航海学(陆标定位).ppt
《航海学(陆标定位).ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《航海学(陆标定位).ppt(89页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、1,第三章 陆标定位,虽然在航海上利用航迹推算方法可以求取推算船位,但是由于本船的航向、航程和风流要素等无法正确掌握,可能使推算船位和实际船位相差甚大。,在海上,还可以利用陆标、天体以及各种电子导航系统进行船位测定,简称定位(Fixing position)。,测定船位的方法,陆标定位(如方位定位、距离定位),天文定位(如三星定位),电子导航定位(如GPS定位),陆标(Landmarks):指在海图上标有准确位置的可供观测并用 以导航定位的陆上物标的统称。,陆标定位(fixing by landmarks):是指观测陆标的方位、距离、方位差或它们的组合等来确定船位的方法和过程。,2,第三章 陆
2、标定位,陆标船位及海图标注,如能同时观测两个或两个以上陆标的导航参数,可以获得同一时刻的两条或两条以上的船位线,它们的交点即为观测时刻的观测船位。,在位置线的交点画一小圆圈作为陆标定位的船位符号。,常用的陆标定位:,方位定位,距离定位,3,第三章 陆标定位,选用定位的陆标,首选物标灯塔,孤立尖顶小岛。,用于目测的其它良好物标:山峰、岬角等。,原则:海图有准确位置且明显的可观测的物标。,4,第三章 陆标定位,第一节 位置线与船位线 观测值函数为常数的几何轨迹,在数学上称为等值线。本课程前面所讲的等磁差曲线、等深线及等高线就是这样的等值线。在航海定位中,测者对物标进行观测时,其观测值为常数的点的几
3、何轨迹,称为观测者的位置线(1ineofposition,LOP)。观测者的位置线在时间上表明仅在观测的时刻,符合该观测值的船位必定在该位置线上;而不在该位置线上的任何船位上的观测值均不是该观测值。因此,观测者的位置线具有时间性与绝对性两大特点。,5,第一节 位置线与船位线,航海上常用的位置线有:方位位置线、距离位置线、方位差位置线、距离差位置线等。由于位置线形状复杂,在实际应用中,经常取推算船位附近的一小段曲线或其切线去代替位置线,这样的一段曲线或切线称作船位线。地球上测者附近的小范围内的地面可视作平面,此时这四种位置线的形状与性质如下所述:1方位位置线:根据测者所在位置不同又可分为船测岸方
4、位位置线与岸测船方位位置线:,6,(1)船上测者对岸上某一已知坐标的固定物标M进行方位测量(船测岸)时,由物标M画出的与M点的子午线相交成TB+180的方位线MP,就是相应的船测岸方位位置线(图a)。在MP上任一点的测者测物标M的真方位均为TB,而在该线外任何一点观测物标M的真方位均不等于TB。,第一节 位置线与船位线,7,(2)从岸上某一已知坐标的固定物标M对船舶进行方位测量(岸测船)时,则相应的岸测 船方位位置线,就是由物标M画出的与M点的子午线相交成TB的方位线MP(图b)。测者在M点测量位于MP上任一点的船舶的真方位均为TB,而测量在该线外任何一点的船舶的真方位均不等于TB。总之,在平
5、面上船测岸与岸测船的方位位置线都是船舶和物标两点之间的直线。,第一节 位置线与船位线,8,2距离位置线:船上测者对已知坐标的固定物标M进行距离测量时,所测得的船与物标M间的距离位置线,是以物标M为圆心,所测距离D为半径的圆(图)。可见,在该圆上任一点,到物标M(圆心)的距离均等于D,而在该圆周以外的任何一点观测物标M的距离均不等于D。,第一节 位置线与船位线,9,3方位差位置线:又称水平角位置线,船上测者测量岸上两个已知坐标的固定物标之间的水平角时,即测量它们的方位差时,方位差位置线是船与两物标所连的三角形的外接圆圆弧的一部分(图)。在该段圆弧上的任一点,对两物标所张的水平角,均等于该圆周角,
