《航海学》师资培训班

航海学 刘德新 航海学院 航海教研室,1.基础知识,2.船舶定位,3.时间系统,4.船位误差理论,5.航路资料,6.航线与航行方法,主要内容,7.航海仪器,8.罗经差的测定,航海学,1.基础知识,2.船舶定位,3.时间系统,4.船位误差理论,5.航路资料,6.航线与航行方法,主要内容,7.航海仪器,8.罗经差的测定,航海学,1.1 地球形状、地理坐标与大地坐标系,1.2 航向与方位,1.4 航速与航程,1.3 能见地平距离、物标能见距离和灯标射程,1.5 海图,1.6 识图,1.7 海图分类和使用,1.基础知识,航海学,1.1地球形状、地理坐标与大地坐标系,大地水准面,大地球体,地球圆球体,地球椭圆体,地球形状,1.1地球形状、地理坐标与大地坐标系,基本点线圈,地理经度,地理纬度,经差与纬差,地理坐标,1.1地球形状、地理坐标与大地坐标系,地理经度,概念,代号,度量,1.1地球形状、地理坐标与大地坐标系,地理纬度,概念,代号,度量,1.1地球形状、地理坐标与大地坐标系,经差与纬差,概念,方向性,计算,1.1地球形状、地理坐标与大地坐标系,大地坐标系,目的,坐标系建立,合理性,坐标系转换,1.2 航向和方位,四个基本方向的确定,圆周法,半圆周法,换算,方向的确定和划分,罗经点法,四个基本方向的确定,1.2 航向和方位,四个基本方向的确定,1.2 航向和方位,四个基本方向的确定,1.2 航向和方位,惯例,不同地点方向基准,四个基本方向的确定,1.2 航向和方位,方向划分（圆周法）,1.2 航向和方位,1.2 航向和方位,方向划分（圆周法）,1.2 航向和方位,方向划分（圆周法）,1.2 航向和方位,方向划分（圆周法）,1.2 航向和方位,方向划分（圆周法）,表示法,应用,方向划分（半圆周法）,1.2 航向和方位,1.2 航向和方位,方向划分（半圆周法）,1.2 航向和方位,方向划分（半圆周法）,1.2 航向和方位,方向划分（半圆周法）,1.2 航向和方位,方向划分（半圆周法）,1.2 航向和方位,方向划分（半圆周法）,1.2 航向和方位,方向划分（半圆周法）,表示法,特点,应用,方向划分（罗经点法）,1.2 航向和方位,1.2 航向和方位,方向划分（罗经点法）,1.2 航向和方位,方向划分（罗经点法）,1.2 航向和方位,方向划分（罗经点法）,1.2 航向和方位,方向划分（罗经点法）,1.2 航向和方位,方向划分（罗经点法）,1.2 航向和方位,方向划分（罗经点法）,表示法,应用,三种方向划分之间的换算,半圆方向圆周方向,罗经点方向圆周方向,1.2 航向和方位,航向、方位和舷角,概念,代号,度量,关系,1.2 航向和方位,航向、方位和舷角,航向线,1.2 航向和方位,航向、方位和舷角,1.2 航向和方位,航向线,真航向,航向、方位和舷角,1.2 航向和方位,航向线,真航向,方位线,航向、方位和舷角,1.2 航向和方位,航向线,真航向,方位线,真方位,航向、方位和舷角,1.2 航向和方位,航向线,真航向,方位线,真方位,舷角,航向、方位和舷角,关系,1.2 航向和方位,航向、方位和舷角,法则,如：TB360则：TB= TB - 360,1.2 航向和方位,航向、方位和舷角,法则,如：TB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),1.5 海图,局部比例尺与投影变形,局部比例尺概念,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该点等角投影。,1.5 海图,普通比例尺/基准比例尺,概念,取值,表示法,作用,1.5 海图,地图投影分类,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。,变形,1.5 海图,地图投影分类,平面,1.5 海图,地图投影分类,圆锥,1.5 海图,地图投影分类,圆柱,1.5 海图,恒向线,概念,方程,特点,球面表现形式,1.5 海图,墨卡托投影海图,航用海图应满足的条件,正圆柱投影,墨卡托投影,墨卡托海图特点,1.5 海图,墨卡托投影海图,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）,1.5 海图,墨卡托投影海图,1.5 海图,简易墨卡托图网绘制,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。