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海图作业_百度文库

发布时间:2019-07-16 18:01 来源:未知 编辑:admin

  第二篇 船舶定位 第一章海图作业 第一节 海图作业规定和要求 一、船舶定位概述 船舶在航行中确定船位的方法,一般分为两大类:航迹推算和定位。 航迹推算(Dead reckoning)是根据船上的罗经( Compass)和计程仪(Log)所 指示的航向、航程并结合航行海区的风流资料,在不借助外界的导航物标 的情况下, 从已知的推算起始点开始,推算出有一定精度的船舶航迹及某 一时刻的船位的方法。 观测定位( Fixing position)是利用航海仪器观测位置确知的外界物标, 根据观测结果确定观测时刻的船位的方法。 目前航海上常用的观测定位方 法包括陆标定位、天文定位和电子定位三类。 航迹推算是船舶驾驶员在一定条件下求取船位的基本方法, 也是天文 定位和无线电电子定位的基础,航迹推算有以下两种方法: (1) 航迹绘算法( Track plotting),即海图作业法( Chart work)。它 是在海图上根据航行和风流要素直接画出推算航迹和推算船 位;航迹绘算法简单直观,是航迹推算的主要方法。 (2) 航迹计算法( Track calculation)。 它是采用数学计算的方法, 根 据航行要素计算出推算航迹和推算船位的数值,然后画到海 图上以指导航行。在微型计算机广泛应用的今天,航迹计算 法在船舶自动导航和船舶驾驶自动化方面等已得到广泛应 用。 二、海图作业的规定和要求 海图作业应该在船舶驶离引航水域或港界定速航行后立即开始。 推算 起始点必须是准确的观测船位。 航迹推算工作应该是连续的, 航迹推 算的起始点、终止点应记入航海日志。暂时中止航迹推算,应将中止 点和复始点在海图上画出并记人航海日志。 沿岸航行时每小时确定一 次推算船位(船速在 15kn 以下时,应每半小时确定一次观测船位) ; 在其他海区航行时,一般每二小时或四小时确定一次推算船位。 第二节 风、流对船舶航迹的影响 一、海图作业的基本概念 计划航(迹)线(lntended track):在海上航行时将预先设计并绘画在 海图上的船舶计划要航行的理想轨迹。 计划航(迹)向( Course of advancn):用 CA 表示计划航(迹)线的 前进方向,它是真北线顺时针与计划航线的夹角。 推算航(迹)线(Estimated track) :船舶航行过程中,通过海图作业 所确定的船舶航行轨迹。 推算航(迹)线的前进方向叫推算航(迹)向( Course made good): 用 CG;表示,是真北线顺时针至推算航线的夹角。 推算航程:船舶在推算航线上的航行里程。 航迹线( track):船舶实际航行的轨迹叫做实际航迹线。 积算船位( dead reckoning position),用 DR 表示:不计风流,仅以计 程仪航程在真航向线(或者计划航线)上截取的船位。 推算船位( estimated position), EP 表示。 用 通过海图作业确定的船位。 二、风对船舶航迹的影响 1.真风、船风和视风 真风是空气相对于地面的水平运动。船风是由船舶自身运动产生的 风。船风的风向与船舶的真航向一致,而风速等于船速。视风是真风与船 风的合成风。在航行中船上驾驶员所观测到的风。 风对船舶航行的影响, 与风舷角有着密切的关系。 风舷角是指风向与 。 。 船首向线之间的夹角。风舷角小于 10 时,称为顶风;当风舷角大于 170 。 时, 称为顺风;当风舷角在 80 ~100 之间时,称为横风;当风舷角在 10 —80 之间时,称为偏顶风;当风舷角在 1000-170 之间时,称为偏顺风。 2.风压差 风压差角( Leeway angle),简称风压差:用 a 表示,船舶受风影响后 的航行轨迹偏开真航向线的角度。CG(CA) = TC+a,船舶左舷受风,a 为 “+” ;右舷受风,a 为“—” 。 风压差 a 的大小与下列因素有关:(1)风舷角:横风时,即风舷角接 近 90。时,风压差值最大;(2)风速:风速越大,风压差越大;(3)船速: 船速越大,风压差越小;(4)船体情况:当轻载,吃水浅,或船体受风面 积大,风压差也大,反之就小。平底船的风压差要比尖底船的大。 3.风压差的估算 当风压差不大于 1 0 —1 5 时,经验公式估算。 式中:VW------视风速,m/s;VL.----计程仪航速,m/s;QW----视风舷 角;KO 一风压差系数。 KO 一风压差系数一般与船舶类型及船舶航行状态等有关。 