第二节 航向与方位.ppt

1、第二节 航向与方位,内容重点 方向的确定和划分 航向、方位和舷角 罗经向位、罗经差和向位换算 磁罗经的磁差与自差,1,一、方向的确定和划分,方向的确定 方向的划分 航海上三种方向划分方法及其之间的换算,2,1.方向的确定,(1)定义,测者铅垂线：,通过测者眼睛，并与该点重力方向重合的直线测者铅垂线。,测者眼睛,3,测者地平平面(horizon),与测者铅垂线相垂直的平面， 航海上成为测者地平平面。,测者地平平面根据测者所处的 位置，理论上可以有无数个。,4,测者地面真地平平面(sensible horizon),通过测者眼睛的地平平面， 叫做测者地面真地平平面。,航海上方向的划分是在测者地面真

2、地平平面上进行的。,5,测者子午圈(Meridian)平面,通过地轴的任何一个平面是子午圈平面.,6,测者东西圈(prime vertical)平面(或称卯酉圈平面),通过测者铅垂线，并与测者 子午圈平面相垂直的平面。,7,(2)N、S、E、W四个基本方向的确定,航海上，测者周围的方向是建 立在测者地面真地平平面上。,在测者地面真地平平面上， 首先可确定测者的南北和 东西方向。,8,南北(NS)方向,测者地面真地平平面 与测者子午圈平面相 交的直线称为测者的 方向基准线,南北线,靠近地理北极PN的 一方是测者的正北方向N；,靠近地理南极PS的 一方是测者的正南方向S。,9,东西(EW)方向,测

3、者地面真地平平面 与测者卯酉圈平面的 交线，叫做测者的东 西线。,当测者面北背南时， 测者东西线的右方是正东方向，左方是正西方向。,左西,右东,10,注意事项：,(1)位于不同地点的测者，具有不同的测者铅垂线 和测者地面真地平平面，其方向基准也各不相同；,(2)位于两极的测者无法确定其方向基准；,(3)位于南极的测者，其任意方向都是正北方向；,(4)位于北极的测者，其任意方向都是正南方向；,11,圆周法,2.方向的划分,航海上常用的划分方向的方法有三种：,半圆法,罗经点法,12,圆周法,以正北为方向基准000,NT,000,090,180,270,按顺时针方向计量到正东为090,正南为180,

4、正西为270,再计量到正北方向为360或000,圆周法始终用三位数表示，是航海上最常用的表示方向的方法。如：005、050,13,半圆法,以正北或正南为方向基准，分别向东或向西计量到正南或正北， 计量范围0到180,正北,正南,用半圆法表示某方向时，除度数外，还应标明起算点和计量方向。如：30NE，150SE，30SW， 150NW。,30NE,150SE,任何一个地平平面方向，都有两 种半圆法表示法。在天文航海中， 常用半圆法来表示天体的方位。,14,罗经点(points)法,基点(4个) 隅点(4个) 三字点(8个) 偏点(16个),15,基点(4个),北点-N,东点-E,南点-S,西点-

5、W,16,隅点(4个),平分相邻基点之间的地面真地平平面方向。,东北-NE,东南-SE,西南-SW,西北-NW,17,三字点(8个),平分相邻基点与隅点之间的 地面真地平平面方向。,命名：基点名称隅点名称。,即北北东(NNE)、东北东(ENE)、 东南东(ESE)、南南东(SSE)等 八个方向,18,偏点(16个),平分相邻基点或隅点与三字点之间 的十六个地面真地平平面方向。,命名：基点名称或隅点名称 偏向的方向。,例如： 北偏东(N/E)、 东北偏北(NE/N)、 东偏北(E/N)等。,19,罗经点综述,4个基点、4个隅点、8个三字点和16个偏点， 共计32个方向点，叫做32个罗经点。,罗经

6、点也可以被认为是两个相邻的罗经点方向之间的角度。,目前，罗经点法仅用来表示风、流等的大概方向。,20,二、航向、方位和舷角,航向 方位 舷角(相对方位) 航向、方位和舷角之间的关系,21,1.航向(Course),船舶首尾线(fore and aft line),当船舶无横倾时，船舶 首尾面(通过船舶铅垂线 的纵剖面)与测者地面真 地平平面所相交的直线。,船舶首尾面,22,船舶的航向线(Course line, CL),船舶首尾线向船首方向的延伸线。,航向线,真航向(True course, TC),船舶航行时，在测者地面真地平 平面上，自真北线顺时针方向计 量到航向线的角度。,NT,TC,计

7、量范围000至360。,23,船舶纵剖面与地理子午面 之间的两面角。 航向线与真北（NT）线 之间的夹角。,真航向在地面上的形式,24,2.方位（Bearing）,(1)方位圈,在地球表面上连接测者 与物标的大圆弧AM。,(2)方位线(Bearing line, BL),物标方位圈平面与测者 地面真地平平面相交的 直线AM。,25,(3)物标的真方位(True bearing, TB),在测者地面真地平平面上， 自正北方向线顺时针方向 计量到物标方位线的角度。,NT,物标,TB,度量： 圆周法由基准北线向右（顺时针）度量到物标方位线。计量范围：000 360 半圆周法由N（或S）向E（或W）度

