第一章坐标、方向和距离.ppt

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1、航海学,江苏海事职业技术学院航海系航海教研室,第一篇 基础知识(32)第一章 坐标、方向和距离(15),第一节 地球形状、地理坐标与大地坐标系第二节 航向与方位第三节 能见地平距离和物标能见距离第四节 航速与航程,第一节 地球形状与地理坐标,一、地球形状概述：研究坐标、方向和距离等地球的形状；地球自然表面难以用数学公式描述；珠穆朗玛峰8 848 m，仅为地球半径（6367km)的千分之一；可以用占地球表面约71的海水面来描述地球形状。,大地水准面：设想一个与平均海面相吻合的水准面，并将其向陆地延伸，且保持该延伸面始终与当地的铅垂线相垂直，这样所形成的连续不断的、光滑的闭合水准面，叫作大地水准面

2、。大地球体：由大地水准面所包围的几何体称为大地球体，是理想的地球形状。地球内部物质分布不均匀和表面起伏，大地球体为不规则几何体，研究发现圆球体、椭圆体表面与大地水准面非常近似，受到广泛使用。,大地球体的二种近似体,第一近似体：地球圆球体参数：R=360 60/2=3437.746 8 n mile=6 366 707 m应用时机：计算上简便、精确度要求不高。如 大圆航行；简易墨卡托的绘制和天文航海时采用。,第二近似体 地球椭圆体,概念：由椭圆绕其短轴旋转形成的几何体。参数：长半轴a、短半轴b、扁率c、偏心率e 相互关系：,应用时机：在大地测量学、海图学和精度较高的航海计算中椭圆体参数的确定P2

3、（各国不尽相同）,地球椭圆体图,概念：由椭圆绕其短轴旋转形成的几何体。,地球椭圆体图,概念：由椭圆绕其短轴旋转形成的几何体。,地球椭圆体图,概念：由椭圆绕其短轴旋转形成的几何体。,地球椭圆体图,概念：由椭圆绕其短轴旋转形成的几何体。,地球椭圆体图,概念：由椭圆绕其短轴旋转形成的几何体。,地球椭圆体图,概念：由椭圆绕其短轴旋转形成的几何体。,地球椭圆体图,概念：由椭圆绕其短轴旋转形成的几何体。,地球椭圆体图,概念：由椭圆绕其短轴旋转形成的几何体。,地球椭圆体图,概念：由椭圆绕其短轴旋转形成的几何体。,地球椭圆体图,概念：由椭圆绕其短轴旋转形成的几何体。,地球椭圆体图,概念：由椭圆绕其短轴旋转形成

4、的几何体。,二、地理坐标,地理坐标:即地理纬度和地理经度,是建立在地球椭圆体表面的。地球椭圆体表面任一点的位置可以用地理坐标确定,航海上船舶的位置和物标的位置也都是用地理坐标表示的。(北京：3954.3N,11628.2E)建立地理坐标前须确定坐标的起算点和坐标线图网（见下图）。,二、地理坐标,地轴：椭圆的短轴，椭圆体的旋转轴。地极：地轴与地表的两个交点，PN为地理北极、PS为地理南极,二、地理坐标,子午圈平面：过短轴的任意平面子午圈：过短轴的子午圈平面与地球椭圆体表面相交的椭圆截痕（椭圆）。,二、地理坐标,子午线/经线：从北极到南极的半个椭圆。,二、地理坐标,格林子午线：过英国伦敦格林尼治天

5、文台的子午线，即零度经线。,二、地理坐标,赤道:椭圆长轴端点Q绕短轴旋转形成的圆周QQ（大圆）。,二、地理坐标,纬度圈：与赤道面平行的平面与地球椭圆体表面的截痕（小圆）。基准线：赤道、格林子午线。地理坐标的起算点是赤道与格林子午线的交点，经线与纬度圈构成坐标线图网。,地理纬度,概念：地理纬度：地球椭圆子午线上该点的法线与赤道面的夹角。,地理纬度,概念：某点的地理纬度是指地球椭圆子午线上该点的法线与赤道面的夹角。,地理纬度,概念：某点的地理纬度是指地球椭圆子午线上该点的法线与赤道面的夹角。,地理纬度,概念：某点的地理纬度是指地球椭圆子午线上该点的法线与赤道面的夹角。,地理纬度,概念表示方法：“”

