22陆标定位.ppt

2 2陆标定位 1方位定位 2距离定位 3单物标方位 距离定位 4陆标的识别方法 5移线定位 6单一位置线的应用 7交通部 海图作业试行规则 对观测定位的要求 1陆标定位的方法 一 概述二 方位定位三 距离定位四 水平角定位五 辨认物标的基本方法六 船位差七 船位误差三角形 一 概述 船上陆标定位的录像片段 陆标 landmarks 在海图上标有准确位置的陆上物标的统称 陆标定位 fixingbylandmarks 是指观测陆标的方位 距离 方位差 称它们为导航参数 或它们的组合等来确定船位的方法和过程 常用的陆标定位有方位定位距离定位 陆标船位及海图标注 可用以定位的陆标 end 陆标船位及海图标注 在位置线的交点画一小圆圈 作为陆标定位的船位符号 并标时间及计程仪读数 只要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 陆标船位 end 可用以定位的陆标 首选物标 灯塔 孤立尖顶小岛 end 用于目测的其它良好物标 山峰可选 岬角 其它可用物标 只要海图有标注 且有明显的可观测点的物标如油井架 高大的烟囱等 end 二 方位定位 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 fixingbycrosslandmarks 在航海实践中 通常采用两方位和三方位定位 end 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 其交点即为观测时刻的观测船位 例如 某船1000测得日庄礁灯标tb273 七星礁灯标tb038 则可定得1000船位如图 1000 日庄礁 七星礁 end 1 测方位的仪器 航海雷达 雷达图像 end 测方位的仪器 罗经 陀螺罗经复示器或磁罗经 end 2 定位步骤 选 测 算 画 1 选择和确认欲观测的物标 如a b 2 测利用磁罗经或陀螺罗经复示器观测a b物标的方位得到cb1 cb2或gb1 gb2 3 算将cb1 cb2或gb1 gb2换算成真方位tb 即 a物标tb1 cb1 c gb1 gb物标tb2 cb2 c gb2 gend 2 定位步骤 4 画船位在海图上 分别从物标a按tb1的反方向 tb1 180 画出船位线 从物标b按tb2的反方向 tb2 180 画出船位线 则两船位线的交点p0就是观测时刻的观测船位 为两船位线的夹角 end 3 两方位定位举例 例 某船ca280 c 1 5 1000l308 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 5tb七 046 5 1 5 045 2 作图 end 问题 如何保证观测船位是准确的 保证观测船位准确的前提 1 辨认物标要准确 2 物标分布要合理 3 观测误差小 4 应同时观测但一般做不到同时观测 且以第二次观测时刻作为船位时间 如何处理 end 4 物标的选择 选择物标的要求 1 位置准确容易辨认的 孤立的 显著的 离船近的物标 2 选择方位位置线交角 适当的物标 即 90 时最好 尽可能选择位置线夹角 为60 90 的物标 最低要求应满足30 150 灯塔 精测点 制高点 一般山头 end 5 观测顺序 提问 如图 哪个物标的方位变化快 a b end 5 观测顺序 白天 1 对两物标观测顺序的要求 先观测方位变化慢的 即船舶首尾线方向附近的物标 如a 后观测方位变化快的 即船舶正横方向附近的物标 如b a b end 5 观测顺序 夜间 在夜间或能见度不良时 先难后易 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 后观测定光灯标目的 缩短两次观测之间的时间间隔 a b fl15s fl5s end 2 不同观测顺序引起的船位差别 观测a b物标定位 设m1为第一次观测t1时的实际船位 m2为第二次观测t2时的实际船位 试比较 先测a 后测b和先测b 后测a的差别 结论 a b ca m1 m2 end 若先测a 后测b 2 不同观测顺序引起的船位差别先测a 后测b 得到观测船位f1 f1与第二次观测时的实际船位m2之间的差为m2f1 结论 b b a ca m1 m2 t1 t2 f1 end 2 不同观测顺序引起的船位差别先测b 后测a 若先测b 后测a 得观测船位f2 f2与第二次观测时的实际船位m2之间的差为m2f2 end 结论 a b ca m1 m2 t1 t2 f2 结论 当观测船位与m2比较时 f1比f2准确 即应先测a 后测b a b ca m1 m2 先测a 后测b的船位f1 先测b 后测a的船位f2 当观测船位与m1比较时 f2比f1准确 即应先测b 后测a 结论 船舶习惯于以第二次观测时刻作为船位时间 因此 一般应先测a 后测b 但若以第一次观测时刻记船位时间 