的符号是以真北为基准来确定的,当陀罗北偏离真北以东时,陀罗差为东,用“E”或“+”号表示;反之,陀罗北偏离真北以西时,陀罗差为西,用“W”或“-”号表示,见图1-1-12。陀罗差与航向无关,只有在地理纬度变化与航速改变时,陀罗差才会发生变化。但陀螺罗经在正常工作时,其值为一固定值(陀螺罗经会自动消除纬度与航速变化而引起的误差),一般小于0?.5。
第四节 航向与方位
在航行中,驾驶员要经常掌握船舶航行的方向,以及各种物标如灯塔或会遇船等的方向。它们的定义如下:
一、航向
1.航向线与船首向
1)航向线(course line)CL:当船正浮时,通过船舶铅垂线的纵剖面是船的首尾面。船首尾面与地面真地平平面相交的直线称为船首尾线,其中船首尾线向船首方向的射线称为航向线,如图1-1-13所示。
2)船首向(heading)Hdg:船舶航行时,船首所指的方向。 2.航向(course)C 航向即船舶航行的方向,是船舶航向线与某基准方向之间的夹角。由于基准方向的不同,航向又分为真航向(true course)TC、磁航向(magnetic course)MC、罗航向(compass course)CC和陀罗航向(gyrocompass
图1-1-13 航向线与方位线示意图 course)GC四种航向,如图1-1-14所示。
(1)真航向是从真北起算顺时针由0?-360?量到船舶航向线的角度,用TC表示.
(2)磁航向是从磁北起算顺时针由0?-360?量到船舶航向线的角度,用MC表示。
(3)罗航向是罗北起算顺时针由0?-360?量到船舶航 向线的角度,用CC表示。 图1-1-14 四种航向示意图 (4)陀罗航向是从陀罗北起算顺时针由0?-360?量到船舶航向线的角度,用GC表示。
航向一般用3位数来表示,如102?、195?等。 二、方位
1.方位线(bearing line)BL
在测者地面真地平平面上,测者与物标的连线称为物标方位线, 如图1-1-13所示。 2.方位(bearing)B 在测者地面真地平平面上,测者看物标所在方向,即物标方 位线与基准方向之间的夹角称为方位。由于基准方向的不同,方图1-1-15 四种方位示意图 位又分为真方位(true bearing)TB、磁方位(magnetic bearing)MB、罗方位(compass bearing)CB和陀罗方位(Gyrocompass bearing)GB,如图1-1-15所示。它们分别是物标方位线与真北、磁北、罗北和陀罗北之间的夹角,度量方法是从各自的北开始,顺时针旋转由0?-360?量到物标方位线的角度。 3.舷角(relative bearing)Q
物标方位线与船首线之间的夹角称之为舷角或相对方位,舷角的度量方法有两种:一种是从船首线开始,按顺时针方向由0?-360?计量到物标方位线,也可称之为圆周法舷角简称舷角;另一
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种是从船首线开始,向左或向右由0?-180?计量到物标方位线,也可称之为半圆法舷角,向左计量的称左舷角,向右计量的称右舷角。圆周法舷角在书写时用Q表示,半圆法舷角中左舷角用“Q左”或“QL”表示,右舷角用“Q右”或“QS”表示。当舷角Q为090?或右舷角Q右为90?时称为物标的右正横;当舷角Q为270?或左舷角Q左为90?时称为物标的左正横。
三、向位换算
所谓向位换算即各种航向与向位之间的换算。在航海实践中,不但时常耍进行航向之间、方位之间的换算,而且还耍进行航向、方位和舷角之间的换算。由图 1-1-14、1-1-15可得出向位换算的公式如下。
1.各种航向之间的换算
TC=CC+△C TC=MC+Var MC=CC+Dev TC=GC+△G 2.各种方位之间的换算
TB=CB+△C TB=MB+Var MB=CB+Dev TB=GB+△G 3.磁差、自差、罗经差之间的换算 △C=Dev+Var 4.航向与方位之间的换算
TB=TC+Q CB=CC+Q MB=MC+Q GB=GC+Q 例1-1-8:已知CC050?,△C3?W,求TC。 解:由航向换算公式可知,TC=CC+△C
代人后则可得:
CC 050?
+) △C -3? TC 047? 例1-1-9:1995年8月20日,某船航行于某海区,已知TC220?,当地磁差Var5?W(1985)(3?.0W),用自差表l-1-2求该船的罗航向CC。
解:在航海实践中,通常是由已知TC求CC,因此在查取自差时,可用磁航向代替罗航向查表求自差,再通过计算求罗航向。由于在正常时磁航向与罗航向之间相差不会大于3?,经内插求自差后,差值很小,因此用磁航向代替罗航向查表所求得自差值是能够满足航海上需要的。 1) Var85 5?.0W 2) TC 220?
+)(95-85)ⅹ3?.0 =30?.0 -)Var95 5?.5W Var95 5?30?.0W MC 225?.5 3)用225?.5查自差表1-1-2可得: 4)
Dev 3?.6E TC 220?.0 Var95 5?.5W -)ΔC 1?.9W +)Dev 3?.6E CC 221?.9 ΔC 1?.9W
例1-1-10:已知某物标CB055?,ΔC-5?,求TB。 解:将有关数代入公式可得:
CB 055? +) ΔC -5? TB 050?
例1-1-11:巳知某物标TB030?,该海区磁差Var7?18? .0W,某船自差,Dev2?.3E,求该物标CB。
解:1) 2)
Var 7?18?.0W TB 030?