6、或“Lat”。,地理纬度,度量方法：自赤道向北或向南度量到该点；度量范围090；向北度量称为北纬(N)；向南度量称为南纬(S)。比如好望角纬度：3421.0S 北京：3954.3,地理经度,概念：地理经度简称经度，是格林经线与该点子午线在赤道上所夹的劣弧长或该劣弧所对应的球心角或极角。,地理经度,概念：地理经度简称经度，是格林经线与该点子午线在赤道上所夹的劣弧长或该劣弧所对应的球心角或极角。,地理经度,概念：地理经度简称经度，是格林经线与该点子午线在赤道上所夹的劣弧长或该劣弧所对应的球心角或极角。,地理经度,概念：地理经度简称经度，是格林经线与该点子午线在赤道上所夹的劣弧长或该劣弧所对应的球心

7、角或极角。表示方法：“”或“Long”。,地理经度,度量方法 自格林子午线向东或向西度量到该点子午线；度量范围0-180；向东度量称为东经(E)；向西度量为西经(W)。,地理经度,度量方法：自格林子午线向东或向西度量到该点子午线；度量范围0-180；向东度量称为东经(E)；向西度量为西经(W)。北京：11628.2E纽约：07350.0W同一纬度圈上各点纬度相等；同一经线上各点经度相等。,经差与纬差,概念：纬差D：两地纬度之代数差；经差D：两地经度之代数差。两者都具有方向性：根据到达点相对起算点位置关系定向。经差还应根据到达点与起算点的经度之差小于180的符号而定。经纬差计算实例（例1、例2、

8、例3）,经纬差计算,公式：法则：北纬、东经取“”，南纬、西经取“”；纬差、经差为正值，分别表示北纬差和东经差，负值表示南纬差和西经差；经差的绝对值不应大于180，否则，应由360减去该绝对值，并改变符号；纬差、经差的取值范围：0 180。经纬差与航行方向密切相关。,经纬差计算（例1）,例1：某轮由（3650N，12025W）航行至（2540N，14050W），求两地间纬差和经差。解：D=2-1 D=2-1 2 2540N(+)2 14050W(-)-)1 3650N(+)-)1 12025W(-)D 1110S(-)D 2025W(-)（END）,经纬差计算（例2）,例2：某轮由（2325N，

9、10614W）航行至（0816S，10008E），求经差和纬差。解：D=2-1 D=2-1 2 0816S(-)2 10008E(+)-)1 2325N(+)-)1 10614W(-)D 3141S(-)D 20622E(+)D=360-20622(E)=15338W（END）,到达点或起算点计算（例3）,例3：某轮起航点经度16715E，两地经差6024E，求到达点经度为多少。解：D=2-1 2=1+D 1 16715E(+)D 06024E(+)2 22739E(+)=360-22739E=13221W（END）,例4:已知到达点经度2=00618.0E,两地间的经差D=01212.0E,

10、则起航点经度1 为多少?解：D=2-1 1=2-D 2 00618.0E(+)-)1212.0E(+)1-00554.0=00554.0（W）,三、大地坐标系,目的：确定大地球体与地球椭圆体的相对位置关系，对椭圆体进行定位和定向。大地坐标系建立的条件：确定椭圆体参数（定量）确定椭圆体中心位置（定位）确定坐标轴方向（定向）大地坐标系、大地球体和地理坐标水准面椭圆体最大高度差约为100m：合理性为使选定的椭圆体接近其所在地区的大地水准面不同国家采用不同坐标系同一点地理坐标不同，必要时须进行坐标改正。,第二节航向与方位,一、方向的确定、划分与换算1.名词解释1）铅垂线(plumb line):通过测

11、者眼睛，并与该地重力方向线相重合的直线。铅垂线通过地心；小范围内铅垂线互相平行。2）地平平面(horizon):凡与铅垂线相垂直的平面称为地平平面。A.测者地面真地平平面:通过测者眼睛的地平平面。是确定测者周围方向的平面。B.测者真地平平面（天文地平平面）：通过地心的地平平面。,o,测者A,测者地面真地平平面,测者真地平平面,2方向的确定,1）南北线：由测者地面真地平平面与测者子午圈平面相交而成的直线。其靠近北极的一端为正北方向NT，另一端为正南方向。2）东西线：过测者眼睛且垂直南北基准线的直线。面北时，右手一端为正东方向，另一端为正西方向。,O,Pn,Ps,NT,S,E,W,测者子午圈平面,