三、流对船舶航迹的影响 1. 水流要素的确定 航海上经常遇到的水流有:海流( current)、潮流( tidal stream)和风海 流(wind current)。 海流又称洋流( Ocean current),海流在一段较长的时间内保持流向、 流速几乎不变,故又称恒流。 :海流的图式是 。箭头的方向 2.流压差 水流会影响船舶的航行轨迹,其影响程度与水流矢量和船速等有关。 水流流向系指流的去向,水流影响下的漂浮物的运动矢量等于水流矢量。 船舶受流影响后的航行轨迹偏开所驶的真航向线的; 的角度被称为流 压差角( Drift angle),简称流压差,用 ? 表示,CG( CA) = TC +?,船 舶左舷受流,? 为“+” ;右舷受流,? 为“—” 。 四、风和流对船舶航行的综合影响 1.风流压差 船舶受风、 流共同影响后的航行轨迹是风流综合合影 5 响的结 E 装果 果,它偏开 TC 线的角度被称为风流合压差角(leeway and drift angle) , 简称风流压差,用丫:丫表示,示)此时的 CG(CA)和 TC 的关系为: 表示流向,其上的数字是平均流速。在大洋航行时,主要考虑洋流对船舶 航行的影响。 潮流是由于潮汐而形成的海水周期性的水平流动。 在受潮汐影响较明 显的区域(如通海江河、近海等)航行,主要考虑潮流的影响。潮流分为 往复流和回转流两种。往复流的流向、流速大致随潮汐周期而往复变化。 在通海江河口外的海图上,常会看到回转流的资料。回转流的流向、流速 在 360 范围内不断的变化着。 风海流又称风生流, 它是海水表层在一定的时间内受定向风的作用而 产生的水流,它一般在风作用一段时间后才产生, 风停后它还会持续一段 时间才消失。风海流除与风力、风向有关外,还与地球自转的偏向力及地 形、海底地貌等有关。 2. 风流压差的测定 1) 连续实测船位法:如果连续测得三个或三个以上船位,则用平差 方法用直线连接所有实测船位,该直线就是船舶在测定船位时间 内的实际航迹,它与真航向之间的夹角就是测定船位时的风流压 差值。 2) 雷达观測法:若置雷达于船首向上相对运动显示方式,利用它观 測某一孤立的固定点状物标的影像 a,在航行中它与船舶的相对 运动方向, 即物标影像 a 在荧光屏上的移动方向。 a2a3 ?与船舶 的风中航迹向相差 180。 于是由电子方位线?不难求得当 , 时的航迹向,它与线) 叠标导航法:如果船舶在航行时保持在某导航叠标线上,则叠标 所指示的导航线就是船舶航行的航迹,当时船舶的航向线与叠标 导航线之间的夹角就是风流压差丫。 4) 正横方位和最近距离方位法:获取物标最近距离的方位 TBCPA 的 做法是:在到达最近点之前,就开始不断地用雷达观测并记下该 物标的距离和方位,然后从这些观测值中找出最近距离所对应的 方位即为 TBCPA。 5) 单物标三方位求航迹向法:如果船舶按固定的航向和船速航行, 航行海区的风流影响也不变时,利用不同时间观测同一物标的三 个方位,则可以按下述的方法求得观测方位期间的实际航迹向 CG 和风流压差。 6) 尾迹流法。 第三节 不同环境条件下的海图作业法 航迹绘算法即海图作业法,它主要解决如下两类问题:(1)根据船舶 航行时的航向、 航程和风流要素, 在海图上直接作图画出推算航迹和船位; (2)在海图上根据计划航线和风流要素,预配风流压差,作图画出应驶真 航向和推算船位。 海图作业法简单、直观, 所以它是船舶航行中驾驶员进行航迹推算的 主要方法。 一、无风流情况下的海图作业 所谓无风流的情况是指船舶航行海区无风流影向,或风压差 a 很小 (在顺风或顶风航行时) ,或风流对船舶航向的影响饷小,小于±1 。因 而在航迹推算中可以忽略不计风流的影响。所以,在无风流情况下,有关 系式: 计划航迹向 CA =推算航迹向 CG =真航向 TC 推算航程 SG =计程仪航程 SL 图上的标注方法是: 在推算船位附近, 用分数形式标明船位的时间和 当时的计程仪读数。数。分子用四位数字表示船位的时间(小时和分钟) , 准确到分钟;分母是计程仪读数,而不是航程,应准确到 0.1n mile;中间 横线应大致与纬线平行。在计划航线充线上,标注计划航迹向、罗航向和 罗经差(或陀罗航向和陀罗差) 。 二、有风无流情况下的海图作业 在有风无流情况下,有关系式: 计划航迹向 CA=推算航迹向 CG =真航向 TC +风压差 a 推算航程 SG =风中推算航程 Sa≈SL 风中航迹推算的海图作业和图上标注方法:在 0800 船位点处,画出真 航向 TC,根据风舷角查风压差表求出风压差 a,则推算航迹 CG =TC+o, 风中推算船位可以按风中推算航程 S。