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航海学 1 2 海图 大连海事大学航海学院航海教研室刘德新 航海学 1 课程目录 第一篇基础知识第一章坐标 方向和距离第二章海图第二篇航迹推算与陆标定位第一章航迹推算第二章位置线和船位理论第三章陆标定位 END 第二章海图 第一节地图投影第二节恒向线第三节墨卡托投影海图第四节港泊图与大圆海图的投影方法第五节海图绘制与出版第六节识图第七节海图的分类和使用注意事项 END 地图投影 地图投影和比例尺地图投影概念局部比例尺与投影变形普通比例尺 基准比例尺地图投影分类按投影变形性质分类按构成地图图网的方法分类平面投影 圆锥投影 圆柱投影 条件投影 END 地图投影概念 地表面事物部分或全部 数学法则 平面 任意一点均可用经纬度描述 仅需将经纬线 平面 地图经纬线图网 不可展曲面 同比例缩小 地球仪 不同比例 拉伸 压缩 平面图 投影变形 长度 角度 面积变形 END 局部比例尺与投影变形 局部比例尺概念 表达式 比例尺与投影变形同一地图上各点局部比例尺可能都不相同 同一点各个方向局部比例尺可能都不相同 某点各个方向局部比例尺相同 保持该点为等角投影 END 普通比例尺 基准比例尺 概念取值各个局部比例尺的平均值某点或某线的局部比例尺某基准点 线 的局部比例尺表示法数字比例尺 1 30000直线比例尺 比例尺作用决定海图制图的精度决定海图作业的精度决定图上资料的详尽程度 END 地图投影分类 按投影变形性质分类 等角投影概念特性 局部相似 圆 圆 角 等角整体变形 等圆 不同大小圆等积投影概念特性 与等角不能同时满足任意投影 根据某种特殊需要 解决某种特定问题而制作地图的投影方法 END 平面投影 方位投影 外射投影 极射投影 绘制半空星图心射投影 大圆海图 极区地图 大比例尺港湾图 极切投影 赤道切投影 任意切投影 END 圆锥投影 按位置关系分 正圆锥 横圆锥 斜圆锥投影按投影变形分 等角 等积 任意投影 END 圆柱投影 正圆柱 等角正圆柱 墨卡托投影 航用海图横圆柱 等角横圆柱 高斯投影 极区 狭长 港湾图斜圆柱 END 恒向线 等角航线 恒向线 rhumbline 球面恒向线方程恒向线性质恒向线球面表现形式 END 球面恒向线方程 恒向线性质 当C 000 180 时 2 1 当C 090 270 时 2 1 以M 0 0 代入恒向线方程得 对应每个 2 2仅一解 上式可转化为 以 2 2 2 等代入 2将有无数解 END 恒向线球面表现形式 除航向C 000 180 或者C 090 270 外 在地球表面上 恒向线表现为一条与所有子午线相交成恒定角度的 具有双重曲率的球面螺旋线 它逐渐趋向地极 但永远达不到地极 END 墨卡托投影海图 航用海图应具备的两个条件墨卡托投影 等角正圆柱投影墨卡托海图特点墨卡托图网绘制方法 正规绘制方法 简易图网绘制原理和方法 常见问题 Dep D Cos 或D Dep Sec 不同纬线比例尺问题 不同纬度岛宽问题出发点与到达点问题 比例尺与经线间距 END 正圆柱投影 经线 相互平行直线纬线 相互平行直线 经 纬线相垂直 等经差经线 等间距相互平行直线等纬差纬线 不等距相互平行直线 渐长 墨卡托投影 纬度渐长率 概念 图上任意纬线至赤道的距离与图上1赤道里 图上经差1 长度 的比值 示意图 公式 特点 仅与纬度有关 与比例尺等无关 意义 如是墨卡托海图 则任意两经线间距离 DMP 制图时 使任意两经线间距离 DMP 则该图等角 DMP渐长 在平均纬度处量距离 END 纬度渐长率示意图 墨卡托海图特点 图网特点 经线为南北向相互平行的直线 其上有纬度图尺 纬线为东西向相互平行的直线 其上有经度图尺 且经线与纬线相互垂直 经度1 的长度 1赤道里 相等 但纬度1 的长度 1海里 随纬度升高而逐渐变长 存在纬度渐长现象 恒向线为直线 非最短航程航线 具有等角特性 同纬度纬线的局部比例相等 不同纬度的局部比例尺 随纬度的升高而逐渐增大 END 正规墨卡托图网绘制方法 纸张大小 图幅经差 1赤道里长度e 经差 1赤道里长度 绘画整度经线 间隔1 