12、测者地面真地平平面,南北基准线,测者A,卯酉（东西）圈平面：过测者铅垂线且垂直与测者子午圈平面的平面。东西线也可定义为：测者地面真地平平面与卯酉圈平面的交线。东西线与南北线互相垂直。两极测者无法确定方向基准，南极测者任意方向为北，北极测者任意方向为南。,3、方向的度量,仅定出四个基准点不能满足航海的要求。进一步划分的方法有以下三种：1）圆周法（航海上最常见）以正北为基准(000)，顺时针方向度量，度量范围000 360。始终用三位数字表示。,3、方向的度量,1）圆周法度量：以正北为基准(000)，顺时针方向度量，度量范围000360。,3、方向的度量,1）圆周法度量：以正北为基准(000)，顺

13、时针方向度量，度量范围000360。,3、方向的度量,1）圆周法度量：以正北为基准(000)，顺时针方向度量，度量范围000360。,3、方向的度量,1）圆周法度量：以正北为基准(000)，顺时针方向度量，度量范围000360。,3、方向的度量,1）圆周法度量表示法：始终用三位数表示，如：000、005、090、180。,3、方向的度量,1）圆周法度量表示法应用：航海上最常用的表示方向的方法。,3、方向的度量,2）半圆周法度量法1：以正北为基准，分别向东或向西度量到正南，度量范围000 180。,3、方向的度量,2）半圆周法度量法1：以正北为基准，分别向东或向西度量到正南，度量范围000 18

14、0。,3、方向的度量,2）半圆周法度量法1：以正北为基准，分别向东或向西度量到正南，度量范围000 180。,3、方向的度量,2）半圆周法度量法1：以正北为基准，分别向东或向西度量到正南，度量范围000 180。,3、方向的度量,2）半圆周法度量法1：法2：以正南为基准，分别向东或向西度量到正北，度量范围000 180。,3、方向的度量,2）半圆周法度量法1：法2：以正南为基准，分别向东或向西度量到正北，度量范围000 180。,3、方向的度量,2）半圆周法度量法1：法2：以正南为基准，分别向东或向西度量到正北，度量范围000 180。,3、方向的度量,2）半圆周法任一平面方向都有两种半圆表示

15、法，故必须命名。表示法：度数+起点名+度量方向。如：30NE、150SE60NW、120NW,3、方向的度量,2）半圆周法度量法1：法2：表示法应用：在天文航海学中，常用来表示天体的方位。,3）罗经点法,所有的基点、隅点、三字点和便点统称为罗经点。四个基点：N、E、S、W,3）罗经点法,四个基点四个隅点：等分四个基点方向的四个方向：NE,SE,SW,NW（南北在前）。,3）罗经点法,四个基点四个隅点：NE、SE、SW、NW。,3）罗经点法,四个基点四个隅点八个三字点：等分基点和隅点的八个方向。,3）罗经点法,四个基点四个隅点八个三字点：NNE、ENE、ESE、SSE、SSW、WSW、WNW、N

16、NW。名称由基点名称后加隅点名称组成。,3）罗经点法,四个基点四个隅点八个三字点十六个偏点：等分基点或隅点与三字点的16个方向。,3）罗经点法,四个基点四个隅点八个三字点十六个偏点：N/E、N/W、NE/N、NE/E、E/N、E/S、SE/E、SE/S等。名称是基点或隅点名称后加上偏向组成。,3）罗经点法,四个基点+四个隅点+八个三字点+十六个偏点=32共计32个罗经点，罗经点也可以被认为是两个想邻罗经点之间的角度。故：4点45目前仅用于表示风流等的大概方向。,三种方向划分间的换算1,1、半圆法圆周法NE半圆：圆周方向=半圆方向SE半圆：圆周方向=1800-半圆方向SW半圆：圆周方向=1800