则先测b 后测a end 2 三方位定位 两方位定位简单 方便 但一般相交于唯一点 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 end 1 三方位定位方法 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 end 2 三方位定位优点 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 因此 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 end 3 三物标的选择 三物标定位的物标选择 方位分布考虑 最好 两两夹角为120 最低要求 两两夹角为30 150 end 三 距离定位1 两物标距离定位 同时观测两个或两个以上物标的距离 然后在海图上以观测物标的位置为圆心 以观测距离为半径画出距离位置线 则两条或两条以上距离位置线的靠近推算船位的交点就是观测时刻的观测船位 end 1 航海上测定距离的方法 1 用雷达测 2 用六分仪测物标的垂直角求距离 3 用灯标的初显 隐 估算距离end 1 六分仪测物标垂直角求距离 已知高程h且垂足b在测者能见地平之内的物标 当测得物标的垂直角 后 船到物标的距离为 可近似以 代 求船到物标的距离d h b d e e end 2 六分仪测距注意事项 影响测距精度的因素 1 标高h误差的影响 应选择垂直角大的物标 潮差较大的海区 应对标高h进行潮高改正 2 测角误差的影响 应选择离船近 垂直角大的物标 3 近似以 代 影响眼高和岸距的影响 应选择观测一侧较陡峭 垂足在视距内的物标 结论 一般 当满足dh e 且h d时 测距误差 3e h b d d e e end 2 两距离定位 同时测得视界内两个物标的距离 在海图上分别以两个物标为圆心 以所测距离为半径画圆弧 得到两个交点 靠近推算船位的交点为观测时刻的观测船位 也可用某物标的大概方位判断哪一交点为观测船位 end 3 物标的选择和观测顺序 1 选择物标的要求 与方位定位相同 2 对两物标观测顺序的要求 先观测距离变化慢的 即船舶正横方向附近的物标b 后观测距离变化快的 即船舶首尾线方向附近的物标a a b 在夜间或能见度不良时测灯标 与测方位的要求相同 end 观测顺序思考 1000 测两方位 先测哪个灯标 1030 测两距离 先测哪个灯标 1000 首尾方向 日庄灯标 1030 先测正横方向 七星礁灯标 end 4 三距离定位 同时测得视界内三个物标的距离后 在海图上分别以三个物标为圆心 以所测距离为半径画圆弧 得到一个交点或小三角形 即为观测时刻的观测船位 end 四 水平角定位 1 定位方法 用 三杆定位仪 threearmsprotractor 透明纸在海图上平移对物标 在三杆定位仪中心小孔点船位 几何作图 原理 同弧的圆周角是圆心角的一半 作法 a 作两物标连线的垂直平分线 在ep侧的垂直平分线上向物标作角 得圆心 作圆弧位置线 b 90 由物标向ep侧的垂直平分线作 90 角 得圆心 90 由物标向ep另一侧的垂直平分线作 90 角 得圆心 定位 两圆弧位置线的交点 rf ep侧 或以大致方位确定之 2 水平角定位的特点 优点 定位精度高 sextant测角精度高达1 不用罗经 不受罗经差不准的影响 观测位置灵活自由 不受遮挡 缺点 观测麻烦 测水平角不如测方位简便 航行中观测必须快速 熟练 不会形成误差三角形 精度判定困难 需要视界内三个合适的物标 用途 航道测绘 扫海 航标设置 重要锚位 打捞沉船 安装平台 测旋回要素 布雷 扫雷等 精确定位的经典方法 随着dgps的应用 它便退出历史舞台 3 水平角定位的注意事项 注意事项 1 正确选标 基本在同一水平面的物标 高度相差不大 易测 误差小 选船标距离近而标标距离远的 尤其中间标应选近 提高精度 避免四点共圆 切忌四点 m1 m2 m3 f 共圆或接近四点共圆 无法定位 位置线交角 两边标对船位与中间标连线的张角之和 1 2 90 最佳 一般30 120 2 切忌把角搞反 3 观测顺序 先测水平角变化慢的同一舷物标之间的夹角 后测异舷物标 4 若测得三标方位 但 c不知道或怀疑 c可能不准确 可将三方位定位改为两水平角定位 五 辨认物标的基本方法 1 利用对景图识别2 利用等高线识别3 利用实测船位识别 1 利用对景图识别 在航用海图上或航路指南中附有如下所示的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 end 1 利用对景图识别 对照 利用等高线识别 在大比例尺 大于1 150000 海图上 山形通常是用等高线描述出来的 等高线愈密 表示山形愈陡峭 等高线愈疏 表示山形愈平坦 方位000 距离15海里 方位315 距离15海里 end 利用实测船位识别 