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+) Dev 2?.3 E -) ΔC 5?W ΔC 5?.0 W CB 035? 例1-1-12:已知某物标左舷角QL 65?,求圆周法舷角Q。 解:将有关数据代入公式可得: 360? -) QL 65? Q 295
例1-1-13:某船真航向TC220?,测得某物标右舷角为Qs35?,求该物标的真方位。 解:将上述有关数据代人公式中,则 TC 220? +)Qs 35? TB 255?
第五节 能见距离
一、海上长度单位
1.海里(nautical mile)n mile
航海上最常用的长度单位是海里。地球椭圆子午线上纬度1?所对应的弧长称为1 n mile。当采用克拉索夫斯基的地球椭圆体参数,则可得出地球椭圆子午线上纬度1分所对应的弧长的长度,即:
1 n mile=1 852.25-9.31 cos2? (m)
由公式可知,l海里的长度不是固定的,而是随纬度的不同略有差异。在赤道上,长度最短,其值为1842.94 m,在两极长度最长,其值为1861.56 m,在纬度45度处,其值为1 852.25 m。由于各国所采用的地球椭圆体参数不同,因此各国的1 n mile长度略有差异。但是,为航海使用方便起见,需要选用一个固定值作为统一使用的标准。目前,我国和世界大多数国家均采用国际水文地理学会决定、国际海上人命安全会议承认的标准,即1海里等于1852 m,它正好是?44?14?.0处1 n mile的长度。
采用1海里等于1852 m后,对航海影响不大,其误差可忽略不计。如某船沿赤道东西走向航行,若每小时按标准海里航行10 n mile,则一天后的航行距离为10x 24≈240 n mile,而赤道上1n mile的实际长度为1842.94m,因此在赤道上航行的实际距离应该是由此引起的误差为航行距离的5%(
1852?240≈241n mile。
1842.94241-240,若在中纬度航行误差会更小。 ?5%)
2402.海上其它长度单位
在航海工作中还能用到以下长度单位: 1)米(meter)m:国际通用长度单位,航海上常用它作为计量高程和水深的单位。
2)链(cable)cab:计量1 n mile以下短距离的一种长度单位,等于十分之一海里,约182 m。
3)英尺(foot)ft:1 ft=0.3048 m。 4)码(yard)yd:1码=3 ft=0.9144 m。 5)拓(fathom)fm:l拓=6 ft=1.8288m。 二、能见距离
1.测者能见地平距离(visibility range)De 船舶海上航行时,观测者与所见最远水天线
图1-1-16 测者能见地平距离示意图 11
之间的距离称为测者能见地平距离,如图1-1-16所示,眼高为e的A测者,向远方望去,从几何学理论上所能见到的最远距离是从A点作地球表面的切线AB,在地球表面,则测者A能看到的最远距离是以A点为圆心、AB为半径所形成的圆BB′,AB这段距离称为测者几何视距,用DT表示,圆BB′称为几何地平。但是,由于地面大气折射等原因,测者A实际所见的最远距离为AC,大于AB,以A点为圆心、AC为半径所形成的圆CC′称为测者视地平,也就是船舶在海上航行所见到的水天线。AC这段距离称为测者视距,又称测者能见地平距离,用De表示。
经过研究,如将地球当做圆球体并在正常大气状态下,测者能见地平距离的大小可由下列公式得出:
De (n mile)=2.09e(m) (e为测者眼高)
由公式可知,测者能见地平距离与眼高有关。在我国《航海表》中根据该公式编制了的Ⅲ—8视距表,查表时只要以眼高为引数,即可查出所需要的测者能见地平距离,不过,现在计算器普及了,《航海表》用的少了。
例1-1-14:测者眼高15米,求测者视距。
解:De (n mile)=2.09e(m)=2.0915(m)=8.1 n mile 2.物标能见地平距离(horizon range from an object) Dh 眼高为零的测者所能见到的物标的最远距离称为物标能见地平距离,实际上就是测者睛位于物标顶点所能见到的最远距离,简称物标视距。因此,物标能见地平距离的计算公式如下:
Dh (n mile)= 2.09H(m)
由公式可知,物标高度越高,Dh越大;反之越小。式中的H是物标顶点的高度。关于高度的概念将在第二章《海图》中介绍。Dh也可以用《航海表》中的Ⅲ—8视距表查取,只要用物标高度H代替眼高查表即可。
例1-1-15:物标高25米,求物标视距。
解: Dh (n mile)= 2.09H(m)= 2.0925(m)=10.45 n
mile
3.物标地理能见距离(geographical range of an object)Dg
一定眼高的测者所能见到一定高度物标的最远距离称为物标地理能见距离,简称物标地理视距。它的大小由图1-1-17便可看出,其计算公式为: Dg = De十Dh=2.09e(m)+2.09H(m)(海里)
从公式可知,眼高和物标高度越高,Dg越大;反之越小。
物标地理能见距离是在气象能见度良好(标准大气状态),仅考虑地面曲率和地面蒙气差影响而经过理论计算出来的,即测者有这么大的眼高理论上就能看到这么高的物标,实际上,由于当时的气象能见度以及测者眼睛本身分辨力的影响,在白天测者所能发现的最远距离往往要小于物标地理能见距离。
三、光达距离
为确保船舶安全航行,航标部门在航道、航道附近的岛屿及岸上设置了一些航标,如灯塔、灯船、灯浮和灯桩等,这些航标在夜间灯光能照射多大距离就牵涉到射程的概念。
图l-1-17 物标地理能见距离示意图 12