17、+半圆方向NW半圆：圆周方向=3600-半圆方向,NE 圆周,SE,SW 圆周,NW,三种方向划分间的换算2,2、罗经点法圆周法法1：圆周方向=点数11.25找出个罗经点编号后计算求出。,三种方向划分间的换算2,法2：基点：记忆隅点：记忆三字点：(基点+隅点)/2偏点：基点或隅点偏向方法：顺时针增加、逆时针减少一个点（11.25）。,1.名词1）船舶首尾线：船舶无横倾时中纵剖面与测者地面真地平平面的交线。,二航向、方位和舷角,2）航向线CL：船舶首尾线沿船首方向的射线。,船舶中线,船舶首尾线,航向线,3）真航向（TC）：在测者地面真地平平面上，船舶航向线与真北线之夹角。由开始顺时针量到的夹角。

18、000-360）船首向Hdg：某一瞬间的船首方向。）方位圈：地面上连接测者与物标的大圆。）方位线：方位圈平面与与测者地面真地平平面的交线AM。）真方位（TB）：在测者地面真地平平面上物标方位线与真北线之夹角。由开始顺时针量到的夹角。000-360）舷角（Q）：在测者地面真地平平面上物标方位线与航向线之夹角。,舷角度量方法：,以航向线为基准，顺时针方向，以0360计量；无须命名。如：040；240以航向线为基准，向右（或向左），以0180计量，须命名右或左。如：40右；120左。右正横：=090 或右=90；左正横：=270 或左=90。TB以NT为基准，与航向无关，舷角以CL为基准，随航向的改

19、变而改变。,2真航向、真方位、舷角三者之关系,TB=TC+Q(圆周法)TB=TC+Q(左负右正，半圆法)3计算注意事项：1）在计算方位和航向时：计算值360，计算值减去360；计算值000，计算值加上3602）在计算舷角时（Q=TB-TC）计算值0表示右舷角；计算值0则表示左舷角；计算值180则用360减去计算值，结果为左舷。,航向、方位和舷角,例1：某轮真航向215，测得两物标舷角分别为QA=030、QB=160，求A、B两物标的真方位。解：TBA=TCQA215030 245TBBTCQB215160375（360)015,航向、方位和舷角,例2：某轮真航向030，求物标左正横时的真方位。

20、解：TBTCQ030270300或TBTCQ左030（90）60(+360)=300,三、罗经向位、罗经差和向位换算,、罗经向位船上配备的向位测定仪器为陀螺（电）罗经和磁罗经。通过刻度盘直接读取向位。（非真向位）陀螺罗经北（NG）：陀螺罗经罗盘的0所指的方向。罗北（NC）：磁罗经刻度盘的0所指的方向。陀螺航向（GC）：以陀螺北为基准测得的航向陀螺方位（GB）：以陀螺北为基准测得的方位罗航向（CC）：以罗北为基准测得的航向罗方位（CB）：以罗北为基准测得的方位以上航向和方位统称罗经向位。,2、罗经差(G+C),1）、陀螺罗经差（G）：NG偏离N的夹角。罗北线偏在真北线的东侧为正（），称陀螺罗经差

21、偏东，用E表示；罗北线偏在真北线的西侧为负（），称陀螺罗经差偏西，用W表示。G与航向无关，正常工作时为固定值，仅随地理纬度和航速而变化。,陀螺罗经（电罗经）测定向位,相互关系TC=GC+GTB=GB+G,例：某船陀螺航向314，航行中测得物标A陀螺方位075，陀螺差1W，求该船真航向和物标A的真方位。TCGCG3141W313 TBAGBG0751W074,GC314,GB075,NT,G1W,TC 313,解：,解：GC=TC-G=120-(+1)=119GB=TB-G=180-(+1)=179,例2：某轮真航向TC=120，某物标真方位TB=180，陀罗差=1E，求该轮陀罗航向和该物标的陀

22、罗方位。,）磁罗经差（C）,定义：磁罗经罗盘的0所指的方向称罗北，偏离的夹角。罗北偏在真北的东侧称罗经差偏东，用E（）表示；罗北偏在真北的西侧称罗经差偏西，用W（）表示。C=Var+Dev,、向为换算,定义：真向位和罗向位之间的换算。海图上使用真向位，驾驶员测定的是罗向位，故必须进行向位换算。实质：修正其基准线之间的夹角罗经差。公式：TC=GC+G=CC+C=CC+Var+Dev TB=GB+G=CB+C=CB+Var+Dev 罗经差等于真向位和罗向位之差,四、磁罗经的磁差与自差,C是在地磁和船磁的共同作用下产生的 1）地磁与磁差磁差的产生：地磁是包绕地球的天然磁场，两磁极为地磁北极和地磁南极

