第二节船舶定位方法

1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2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SG=SL(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SL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100o100o80o80o10o10o170o170o顶风顺风偏顺风偏顺风偏逆风偏逆风左横风右横风0800100'.39'.51000CA070GC071OOO(G1)-3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表示。可根据实测或经验估计求得。CATCCG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CATCCG计划航迹向左舷受风为右舷受风为风中航迹向推算航程SG=计程仪航程SL5)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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表示。CATCCG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。TCCGQWORSL风080011'.0100041'.5CA082GC079(G-1+4)oooo0800TCCA085GC074(G-1+12)oooo40.1'10.0'40.1'1000CGSLSC4④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与真航向之间的夹角称为风流合压差，用表示。CATCCG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，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=TC＋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。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，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。0800TCCA085GC074(G-1+12)oooo40.1'10.0'40.1'1000CA0800TCCG070GC055(G+1+4+10)ooooo40.0'10.5'40.0'1000CGSLSCSCG5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=ScosCDep=SsinCD=DepsecmD=DMPtgC式中：D——纬差；D——经差；S——航程；C——航向；m——平均纬度，122m；Dep——东西距，是恒向线航程的东西分量；DMP——纬度渐长率差。0800TCCA065GC050(G-1+6+10)ooooo40.0'10.5'40.0'1000CGSCASCSLSC6二、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7在大比例尺(大于1:150000)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8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为60~90的两个物标，一般应满足30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。2)船位误差三角形形成的原因(1)不可能做到同时观测三个物标的方位。(2)观测方位时存在观测误差。(3)海图作业时存在作图误差。(4)罗经差存在误差。(5)海图勘绘中物标位置不准而引起的误差等。3)船位误差三角形的处理(1)小误差三角形的处理在大比例尺(1:200000)海图上，如果船位误差三角形的长边小于5mm，则可以认为该船位误差三角形主要是由随机误差引起的，应根据船位误差三角形的形状来求得最概率船位。处理的原则为“大角小边”，具体的做法为：①如果船位误差三角形近似等边三角形，则取三角形中心作为最概率船位，如图1-2-2(a)所示。②如果船位误差三角形近似直角三角形，则取三角形内靠近直角顶的一点作为最概率船位，如图1-2-2(b)所示。9(a)(b)(c)(d)③如果船位误差三角形近似等腰三角形，则取三角形内靠近底边中心的一点作为最概率船位，如图1-2-2(c)所示。④如果船位误差三角形近似狭长的等腰三角形，则取三角形短边中心作为最概率船位，如图1-2-2(d)所示。⑤如果船位误差三角形附近有危险物，则应将船位定在该三角形前进方向上最靠近危险物的一点，如图所示。(2)大误差三角形的处理①重新观测剔除粗差当三