰。
第二节 船舶定位方法一、航迹推算(一)概述1.航海上确定船位的方法 1)航迹推算航迹推算是航行中求取船位的最基本方法。
它是根据船舶最基本的航海仪器(罗经和计程仪)指示的航向和航程,以及风流资料,在不借助于外界导航物标的条件下,从已知推算起点开始,推算出具有一定精度的航迹和船位。
2)定位定位是利用航海仪器,观测外界已确知其位置的物标,然后根据测量结果,求出观测时刻的船位。
⎧⎪⎨⎪⎩陆标定位定位无线电航海仪器定位天文定位2.航迹推算的种类 1)航迹绘算法即海图作业法,是根据船舶航行时的真航向、航程和风流要素,在海图上绘画出推算航迹和推算船位;或者根据计划航线,预配风流压差,作图求出应驶的真航向和推算船位。
2)航迹计算法航迹计算法是根据推算起点的经纬度、航向和航程,利用查表或利用数学计算公式,求到达点推算船位经纬度的方法。
3.航迹推算的作用 1)可随时确定船位;2)可预先推算出到达点的时间;3)估计船舶航行前方是否存在航行危险; 4)推算船位是天文定位和无线电定位的基础。
4.航迹推算的起、迄时间 1)起点:应在驶离引航水域或港界,定速航行后立即开始。
推算起点必须是准确的船位。
2)迄点抵达目的港领航水域或接近港界有物标或航标可供目测校验船位和导航时。
3)中断推算开始后不得无故中断。
但是,如果航经渔区或狭水道,由于转向频繁,可以暂时中止推算,但应将中断的起、迄点船位记入航海日志。
5.航迹推算中常用的名词术语1)计划航迹线简称计划航线,是根据安全、经济的原则在海图上拟定的航线,即船舶航行时计划要走的航线。
2)计划航迹向CA简称计划航向,是计划航迹前进的方向,由真北按顺时针方向计量到计划航迹线的角度。
3)推算航迹线通过航迹推算,预配风流压差后得到的航迹线,一般应与计划航线一致。
4)航迹线即实际航迹线,是船舶航行时所留下的航迹。
5)航迹向即实际航迹向,是由真北瞬时方向计量到航迹线的角度。
(二)航迹绘算1.无风流情况下的航迹绘算1)推算原则计划航向=真航向,即CG=TC推算航程=计程仪航程,即S G=S L(L2-L1)(1+∆L)2)作图方法由推算起点画出计划航线,在其上截取计程仪航程S L得一点,即为积算船位,用DR表示。
3)标注方法积算船位用垂直于航线的短线表示。
在积算船位附近,用分数形式标明船位的时间和计程仪读数。
分子用四位数字表示时间的小时和分钟;分母是计程仪读数,中间横线与纬线大致平行。
计划航线上应标注计划航向CA、陀罗航向GC 或罗航向CC,陀罗差∆G或罗经差∆C。
2.有风无流的航迹绘算1)风舷角风向与船舶首尾线之间的夹角。
航海上,风舷角小于10︒的风称为顶风;风舷角小于170︒的风称为顺风;风舷角在80︒~100︒之间的风称为横风;风舷角在10︒~80︒之间的风称为偏逆风;风舷角在100︒~170︒之间的风称为偏顺o 10080o 80oo0800100'.39'.51000C A070G C071OOO(G1)∆-风。
2)视风下船舶的运动船舶除了按航向、航速向前航行外,还向下风漂移,且漂移方向不一定与风向平行,漂移速度也不等于风速,其原因是水阻力和船体外形结构较复杂。
3)风压差真航向与风中航迹向之间的夹角,称为风压差角,简称风压差,用α表示。
α可根据实测或经验估计求得。
CA TC CG αααα+⎫⎧=+⎬⎨-⎩⎭计划航迹向左舷受风为右舷受风为风中航迹向 4)推算原则CA TC CG αααα+⎫⎧=+⎬⎨-⎩⎭计划航迹向左舷受风为右舷受风为风中航迹向 推算航程S G =计程仪航程S L 5)作图方法(1)从推算起点画一小段真航向线; (2)顺着风向加风压差得风中航迹线,在其上截取计程仪航程。