23、，大约650年饶地极变化一周。磁北：磁罗经仅受地磁场作用时刻度盘所指方向。,由于地极和磁极不重合且地磁场的不均匀，所以磁北线一真北线往往不重合而产生了磁差。磁差Var：磁北线偏离真北线的夹角。磁北偏在真北的东侧称磁差偏东，用E或“”表示；磁北偏在真北线的西侧，称磁差偏西，用W或“”表示。磁向位：以为基准的航向和方位。磁航向MC:与的夹角；磁方位MB:与的夹角；MC=TC-Var;MB=TB-Var.,丙地：磁差Var偏西,2）磁差的变化：,A.磁差随地点变化。,甲地：磁差Var0,乙地：磁差Var偏东,由磁极的缓慢移动引起。,B.磁差随时间变化,磁差一年的变化量称为“年差”。约0.1-0.2,

24、表示方法：用磁差绝对值的增加（）（increasing）或减少（）（decreasing）来表示；如：4301990（6）用东（）或西（）来表明变化方向，较常用。如：4301990（6）：地磁异常或磁暴。地磁异常是由于地下磁性矿物质引起；可根据海图等资料进行修正。磁差的偶然和罕见波动称磁暴，主要与太阳黑子的爆发有关，时间短暂，但一昼夜磁差可变化几十度，航行时应格外谨慎。,3）磁差的查取方法,某些航行图和港泊图：磁差资料标注在罗经花（向位圈）上，其主要内容：测定年份的磁差值、测定年份、年差值及变化方向；向位圈之间取平均值。,远洋航行图或总图（小比例尺海图）：磁差资料以等磁差曲线形式给出，同时，在

25、海图标题栏内给出磁差测定年份的相关资料；大比例尺海图：磁差资料在海图标题栏内标注。,磁差的计算,公式：所求磁差=图示磁差+年差（所求年份 测量年份）法则：增加取+，减少取-。用E或W表示时，年差与图示磁差同名取+；异名取-。结果为+，所求磁差与图示磁差同名；结果为-，则 所求磁差与图示磁差异名。,磁差的计算,根据公式：Var航行Var测定年差（航行年份测定年份）615E11W（20021992）615E110W 615E150W 425E4.4E答：2002年该地磁差资料4.4E。,例题3-3：某海图向位圈上磁差资料：615E1992（11W），求2002年该地磁差资料。,解：,B.自差Dev

26、：罗北方向偏离磁北方向 之夹角。由船舶自身原因引起。度量方法：以磁北为基，NC偏在NM的东侧称自差偏东用E（+）表示；NC偏在NM的西侧称自差偏西用W（-）表示。自差的变化规律：船磁与Hdg和地磁磁力线的相对位置有关。所以自差的大小和方向随罗航向的变化而变化。并同时受所载运货物性质影响。太大时应消除并将剩余自差（）测定出来制成自差表或自差曲线供航行时查取。,2船磁与自差（Dev）,A.船磁：船上钢铁在地磁磁场中 被磁化后形成的附加磁场。,E,NC,磁罗经自差曲线,磁罗经自差表,例题3-4：已知某船罗航向075，求该轮当时的磁罗经自差。解：根据（教材P.1）自差表得1.W答：该轮当时的磁罗经自差

27、1W。例题3-5：已知某船罗航向320，求该轮当时的磁罗经自差。,答：该轮当时的磁罗经自差2.E。,解：,CDevVar（同号相加，异号相减，符号随大）,4磁差、自差、罗经差三者之关系：,磁差Var,罗经差C,自差Dev,三向位换算,磁方位MB：磁北线和物标方位线之夹角,Var,C,罗航向CC：罗北线和航向线之夹角,1名词,磁航向MC：磁北线和航向线之夹角,罗方位CB：罗北线和物标方位线之夹角,真航向TC：真北线和航向线之夹角,真方位TB：真北线和物标方位线之夹角,A物标方位线,2.向位换算基本公式 TCCCCMCVar(E,W)MCCCDev(E,W)TBCBCMBVar(E,W)MBCBD

