船舶定位与航行方法

2020/8/2第六章船舶定位与航行方法第一节船舶定位第二节航次计划与航线设计第三节航行方法简介第四节航行值班2020/8/2第一节船舶定位~船舶定位的目的:通过定位掌握船舶偏离航线的情况并及时给予纠正;掌握本船确切位置避离危险;掌握本船已航路程,调整航行计划.~船舶定位方法:推算船位(航迹绘算和航迹计算获取)观测船位(陆标定位,天文定位和无线电定位获取)2020/8/22020/8/2一、航迹推算~航迹绘算(海图作业法求船位):根据船舶航行时的航向,航程和风流要素,不借助外界导航物标,在海图上绘画出具有一定精度的推算航迹和推算船位.航迹推算求船位是最基本的求取船位的方法,也是其他定位方法的基础.航迹绘算在海上分四种情况:无风无流,有风无流,有流无风,有流有风.2020/8/2有风流情况下的航迹绘算图SLABCCGCGTCGCGGC087091(-1+2-5)000002020/8/2有风流情况下的航迹绘算图ABCCACGTCD2020/8/2~航迹计算:根据计算的起始点经纬度,航向和航程,利用数学公式,求得到达点推算船位的经纬度的方法.航迹计算两个类型如右公式所述:(1，1)、C、S－(2，2)(1，1)、(2，2)－C、SD=ScosCD=DepsecnD=ScosCD=DMPtgC2020/8/2二、陆标定位:利用航海仪器观测物标的方位,距离或方位差获得观测船位的方法.~物标的识别:利用对景图,利用等高线,利用实测船位等.~方位定位:利用罗经在同一时刻分别观测两个或以上陆标方位确定船位.~距离定位:利用雷达或六分仪在同一时刻测的两或以上陆标的距离为半径的两段弧交点确定船位.2020/8/2~方位距离定位:在视线内如只有单一陆标,可以在同一时刻观测其方位和距离确定船位.~移线定位:在视线内有唯一物标,同一时刻只能测的一条船位线,可以利用转移船位线方法,把不同时刻的船位线整合的到船位.以上几种定位方法图示如下:2020/8/2方位定位2020/8/2距离定位2020/8/2方位定位实物图2020/8/2方位距离定位2020/8/2移线定位2020/8/2三、天文定位~天文定位:通过观测天体,得到天文船位线来确定天文船位.~天文定位的方法:利用六分仪观测某一天体高度根据观测时刻的时间查阅航海天文历等表册,计算出该时刻天体位置计算求得天文船位线同时观测两个天体得两条天文船位线,其交点为该时刻的天文船位2020/8/2六分仪(观测天体高度用)2020/8/2天文定位原理图2020/8/2~天文定位用天体:恒星(star):常用的定位天体太阳(观测太阳移线定位,观测太阳特大高度定位).行星(planet):常用的定位天体有金星,火星,木星和土星(晨昏蒙影测星定位).卫星(satellite):常用的定位天体为月球.航海晨昏蒙影图如下:2020/8/2航海晨光昏影`水天线－6°民用晨光昏影民用晨光始民用昏影终航海晨光始航海昏影终－18°天文晨光始天文昏影终航海晨光昏影天文晨光昏影2020/8/2四、无线电定位(不受自然条件的限制)无线电测向定位:利用无线电测向仪测定岸台两个或以上已知位置的无线电台无线电信号的方位,得到两条以上的方位线定位.雷达定位:距离定位,方位定位,方位距离定位.卫星定位:NNSS定位,GPS定位,GLONASS定位,GLOVE定位系统,北斗星定位系统.2020/8/2GPSGPS（GlobalPositioningSystem，全球卫星定位系统）是由美国国防部研究和建设的，基于测距原理的全天候卫星导航系统，用于全球表面及近地空间用户的精确定位、测速和作为一种公共时间基准的系统。2020/8/2GPS定位特点全球全天候实时高精度（P码1米、C/A码30米、C/A采用无码技术精度可达厘米级）三维空间2020/8/2GPS地面站1．