8、量到物标方位线。计量范围：0180。并命名,26,3.物标的舷角(Relative bearing, Q),在测者地面真地平平面 上，从航向线到物标方 位线之间的夹角。,即在测者地面真地平平面 上，物标方位线与船首线 之间的夹角。,27,舷角的两种度量方法,圆周舷角由船首 线向右度量到物标方位线。 计量范围：000 360。代号Q；,半圆舷角由船首 线向右或向左度量到物标方位线。 计量范围：0180。,向右度量的称右舷角。代号Q右；,向左度量的称左舷角。代号Q左；,NT,CL,Q右,Q左,28,物标的正横(Abeam),物标右正横 Q=090 =90 右,物标左正横 Q=270 =90 左,注

9、意,物标的真方位 与航向无关,物标的舷角 与航向有关,29,30,4.航向、方位和舷角之间的关系,如计算所得的真方位值大于360或小于0，则应分别减去或加上360。,31,三、罗经向位、罗经差和向位换算,海上船舶测定方向的仪器： 罗经(Compass),陀螺罗经,磁罗经,目前船上配备的罗经,32,1.陀螺罗经(Gyro compass),陀螺罗经是根据高速旋转的陀螺仪， 在受到适当的阻尼力作用后，能迫 使其旋转轴保持在其子午圈平面内 的原理而制成的。,俗称电罗经。,33,(1)陀罗北NG,NG,陀螺罗经刻度盘0所指示 的方向称为陀螺罗经北， 简称陀罗北。,34,(2)陀罗差(Gyro comp

10、ass error),陀罗北NG偏开真北NT的 角度称陀螺罗经差， 简 称陀罗差，用G表示。,NG偏在NT的东面，G为 偏东或偏低，用E或+表示；,NG偏在NT的西面，G为 偏西或偏高，用W或-表示。,NT,NG,G为E或+,G,NT,NG,G为W或-,G特性：主要随航速和船舶纬度的变化而变化，而与航向的变化等无关。,35,(3)陀罗航向(Gyrocompass course)，GC,陀罗北线与船舶航向线之间的夹角。,NT,G,GC,NG,度量：以陀罗北线为基准，顺时针 度量到船舶航向线。计量范围：000 360,36,(4)陀罗方位(Gyrocompass bearing)，GB,陀罗方位：

11、陀罗北线 和物标方位线之间的夹角。,度量：以陀罗北线为基准， 按顺时针方向000到360 计量至物标方位线。,37,(5)真向位、陀罗向位的关系（向位换算）,NT,NG,G,CL,GC,TC,GB,TB,38,2.磁罗经(Magnetic compass),磁罗经是由我国古代四大发明之指南针演变发展而来。 它是根据在水平面内自由旋转的磁针，受到地磁磁力的作 用后，能稳定指示地磁磁北方向的特性而制成的。,39,(1)地磁与磁差,地面磁力线：各点的磁力线方向不同,地磁磁极：磁力线方向垂直于地面的点,磁北极(蓝极性,S,-)：靠近地理北极磁极,磁南极(红极性,N,+)：靠近地理南极磁极,地磁轴：连接

12、地磁北极和地磁南极的直线，它与地轴约相交成11.5,地磁磁极沿椭圆轨道约650年绕地极一周,40,磁差(Variation，Var),磁北(NM)偏离真北(NT)的 角度称为磁差，代号Var.。,磁北偏在真北的东面， 称东磁差，用E或表示,磁差偏在真北的西面， 称西磁差，用W或表示,由于地磁北极与地理北极不在同一 地点，地磁磁场本身又很不规则。 因此，地面上大部地区的磁北线与 真北线往往不重合。,NT,NM,NM,Var. E或,Var. W或,41,(2)磁差的变化,磁差随地区变化,产生原因：地磁极不与地理极重合 特征：低纬地区磁差一般较小；高纬地区一般较大，且变化显著。在同名地磁极与地理极

13、之间，磁差最大可达180。极区航行，磁罗经无法应用。,磁差随时间变化年差,产生原因：地磁极沿椭圆轨道绕地极缓慢移动 特征：同一地点的磁差随时间逐渐变化，每年大约变化00.2，叫做磁差的年变化或年差。 年差可用东(E)或西(W)表示， 也可用磁差绝对值的增加(，increasing)或减少(，decreasing)表示。,42,年差的表示法,年差的东(E)或西(W) 表示该地磁差每年 向东或向西变化；,年差的()或()并 不表示磁差每年向东 或向西变化，而是指 该地磁差绝对值的增 加或减少。,43,磁差的异常变化,地磁异常 沿海某些地区，可能由于地下埋藏着大量磁性矿物的影响，使得该地区的磁差与附