28、ev(E,W)MC=CC+Dev=TC-VarMB=CB+Dev=TB-Var,常见的罗经向位换算公式,3.向位换算步骤,1）由罗向位换算成真向位：根据罗航向查自差表，求自差；根据磁差资料，求航行年份磁差；根据基本公式，（真向位罗向位磁差自差）求真向位。2）由真向位换算成罗向位：根据磁差资料，求航行年份磁差；根据公式将真航向换算成磁航向；用磁航向代替罗航向查自差表，求自差；根据公式将磁向位换算成罗向位。罗向位磁向位自差,向位换算实例1,例1：1999年6月5日，某轮罗航向030，测得某物标罗方位120。已知航行区域磁差资料为“430W 1997(15E)”，该轮标准罗经自差表如表1-1-5。求

29、该轮真航向和物标的真方位。解：(1)Var=430W+(15E)(1999 1997)=4W(2)由CC=030 查自差表得：Dev=2.1E(3)C=Var+Dev=4W+2.1E=1.9W(4)TC=CC+C=030+(-1.9)=028.1 TB=CB+C=120+(-1.9)=118.1,向位换算实例2,例2：1999年X日，某轮计划驶真航向077，并拟在某物标真方位167时转向。已知该海区磁差资料为“Var.130E1989(3E)”，自差表见表1-1-5。求该轮应驶的罗航向和船舶抵达转向点时该物标的罗方位。解：(1)Var=130E+(+3)(1999 1989)=2E(2)MC=

30、TC Var=077-(+2)=075(3)以MC=075为引数查自差表得：Dev=-1.1(4)C=Var+Dev=+2+(-1.1)=0.9E(5)CC=TC-C=077-(+0.9)=076.1 CB=TB-C=167-(+0.9)=166.1,陀螺罗经：准确，精密，依赖电源。是船上的主要指向仪器。磁罗经：构造简单、不依赖电源、不易损坏、价格低廉，精度较低。辅助指向仪器。不能认为有了先进的陀螺罗经就可以不要或忽视磁罗经的作用，实际工作中，可利用磁罗经检查电罗经的工作状况，当电罗经不能正常工作时磁罗经是唯一的指向仪器。磁罗经是SOLAS公约所规定的必备航海仪器。航行中应尽可能掌握磁罗经自差

31、，以确保其指向精度。,第三节 能见地平距离和物标能见距离,航海上距离的单位测者能见地平距离物标能见距离物标能见地平距离物标地理能见距离灯标射程与能见距离初显和初隐,一、海里(航海上最常见的长度单位),定义：地球椭圆体子午线上纬度1弧长的长度。公式：1 n mile=1852.259.31cos2 m 为简化计算，航海上习惯将1852米作为1海里的固定长度。各类助航仪器（如计程仪）都是以此标准长度进行标定的。,海里(1 n mile=1852.259.31cos2 m),特点：当:0时；1n mile1852259.311842.94(m)45时；1n mile1852.25(m)90时；1n

32、mi le1852.259.311861.56(m)4414(N/S)时；1n mile1852(m)所以,当45左右时用1852米作为一海里误差最小,在赤道上最短,两极最长。（规律：“低实前”）目前，我国和世界上大多数国家，均采用1929年国际水文地理学会议推荐的1海里长度等于1852米作为统一的海里标准长度。其误差可以忽略不记。航海上习惯用“”表示海里，1n mile可记为1。,其他长度单位,链(Cable/Cab)1 Cab=0.1 n mile=185 m米(meter/m)英尺(foot/ft)1 ft=0.3048 m码(yard/yd)1 yd=3 ft=0.9144 m拓(fa

33、thom/fm)1 fm=6 ft=1.8288 m（END）,二、测者能见地平距离（圆球体）,概念测者能见地平平面ABB测者能见地平/视地平/水天线BB测者能见地平距离De：测者至水天线的距离弧AB。公式：特点：取决于测者眼高、地面曲率、大气蒙气差。可直接以眼高为引数从航海表中查取。,实例,例题4-1：某轮眼高25m，试求该轮视距（测者能见地平距离）。解：根据公式:De=209=1045 n mile 答：该轮视距为1045 n mile。,三、物标能见地平距离,概念：将眼睛放在物标的顶端，此时眼睛所看到的能见地平距离称为物标能见地平距离h。公式：特点：取决于物标高度、地面曲率、大气蒙气差。

