航海学考证辅导

1《航海学》考证辅导胡江强第一章基础知识1.1地球形状、地理坐标与大地坐标系1.1.1地球形状大地球体（大地水准面所围成的球体）近似体：（简化）地球圆球体：•简易墨卡托海图•计算大圆航线（精确）地球椭圆体•定义地理坐标•墨卡托海图1.1.2地理坐标地理坐标---地球椭圆体，基准线是赤道和格林经线。地理经度---格林经线----赤道劣弧--------该点经线（赤道短弧、赤道短弧对应的球心角、极角）。以格林经线为基准线度量方法：由格林经线向东或向西量到该点子午线，范围都是0～1800地理纬度---某点在地球椭圆子午线上的法线与赤道面的交角。度量方法：自赤道向南或向北度量到该点等纬圈，范围0～900以赤道为基准线计量纬差D：两地纬度之代数差经差D：两地经度之代数差法则：北纬、东经取＋，南纬、西经取－；纬差、经差为正值，分别表示北纬差和东经差，负值表示南纬差和西经差；经差的绝对值不应大于180°，否则，应由360°减去该绝对值，并改变符号。经差、纬差的方向是根据到达点相对于起航点的方向来确定的。例：某轮由（23°25′N，106°14′W）航行至（08°16′S，100°08′E），求经差和纬差。解：208°16′S(-)2100°08′E(+)-)123°25′N(+)-)1106°14′W(-)──────────────────D31°41′S(-)D206°22′E(+)D′=360°-206°22′(E)2=153°38′(W)对称点的问题与赤道面对称：纬度符号变，经度不变；与地心对称：纬度符号变，经度用180度减，然后符号变；与地轴对称：纬度不变，经度用180度减，然后符号变。1.1.3大地坐标系建立大地坐标系包括三方面的问题：确定椭圆体的参数确定椭圆体中心的位置确定坐标轴的方向WGS-84地心坐标系GPS可直接定位于该坐标系的海图英版海图的绘制基于WGS-84或欧洲1950坐标系WGS-84坐标系的原点在地心在定位时一定要注意到该海图所采用的坐标系，如不是WGS-84,则可能需要CORRECTION.如：“Latitude1.’10Southward,Longitude0.’4Westward”1.2航向和方位四个基本方向的确定测者铅垂线测者地面真地平平面（在该平面确定方向）南北线NS东西线EW注意：不同地点的测者，方向基准也各不相同。1.2.1方向的确定和划分三种方法圆周法（最常用）半圆周法罗经点法换算法则半圆周法---圆周法：•NE:圆周度数=半圆度数•SE:圆周度数=1800－半圆度数•SW:圆周度数=1800＋半圆度数•NW:圆周度数=3600－半圆度数南、北极地理北极：无真北方向，任意方向都是真南方向地理南极：无真南方向，任意方向都是真北方向用半圆周法表示方向由两种方法：3法1：以正北为基准，分别向东或向西度量到正南，度量范围00到1800法2：以正南为基准，分别向东或向西度量到正北，度量范围00到1800。罗经点法4个基点:N、E、S、W4个隅点:NE、SE、NW、SW8个三字点:是平分相邻基点和隅点基点名+隅点名：如NNE16个偏点：是平分相邻基点与三字点或相邻隅点与三字点基点名或隅点名/偏向：如N/E1.2.2航向、方位和舷角基本概念航向线（CL）真航向（TC）方位线（BL）真方位（TB）舷角（Q）•概念：CL和BL间夹角•度量：圆周法或半圆法•代号：Q或Q左/Q右航向、方位和舷角关系TB=TC+Q或1.2.3向位的测定和换算陀螺罗经陀螺罗经北（陀罗北）陀螺航向（GC）陀螺方位（GB）正北、真航向、真方位陀螺罗经差（电罗经差）•概念：NG偏离NT角度•代号：G•符号：E＋，W－TC=GC+GTB=GB+G磁罗经磁北〔NM）：地磁北极磁航向（MC）磁方位（MB）磁差（Var.）