1、航海学,郭金运 E-mail: Cell-phone: 13678844622 Office: J6-453 海岛（礁）测绘技术国家测绘局重点实验室,回顾,距离单位： 海上能见距离 物标能见地平距离 物标地理能见距离 灯标射程 灯标灯光的最大可见距离 船速 航程,Chapter 4 海图,主要要点： 地图投影和比例尺 恒向线 正形投影 墨卡托投影 海图识读 海图分类 使用海图注意事项 电子海图,第一节 地图投影及其分类,一、地图投影 图法：按照一定的数学法则将地面的部分或者全部绘画到平面上去的方法。 投影变形：地图比例尺：地面上任意一点A在它的某一方向上有线段AB，将它投影到地图上，变成图上
2、ab，则该图在点A的AB方向上的比例尺为：局部比例尺，local scale,第一节 地图投影及其分类,一、地图投影 海图上标注的比例尺: 基准比例尺：某点或者某线上的局部比例尺，该点或者线就称为基准点或者基准线 普通比例尺：约为图上各个局部比例尺的平均值。 基准纬度：standard parallel，除了一些大比例尺港口图之外，大部分航海图使用某一纬度的局部比例尺作为基准比例尺。,数字比例尺：numerous scale，用1：m的形式表示。例如：1：35000，1/35000表示在图上基准点或者基准线上，图上一个单位长度等于地面35000个相同单位的长度 直线比例尺：用图上单位线段的长度
3、来表示地面上对应的实际长度。该比例尺一般绘画在地图的标题栏，或者图廓适当地方。,图的极限精度：人眼最高分辨率0.1mm对应的实地距离（0.1*m） 绘制海图时，一般用铅笔，0.2mm 海图比例尺决定海图上的资料详尽程度，比例尺越大，约详细 在海图作业时，应根据航区特点，尽可能使用较大比例尺的海图，以便较为详细获得海图资料和提高海图作业精度。,第一节 地图投影及其分类,二、地图投影分类 1 根据地图投影的变形分类 等角投影：正形投影，图上无限小的局部图像与地面上相对应的地形保持相似的一致统一方法 等积投影 任意投影,第一节 地图投影及其分类,2根据构制地图图网的方法分类 平面投影：方位投影，将地
4、面上的经纬线直接投射到与地面相切或相割的平面上的投影方法。大都是透视投影：外射、极射、心射。,第一节 地图投影及其分类,圆锥投影：用圆锥面相切或相割与地面的纬度圈，圆锥轴与地轴重合，并以地心为视点，将地面上的经纬线投影到圆锥表面上，然后沿圆锥母线切开展开，即为圆锥投影图网。,圆柱投影：用一个圆柱套在地球上，将地面上的经纬线投影到圆柱面，然后沿圆柱母线切开展平，即为圆柱投影图网。 正圆柱投影，横圆柱投影，斜圆柱投影 等角正圆柱投影（Mercator），等角横圆柱投影（Gauss）,第二节 航海图的常用投影方法,一、恒向线 定义：rhumb line，等角航线，在地球表面上，与子午线的交角保持不变
5、的线 恒向线方程： 圆球体：椭球,恒向线特点： 子午线是恒向线 赤道和纬度圈是恒向线 恒向线与等纬圈只有一个交点 恒向线在地球面上具有双重曲率的球面螺旋线。,第二节 航海图的常用投影方法,二、航海图必须具备的条件 1 恒向线在海图上是直线 2 海图投影的性质是等角的，即正形投影 三、航海图的投影方法 Mercator投影 Gauss投影 其他投影,第二节 航海图的常用投影方法,三、Mercator投影 等角正圆柱投影，恒向线是直线,如果图上任意纬度线到赤道的子午线图长符合上式计算的MP个1经度图长，则该图的任意点在各个方向的局部比例尺必然相等，因此该图一定是等角的。,海图单位：1经度的图长。