1 在利用已认识的物标测定船位时 同时观测前方待识别物标的方位 在海图上画出船位后 从船位画出待识别物标的方位线 1 如图 a b为已知物标 c为待识别物标 2 当测定a b物标的方位时 同时测定待识别物标c 3 在海图上用a b方位画出船位后 从船位出发画待识别物标的真方位线 此线近似通过待识别物标 end 3 利用实测船位识别 则从两 三 个实测船位所画出的两 三 条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 下一次定位时 重复上述步骤 end 4 利用gps船位识别 2 利用gps船位识别未知物标 即在读取gps船位经纬度的同时测定待识别物标的真方位tb 如图 读gps船位f1时测待识别物标的真方位tb1 f1 f2 f3 tb1 tb2 tb3 读f2时测待识别物标的真方位tb2 end 六 船位差1 船位差的定义 同一时刻的推算船位与观测船位之间的位置差称为船位差 它是同一时刻的推算船位到观测船位的方向和距离 用符号 p表示 如图 p055 8 5nmile 表示船位差是从推算船位到观测船位的方向为055 距离8 5nmile end 船位差举例 end 2 船位差 p的处理 仍按推算船位继续进行航迹推算 仅仅从观测船位画一小箭头 指向同一时刻的推算船位点 以表示它们之间的相互关系 end 1 船位差 p不大时 2 船位差 p较大时 当船位差 p较大时 且认定观测船位比较可靠时 应在报经船长同意后 可将航迹推算转移到观测船位上去 然后再从观测船位画出计划航线 作为继续航迹推算的起点 称此过程为船位转移 注意 船位转移的船位差 p必须记入航海日志 end 2移线定位 一 概述二 位置线的转移方法三 单物标方位移线定位四 特殊方位移线定位五 有准确船位后的单物标两方位移线定位六 距离移线定位 一 概述 问题 在同一时刻只能测得一条位置线 如何确定船位 用移线的方法定位 end 1 使用时机 2 移线原理 船舶按ca航行 t1与t2的推算航程为sg 如图 视界内仅有一个物标可供观测 且在同一时刻只能测得该物标的一条位置线而无法确定船位时 ca sg end 3 移线方法 根据两次观测之间的推算航迹ca和推算航程sg 将前一时刻t1的位置线转移到后一时刻t2 ca sg end 4 转移位置线的定义 转移位置线 将位置线从一个时刻根据推算航迹向ca和推算航程sg转移到另一个时刻上去得到的位置线 转移位置线具有位置线的一切特性 时间性和必然性转移位置线的表示法 在转移位置线的两端画双箭头 end 5 移线船位的定义 移线船位 用移线方法获得的观测船位 end 二 位置线的转移方法 按位置线形式分 1 直线位置线 用平移位置线的方法转移2 圆弧位置线 用转移圆弧中心的方法转移 按转移期间的航线形态分 1 直航线 单航向 可直接转移2 曲折航线 转移期间转过向 作出合成航线 直航线 后用直航线法转移end 1 直线位置线的转移方法 1 确认转移前后的推算航程sg 2 从观测位置线p与推算航迹 ca 线的交点a起沿推算航迹线截取推算航程sg得一截点a m ca t1l1 a a t2l2 aa sg sg 3 过截点a 作位置线p的平行线 即得转移位置线p p p end 2 圆弧位置线的转移方法 圆弧位置线转移的实质是转移圆弧位置线的圆心 转移方法 1 过被观测物标 即圆弧位置线的圆心 点作推算航迹线的平行线 2 在该线上截取推算航程得截点 3 再以截点 为圆心 以观测值距离 1为半径画圆弧 即得转移后的圆弧位置线 end 曲折航线的位置线转移 如果在位置线转移期间 船舶进行过改向 则可按期间的合成 直 航线和合成 直 航程进行位置线转移 转移方法 1 作出转移前后的推算船位 如图 end 2 作出合成航线 用直线连接两推算船位 3 从观测位置线与合成线的交点 起沿合成线截取 得 量出合成航程 合成航线上两推算船位间的航程 4 将观测位置线 平行移到 便得转移位置线 end 三 单物标方位移线定位1 移线定位方法 t1 t2 sg t1t2 a aa sg 2 提高移线定位的精度 减小两观测方位线的误差 减小航迹推算的误差 即移线间隔时间要短 应使两条方位位置线的交角接近90 一般不应小于30 当有水流影响时 将与水流平行的一根位置线进行移线end t1 t2 3 最佳移线定位时机 为兼顾移线间隔时间要短和位置线的交角大的矛盾 单物标两方位移线定位应该在物标正横前后进行 end 四 特殊方位移线定位定义 利用转移特殊的方位线将单物标方位移线定位转化为单物标方位距离定位 从而简化移线定位的海图作业 tc tc d 2 使用时机 无风流或风流不大 船舶定向 定速航行 移线船位 end 基本原理 如图 由平面三角形的正弦公式可得关系式 当船舶不同时刻观测同一物标方位得q1和q2 期间航程为sl 则按式求出d和d 即可用观测方位p2和距离d定位 