直接在推算航迹线上截取求得。在 开始 0800 船位点处,画 2—4cm 长的航向线 TC,用它表示船首尾线与计 划航线之间的关系。并将推算航迹向、罗航向、罗经差(或陀罗航向、陀 罗差)和风压差标注在计划航线上。 三、有流无风情况下的海图作业 当船舶在有流无风下航行时,要解决两类问题:(1)已知真航向 TC 和 船速 VE, 求船舶的推算航迹向 CG 和推算航速 V; (2)已知计划航迹向 CA 和船速 VE,求预配流压差 ?、船舶应驶的真航向 TC 和推算航速 VG。 航海上常用作图法和解析法解决上述两类问题。 1. 作图法 1) 在解算第(1)类问题时,可采用如下作图步骤: (1) 从推算起始点按 TC 画出航向线,在航向线上截取 SL 得积算点 DR。 (2) 从积算点按流向和流程画水流矢量,水流矢量终点即推算船位 EP。 (3) 连接推算起始点和水流矢量终点的直线即推算航迹线,其长度即推算 航程 Sc,除以推算时间即得推算航速 VG,最后量出推算航迹向 CG。 (4) 正确标注。 2) 在解算第(2)类问题时,可采用如下作图步骤: (1) 从推算起始点画计划航线) 从推算起始点画水流流速矢量; (3) 以水流矢量终点为圆心,以计程仪航速为半径画圆弧,与计划航线 小时后的推算船位。从推算起始点到推算船位的 距离即推算航程,除以时间得推算航速; (4) 从推算起始点作水流的矢量终点与推算船位连线的平行线,该线即航 向线) 正确标注。 有水流时航迹推算的海图作业标注应在推算船位附近标出推算舱位 的时间和相应的计程仪读数。而在计划航线上则应标注计划航迹向、罗航 向、罗经差(或陀罗航向和陀罗差)和流压差。 2、解析法 一般流压差值 p 都比较小,特别是在小比例尺海图上作水流三角形, 作图误差可能比较大为了减少作图误差, 提高推算精度, 避免在海图上画 水流三角形,影响海图的清晰性,可以采用解析法来解决水流中的航迹推 算工作。 ,△ABC 是水流三角形。设水流矢量 BC 与航向线 AB 的交角为 Q,与计划航线的交角为 P。在解算第(1)类问题时,Q 是已知的,于是推 算航速 VG 流压差 1?1( 90。)并由下式拭求得 根据左、右舷受流确定 ? 的“+” —”号。推算航迹向 “ CG 在解算第(2)类问题时对,? 是已知的。因为无风影响,所以 VL=VE 于是流压差 1?1( 90。) 海图作业步骤: (1)从推算起始点画出 2—4cm 箭头表示真航向线) 计算风中航迹向:CG。= TC +。 ;(3)画出风中航迹线 CG。并在其上截取 相对计程仪航程 SL,由截点作水流矢量 Sc,则矢量终点即推算船位 EP; (4)连接推算起始点和推算船位即得推算航迹线,其长度是推算航程 SG, 其方向是推算航迹向 CG。则流压差屁= CG – CG。 ;(5)正确标注。 2. 在已知计划航迹向求真航向情形 海图作业步骤:(1)从推算起始点出发画计划航 CA;(2)从推算起始点 画水流矢量 Sc;(3)以水流矢量终点为圆心、以相对计程仪航程 SL 为半径 画圆弧,交计划航迹线于一点,此点即推算船位 EP;(4)从推算起始点起 作水流矢量终点与推算船储位连线的平行线, 得风中航迹线, 可量得风中 航迹向 CA。 ,求得 ? = CA – CA。 ;(5)预配风压差得真航向,按线cm 箭头表示航向线;TC==CAa—a;(6)从推算起始点到推算船位 的距离即推算航程,亦可换算为推算航速;(7)正确标注。 在风流中进行航迹推算的海图作业时, 应从风流推算的起始点作出水 流三角形, 在推算船位附近标出推算船位的时间和相应的计程仪读数, 并 且在计划航线或推算航迹线上应标注计划航迹向、 罗航向 (或陀罗航向) 、 罗经差(或陀罗差) .风压差及流压差。其中罗经差(或陀罗差)和风压 差及流压差应标注在罗经航向随后蛞的括号内。 如粟不标注风压差和流压 差,则必须用风流压差取代之。 根据左、 右舷受流确定 ? 的“+”“—”号。船舶应驶的真航向 TC( TC= =CA—?), 、 此时,Q=P+1?1,推算航速 Vc 计算,显然,借助函数计算器,很容容募 易解算上述问题。 四、有风有流情况下的海图作业 1. 在已知真航向求推算抗迹向情形 在已知真航向求推簍航,航迹向时,必须先加风压差,在求得风中航 迹向 CG。和风中推算航速 V 后,再加水流影响,即在风中航迹向上作水 流三角形,求得推算航迹向和推算航速。这就是所谓“先风后流”的作图 方法。

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