跟踪站2．主控站3．注入站2020/8/2跟踪站跟踪站也称监测站，分别设在夏威夷、科罗拉多的斯普林斯、阿森松岛（南大西洋）、迭戈加西亚岛（印度洋）和马绍尔群岛的夸贾林环礁（北太平洋）上。跟踪站连续测量所有可见卫星播发的信息，电离层和气象数据等包括环境数据在内的卫星的各种信息，并将测定的信息传送到主控（制）站2020/8/2主控站主控站设在科罗拉多州斯普林斯的福尔肯空军基地的联合空间工作中心。主控站从各跟踪站收集跟踪数据，对卫星的轨道参数、时间偏差进行评价，并计算出各卫星原子钟的校正参量、卫星历书、卫星星历、系统状态等，再编制成导航信息码后，送给注入站2020/8/2注入站注入站也称地面控制站或称地面天线，分别设在南大西洋的阿森松岛、印度洋的迭戈加西亚岛和马绍尔群岛的夸贾林。注人站将导航信息注入卫星。每天一、两次。2020/8/2GPS导航卫星GPS导航卫星星座有21颗工作卫星和3颗备用卫星，共计24颗卫星，平均分布在6个轨道上，每个轨道上有4颗卫星轨道倾角约55°，轨道高度20183km左右，运行周期约12h(717.88min)。全球任何地方的观测者，在地平线7.5°以上至少可以看到4颗卫星，在地平线以上至少可以观测到5颗卫星，最多可看到11颗卫星2020/8/2第二节航次计划与航线设计一、航次计划:根据航次任务(航次命令),做好各部门准备工作,如载货和航线设计等.~航次计划的具体内容:图书资料的准备和改正；人员配备、助航仪器的准备和检修；研究有关资料；确定航线；进出港和通过重要海区或物标的时机；预算时间.制定货物积载图和装卸计划.2020/8/2二、航线设计主要内容:航次命令和船舶资料本航次所需的图书资料航行季节航区水文气象介绍航路选择航行计划和重要转向点港口和狭水道的介绍重要物标对景图和灯标或灯塔介绍一般航行措施和定位方法特殊航行措施个人航线设计体会和小结2020/8/2航线设计原则和注意事项:本船情况(船龄,船况,设备,船员素质)海区的气象及水文条件海区的地理条件(岛礁区,鱼区及禁航区)定位及避让条件航行经验及推荐航线图书资料配备2020/8/2第三节航行方法简介一、狭水道航行(港口水域,狭窄海峡,江河及岛礁区)的特点:航道狭窄而弯曲、回旋余地小，且多浅滩、危险物；水浅、水深变迁大，水流受潮流和地形影响而复杂；船只密集；人工、自然导航物标众多，且多数地区有VTS。2020/8/2~狭水道航行导航方法:浮标导航叠标导航导标方位导航平行线导航方位避险距离避险2020/8/2浮标导航BAabc2020/8/2叠标导航ABCOACBDABORDADBC2020/8/2平行线导航00001800090027002020/8/2导标导航2020/8/2二、沿岸航行(特点)离岸近，危险物、障碍物较多，水深有时较浅；沿岸海区水流复杂，受潮流影响较大；来往船只和各类渔船比较密集，航行和避让都有较大的困难；船舶回旋余地较小，遇有紧迫局面时，船舶操纵困难；可供定位导航的物标较多；海图、航路指南和潮汐表等航海资料比较完备；许多沿岸拥挤水道都实施了分道通航制。2020/8/2~沿岸航行注意事项:认真推算、勤测船位；加强了望、及时准确转向；按时收听航海警告和天气预报；准确识别岸形和物标；山形线、对景图、概率船位区、已知物标准确：直线、正比；错误：曲线、不成比例充分、合理地使用单一位置线：“平行、垂直、经度、纬度、缩小、避险”2020/8/2三、大洋航行(特点)离岸远、气象变化大，灾害性天气难以避离；航线长，受洋流影响大；驾驶员对海区不了解，只能依赖航海图书资料的介绍；大洋宽广、水深深、障碍物少，航线有较大的选择性。