或2 或5 DMP MP2 MP1 1赤道里长度 绘画整度纬线 与经线垂直 绘画经度和纬度图尺 经线等分 纬线先10 再等分 END 简易墨卡托图网绘制原理 东西距与经差 Dep原理 等纬圈弧长Dep是被放大了sec 倍 相邻两纬线间经线放大sec m倍 END 简易墨卡托图网绘制方法 例 以1 经度等于6cm的比例尺 绘制120 E 124 E 32 N 36 N的简易图网 图幅范围和经差 整度经线在图的下端画一垂直与经线的直线 作为32 N纬线 自A点作一角度等于32 5 与121 E经线相交与B点 量取AC AB 过C且垂直经线的直线 即为33 N纬线 用类似方法 画出其它纬线 港泊图与大圆海图投影方法 港泊图投影方法高斯投影 高斯克 吕格投影 原理 特点 应用 平面图心射投影 原理 特点 应用大圆海图投影原理和特点使用注意事项 END 高斯投影原理 轴子午线 直线 垂直轴子午线大圆 垂直轴子午线 等间距直线 平行轴子午线小圆 平行轴子午线直线 渐长 轴子午线与赤道外经纬线 曲线 愈远 变形愈大 高斯投影图特点 图网特点具有等角投影特性 轴子午线附近变形小 经差小 纬差大的狭长区 极区变形小 极区与高纬地区海图 两种图网 经纬线和公里线图网 后者用于测量和军事 END 大圆海图特点 图网特点 极切投影 所有经线为由极点向外辐射的直线 而所有纬线为以极点为圆心的同心圆 赤道相切投影 经线为南北向相互平行的直线 纬线则为凸向赤道的圆锥曲线 图上大圆弧为直线 仅切点为等角投影 纵向变形 横向变形 愈远 变形愈大 END 大圆海图使用注意事项 心射投影不是等角投影 不能在大圆海图上直接量取方向或夹角 除非图上绘制有变形向位圈 方可量取大圆方位 大圆海图上相同纬度处投影变形不同 不能在大圆海图上直接量取距离 除非图上事先绘制有量距曲线 才能用特殊的方法量取距离 END 海图坐标系与出版 海图坐标系各国为使椭圆体尽可能接近所在地区大地水准面 采用不同坐标系 两T图坐标系位移量大于海图极限精度 坐标转换 图与图之间转换 导航定位仪采用的坐标系与海图坐标系不同 坐标转换 海图的出版与新版新图 newchart 新版图 neweditionchart 改版图 largecorrectionchart END 识图 海图标题栏与图廓注记海图基准面 高程基准面 深度基准面 重要的海图图式高程 水深和底质航行障碍物 礁石 沉船 其他重要图式 助航标志 重要航标 雷达信标 灯标注记 其他常用图式常见高程 水深 礁石 沉船 碍航物图式 END 海图标题栏 出版单位徽志 图幅地理位置和图名编图资料说明 投影性质 比例尺与基准纬度深度 高程基准面和单位图式版别 坐标系和资料来源等其它 与航行安全有关的说明和重要注意或警告等对景图 潮信表 潮流表 换算表等资料坐标系修正量 END 图廓注记 海图图号 chartnumber 中版 按区 四角 英版 按顺序 左上 右下 BA L XX 出版 发行情况 publicationnote 图廓外下中 新图出版发行单位 日期外下中右 新版 改版日期 1972 小改正 smallcorrection 图廓外左下角图幅 dimensions 图廓外右下角 内轮廓尺寸阅图号 对数图尺 END 高程基准面 heightdatum HD 概念 山头 岛屿 明礁等的起算面取值 中版 1985国家高程基准面或 当地平均海面英版 MHWS 半日潮为主 或 MHHW 日潮为主 或 MSL 无潮海区 END 深度基准面 chartdatum CD 概念 海图水深 干出高的起算面取值 中版 理论最低潮面 旧称 理论深度基准面 英版 天文最低潮面 lowestastronomicaltide LAT END 高程 height 概念 陆上数字 部分水上带括号数字起算面 单位 中版 m 英版 m 米制 ft 拓制 特殊高程 标注 10m 标至整米 舍小数部分 END 特殊高程 灯高 elevation MHWS 光源中心干出高 自深度基准面以上的高度 比高 自地物 地貌基部地面至顶端的高度 即物标本身的高度 净空高 MHWS 江河高水位 中下梁最低点 管线最低点山高 高程点 等高线 草绘线 