6、而在该圆弧以外的任何一点,对两物标所张的水平角均不等于该圆周角。,第一节 位置线与船位线,10,4距离差位置线:船上测者若对岸上已知坐标的两个物标(例如台站)进行距离差的测量时,则距离差位置线是以两物标(台站)为焦点的双曲线(图),在该双曲线上任一点至两焦点的距离差值均为观测所得的常数。,第一节 位置线与船位线,11,第一节 位置线与船位线,如果不在测者附近的小范围内研究位置线,则不应把地面视作平面,而应将地球当作圆球体更为精确,此时这四种位置线在球面上和在海图上的形状就比较复杂。1球面方位位置线:同样,根据测者所在位置不同又可分为:(1)岸测船大圆弧,12,第一节 位置线与船位线,在球面上,
7、位于已知坐标的固定物标点M上的测者,观测运动着的船舶户的方位时,其方位位置线是由测者M画出,且与测者子午线(QMPNQ)相交成所测方位角为的大圆弧MPP1P2(图)。这是因为无线电波和光波都是沿球面上两点间最短距离大圆弧传播的。,13,第一节 位置线与船位线,(2)船测岸恒位线在球面上,运动着的未知坐标的船上的测者P,观测岸上某一已知坐标的固定物标M的方位时,其方位位置线是通过近极点PI、船位户和物标M所连接的恒位线(1ine of equal bearing或azimuth)。在恒位线上的每一点,对同一物标M都有相同的大圆方位,14,第一节 位置线与船位线,2球面距离位置线球面小圆 在球面上
8、,对远距离物标进行距离测量时,其球面距离位置线是以物标M为极,以所测球面距离MP为极距的球面小圆(图)。在该小圆上任意一点到小圆的极点物标M的球面距离都等于MP。天文位置线就属于这一种。而小圆在墨卡托海图上的投影是一条复杂的周变曲线。,15,第一节 位置线与船位线,3球面方位差位置线船上测者测量岸上两个固定物标之间的球面夹角,即球面角为常数的点的轨迹为近似球 面方位差位置线。4球面距离差位置线 在空间与两个定点的距离差为常数的点的轨迹,是一个以两个定点(主台与副台)为焦点的双曲面。该双曲面与地球面的交痕为近似球面双曲线。,16,第二节 陆标识别,陆标定位时,必须准确无误地辨认物标。,航海上辨认
9、物标的常用方法有:,1.利用对景图识别,在航用海图上或航路指南中附有某些山形的照片或图片,即对景图,并注明该图是在某一方位、距离上观看时的形状。,17,第二节 陆标识别,.利用等高线识别,在大比例尺海图上,山形通常以等高线来描绘。,等高线愈密,表示山形愈陡峭,等高线愈疏,表示山形愈平坦,18,第二节 陆标识别,3.利用实测船位识别,利用已知物标测定船位的同时,测出前方未知物标的方位。在海图上画出船位后,从船位画出所测的方位线。,重复进行该步骤。,则从两、三个实测船位所画出的方位线将基本交于海图上的某一物标,该物标即为待识别的物标。,19,第三节 方位定位,测方位的仪器,罗经,陀螺罗经复示器或磁
10、罗经,一、方位的测定,20,第三节 方位定位,测方位的仪器,航海雷达,可利用雷达电子方位线观测物标的方位,21,第三节 方位定位,二、方位定位方法,同时观测两个或两个以上陆标的方位来确定船位的方法和过程称为方位定位,也称为方位交叉定位(fixing by cross landmarks)。,方位定位观测作图简单、迅速,是海上常用的定位方法。,在航海实践中,通常采用两方位和三方位定位。,在海上,近距离(小于30海里)中低纬度海区航行时,一般将方位位置线近似认为是恒向线方位线,即直线。,22,第三节 方位定位,1.两方位定位,同时观测两个陆标的方位,可以获得同一时刻的两条方位位置线,其交点即为观测