：磁北偏离真北的角度；－为＋为左右QQQTCTB4磁差的特点随地点变化随时间变化地磁异常磁暴磁差的变化特点磁差的大小和方向因地而异低纬小，最小可为0；靠近磁极，差变化显著，最大可达1800极区航行，不能用磁罗经磁差的查取(大小、方向、测量年份、年差)普通航行图和港泊图―――罗经花远洋航行图和总图―――等磁差曲线，磁差的年份在海图标题栏给出大比例尺港泊图―――海图标题栏给出磁差的求取年差：由于地磁磁极的位置按椭圆轨迹绕地极做缓慢的移动。每年0～00.2。表示法：•用“东（E）或西（W）”表示：表示磁北每年往东（E）或往西（W）移动多少。•用“＋(increasing)或－(decreasing)”表示：表示磁差绝对值的增加或减少。自差罗经北/罗北（NC）：磁罗经刻度00所指方向；罗航向（CC）：磁罗经航向罗方位（CB）：磁罗经方位自差（Dev.）：罗北偏离磁北的角度；罗经差（ΔC）：罗北偏离真北的角度。自差曲线、自差表引数：罗航向CC或磁航向MC自差的特点：随航向、装载钢铁和磁性矿物、磁罗经附近铁器和电器的变动、船舶倾斜和磁差（磁纬）的显著变化而改变。磁差自差随地区变化随航向随时间变化装载钢铁和磁性矿物随地磁异常变化磁罗经附近铁器和电器的变动随磁暴变化船舶倾斜磁差的显著变化而改变磁罗经差CVarDev罗经差测定要求至少早、晚各测定一次；长航线改向后尽可能地测定一次。5罗经差的测定方法：叠标天体方位向位的换算作图法公式法：TC=GC+ΔC=CC+ΔC=CC+Dev+Var=MC+Var船舶改向后，什么不发生变化：磁差年差真方位磁方位船舶在航行中要求经常比对CC和GC,主要目的是及时发现陀螺罗经工作的异常。罗经基线改变时，真方位不变。1.3能见地平距离、物标能见距离和灯标射程1.3.1能见地平距离和物标能见距离海里：地球椭圆子午线上纬度1分所对应的弧长。公式：1nmile=1852.259.31cos2m特点：变量，随纬度不同而改变：赤道最短（1842.94m），两极最长（1861.56m）φ=45°处：1852.25m取值：1852m（44°14׳）“东西”问题“南北”问题超前和落后问题：题361392距离问题测者能见地平距离概念测者能见地平平面/视地平平面/水天线BB’测者能见地平距离公式：De=2.09e特点：取决于测者眼高e、地面曲率、大气蒙气差。6物标能见地平距离概念物标能见地平距离公式：Dh=2.09H特点：取决于物标高度H、地面曲率、大气蒙气差。物标地理能见距离公式：D0＝De+Dh=2.09(e+H)特点：取决于测者眼高、物标高度H、地面曲率、大气蒙气差。1.3.2灯标射程中版概念：晴天黑夜，当测者眼高为5m时，理论上能够看见灯标灯光的最大距离。取值：{光力能见距离、DO（e＝5m）}min英版光力射程（luminousrange）：某一气象能见度条件下，灯标灯光的最大能见距离。额定光力射程(nominalrange)：气象能见度为10nmile时，灯标灯光的最大能见距离。特点：仅与光力能见距离和气象能见度有关，而与测者眼高、灯高、地面曲率和地面蒙气差无关。灯塔射程与…有关中版英版灯高灯光强度眼高能见度地面蒙气差地面曲率灯光强度灯塔灯光的最大可见距离可能与…有关灯高地面蒙气差地面曲率射程测者眼高能见度灯塔灯光最大可见距离（英版）判断（前提是当时的能见度为10海里）7如：射程≥D0，则Dmax＝D0；如：射程＜D0，则Dmax＝射程。即：Dmax＝{射程，灯标地理能见距离}min灯塔灯光最大可见距离（中版）判断如：强光灯塔（射程≥[D0（e=5）]），则Dmax＝D0；如：弱光灯塔（射程＜[D0（e=5）]），则Dmax=射程。