,1.5 海图,简易墨卡托图网绘制,1.5 海图,高斯投影图特点,图网特点,等角投影,狭长区,高纬海区,1.5 海图,大圆海图,投影原理,特点,使用注意事项,1.5 海图,1.6 识图,海图基准面、标题栏与图廓注记,高程、水深和底质,航行障碍物(礁石、沉船、其他）,助航标志（航标、雷达信标、注记）,其它重要的海图图式,重要缩写,疑存/ED(existence doubtful)疑深/SD(sounding doubtful)疑位/PD(position doubtful)概位/PA(position approximate)据报/Rep.(reported)“碍/Obstn ”“碍锚/Foul”,1.6 识图,灯标注记,基本灯质,Fl(3),Fl(2+1),FFl,F&Fl,AlRW,AlFlRW,FlRW,1.6 识图,常见高程、水深图式,1.6 识图,常见礁石图式,1.6 识图,常见沉船图式,1.6 识图,其他常见图式,1.6 识图,海图分类,1.7 海图分类和使用,总图(general charts)：1：3 000 000 远洋航行图(ocean sailing charts)：1：1 000 000 1：2 900 000 近海航行图(offshore sailing charts)：1：200 000 1：990 000沿岸航行图(coastal sailing charts)：1：100 000 190 000港湾图(harbor charts)：1：100 000,海图分类,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,1.7 海图分类和使用,2.1 海图作业规定与要求,2.2 航迹绘算,2.4 航迹计算,2.3 风流压差的测定,2.5 陆标定位,2.船舶定位,航海学,主要内容,2.2 航迹绘算,风流压差概念,风流压差影响因素,航迹绘算基本方法,影响推算船位精度因素（图）,推算船位精度,影响推算船位精度因素,2.2 航迹绘算,主要内容,2.3 风流压差的测定,连续定位法,叠标导航法,雷达观测法（图）,最小距离方位和正横方位法,单物标三方位求航迹向法,主要内容,2.3 风流压差的测定,主要内容,2.4 航迹计算,应用时机,计算类型,计算方法,原理（图）,适用范围,公式和法则,中分纬度法原理,2.4 航迹计算,d = dScosCdw = dSsinC,D = ScosCDep = SsinC,DepADepDepB,Dep=Dcosn,D=DepSecn,墨卡托法原理,2.4 航迹计算,D = ScosCD = DMPtgC,主要内容,2.5 陆标定位,两方位定位,三方位定位,两距离定位,三距离定位,方法,特点,精度,选择,顺序,处理,单物标定位,小误差三角形处理,2.5 陆标定位,改变罗经差法原理图,改变罗经差法原理图,改变罗经差法原理图,改变罗经差法原理图,改变罗经差法原理图,改变罗经差法原理图,差值法原理图,2.5 陆标定位,等精度随机误差,2.5 陆标定位,等精度系统误差（1）,2.5 陆标定位,物标分布范围 180,等精度系统误差（2）,2.5 陆标定位,物标分布范围 180,5.1 潮汐与潮流,5.2 航标,5.航路资料,航海学,主要内容,5.1 潮汐与潮流,基本成因,周日不等,半月不等,潮汐类型,潮汐术语,中版潮汐推算,英版潮汐推算,潮流推算,潮时潮高估算,潮汐计算,潮汐基本成因,5.1 潮汐与潮流,潮汐基本成因,月球引力,5.1 潮汐与潮流,潮汐基本成因,惯性离心力,5.1 潮汐与潮流,潮汐基本成因,月引潮力,5.1 潮汐与潮流,潮汐基本成因,月潮椭圆体,5.1 潮汐与潮流,潮汐基本成因,基本成因,月引潮力 地球自转,特点（0）,5.1 潮汐与潮流,潮汐周日不等,成因,现象,特点,5.1 潮汐与潮流,潮汐半月不等,成因,现象,特点,5.1 潮汐与潮流,潮汐半月不等,成因,现象,特点,5.1 潮汐与潮流,潮汐半月不等,新月(朔)-上弦-满月(望)-下弦- 新月潮 汐 大潮 小潮 大潮 小潮 大潮高潮高 max min max min max低潮高 min max min max min潮 差 max min max min max,5.1 潮汐与潮流,中版潮汐推算,附港高(低)潮潮时主港高(低)潮潮时高(低)潮潮时差附港高(低)潮潮高主港高(低)潮潮高（主港MSL主港 SC）潮差比（附港MSL附港SC）或：附港高(低)潮主港高(低)潮潮高潮差比改正值,5.1 潮汐与潮流,英版潮汐推算,附港THW(TLW) = 主港THW(TLW) + TDHW(TDLW)附港HtHW(HtLW) = 主港HtHW(HtLW) - 主港SC + HDHW(HDLW) + 附港SC,5.1 潮汐与潮流,英版潮汐推算,Time differences Height differencesHigh Water Low Water MHWS MHWN MLWN MLWS Zone U.T. (G.M.T. ) 0000 0600 0000 0600and and and and 5.5 4.4 2.2 0.81200 1800 1200 1800.