恒向线航线,大圆航线,混合航线,等纬圈航线2020/8/2大洋航行注意事项：认真推算；充分利用机会观测船位（三个测天船位）；注意较近海岸的安全；注意收听天气预报、气象传真；按时接收航海警告，及时改正海图；根据时区，按时拨钟；早晚、长航线改向后尽可能测定罗经差；尽可能使用空白定位图（提高海图作业精度）；采用经济航速。2020/8/2四、雾中航行（特点）能见度不良、视线受限；定位、导航和避让等困难较大.~雾中航行注意事项:适当地调整航线的离岸距离；认真推算，尽可能利用一切手段定位和导航；避免频繁改变航向、航速；时刻掌握当时能见度状况下的实际能见距离；注意倾听雾号和他船声号。2020/8/2五、运河航行苏伊士运河:是穿越欧亚大陆的要道巴拿马运河:是横穿美洲大陆的捷径基尔运河:是沟通北海与波罗的海的运河上面是世界最重要的三大运河,它们都有各自的运河通航规则,船舶在航行过程中需要严格遵守.三运河图如下:2020/8/2苏伊士运河2020/8/2巴拿马运河2020/8/2基尔运河2020/8/2第四节航行值班一、航海日志:船舶在航行、停泊或修理，凡有关船舶动态现象及动作，值班驾驶员均应按时间顺序逐行详细记录，交班时应在本班栏右下角签字。~航海日志的作用:积累资料，反映运输生产过程及其指标的原始记录和统计资料，分析总结经验依据；分析海事原因，调查和判断海事责任的法律依据。2020/8/2~航海日志左页记载内容:左页分3个记录部分：航行记录部分、气象、海况记录部分、舱水测量记录部分和其他等。航行记录：时间、航向、风流压差、推机器转速、计程仪航速、实际航速等；气象海况记录：时间、天气现象、能见度、风、风力、气压、气温、海水温度、云状、云量、波浪、涌浪等；其它：舱水测量记录、中午统计记录和值班记录。2020/8/2航海日志右页记载内容:无论航行、停泊或修理，凡左页不能包括但与航海有关的内容，均应记录在右页。有关船舶的动态、货物装卸情况、航行措施、前后吃水、船位、天气海况等一切现象和动作，值班驾驶员均应按时间顺序逐行详细填写；交班时应紧接记录内容之后签字以示负责。记事栏：到离港准备事项、靠离泊细节、海图作业、装卸货相关细节、修理补给、人员变动；重大记事栏：海事、演习、船员伤亡等。2020/8/2航海日志的填写要求:值驾用不褪色墨水笔填写，连续不中断；词句准确、简明完整、字迹清楚、原始数据，反映运输、生产全过程；规定符号和缩写、顺序记载、不留空页和空格；记载有误：正确改正（用红墨水笔画一横线删去、其上重写、清晰可见、加括号签名），不涂改，不撕页；海事、恶劣天气：详细记载；左、右页应依时间对应顺序记录；大副、船长应逐日签字，船长应负全部责任。2020/8/2二、航行值班:为保障船舶航行安全,船舶在航行过程中,必须安排人员值班,进行操纵和比碰.~安排值班应考虑因素:在任何时候，驾驶台不许无人值守天气情况、能见度以及是否白天或黑夜临近危险,需要值班人员执行额外任务各种航海仪器的使用与操作状态船舶驾驶台是否配有认可的GMDSS通信设备其他特殊情况航行情况对值班的特别要求2020/8/2~交接班规则:接班人员提前到达驾驶台进行接班船长对航行有关的常规命令和其他特别指示船位,航向,航速,吃水,航海仪器使用情况等当主机在驾驶台控制时操纵主机的程序潮汐,海流,气象,能见度,是否有航行安全问题船舶在避让过程中不可进行交接班2020/8/2~驾驶台值班职责:值班期间不得随意离开驾驶台值班时不得做与值班无关的事对航行安全采取行动发生质疑及时报告船长除非船长已明确由其负责,否则即使船长在驾驶台值班人员仍对安全航行负责值班期间遇到任何航行安全问题,自己无法处理都应当及时报告船长2020/8/2~不同环境下的航行值班能见度不良:通知船长;布置了头;打开航行灯和驾驶台门窗;开启雷达和VHF;了解周围船舶动态.夜间航行:注意船长的夜航命令沿岸航行和拥挤水道航行冰区航行引航员在船时的航行