注意：判断是否有初隐或初显时，用眼高为5m的地理能见距离与射程相比较；计算初隐/初显距离时，使用实际眼高。初隐初显射程＜D0(e=5m)弱光灯塔，无初显初隐射程≥D0(e=5m)弱光灯塔，有初显初隐注：比较时D0取整，如[D0(e=5m)]=[24’.9]=24’初显初隐距离＝D0灯塔灯光最大可见距离（例1）中版海图某灯塔灯高40m，图注射程16nmile，已知测者眼高16m，试求该灯塔灯光的最大可见距离Dmax。解：0(5)2.09(540)Dem＝[17.9]=17nmile，大于射程，该灯塔无初显或初隐，Dmax=射程=16nmile例2：中版海图某灯塔灯高81m，图注射程23nmile，已知测者眼高16m，试求该灯塔灯光的最大可见距离Dmax。解：0(5)2.09(581)Dem＝[23.5]=23nmile，等于射程，有初显或初隐Dmax=Do=23.5nmile例3：英版海图某灯塔灯高36m，额定光力射程24nmile，试求测者眼高16m时，该灯塔灯光最大可见距离。解:0(5)2.09(1636)Dem＝20.9nmile,该灯塔射程大于地理能见距离DoDmax=Do=20.9nmile。81.4航速与航程1.4.1航速与航程的概念和计算船速（shipspeed）：一般指船舶在无风流情况下的航行速度。航速（speed）对水航速（speedthroughthewater）对地航速/实际航速（speedoverground）计程仪航速（speedbylog）主机航速（speedbyRPM）船速和实际航速一致的情况：无风流航程（distancerun）对水航程（distancethroughthewater）对地航程（distanceovertheground）计程仪航程（distancebylog）•相对计程仪航程：对水(各种风流情况）•绝对计程仪航程：对地(各种风流情况）关系：实际航程＝对水航程＋流速实际航速＝航速＋流速SG:对地航程SL：对水航程VE：船速，t：航时顺流：SG＞SL顶流：SG＜SL顺风：SL＞VE×t顶风：SL＜VE×t用主机转速估算航速（基本原理）100主机理论航程－船舶对水航程滑失比＝％主机理论航程∴船舶对水航程=主机理论航程×(1-滑失比)=螺距(m/r)×推进器转速(r/min)×60(min/h)×(1–滑失比)÷1852(nmile)1.4.2船速测定不同水流条件下无水流测1次：3600ESVt恒流2次:121()2EVVV等加速流3次:1231(2)4EVVVV变加速流4次:12341(33)8EVVVVV计程仪种类相对计程仪：计风不计流9绝对计程仪：对地计程仪改正率：2121()100%LSLLLLL计程仪改正率计算:不同水流条件下无水流测1次：2121()100%LSLLLLL恒流2次:121()2LLL等加速流3次:1231(2)4LLLL变加速流4次:12341(33)8LLLLL计算实例例1：已知L1＝120＇.0，L2＝155＇.0，ΔL＝－8％，试求计程仪航程SL。解：SL=(L2-L1)(1+ΔL)=(150＇.0-120＇.0)(1-8%)=27＇.6例2：某轮船速18kn，顺风顺流航行，流速2kn，风使船增速1kn。0600计程仪读数为100＇.0，计程仪改正率＋8％，试求2h后的计程仪读数L2。解：SL=(18＇+1)×2=38＇SL=(L2-L1)(1+ΔL)2138100.0135.'2118%LSLLL题512101.5海图1.5.1比例尺与投影变形局部比例尺表达式：0ABabCLimAB比例尺与投影变形同一地图上各点局部比例尺可能都不相同；同一点各个方向局部比例尺可能都不相同；纬度越高，比例尺越大；某点各个方向局部比例尺相同＝保持该点为等角投影(正形