11、时刻的观测船位。,(1)定位步骤,通常通过选、测、算、画等步骤来进行定位。,选,即合理选择和正确确认准备观测的物标,测,即观测,在海上利用磁罗经或陀螺罗经复示器观测A、B物标的方位可得到相应CB1,CB2或GB1,GB2,算,即换算,将CB1,CB2或GB1,GB2换算成真方位TB,TB1=CB1+C=GB1+G,TB2=CB2+C=GB2+G,23,第三节 方位定位,画,即在海图上根据算出的真方位画出两条方位位置线,其交点就是所求的观测时刻的观测船位。,从物标A按TB1 的反方向(TB1180)画出船位线,同理从物标B按TB2 的反方向(TB2180)画出船位线,则两条船位线的交点P0就是观
12、测时刻的观测船位。,P0,为两船位线的夹角。,24,第三节 方位定位,例:某船CA280,C-1.5。1000 L308.5,测得日庄礁 灯标CB275,七星礁灯标CB046.5,请画出1000船位。,解:,1)求真方位:,TB日=275-1.5=273.5,TB七=046.5-1.5=045,2)作图,两条船位线的交点就是所求的观测时刻的观测船位。,25,第三节 方位定位,1)两条船位线的相交所得的观测船位的准确程度取决于如下的一些因素:(即船位精度的影响因素),辨认物标要准确,物标辨认错误会导致错误的观测船位,物标分布要合理,两船位线的夹角合理与否会影响观测船位的精度。,观测误差小,观测误
13、差,船位线误差,观测船位误差,应同时观测,但实际往往做不到同时观测,故通常以第二次观测时刻作为观测船位时刻。,(2)影响两方位定位精度的因素,26,第三节 方位定位,2)在实际航行中通常通过选择合适的物标和合理的观测顺序来提高观测船位的精度。,对于同一测者,使用同一仪器观测假定为等精度观测,即:m1=m2=m,则两方位定位的船位标准差为:,两位置线相交得到的船位标准差为:,对于两条方位位置线,它们的位置线误差分别为:,27,第三节 方位定位,3)选择合适的物标,应选择在海图上位置准确、容易辨认的(孤立显著的)而且离船近的物标(D小M小);,选择方位位置线交角适当的物标。,从船位标准差看=90时
14、最好。兼顾系统误差和随机误差应尽可能选择位置线夹角为6090的物标,最低要求应满足30150。,28,第三节 方位定位,4)选择合理的观测顺序,对同一测者,由于实际往往做不到同时观测,因此选择合理的观测顺序相对提高观测精度显得十分重要。,A,B,如图所示,A物标在船(推算船位)首尾线附近,B物标在船的正横附近,应首先观测哪一个物标哪?,A、B物标哪一个物标的方位变化快?,29,第三节 方位定位,白天两物标观测顺序,先观测方位变化慢的,即船舶首尾线方向附近的物标,后观测方位变化快的,即船舶正横方向附近的物标。,A,B,如图所示,先观测方位变化慢的A物标,后观测方位变化快的B物标,同时应尽可能减小
15、观测间隔,观测船位以后一观测时刻为准。,30,第三节 方位定位,夜间两物标观测顺序,在夜间或能见度不良时,本着“先难后易”原则选择合理的观测顺序,即:,先观测闪光周期长的灯标B,后观测闪光周期短的灯标A;,先观测弱光灯标,后观测强光灯标;,先观测闪光灯标,后观测定光灯标,A,B,Fl 15s,Fl 5s,目的:缩短两次观测之间的时间间隔。,31,第三节 方位定位,例:船舶两方位定位,若与两物标A、B的距离分别为5与6,而在观测方位时有土1的均方误差,则求测量两方位位置 线的均方误差,若位置线夹角为60,求观测船位的均方差。,解:,32,第三节 方位定位,2、三方位定位,两方位定位简单、方便,但