-0030 -0110 -0100 -0020 +0.2 -0.1 -0.2 -0.1,5.1 潮汐与潮流,潮汐估算（潮高）,大潮日,高潮高大潮升低潮高2MSL-高潮高,5.1 潮汐与潮流,潮汐估算（潮高）,小潮日,高潮高小潮升低潮高2MSL-高潮高,5.1 潮汐与潮流,潮汐估算（潮高）,其他日,低潮高2MSL-高潮高,5.1 潮汐与潮流,THW1=(农历日期-1)0.8+1200+MHWI；THW2=THW11225TLW1=(农历日期-1)0.8+1200+MLWI；TLW2=TLW11225,潮汐估算（潮时）,上半月,5.1 潮汐与潮流,THW1=(农历日期-16)0.8+MHWI；THW2=THW11225TLW1=(农历日期-1)0.8+MLWI；TLW2=TLW11225,潮汐估算（潮时）,下半月,5.1 潮汐与潮流,任意时潮高与任意高潮时,涨落规律,5.1 潮汐与潮流,任意时潮高与任意高潮时,涨潮,5.1 潮汐与潮流,任意时潮高与任意高潮时,落潮,5.1 潮汐与潮流,任意时潮高与任意高潮时,5.1 潮汐与潮流,最小潮高计算,图深+潮高+(CD-TD)吃水+富裕水深最小潮高=吃水+富裕水深-图深-(CD-TD),5.1 潮汐与潮流,最大潮高计算,SR+净空高潮高+水面最大高+安全余量最大潮高=SR+净空高-水面最大高-安全余量,5.1 潮汐与潮流,测深辨位（海图水深）,吃水+测深值=图深+潮高+(CD-TD)图深=吃水+测深值-潮高-(CDTD),5.1 潮汐与潮流,物标实际海拔高度,图注高度+MSL=当时潮高+实际高度实际高度=图注高度+MSL-当时潮高,中版,图注高度+MHWS=当时潮高+实际高度实际高度=图注高度+MHWS-当时潮高,英版,5.1 潮汐与潮流,主要内容,5.2 航标,5.2.1 航标的种类与作用,5.2.2 中国海区水上助航标志制度,5.2.3 国际海区水上助航标志制度,国际海区水上助航标志制度,适用范围,标志类型,标志特征,新危险物标示法,5.2 航标,侧面标志(IALA),浮标习惯走向,浮标制度区域,A/B区 侧面标志,A/B区 推荐航道侧面标志,5.2 航标,A区侧面标志(IALA),形状,颜色,顶标,光色,节奏,5.2 航标,左侧标,右侧标,B区侧面标志(IALA),形状,颜色,顶标,光色,节奏,5.2 航标,左侧标,右侧标,A区推荐航道侧面标志(IALA),形状,颜色,顶标,光色,节奏,5.2 航标,推荐航道左侧标,推荐航道右侧标,B区推荐航道侧面标志(IALA),形状,颜色,顶标,光色,节奏,5.2 航标,推荐航道左侧标,推荐航道右侧标,方位标志(IALA),形状,颜色,顶标,光色,节奏,命名,航法,特征,5.2 航标,孤立危险标志(IALA),形状,颜色,顶标,光色,节奏,5.2 航标,安全水域标志(IALA),形状,颜色,顶标,光色,节奏,比较,5.2 航标,专用标志(IALA),形状,颜色,顶标,光色,节奏,5.2 航标,中国海区水上助航标志制度,适用范围,侧面标志,孤立危险标志,专用标志,5.2 航标,6.1 大洋航行,6.2 沿岸航行,6.4 雾中航行,6.3 狭水道航行,6.5 冰区航行,6.6 船舶交通管理,6.航线与航行方法,航海学,主要内容,6.1 大洋航行,航行特点,航线种类（类型、性质）,航线简介（特点、时机、航法）,航线选择（因素、原则、航程/航时、推荐航线）,注意事项（经济航速）,主要内容,6.2 沿岸航行,航行特点,离岸距离确定（因素、原则）,离危险物距离的确定（因素、原则）,转向点选择（转向同侧、定距绕航、平坦岬角）,注意事项（物标识别判断）,主要内容,6.3 狭水道航行,航行特点,过浅滩航行（最小安全水深、注意事项：squat；最佳）,导航（浮标、叠标、导标方位、平行线）,转向（正横、逐渐、导标方位、平行线、平行方位线）,避险（方位、距离、平行线）,岛礁区航行（特点、浅水礁盘特征、注意事项）,浮标导航（1）,6.3 狭水道航行,浮标导航（2）,6.3 狭水道航行,浮标导航（3）,6.3 狭水道航行,方位叠标导航,导航方法,灵敏度,叠标选择,6.3 狭水道航行,距离叠标导航,导航方法,灵敏度,6.3 狭水道航行,导标方位导航,物标选择,导航方法,6.3 狭水道航行,平行线导航,物标选择,导航方法,6.3 狭水道航行,物标正横转向,物标选择,水流顺逆,偏航情况,6.3 狭水道航行,逐渐转向,6.3 狭水道航行,导标方位转向,物标选择,方法,特点,6.3 狭水道航行,平行方位线转向,方法,特点,6.3 狭水道航行,平行线转向,方法,特点,6.3 狭水道航行,方位避险（右、前）,时机,方法,TB TB0,6.3 狭水道航行,方位避险（右、后）,时机