34、,物标地理能见距离,计算公式：,式中：H物标高程（米）；e测者眼高（米）,n mile,定义Do：具有一定眼高的测者，理论上能够看到物标的最大距离称为物标地理能见距离。,四、灯标射程1、中版资料灯标射程,概念：晴天黑夜，当测者眼高为5 m时，理论上能够看见灯标灯光的最大距离。灯光的强弱与灯高、眼高无关。取值：min光力能见距离、DO（e5m）（与实际眼高无关。）,2、英版资料灯标射程,光力射程：某一气象能见度条件下，灯标灯光的最大能见距离。额定光力射程：气象能见度为10 n mile时，灯标灯光的最大能见距离。多数国家采用，可从灯标表的“特殊说明”（special remarks)了解。特点：

35、仅与灯光强度和气象能见度有关，而与测者眼高、灯高、地面曲率和地面蒙气差无关。,光力射程图,额定光力射程,实际能见距离,初显（appearing）和初隐(dipping)的 定义及计算公式,B位置,C位置,初显位置,初显距离,A位置,N mile,初显：灯塔光源中心初露测者水天线的那一瞬间称为灯光 初显，此时，船到灯塔的距离称为初显距离。初隐则相反。,初显/初隐（判断）,判断：如：射程D0e=5m，无初显/初隐（弱光灯标）；如：射程 D0e=5m，可能有初显/初隐（强光灯标）注意：判断时，用眼高5m时的地理能见距离与射程相比较；符号“”代表“取整”，18.918,初显/初隐距离,公式：（END）

36、,初显/初隐（例1）,例1：中版海图某灯塔灯高84 m，图注射程18 n mile，测者眼高16 m，试问该灯塔是否有初显或初隐？若有则求出显隐距离。解：D0(e=5)=2.09(+)=23.8 n mile23.8n mile取整为23 n mile，大于射程18 n mile，所以该灯塔无初显或初隐。（END）,初显/初隐（例2）,例2：已知测者眼高16 m，中版海图某灯塔灯高84 m，射程为23 n mile，试问该灯塔有无初显或初隐？若有则求出显隐距离。解：D0(e=5)=2.09(+)=23.8 n mile23.8n mile取整为23 n mile，等于射程23 n mile，所

37、以该灯塔有初显或初隐。显隐=2.09(+)=27.5 n mile,初显/初隐（例3）,例3：中版海图某灯塔射程20 n mile，测者眼高18 m，求该灯塔初显距离。解：因,灯塔灯光最大可见距离（英版）,判断如：射程 D0，则DmaxD0；如：射程 D0，则Dmax射程。（与测者眼高无关）即：Dmax射程，灯标地理能见距离min,灯塔灯光最大可见距离（中版）,判断如：强光灯塔（射程 D0（e=5），DmaxD0显隐；如：弱光灯塔（射程 D0（e=5），Dmax=射程。注意：判断是否有初隐或初显时，用眼高为5m的地理能见距离与射程相比较；计算初隐/初显距离时，使用实际眼高。,测者实际能看到灯标

38、灯光的最大距离还与很多因素有关，如灯光强度、气象能见度、地面蒙气差、灯高、眼高、视力、背景亮度等，故Dmax只能作为何时可能看到灯标的参考数据。也可利用显隐来概略估计船舶与灯塔的距离。,灯塔灯光最大可见距离（例1）,例1：中版海图某灯塔灯高40 m，图注射程16 n mile，已知测者眼高16 m，试求该灯塔灯光的最大可见距离Dmax。解：17.9=17 n mile，大于射程，该灯塔为弱灯光灯塔，无初显或初隐 Dmax=射程=16 n mile,灯塔灯光最大可见距离（例2）,例2：中版海图某灯塔灯高81 m，图注射程23 n mile，已知测者眼高16 m，试求该灯塔灯光的最大可见距离Dma

39、x。解：23.5=23 n mile，等于射程，该灯塔为强灯光灯塔，有初显或初隐 Dmax=Do=2.09(+）=27.2 n mile,灯塔灯光最大可见距离（例3）,例3：英版海图某灯塔灯高36 m，额定光力射程24 n mile，试求测者眼高16 m时，该灯塔灯光最大可见距离。解：该灯塔射程大于地理能见距离Do Dmax=Do=20.9n mile。某英版海图灯塔标注为：“Fl(2)6s64m20M”,e=9m,试求Dmax？某轮白天航行于成山角附近海域，能见度良好，发现中版海图上一灯标射程为12，灯高36米，测者眼高为16米，试求该灯塔的初显隐距离。,第四节 航速与航程,有关概念用主机转