14、近其它地区的磁差有明显的差异，称为地磁异常。海图和航路指南中有此类资料。,磁暴 磁差的偶然和罕见的波动，称为磁暴。 它主要与太阳黑子的暴发有关。磁暴的时间一般比较短暂，但它可使磁差在一昼夜中变化几度至几十度。,44,(3)磁差资料的获取,在航海图的罗经花上 给出该方位圈中心点处的磁差值、测量年份与年差数据。,测量磁差,测量年份,年差,如： 430E 1982 (9E) 磁差偏西612 (1989)，年差约+4 Variation 300W(1965) decreasing about 2annually,45,磁差的旧式表示法,测量磁差,测量年份,年差,46,总图和大洋图的等磁差曲线 磁差的测

15、量年份在海图标题栏内。,在一些大比例尺港泊图上，在海图标题栏内给出所有的 磁差资料。,等磁差线是磁差相等的各点的连线。每条等磁差线上都注有相应的磁差和年差，其中E和W分别表示磁差(年差)偏东、偏西。,47,磁罗经自差(Deviation, Dev.),(1)船磁与自差,船上磁罗经受到的作用力,地磁力使罗盘0刻度指向磁北,船磁场使罗盘0偏开磁北，0刻度的指向称罗北NC,电磁场磁罗经附近电气设备形成的(对罗经可能产生干扰)。,48,自差Dev或,罗北线与磁北线之间的角度。,罗北偏在磁北之东，称为东自差， 用E或标示；,罗北偏在磁北之西，则为西自差， 用W或标示。,NM,NC,Dev,49,(2)自

16、差的变化,自差随航向的变化而变化 自差的大小和符号与船舶钢铁磁化的性质和程度(船磁)有关，而船磁又与船首向和地磁磁力线方向的相对位置有关，即船磁的大小和方向是随航向的不同而改变的。,自差还可能因船舶装载钢铁和磁性矿物、磁罗经附近铁 器和电器的变动和船舶倾斜而有所变动。,自差还可能因船舶所处不同地区磁差的显著变化而有所 变动。,50,(3)自差资料与计算,当磁罗经自差较大时，必须进行自差校正工作，尽可能 地消除各个方向的自差。,磁罗经自差虽然可以校正，但不可能把各个方向的自差消除 干净，一般还会剩下03左右的自差，叫做剩余自差。,对磁罗经进行自差的校正以后，应测出八个罗经点方向的剩 余自差，然后

17、用曲线法或公式计算法，制成磁罗经自差曲线 或自差表，供船舶航行中向位换算用。,51,罗经自差表对磁罗经进行自差校正后，测出4个主点、 4个隅点罗航向上的剩余自差，然后计算求出每隔 1015罗航向上的自差并列表或绘出曲线，供船舶航 行中使用。,轮标准罗经自差表 1999年8月8日 观测地点：吴淞口,52,自差曲线将每隔1015罗航向上的自差绘出曲线 查取引数为CC(罗航向)。,53,罗向位,以罗北NC为基准的航向和方位统称 为罗向位。,(1)罗航向(Compass course), CC,罗北线和航向线之间的夹角。,以罗北NC为基准，按顺时针方向度量 到航向线，计量范围000360 。,NT,N

18、M,NC,CC,Var,Dev,C,54,(2)罗方位 (Compass bearing) , CB,罗北线和物标方位线之间的夹角。,以罗北NC为基准，按顺时针方向 度量到物标的方位线，计量范围 000360 。,NT,NM,NC,CB,Var,Dev,C,55,3.向位换算,向位换算是指不同基准的航向或方位之间的换算。,1)图解法,应首先根据已知条件画出各种不同的基准线，以及相应 的航向线和方位线，然后从不同的基准线起算，即可求 取对应于不同基准线的各种航向和方位值。,2)公式计算法,公式计算法是指根据已知条件，直接用公式计算的方法 进行向位换算。,56,57,四、罗经误差的测定,1.测定时

19、机,航行中应尽可能利用各种机会测定陀罗差和罗经差， 通常一昼夜中至少早、晚各测定一次，并在长航线改向 后尽可能地测定一次。,2.测定的原理,在用罗经测定某物标陀罗方位或罗方位的同时，获取 该物标的真方位，则相应的陀罗差或罗经差为：,G=TBGB 或 C=TBCB,58,3.测定的方法,1)利用叠标测定,59,2)利用远距离单物标方位测定,根据磁罗经学的理论，如果测得某固定方向的物标在N、NE、E、SE、S、SW、W与NW八个主要罗经点航向上的罗方位CBi，则可用其平均值近似代替该物标的磁方位。因此，即使不知道物标的真方位或当时的磁差，也能由下 式求取八个等分点航向上的自差：,(i = 1,2,8),60,3)利用天体方位测定,以后专门章节介绍。,4)陀罗经与磁罗经比对,在实际工作中，要求航行中每班、每航向上至少比对一次 陀罗航向和罗航向，一方面可检验陀螺罗经是否正常工作； 另一方面，当所掌握的陀罗差足够精确时，可以用来确定 该方向上的罗经差和自差：,C=TCCC=GC+GCC,Dev=CVar.=GC+GCCVar.,61,