大连海事大学航海学1课件——海图

航海学（1.2：海图）大连海事大学航海学院航海教研室刘德新航海学（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）第二章海图第一节地图投影第二节恒向线第三节墨卡托投影海图第四节港泊图与大圆海图的投影方法第五节海图绘制与出版第六节识图第七节海图的分类和使用注意事项（END）地图投影地图投影和比例尺地图投影概念局部比例尺与投影变形普通比例尺/基准比例尺地图投影分类按投影变形性质分类按构成地图图网的方法分类平面投影、圆锥投影、圆柱投影、条件投影（END）地图投影概念地表面事物部分或全部＝数学法则＝平面∵任意一点均可用经纬度描述∴仅需将经纬线＝平面（地图经纬线图网）不可展曲面―同比例缩小：地球仪└不同比例(拉伸、压缩)：平面图投影变形(长度、角度、面积变形)（END）局部比例尺与投影变形局部比例尺概念：表达式：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；某点各个方向局部比例尺相同＝保持该点为等角投影。（END）ABabLimCAB0普通比例尺/基准比例尺概念取值各个局部比例尺的平均值某点或某线的局部比例尺某基准点(线)的局部比例尺表示法数字比例尺：1：30000直线比例尺比例尺作用决定海图制图的精度决定海图作业的精度决定图上资料的详尽程度（END）20002001014006008002345cable1000m地图投影分类（按投影变形性质分类）等角投影概念特性：局部相似：圆―圆，角―等角整体变形：等圆―不同大小圆等积投影概念特性：与等角不能同时满足任意投影：根据某种特殊需要/解决某种特定问题而制作地图的投影方法。（END）平面投影/方位投影(b)(c)(a)外射投影：极射投影：绘制半空星图心射投影：大圆海图、极区地图、大比例尺港湾图（极切投影、赤道切投影、任意切投影）（END）圆锥投影按位置关系分：正圆锥、横圆锥、斜圆锥投影按投影变形分：等角、等积、任意投影（END）正圆锥投影横圆锥投影斜圆锥投影圆柱投影正圆柱：等角正圆柱（墨卡托投影）－航用海图横圆柱：等角横圆柱（高斯投影）-极区、狭长、港湾图斜圆柱：（END）正圆柱投影横圆柱投影斜圆柱投影恒向线/等角航线恒向线（rhumbline）球面恒向线方程恒向线性质恒向线球面表现形式（END）球面恒向线方程CCM0M1M2OO'DWNQQ'ABREFPSrPN在ΔDM1M2中：DM2=DM1tgC而：DM1=RΔ，DM2=ΔW=RCosΔ∴RCosΔ=RΔtgC即：Δ=tgCΔ/Cos∴cosdtgCd∵M1、M2非常接近对上式由（1，1）至（2，2）积分：24ln24ln1212tgtgtgC恒向线性质当C=000°/180°时：2=1。当C=090°/270°时：2=1。以M(0,0)代入恒向线方程得：对应每个2，2仅一解。上式可转化为：以2，2＋2，…等代入，2将有无数解。（END）)24(ln202tgtgCctgCetg)(202)24(恒向线球面表现形式除航向C=000°/180°，或者C=090°/270°外，在地球表面上，恒向线表现为一条与所有子午线相交成恒定角度的、具有双重曲率的球面螺旋线，它逐渐趋向地极，但永远达不到地极。（END）060O060O060O墨卡托投影海图航用海图应具备的两个条件墨卡托投影/等角正圆柱投影墨卡托海图特点墨卡托图网绘制方法（正规绘制方法、简易图网绘制原理和方法）常见问题（Dep=D•Cos或D=Dep•Sec）不同纬线比例尺问题、不同纬度岛宽问题出发点与到达点问题、比例尺与经线间距（END）正圆柱投影经线-相互平行直线纬线-相互平行直线（经、纬线相垂直）等经差经线-等间距相互平行直线等纬差纬线-不等距相互平行直线（渐长）墨卡托投影（纬度渐长率）概念：图上任意纬线至赤道的距离与图上1赤道里（图上经差1’长度）的比值。（示意图）公式：特点：仅与纬度有关，与比例尺等无关。意义：①如是墨卡托海图，则任意两经线间距离＝DMP；②制图时，使任意两经线间距离＝DMP，则该图等角；③DMP渐长＝＝在平均纬度处量距离。（END）])sin1sin1)(24(lg[70447.79152/eeetgMP纬度渐长率示意图BCbcLimABabLimBCAB00PNOO'ABCDEFddddadrdaarMPdMPabcdefOXYdSrardaddSdMPdSradMP墨卡托海图特点图网特点：经线为南北向相互平行的直线，其上有纬度图尺；纬线为东西向相互平行的直线，其上有经度图尺，且经线与纬线相互垂直。经度1＇的长度（1赤道里）相等，但纬度1＇的长度（1海里）随纬度升高而逐渐变长，存在纬度渐长现象。恒向线为直线，非最短航程航线。具有等角特性。同纬度纬线的局部比例相等，不同纬度的局部比例尺，随纬度的升高而逐渐增大。（END）正规墨卡托图网绘制方法纸张大小，图幅经差-1赤道里长度e；经差(’)×1赤道里长度-绘画整度经线(间隔1°或2°或5°)；DMP(MP2-MP1)×1赤道里长度-绘画整度纬线(与经线垂直)；绘画经度和纬度图尺：经线等分；纬线先10’，再等分。（END）120O121O122O123O124O32O33O34O35036O60nmile60nmile60nmile60nmile7.34cm7.25cm7.16cm7.08cm6cm51.02nmile50.46nmile49.88nmile49.29nmile48.69nmile简易墨卡托图网绘制原理东西距与经差：Dep原理：等纬圈弧长Dep是被放大了sec倍。