40、速估算航速基本原理船速的测定 测速场简介 船速测定与注意（主机转速与船速对照表）用计程仪测定航程计程仪简介计程仪改正率及测定计程仪航程计算,航速与航程（有关概念）,船速（ship speed）：船舶在无风流海域中，直线航行时的航行速度。（单位：knot,kn1kn=1n mile）航速（speed）对水航速（speed through the water）：船舶相对水的航行速度。对地航速/实际航速（speed over ground）：船舶相对海底的航行速度。计程仪航速（speed by log）主机航速（speed by RPM）关系：,航速与航程（有关概念）,航程（distance run

41、）：船舶航行的距离，航行速度是单位时间的航程。对水航程（distance through the water）：相对与水面的航程对地航程（distance over the ground）：相对与海底的航程计程仪航程（distance by log）：分绝对和相对计程仪航程关系：,一、用主机转速估算航速（基本原理）,船舶是依靠螺旋桨推水的反作用力向前推进的。其船速与转速之间有直接关系。螺距(m/r)：螺旋桨在固体中旋转一周所推进的距离。滑失（slip):螺距与实际推进的距离之差。由水的流动和受到阻力引起。滑失比：滑失与螺距的百分比。船舶对水航程=主机理论航程(1-滑失比)船速=螺距(m/r)推

42、进器转速(r/min)60(min)(1滑失比)1 852(m)(kn),例题：已知某轮螺距P:4.8米，RPM 111.6转/分，4.81%，求船速。解：根据公式：VE(60/1852)PRPM（1）0.03244.8111.6（14.81%）16.5（节）答：船速为16.5节。滑失是变量，与风浪、吃水、吃水差、海蛎子等有关。故船速和RPM的关系常通过在船速校验线实测来确定。,测速场简介,测速场：用来测定VE和L；由对横向叠标和对导航叠标组成。船速校验线应具备的条件：适当的长度12 n mile（18kn）足够的水深（防止浅水阻力）h 1.5(V2/g)+d两端有宽广的回旋余地尽可能避风浪和

43、无水流影响（或尽可能与水流平行）附近无危险物，标志易识别,2、船速及计程仪改正率的测定,4）变加速流海域（测四次）,1）无风流海域（测一次）,2）恒流海域（测两次）,3）等加速流海域（测三次）,t1 L1,t2 L2,t1 L1,t2 L2,t4 L4,t3 L3,主机转速与船速对照表,在测定船速的基础上，应列出船速和转速对照表，供航行时使用。分满载和空载进行，由于滑失是变量，该表只能作为参考。船上测速仪器是记程仪。,二、用计程仪（log）测定航程计程仪简介:船舶主要的测定船速和航程的仪器。,计程仪种类：相对计程仪：“计风不计流”对水速度绝对计程仪：“计风又计流”对地速度计程仪类型：回转式计程

44、仪水压式计程仪电磁式计程仪：相对计程仪，多普勒计程仪：水深较浅（几十米内）为绝对计程仪，一般情况为相对计程仪。声相关计程仪：水深较浅（几十米内）为绝对计程仪，一般情况为相对计程仪。,计程仪改正率：,定义：计程仪误差占其读数差的百分比：为正，计慢了或少计了；为负，计快了或多计了。预先测定后就可随时求出准确的计程仪航程和船舶预计某时刻或到某点的计程仪读数。：准确的对水航程，一般可用航速乘以时间求取。也在船速检验线上进行，方法与测速相同。,计程仪航程计算实例,例1：已知L1120.0，L2150.0，L8，试求计程仪航程SL。解：SL=(L2 L1)(1+L)=(150.0-120.0)(1-8%)=27.6例2：某轮船速18kn，顺风顺流航行，流速2kn，风使船增速1kn。0600计程仪读数为100.0，计程仪改正率8，试求2h后的计程仪读数L2。解：SL=(18+1)2=38,计程仪航程计算实例,例：某轮顶风顺流航行，VE=15kn,VC=2kn,2h后计程仪读数差为30,=-10%。求实际航程？（44）解：SL=30(1-10%)=27 SC=22=4 S=SL+SC=31答：实际航程为31海里。,