6、纬度渐长率： 纬度尺：,圆球体Mercator海图上的直线是恒向线,第二节 航海图的常用投影方法,Gauss投影 具有等角正形投影的性质 轴子午线附近长度变形很小 图上极区变形较小 经纬网和公里网 我国海图中采用Gauss投影的是1：20000以及更大比例尺的港湾图。,平面图：图区范围内各点的局部比例尺都相等，可以认为整个地图不存在变形。心射平面投影：切点及其附近没有或少有变形，随着与切点距离增大，变形也越来越大。,第三节 Mercator图网的绘制,一、用纬度渐长率绘制图网 根据图纸大小和图幅经差，计算1经度的图长 根据经差*1经度的图长，画出图幅内等间隔相互平行的经度线 在图幅底部附近画出
7、垂直于经线的最低纬度线，计算出图幅内相邻两纬线之间的纬度渐长率差 计算出相邻纬线之间的图长，据此从最低纬度开始画出相互平行的相邻纬度线 图上经度图尺可按1经度的图长等分画出；纬度图最好先每隔10计算其相应图长，分别画出。,第三节 Mercator图网的绘制,二、用简易方法绘制图网 三、Mercator海图比例尺的近似计算 求1经差的图长；求基准纬度线上的1经差的地面长度；计算基准比例尺：,第四节 海图识读,海图图式：在海图上，用于描述航海资料的有关符号和缩写等。 中国海图图式，GB 12319-1998 中国海图编绘规范，GB-12320-1998 英版海图5011 edition 3海图符号
8、与缩写，symbols and abbreviations used on admiralty charts, book edtion,第四节 海图识读,一、海图标题栏，chart legend：出版机关的徽志，图区地理位置，图名，海图坐标系，深度和高程计量单位以及基准面，图式版别，基本等高距，制图资料说明，注意事项等。 图名：明确表面图区的地理范围，或者主要航线。总图图名通常用海洋区域名称命名，航行图一般用图内较为重要的海域地名做为起讫点或以地理区域命名，港湾图一般以其表示的港湾、锚地、岛屿、水道等命名或者以起讫地命名。 基准比例尺：同比例尺成套航行图以制图区域的中纬度作为基准纬线，其余图以
9、本图中纬度为基准纬线,采用的海图坐标系：WGS-84。我国也有采用1954北京坐标系的。 深度和高程单位及基准面：深度 米 理论最低潮面；高程 米 1985国家高程基准。英版米制海图：Depth in Meters，拓制海图：Sounding in Fathoms 其他：图式版本，注意事项、警告，潮信与潮流资料，差分GPS及磁差资料的说明，GPS船位的坐标改正说明等,第四节 海图识读,二、图廓注记，marginal notes 海图图廓：海图的边界线 图廓注记有海图出版情况及其他一些资料，主要有海图图号，出版者，版权说明，坐标系说明，发行者、地址、邮政编码、版次、印数、印刷单位，标准书号、审图
10、号，价格，条形识别码，小改正，图幅尺寸，图廓点经纬度注记，图名等,第四节 海图识读,海图图号：原则上按海区地理顺号和比例尺顺号编号，印在海图的四角。英版海图图号是按照海图出版先后编号，分别印在海图的底部右角和顶部左角。 海图坐标系名称：顶部图号右侧和底部图号的左侧印有海图坐标系名称 发行和出版情况 小改正登记栏 图幅尺寸 其他：邻接图，版权所有及使用本图注意事项,第四节 海图识读,三、海图图式 1 水深、高程和底质 航海图上，一般以暖色（黄）表示陆地，冷色（蓝，绿）表示水域，颜色越淡水深越深，白色表示本图范围内的相对深水区域。 海图水深：是海图深度基准面到海底的距离。我国沿海深度基准面为理论最
11、低潮面，远海和外国海区采用原资料的深度基准，不受潮汐影响的江河采用设计水位。英版海图通常采用天文最低潮面为基准。,水深注记方法： 水深点位置和字体： 注记精度：舍深取浅，中版：浅于31m的保留一位小数，原资料只保留一位小数的按原料表示，深于31m的标注至整米。英版：浅于21m的标注至0.1m，深于31m的标注至整米，如果水深资料足够精确，21-31m的可标注至0.5m 水深单位,若干特殊水深的标注法： 未测到底的水深 未标在测深点上的水深，移位水深 特殊水深 疏浚水深，扫海水深 用字符表示的水深: (疑存)existence doubtful ED, (疑位)position doubtful