16、一般相交于唯一点,测者只能以此为观测船位,无法判断观测的差错及船位的准确性。,同时观测三个陆标的方位,可以获得同一时刻的三条方位位置线,其交点即为观测时刻的观测船位。,33,第三节 方位定位,三方位定位时,其中的一条方位线可以检验另两条是否有差错。如有差错,则可能会形成较大的三角形。,在条件许可时,应尽可能同时观测三个物标的三个方位来进行定位。,提高三方位定位的船位精度,同样要考虑与两方位定位的一些影响因素,但对于三条方位位置线的交角,其相邻的两条位置线交角应尽可能接近60或120,最好为120,最低要求同样应满足30150。,(1)提高三方位定位精度的方法,三方位定位时同样应遵循“先慢后快”
17、、“先难后易”、的观测顺序,34,第三节 方位定位,(2)船位误差三角形产生的原因 由于实际上不可能在同一时刻上观测三个物标的方位,而且在观测方位和在海图上绘画方位线时很难绝对准确,加上仪器的误差也未能被确切掌握,因此,在大比例尺的海图上,三条方位位置线一般都不可能相交在一点,而是相交成一个小三角形,即船位误差三角形。即由以下因素所致:并不是真正做到同时观测三物标方位观测方位中存在观测误差罗经差本身存在误差作图误差所测物标的海图位置不准引起的误差,35,第三节 方位定位,(3)船位误差三角形的处理 1)小误差三角形的处理如果在大比例尺(比例尺大于1:200000)航用海图上所测得的船位误差三角
18、形每边都不超过5mm,一般可以认为它是由于位置线中存在着合理的随机误差引起的。处理方法如下:近似直角三角形,其最概率船位位于靠近直角处一点;近似等边三角形,其最概率船位位于三角形中心;近似等腰三角形,其最概率船位位于近短边中心;狭长等腰三角形,其最概率船位位于短边中心;,36,第三节 方位定位,若三角形附近有危险物存在,应将船位取在最接近危险物或对以后航行安全最不利的一点上,如图所示:,37,第三节 方位定位,2)大误差三角形的处理当三条方位位置线交成较大的三角形时,即在大比例尺航用海图上三角形边长大于5mm时,应在短时间内进行重复观测定位。如该误差三角形是由于粗差所造成(例如测错物标、画错物
19、标、读错方位等),一般在重复观测中可发现和纠正,变为合理的小误差三角形。如在重复观测中,误差三角形仍然存在,且其大小、方向没有显著的变化,或按一定的规律变化,则可认为误差三角形主要是由于观测中系统误差所造成(例如罗经差中存在着误差)。这时,可将所使用的罗经差作24的变动,然后重新在海图上定位,并将所得到的新误差三角形和原误差三角形相对应的各顶点用直线连接,则这些连线的交点即为观测时刻的消除系统误差后的船位。如果观测三方位的系统误差相同,可采用以下方法确定船位:,38,第三节 方位定位,、当三物标分布范围大于180时,消除了系统误差后的船位位于船位误差三角形的内切圆圆心,即内心上,如图所示;,3
20、9,第三节 方位定位,、当三物标分布范围小于180时,消除了系统误差后的船位位于船位误差三角形的中标位置线外侧的旁切圆圆心,即旁心上。如图所示。,40,第三节 方位定位,如果在短时间内重复观测定位中,船位误差三角形仍然较大,而且其大小、形状变化较大又无规律,则可以认为误差三角形主要由于观测定位中存在有较大的随机误差造成的,这时最好采用其他的有效的定位方法来核对,判断最或然船位的所在。当船位误差三角形较大又无法缩小时,则应该认为实际船位是在三角形中航进方向上最接近危险物的一点。如果三条方位位置线的均方误差相同,则消除了随机误差后的观测船位位于船位误差三角形的反中线的交点上。如图所示,41,第四节
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 航海 标定
链接地址:https://www.31ppt.com/p-4941496.html