(3)正确标注。
3.有流无风的航迹推算 1)水流影响下船舶的运动船舶除了沿真航向,以计程仪航速运动之外,还同时沿着流向,以流速作漂移运动。
在这两种运动的共同作用下,船舶沿着和运动的方向,即沿着流中航迹向CG β航行。
2)流压差计划航向或流中航速向与真航向之间的夹角称为流压差角,简称流压差,用β表示。
CA TC CG ββββ⎫+⎧⎪=+⎬⎨-⎪⎩⎭计划航迹向左舷受流为流中航迹向右舷受流为 3)作图方法(1)已知真航向,计程仪航速,流向,流速,求推算航迹向和推算航程。
具体作图方法:①从推算起点画出真航向线,并在其上截取计程仪航程,得积算点; ②从积算点画水流矢量三角形,并截取流程,得推算终点; ③连接推算起点与推算终点的矢量,即为推算航迹向和推算航程。
C Gα080011'.00800T CCA085GC074(G-1+12)oooo∆β40.1'10.0'40.1'1000βCGβSL S C④正确标注。
(2)已知计划航向,计程仪航速,流向,流速,求真航向和推算航程。
具体作图方法: ①从推算起点画出计划航线; ②从推算起点画出流向,并截取流程;③以水流矢量的终点为圆心,以计程仪航程为半径画圆弧,与计划航线的交点即为推算船位;④从推算起点作水流矢量终点与推算船位连线的平行线,即为真航向线;⑤在计划航线上,推算起点与推算船位之间的长度即为推算航程。
⑥正确标注。
4.有风有流的航迹绘算 1)风流合压差风流中航迹向CG γ与真航向之间的夹角称为风流合压差,用γ表示。
()()CA TC CG γγ+⎧⎫⎪⎪=+⎬⎨-⎪⎪⎭⎩船偏在航向线右侧计划航迹向流中航迹向船偏在航向线左侧 2)作图方法风流中航迹推算的作图方法分两种情况。
(1)已知真航向、计程仪航速、流向、流速、风向和风压差α,求推算航迹向和推算航程。
基本方法: “先风后流”,即先加风压差,求得风中航迹向后,再加流压差的影响,即在风中航迹线上作水流矢量三角形,从而求得推算航迹向。
具体作图方法:①从推算起点画出真航向线;②从推算起点根据风中航迹向CG α=TC +α画出风中航迹线,并在其上截取计程仪得截点;③过截点作水流矢量得推算船位;④连接推算起点和推算船位,此连线即为推算航迹线,其长度为推算航程;风中航迹向与推算航迹向之间的夹角为流压差β。
⑤正确标注。
(2)已知计划航向、计程仪航速、流向、流速、风向和风压差α,求真航向和推算航程。
基本方法:“先流后风”,即先作水流矢量三角形预配流压差,再顶风预配风压差,从而求出应驶的真航向。
0800T C CA085GC074(G-1+12)oooo∆β40.1'10.0'40.1'1000βCA具体作图方法:①从推算起点画出计划航线; ②从推算起点画出水流矢量;③以水流矢量终点为圆心,以计程仪航程为半径画圆弧交计划航线得截点,此截点即为推算船位。
④从推算起点画水流矢量终点与截点的连线的平行线,即为风中航迹线。
⑤以风中航迹线为基准顶风预配风压差得到真航向。
⑥推算起点与推算船位之间的长度即为推算航程。
⑦正确标注。
(三)航迹计算1.应用时机1)航迹绘算存在作图误差;2)船舶改向变速频繁,无法进行航迹绘算;3)航用海图不敷应用,起航点与到达点不在同一张海图; 4)航迹计算是发展船舶驾驶自动化的理论基础。