12、 PD, (疑深)sounding doubtful SD,(据报)reported Rep,高程：海图陆上所标数字以及水上某些带有括号的数字，都是表示数字附近物标的高程。m/ft。 物标高程基准面：物标高程是高程基准面至物标测量点的垂直距离，起算面和单位一般在海图标题栏有说明。 中版海图：1985国家高程基准，当地平均海面MSL，港澳台以及外国地区采用原资料高程基准。 英版海图：采用平均大潮高潮面或平均高高潮面或当地平均海面。,山高： 灯高：由平均大潮高潮面MHWS起算至灯芯的高度。 其他： 比高：建筑物本身的高度。 净空高度： 干出高度：由深度基准面起算到干出物标顶端的高度。干出物标是其顶
13、部位于深度基准面以上、平均大潮高潮面之下的物标。,底质：海底的地质，为选择锚地提供资料 取硬舍软 记载顺序：颜色、形容词、底质种类 双层底质：先注记上层，后下层 P58，表,2 航行障碍物,礁石：明礁、干出礁、适淹礁、暗礁，珊瑚礁 沉船：Wk，船，船体露出水面的沉船、干出沉船、已知深度的水下沉船、深度不明沉船、部分船体或者上层建筑露出的沉船、仅桅杆露出的沉船、已知最浅深度的沉船、经扫海的沉船、危险沉船、对水面航行无危险的沉船。 其他障碍物,3 助航标志,助航标志，航标：是指供船舶定位、导航或者用于其他专用目的的助航设施，包括视觉航标、无线电导航设施和音响航标。 主要航标：灯塔，灯桩，立标，灯船
14、，浮标，无线电航标（无线电指向标、雷达反射器、雷达航标、无线电测向和双曲线定位系统的信号发射台）。 雾号：设在航标上的在有雾、雪及其他能见度不良时发出特定音响的雾警设备。主要有雾钟、雾锣、雾哨、雾角、雾笛，爆音雾号、雾炮、莫尔斯音响。,航标的作用与分类,航标作用： 指示航道 供船舶定位 标示危险区 其他特殊用途,航标分类,按航标设置地：沿海航标、河道航标、船闸航标 按航标形态: 固定航标、浮动航标 按航标用途：导航航标、定位航标、避险航标、专用航标 按航标技术装置：发光航标、不发光航标、音响航标、无线电航标,航标的图式 灯标注记: 灯质、灯光周期、灯高、灯光射程、灯光颜色、光弧其他重要图式 海
15、图图式符号的位置：面状符号为符号中心，形象符号为符号底线中心，有点符号为点，对于未精确测量的位置用概位PA,第五节 海图的分类和使用注意事项,一、纸质海图的出版与再版 1新图：第一次制版或者全部新制版的海图。 新图，new chart 代替同图号的新图 英国复制的澳大利亚和新西兰海图。 2 新版图：对旧版海图重新调制后出版，大部分采用新的测量资料 3 改版图 4 中版海图的再版和添印,二、英版光栅海图光盘 三、海图分类 航海图：海区总图、航行图、港湾图 专用参考图,四、使用海图的注意事项 1 判别海图的可靠程度 资料的测量精度 测量日期和出版日期 海图上的资料更新情况 海图比例尺,2 不能盲目
16、相信海图 3使用较大的比例尺海图 4 海图应改正到使用之日 5海图作业要清晰、准确 6 注意海图坐标系 7其他注意的地方,第六节 电子海图简介,电子海图是由硬件设备、海图与信息显示模块和海图数据库组成的系统。 IMO，IHO，IEC 电子海图显示与信息系统ECDIS：IMO,一、电子海图的若干概念（S-51） 光栅海图 矢量海图 电子航海图 系统电子航海图 电子海图显示与信息系统 电子海图系统 光栅海图显示系统,关于电子海图的若干国际标准： ECDIS的性能标准与ECDIS备份协议 IEC对ECDIS硬件设备的检验和测试标准 IHO关于ECDIS的海图内容、图标、颜色和显示规范 IHO关于数字化水文数据的转换标准,二、电子海图的航海功能 海图作业：计划航线的绘制、自动航迹绘算和跟踪 异常情况的标示和报警 信息记录,三、电子海图的改正 四、ECDIS的发展趋势,