p 和d 定位 转特殊角法 end 1 倍角法 即第二次观测的舷角q2是第一次舷角q1的2倍 而d slsinq2 由式 end 即 第一次测得舷角q1时 记下计程仪读数l1 航行中当测得第二个舷角q2是q1的2倍时 记下计程仪读数l2 画出该方位线p2 则第二次观测时的船位在p2方位线上 距物标sl海里处 当q2 2q1时 d sl 例1 1410已知第一次观测物标m所得方位位置线p1与航向线交成15 第二次观测物标m所得方位位置线p2与航向线交成30 且两次观测之间的航程为14海里 则船与物标m正横时的距离为 a 7海里b 12海里c 14海里d 28海里 倍角a 倍角c 1411已知第一次观测物标m所得方位位置线p1与航向线交成15 第二次观测物标m所得方位位置线p2与航向线交成30 且两次观测之间的航程为14海里 则第二次观测时船与物标m的距离为 a 7海里b 12海里c 14海里d 28海里 end 2 四点方位法 当q1 45 q2 90 即物标正横时 有 d sl即当第一次测得舷角为45 时 记下计程仪读数l1 航行到物标正横时 记下计程仪读数l2 则物标正横时的船位 在物标的正横方位线上 距物标sl处 end 3 特殊角法 航海上 常用q1 26 5 q2 45 作为一对特殊角 由基本原理知 经三角函数变换可得 若能观测到q1和q2 使得 则有 end 思考 上述各法在有风流影响下 也能使用 但q1和q2不是物标的舷角 而是计划航线或推算航迹线与方位线的交角 sl不是计程仪航程 而是推算航程 所求得的d 不是正横距离 而是物标的最近距离dcpa end 应用举例2 1412某船 l 6 0800l 100 tc 352 测得某灯塔真方位014 5 0830l 108 0 再测得该灯塔tb 037 风流很小 忽略不计 则该灯塔正横距离等于 a 8 5b 5 3c 7 5d 6 0 1413设某轮首次观测甲物标的舷角是右舷37 5 第二次对同一物标进行观测得右舷角75 两次观测间的航程是s海里 则第二次观测物标时该轮距物标的距离是 a 4sb 3sc 2sd s 1419无风流条件下移线定位时 若第一次观测物标的舷角为 第二次观测物标的舷角为 则两次观测之间的航程即为该物标的正横距离 26 5 45 45 90 22 5 45 a b c d 倍角b 倍角d a end 五 有准确船位后的单物标两方位移线定位 假如某轮在to时刻获得准确船位a后 该轮定向 定速航行 在风流影响不变的情况下 又在不同时刻t1和t2测得视界内同一物标m的两条方位位置线p1和p2 ca end 则可根据单物标三方位求航迹向的方法 可求得 受风流影响后的移线船位 实际航迹线ca 平均风流合压差 单物标三方位求航迹向回顾 作图方法 在第三方位线p2上截取md dc t1 t0 t2 t1 过d点作第一方位线p0的平行线 交第二方位线p1于b点 连接b和c点 则直线bc方向就是实际航迹向ca end 有准确船位后的单物标两方位移线定位作图方法 由准确船位a点作任意直线 为了方便可取真航向线 交第一条方位线p1于b点 end 在该直线上取c点 并满足 ab bc t1 t0 t2 t1 kt1 kt2 t0 t1 t2 c ca 连接a点与rf点的直线即为实际航迹线 其与真航向tc之间的夹角即为平均风流合压差 3 将p1平移过c rf 求实际流向 流速 若当时航区内仅有水流影响 则可以求出平均流向 流速 t0 t1 t2 ca 方法 求出t2时刻的推算船位e 则 e rf end 平均流向 e指向rf的方向 平均流速 vc erf t2 t0 六 距离移线定位 end t1 t2 s s d1 ca d2 d1 3综合定位 综合定位 联合定位 combinedfixing 当用单一方法不能测定船位时 可利用各种不同性质的船位线来测定船位 以增加定位的机会 主要的综合定位方法有 方位和距离定位方位和水平角定位方位或距离与等深线定位等 end 一 方位距离定位 方法 同时观测单一物标的方位和距离 则同一时刻的该物标的方位位置线和距离位置线的唯一交点就是观测时刻的船位 应用 如雷达方位距离定位灯塔灯光初显或初隐距离方位定位垂直角距离方位定位等 end 方位距离定位的优点 单物标方位距离定位的最大优点在于 位置线的交角 始终等于90 因此 单物标方位距离定位的船位误差完全取决于观测方位和距离的精度 end 思考 单物标方位距离定位的观测顺序有何要求 原则 先测被测值变化慢的 难测的end 二 方位水平角定位 水平角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 end 三 方位等深线定位 应用场合 某物标的方位线与等深线接近垂直时 定位方法 先测深 当到达等深线时 再观测物标的方位 end end 四 距离等深线定位 应用场合 某物标的距离位置线与等深线接近垂直