2.计算公式D ϕ=ScosC Dep=SsinC D λ=Depsec ϕm D λ=DMPtgC式中:D ϕ——纬差; D λ——经差; S ——航程; C ——航向;ϕm ——平均纬度,122m ϕϕϕ+=;Dep ——东西距,是恒向线航程的东西分量;DMP ——纬度渐长率差。
二、陆标定位(一)概述陆标定位是观测视界内在海图上有准确位置的陆标与船舶的某种相互位置关系,然后,根据所观测的已知物标的位置和对物标的观测结果,求得船舶在观测时刻的船位的方法和过程。
⎧⎧⎨⎪⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩两方位定位方位定位三方位定位陆标定位距离定位方位距离定位移线定位(二)陆标的识别航海上常用的识别方法有以下几种: 1.利用对景图识别从外海接近海岸时,对于初见的重要山头或岛屿,常常在航用海图上或航路指南中附有它们的照片或有立体感的对景图(如图所示),并注明该图是在某一方位、距离上观看它们时的形状。
2.利用等高线识别在大比例尺(大于1:150 000)海图上,山形通常是用等高线描述出来的。
等高线愈密,表示山形愈陡峭;等高线愈疏,表示山形愈平坦。
航海人员应掌握在不同方向上,根据等高线判断山形的方法。
将平面等高线转化为立体山形的方法如图所示。
3.利用实测船位识别在陆标较多的情况下,可以首先利用易于识别的二、三个孤立的、显著的物标,如孤岛、灯塔等测定船位,并在测定船位的同时,观测待识别的物标的方位。
然后,在海图上先根据已识别的物标定出船位,再从所定的船位画出测得的待识别物标的方位线,如此反复进行多次,则所得到的多条方位线(TB1、TB2、TB3……)将基本上交汇于海图上的某一物标,该物标即为所测的待识别的物标,如图所示。
(三)方位定位1.定义利用罗经同时观测两个或两个以上陆标的方位来确定船位的方法和过程统称为方位定位,也称为方位交叉定位。
同时观测两个或两个以上陆标的方位,可以获得同一时刻的两条或两条以上的方位位置线,其交点即为观测时刻的观测船位,在交点上画一小圆圈☉作为陆标定位的船位符号。
在航海实践中,通常采用两方位和三方位定位。
2.两方位定位1)定位步骤(1)正确地识别和选择定位物标。
(2)测利用磁罗经或陀螺罗经复示器观测物标的方位分别为CB1,CB2或GB1,GB2;(3)算修正罗经差∆C或∆G求得真方位TB,即:TB1=CB1+∆C=GB1+∆GTB2=CB2+∆C=GB2+∆G(4)画在海图上分别从物标A、B画出其真方位的逆方位线TB1±180︒,TB2±180︒,即恒向线方位线AP0和BP0,其交点P0就是观测物标A、B方位时刻的观测船位(最概率船位)。
2)提高定位精度的方法(1)物标的选择①选择海图上位置准确的、孤立的、显著的、离船近的物标;②选择方位位置线交角适当的物标。
两方位定位时,最好选择位置线夹角θ为60︒~90︒的两个物标,一般应满足30︒<θ<150︒。
(2)观测顺序①先观测方位变化慢的,即船舶首尾线方向附近的物标;后观测方位变化快的,即船舶正横方向附近的物标。
这样可减少因观测顺序不同而产生的船位误差。
②在夜间或能见度不良时,应先观测闪光周期长的灯标,后观测闪光周期短的灯标;先观测弱光灯标,后观测强光灯标;先观测闪光灯标,后观测定光灯标。
总之,应本着“先难后易”的原则,尽量缩短各次观测之间的时间间隔。
2.三方位定位1)船位误差三角形三方位定位时,三条“同时”观测所得到的方位位置线在大比例尺海图上往往不能相交于一点,而是形成一个三角形,称为船位误差三角形。