虚线 山形线 无高程 建筑物高程 基部地面高程 比高 顶高 END 水深 sounding 概念 海图水面数字起算面 单位 中版 m 英版 m 米制 或fm ft 拓制 字体 斜体 新测 小C 直体 不准 来自旧 小C水深点位置 整数中心 特殊水深 带点线圈扫海水深 等深线 虚实 层次 注记 31m 整米 END 底质 natureoftheseabed 概念 海底性质 如 沙 sand S 泥 mud M 粘土 coral Cy 石 stone St 岩石 rock R 珊瑚 coral Co 和贝 sheels Sh 等 注记顺序 先形容词后种类 如 软泥 soM 混合底质 先多后少 如 MS SM 分层底质 先上后下 如 S M M S END 礁石 rock 礁石 海中突出 孤立的岩石 区分为 明礁 rockuncovered 明礁平均大潮高潮时露出的孤立岩石 与小岛同样表示 干出礁 dryingrock 平均大潮高潮面下 深度基准面以上的孤立岩石 适淹礁 rockawash 深度基准面适淹的礁石 暗礁 reef submergedrock 深度基准面以下的孤立岩石 END 沉船 wrecks WK 危险沉船非危险沉船中版 20m 20m英版 28m 28m其他 已知最浅深度沉船 深度不明的沉船未精测沉船 经扫海探测的沉船部分船体露出沉船 仅桅杆 mast 露出沉船 END 其他重要图式 重要缩写疑存 ED existencedoubtful 疑深 SD soundingdoubtful 疑位 PD positiondoubtful 概位 PA positionapproximate 据报 Rep reported 碍 Obstn 不明性质 深度障碍物 碍锚 Foul 沉船残骸及其它有碍抛锚和拖网的地区 END 灯标注记 注记顺序 节奏 颜色 周期 灯高 射程如 FlR6s75m15M基本灯质 定光F 闪光Fl 明暗光Oc 互光Al 闪光 单闪光Fl 长闪光LFl 2s快闪Q 50 80 我 60 甚快闪VQ 80 160 我 120 超快闪UQ 160次 秒其他 联闪光Fl 2 混合联闪光Fl 2 1 定闪光FFl 等明暗Iso FlRW AlFlRW END 常见高程图式 等高线及高程点 建筑物高程 建筑物顶高 建筑物比高 树梢概略高度 常见水深图式 实际位置的水深 移位水深 狭水道最浅水深 未测到底水深 直体注记水深 干出高度 常见礁石图式 明礁 屿 干出礁 适淹礁 深度不明暗礁 已知深度暗礁 非危险暗礁 常见沉船图式 危险沉船 非危险沉船 已知最浅深度沉船 经扫海探测的沉船 未精测的沉船 部分船体露出沉船 仅桅杆露出的沉船 按比例绘画的沉船 常见碍航物图式 沉船残骸及其他碍锚地 深度不明的障碍物 已知最浅深度的障碍物 经扫海的障碍物 渔栅 渔礁 贝类养殖场 重要航标图式 灯塔 灯桩 设灯的平台 塔形灯桩 灯船 蓝比 大型航标 导灯 雷达信标图式 海岸雷达站 雷达指向标 雷达应答标 雷达反射器 雷达显著物标 其他常用海图图式 平台 井架 已知最大吃水航道 已知最大吃水推荐航道深水航道 无线电报告点 限制区界限 引航站 海图分类和使用注意事项 海图分类按作用分 航用海图 参考图按载体分 纸质海图 电子海图航用海图按比例尺分类海图资料的可信赖程度海图使用注意事项电子海图简介 END 航用海图分类 总图 generalcharts 1 3000000远洋航行图 oceansailingcharts 1 1000000 1 2900000近海航行图 offshoresailingcharts 1 200000 1 990000沿岸航行图 coastalsailingcharts 1 100000 190000港湾图 harborcharts 1 100000 END 海图资料可信赖程度 测量时间和来源 早 旧 技术落后 变迁 当时吃水海图出版 新版日期与小改正 海图比例尺 比例尺大 位置准 精度高 改正及时测深详尽程度 水深点排列 字体 等深线虚实 海图空白处地貌精度与航标位置 草绘岸线 等高线 山形线 浮标等移位等 END 海图使用注意事项 选用现行版大比例尺海图