航海學知識點

2022-08-26 04:21:02 字數 4435 閱讀 5522

航海上常用的劃分方向的方法有下列三種:

(1)圓周法

以正北為方向基準000°,按順時針方向計量到正東為090°,正南為180°,正西為270°,再計量到正北方向為360°或000°。

圓周法始終用三位數表示,是航海上最常用的表示方向的方法。

(2)半圓法

以正北或正南為方向基準,分別向東或向西計量到正南或正東,計量範圍0°到180°。用半圓法表示某方向時,除度數外,還應標明起算點和計量方向。如:

30°ne,150°se,30°sw,150°nw。

(3)羅經點法

如圖所示:羅經點法以北、東、南、西四個基本方向為基點;將平分相鄰基點之間的地面真地平平面方向稱為隅點,即東北(ne)、東南(se)、西南(sw)和西北(nw)四個方向;將平分相鄰基點與隅點之間的地面真地平平面方向稱為三字點,其名稱有基點名稱之後加上隅點名稱組成,即北北東(nne)、東北東(ene)、東南東(ese)、南南東(sse)等八個方向;再將平分相鄰基點或隅點與三字點之間的十六個地面真地平平面方向稱為偏點,偏點的名稱由基點名稱或隅點名稱之後加上偏向的方向來組成,例如:北偏東(n/e)、東北偏北(ne/n)、東偏北(e/n)等。

這樣,四個基點、四個隅點、八個三字點和16個偏點,共計32個方向點,叫做32個羅經點。

根據航海實際的需要,三種方向之間的換算,通常是指將半圓法和羅經點法所表示的方向換算為相應的圓周法方向,其換算方法如下:

(1)半圓法換算成圓周法的法則是:

在北東(ne)半圓: 圓周度數 = 半圓度數

在南東(se)半圓: 圓周度數 = 180° - 半圓度數

在南西(sw)半圓: 圓周度數 = 180° + 半圓度數

在北西(nw)半圓: 圓周度數 = 360° + 半圓度數

(2)羅經點法換算成圓周法的法則是:

由於相鄰兩羅經點之間的角度為11°.25,因此,某個羅經點方向所對應的圓周方向,可根據該羅經點在羅經點法中的點數稱以11°.25的法則確定。

在掌握了所有羅經點的意義、命名方法以及四個基點與四個隅點所對應的圓周法方向的基礎上,還可依據下列原則來換算:

八個三字點的圓周方向等於相應的基點方向與隅點方向的平均值;

16個偏點的圓周方向等於相應基點或隅點方向加上±11°.25。其中,±應根據該偏點偏向相應基點或隅點的方向而定:順時針方向取+,逆時針方向取-。

航海上經常涉及到的方向有兩種:船舶航行的方向(航向)和物標的方向(方位)。

船舶首尾線向船首方向的延伸線,稱作航向線,代號cl。船舶航行過程中,在測者地面真地平平面上,自真北線順時針方向計量到航向線的角度,稱為船舶的真航向,計量範圍000°至360°,代號:tc。

船舶和物標的連線稱為物標的方位線,代號bl。自正北方向線順時針方向計量到物標方位線的角度,稱為船舶的真方位,計量範圍000°至360°,代號:tb。

從航向線到物標方位線之間的夾角,稱為物標的舷角或相對方位。舷角以航向線為基準,按順時針方向計量到物標方位線,計量範圍000°到360°,始終用三位數表示,代號q;或以船首向為基準,分別向左或向右計量到物標方位線,計量範圍0°到180°,向左計量為左舷角q左,向右計量為右舷角q右。

當舷角q = 090°或q右 = 90°時,叫做物標的右正橫;當q = 270°或q左 = 90°時,叫做物標的左正橫。

航向、方位和舷角之間的關係如下:

或如計算所得的真方位值大於360°或小於0°,則應分別減去或加上360°。

航海上測定向位(航向和方位)的儀器是羅經。目前,海船上配備的羅經有陀螺羅經(俗稱電羅經)和磁羅經兩大類。

陀螺羅經是根據高速旋轉的陀螺儀,在受到適當的阻尼力作用後,能迫使其旋轉軸保持在其子午圈平面內的原理而製成的。陀螺羅經是一種不受地磁場和電磁場影響的、具有較大指北力的電動機械儀器,它能帶動若干個分羅經,分別安裝在駕駛台、駕駛台兩翼、海圖室和船長房間等,還能為雷達、自動舵和航向記錄儀等提供指北資訊。

陀螺羅經刻度盤0°所指示的方向稱為陀螺羅經北,簡稱陀羅北,用ng表示。陀羅北線和船舶航向線之間的夾角,稱為陀羅航向,代號gc。陀羅北線和物標方位線之間的夾角,叫做陀羅方位,代號gb。

陀羅航向和陀羅方位均以陀羅北線為基準,按順時針方向計量至航向線或物標方位線,計量範圍000°到360°。

陀羅北偏開真北角度稱為陀螺羅經差(簡稱陀羅差),用表示。陀羅北偏在真北的東面,陀羅向位小於真向位,為偏東或偏低,用e或(+)表示;陀羅北偏在真北的西面,陀羅向位大於真向位,為偏西或偏高,用w或(-)表示。

真向位、陀羅向位和陀羅差之間的關係如下:

磁羅經是我國古代四大發明之一――指南針演變發展而來的。它是根據在水平面內自由旋轉的磁針,受到地磁磁力的作用後,能穩定指示地磁磁北方向的特性而製成的。

如圖所示,地球周圍存在乙個天然磁場――地磁,它好像是由地球內部的乙個大磁鐵所形成的磁場。磁力線方向垂直於地面的點,叫做地磁磁極,靠近地理北極的是磁北極;靠近地理南極的是磁南極。

將磁羅經放置在地球上某一點,當它僅受到地磁磁場的作用時,其n極所指的方向(即磁羅經刻度盤0°的方向)即為磁北nm。

因為地磁北極與地理北極並不在同一地點,地磁磁場本身又很不規則,所以地面上某點的磁北線與真北線往往不重合。磁北(nm)偏離真北(nt)的角度稱為磁差,代號var.。如磁北偏在真北的東面,稱磁差偏東,用e或+表示;磁差偏在真北西面,則稱磁差偏西,用w或-表示。

如圖所示:磁北線與航向線之間的夾角稱為磁航向,代號mc;磁北線與方位線之間的夾角稱為磁方位,代號mb。磁航向與磁方位均以磁北為基準,分別按順時針方向計量到航向線或物標方位線,計量範圍000°至360°。

顯然,磁向位、磁差和真向位之間的關係如下:

tc = mc + var.

tb = mb + var.

安裝在鋼鐵製成的船上的磁羅經,除了受到地磁的作用外,還將受到船上鋼鐵在地磁磁場中磁化後形成的磁場――船磁場的影響,以及磁羅經附近電氣裝置形成的電磁場的影響。這樣,致使磁羅經的指北端不再指示磁北方向,而指向上述各磁場的合力方向上。此時磁羅經刻度盤0°所指示的北,稱為羅北,代號nc。

羅北偏離磁北的角度稱為自差,用縮寫dev或符號δ表示。如羅北偏在磁北之東,稱為東自差,用e或+標示;若羅北偏在磁北之西,則為西自差,用w或-標示。

船上磁羅經的磁針在地磁和船磁的合力影響下,其羅經刻度盤0°所指示的羅北nc偏離真北nt的角度稱為磁羅經差,簡稱羅經差,用表示。當羅北偏在真北東面時,羅經差偏東,用e或+標示;羅北偏在真北西面,羅經差偏西,用w或-標示。顯然,羅經差是磁差var和自差dev的代數和,即:

= var + dev

以羅北為基準的航向和方位統稱為羅向位。如圖所示:羅北線和航向線之間的夾角叫做羅航向,代號cc;羅北線和物標方位線之間的夾角叫做羅方位,代號cb。

羅航向和羅方位均以羅北nc為基準,各自按順時針方向計量到航向線或物標的方位線,計量範圍:000°~360°。

由於地磁磁軸並不與地軸重合,而且地磁磁軸也不通過地球球心,因此各地磁差的大小和方向各不相同。另外,由於地磁磁極沿橢圓軌道不斷地繞地極緩慢移動,同一地點的磁差將因此隨時間逐漸變化,每年大約變化0°~0°.2。

因此,磁差是隨時間和地區不同而變化。

某地每年磁差的變化量,叫做磁差的年變化或年差。年差可用東(e)或西(w)表示,也可用磁差絕對值的增加(+,increasing)或減少(-,decreasing)表示。年差的東(e)或西(w)表示該地磁差每年向東或向西變化,如年差0°.

1e,表示磁差每年向東變化0°.1,即該地磁北每年向東偏移0°.1;年差的(+)或(-)並不表示磁差的變化方向,而是指該地磁差絕對值的增加或減少。

完整的磁差資料應包含:測量當時的磁差值(大小和方向)、測量年份和年差。如:

4°30ˊe 1982 (9ˊe)。

磁差偏西6°12′(1989),年差約+4′;

variation 3°00′w(1965) decreasing about 2'annually;

使用磁羅經時,必須適時地查取磁差資料,並按下式求取當地、當時的磁差:

所求磁差 = 圖示磁差 + 年差 ×(所求年份 – 測量年份)

式中:圖示磁差取其絕對值。年差增加取+,減少取-。

若年差用e或w表示,則當年差與圖示磁差同名時,年差取+;異名時取-。結果為+,所求磁差與圖示磁差同名;結果為-,則所求磁差與圖示磁差異名。

自差的大小和符號與船舶鋼鐵磁化的性質和程度(船磁)有關,而船磁又與船首向和地磁磁力線方向的相對位置有關,因此磁羅經的自差也隨航向的變化而變化。

此外,自差還可能因船舶裝載鋼鐵和磁性礦物、磁羅經附近鐵器和電器的變動、船舶傾斜和船舶所處不同地區磁差的顯著變化而有所變動。

如果磁羅經自差較大必須進行自差校正工作,盡可能地消除各個方向的自差。

磁羅經自差雖然可以校正,但不可能把各個方向的自差消除乾淨,一般還會剩下±0°~±3°左右的自差,叫做剩餘自差。對磁羅經進行自差的校正以後,應測出剩餘自差,然後製成磁羅經自差曲線或自差表,供船舶航行中向位換算用。

向位換算是指不同基準的航向或方位之間的換算。航海上用磁羅經或陀螺羅測定的航向和方位是羅航向、羅方位或陀羅航向、陀羅方位。海圖作業時,必須先將它們換算為以真北為基準的真航向或真方位;相反,如果在海圖上事先設計好了真航向和真方位,實際導航中,又需要先將它們換算為以羅北或陀羅北為基準的羅航向、羅方位或陀羅航向、陀羅方位,以便用磁羅經或陀螺羅經去執行。

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