相邻两纬线间经线放大secm倍。（END）PNOO'ABCDEQdddDDRrabcdeqRDepmcos'1'coscosDarcdRdRdrradrad简易墨卡托图网绘制方法例：以1°经度等于6cm的比例尺，绘制120°E～124°E，32°N～36°N的简易图网。图幅范围和经差-整度经线在图的下端画一垂直与经线的直线，作为32°N纬线。自A点作一角度等于32°.5，与121°E经线相交与B点。量取AC=AB，过C且垂直经线的直线，即为33°N纬线。用类似方法，画出其它纬线120O121O122O123O124O32O33O34O35036O7.37cm7.28cm7.20cm7.11cmABCDEFGHI32.5O33.5O34.5O35.5O港泊图与大圆海图投影方法港泊图投影方法高斯投影/高斯克-吕格投影：（原理、特点、应用）平面图心射投影：原理、特点、应用大圆海图投影原理和特点使用注意事项（END）高斯投影原理子午线纬线轴子午线公里线赤道轴子午线-直线；垂直轴子午线大圆-垂直轴子午线、等间距直线；平行轴子午线小圆-平行轴子午线直线（渐长）；轴子午线与赤道外经纬线-曲线，愈远，变形愈大。高斯投影图特点图网特点具有等角投影特性。轴子午线附近变形小-经差小、纬差大的狭长区。极区变形小-极区与高纬地区海图。两种图网：经纬线和公里线图网，后者用于测量和军事。（END）子午线纬线轴子午线公里线赤道大圆海图特点图网特点：极切投影--所有经线为由极点向外辐射的直线，而所有纬线为以极点为圆心的同心圆；赤道相切投影--经线为南北向相互平行的直线，纬线则为凸向赤道的圆锥曲线。图上大圆弧为直线；仅切点为等角投影，纵向变形横向变形；愈远变形愈大。（END）大圆海图使用注意事项心射投影不是等角投影，不能在大圆海图上直接量取方向或夹角。除非图上绘制有变形向位圈，方可量取大圆方位。大圆海图上相同纬度处投影变形不同，不能在大圆海图上直接量取距离。除非图上事先绘制有量距曲线，才能用特殊的方法量取距离。（END）海图坐标系与出版海图坐标系各国为使椭圆体尽可能接近所在地区大地水准面-采用不同坐标系；两T图坐标系位移量大于海图极限精度-坐标转换（图与图之间转换）；导航定位仪采用的坐标系与海图坐标系不同-坐标转换。海图的出版与新版新图(newchart)新版图(neweditionchart)改版图(largecorrectionchart)（END）识图海图标题栏与图廓注记海图基准面（高程基准面、深度基准面）重要的海图图式高程、水深和底质航行障碍物（礁石、沉船、其他重要图式）助航标志（重要航标、雷达信标、灯标注记）其他常用图式常见高程、水深、礁石、沉船、碍航物图式（END）海图标题栏出版单位徽志、图幅地理位置和图名编图资料说明：投影性质、比例尺与基准纬度深度/高程基准面和单位图式版别、坐标系和资料来源等其它：与航行安全有关的说明和重要注意或警告等对景图、潮信表、潮流表、换算表等资料坐标系修正量（END）图廓注记海图图号(chartnumber)：中版――“按区、四角”英版――“按顺序、左上/右下、BA、L(XX)”出版/发行情况(publicationnote)：图廓外下中――新图出版发行单位、日期外下中右――新版、改版日期(“1972”)小改正(smallcorrection)：图廓外左下角图幅(dimensions)：图廓外右下角、内轮廓尺寸阅图号、对数图尺（END）高程基准面（heightdatum/HD）概念：山头、岛屿、明礁等的起算面取值：中版―1985国家高程基准面或：当地平均海面英版―MHWS（半日潮为主）或：MHHW（日潮为主）或：MSL（无潮海区）（END）深度基准面（chartdatum/CD）概念：海图水深、干出高的起算面取值：中版―理论最低潮面（旧称：理论深度基准面）英版―天文最低潮面（lowestastronomicaltide,LAT）（END）高程（height）概念：陆上数字、部分水上带括号数字起算面：单位：中版―m；英版―m（米制）/ft（拓制）特殊高程：标注：10m：标至0.1米；10m：标至整米（舍小数部分）（END）特殊高程灯高（elevation）：MHWS―光源中心干出高：自深度基准面以上的高度。比高：自地物、地貌基部地面至顶端的高度，即物标本身的高度。净空高：MHWS/江河高水位―中下梁最低点/管线最低点山高：高程点+等高线、草绘线(虚线)、山形线(无高程)建筑物高程：基部地面高程、比高、顶高（END）水深（sounding）概念：海图水面数字起算面：单位：中版―m；英版―m（米制）或fm&ft（拓制）字体：斜体―新测/小C；直体―不准、来自旧/小C水深点位置：整数中心特殊水深：带点线圈扫海水深：等深线：“虚实”、“层次”注记：21m：注至0.1m21~31m：0.5m31m：整米（END）底质（natureoftheseabed）概念：海底性质，如：沙（sand，S）、泥（mud，M）、粘土（coral，Cy）、石（stone，St）、岩石（rock，R）、珊瑚（coral，Co）和贝（sheels，Sh）等。注记顺序：先形容词后种类，如：软泥（soM）混合底质：先多后少，如：MS，SM。分层底质：先上后下，如：S/M、M/S。（END）礁石（rock）礁石：海中突出、孤立的岩石。区分为：明礁(rockuncovered)：明礁平均大潮高潮时露出的孤立岩石,与小岛同样表示。干出