雷达标绘与避碰

1、雷达标绘与避碰雷达标绘与避碰 背景背景 雷达的应用为船舶的导航与避碰提供了极 大方便； 大量的海事调查和分析结果证明，由于船 舶驾驶人员在雷达操作和使用方面的原因， 造成了一连串由于错误运用雷达资料、盲 目转向或航速过快造成的碰撞事故。 背景背景 雷达的局限性主要在于： 只能发现来船的回波，不能判断其种类； 对来船的动态反应比较迟缓，需变化幅度较大 后才能发现； 对于双方的避让行动不如视觉观察时直观并易 于察觉，协调较困难； 雷达存在盲区并对弱小物标的探测能力较差； 在相对运动方式下，雷达所提供的来船资料是 相对的，与人的视觉所习惯的运动不同。 背景背景 1960年避碰规则增加了一个附件，指出

2、： 用不充分的观察资料作出的推断可能是危险的， 应当避免； 单凭雷达所测的距离和方位，不能充分构成他 船船位已经确定； 改向或变速应是大幅度的； 向右转向比向左转向可取等。 背景背景 1972年国际海上避碰规则将一些有关 雷达协助避碰的明确规定纳入其中，因而 装备雷达的船舶驾驶员如何正确理解和执 行规则就成为一个不可忽视的问题。 背景背景 规则中关于使用雷达的规定主要有： 第五条(了望) 第六条（安全航速）2款 第七条(碰撞危险)1款、2款、3款 背景背景 规则中关于使用雷达的规定： 第五条(了望) 背景背景 规则中关于使用雷达的规定： 第六条 安全航速 每一船舶在任何时候应应用安全航速行驶行

3、驶，以便 能采取适当而有效的避碰行动，并并能在适合当 时环境和情况的距离以内把船停住。 在决定安全航速时，考虑的因素中应包括下列 各点： 背景背景 对所有船舶： ()能见度情况； ()通航密度，包括渔船或者任何其他船舶的密集程度； ()船舶的操纵性能，特别是在当时情况下的冲程和施回 性能： ()夜间出现的背景亮光，诸如来自岸上的灯光或本船灯 光的反向散射； ()风、浪和流的状况以及靠近航海危险物的情况； ()吃水与可用水深的关系。 背景背景 对备有可使用的雷达的船舶，还须考虑： ()雷达设备的特性、效率和局限性； ()所选用的雷达距离标尺带来的任何限制： ()海况、天气和其他干扰源对雷达探测的

4、影响； ()在适当距离内，雷达对小船、浮冰和其他漂浮物有探 测不到的可能性： ()雷达探测到的船舶数目、位置和动态； ()当用雷达测定附近船舶或其他物体的距离时，可能对 能见度作出的更确切的估计。 背景背景 规则中关于使用雷达的规定： 第七条 碰撞危险 1. 每一船每一船都应应使用适合当时环境和情况的一切有效手段 断定是否存在碰撞危险，如有任何怀疑怀疑，则应认为存应认为存 在在这种危险。 2. 如装有雷达设备并可使用的话，则应正确予以使用正确予以使用， 包括远距离扫描远距离扫描，以便获得碰撞危险的早期警报，并 对探测到的物标进行雷达标绘或雷达标绘或与其相当的系统观察其相当的系统观察。 3. 不

5、应当根据不充分的材料，特别是不充分雷达观测的 材料做出推断。 背景背景 4. 在断定是否存在碰撞危险时，考虑的因素中 应包括下列各点： (1)如果来船的罗经方位没有明显没有明显的变化，则 认为存在存在这种危险； (2)即使有明显的方位变化，有时也可能存在 这种危险，特别是在驶近一艘很大的船驶近一艘很大的船或拖带拖带 船船组时，或是在近距离驶近他船近距离驶近他船时。 背景背景 1978年的STCW公约第2章提出了关于 雷达观测和标绘的最低训练标准； IMO大会在1981年通过了A.483(XII)决议， 决议强调船舶驾驶人员接受雷达观测和标 绘的必要性，并在其附件中对训练的要求、 方法和内容提出

6、了具体的规定。 背景背景 我国的主管机关根据修正后的STCW （95）公约、Model Course 1.07以及相 关法规制定了中华人民共和国船员雷达 操作与模拟器专业培训、考试和发证办 法，其附件船员雷达观测与标绘和雷 达模拟器专业培训纲要对雷达标绘培训 内容和要求作出更为具体的规定。 培训内容与基本要求培训内容与基本要求 图解法判断是否存在碰撞危险： 标绘工具的使用； 相对运动矢量三角形； 求取来船的运动要素（重点是相对运动作图）： 航向、航速、DCPA和TCPA； 求取安全避让措施（变向、变速或综合）； 本船避让后回航的时机。 基本要求基本要求 来船运动要素与本船避让效果分析： 来船变

7、向后来船相对运动线的变化规律； 本船变速后来船相对运动线的变化规律； 本船采取行动后来船DCPA和TCPA变化规律。 转向方向和雷达避碰转向操纵示意图 多船避让重点船的选择 转向不变线及其应用 训练内容训练内容 熟悉雷达本船的性能及其操作 雷达标绘判断碰撞危险、求取来船运动要 素和安全避让措施 在开阔海域根据国际海上避碰规则进行避 让练习 受限水域航行 紧迫局面情况下根据国际海上避碰规则进 行紧急避让练习。 重要性重要性 雷达标绘的意义不仅仅在于标绘本身，而 且在于它涉及船舶几何避碰原理的基础， 对于定量的研究和把握避碰问题具有重要 作用。 基础知识基础知识 雷达显示方式 首线 北向上 首向上

8、 航向向上 中心运动 真运动 相对运动 一般定义一般定义 运动要素 航向(Course)； 航速(Speed)； 最近会遇距离(DCPA: Distance of Closest Point of Approach)； 到达最近会遇距离的时间（TCPA: Time to Closest Point of Approach） 一般定义 DCPA 相对运动 一般定义一般定义 DCPA 真运动 一般定义一般定义 DCPA 真运动 DCPA 一般定义一般定义 DCPA 相对运动 T1 T2 O HL Y DCPA qA TCPA A1 A2 一般定义一般定义 运动要素 船舶的航向、航速是反映船舶运动状

9、态的参数。 DCPA是衡量两船是否会导致碰撞的标准。 TCPA是判断两船潜在碰撞危险程度大小的依 据，雷达标绘中通常是一个时刻，而在ARPA 中TCPA动态显示倒计时，两者本质上相同。 一般定义一般定义 运动矢量 在雷达标绘中通常用运动矢量来表示船舶运动 状态。因为雷达标绘（或船舶避碰）关心的通 常是船舶在平面内的运动； 运动矢量包含航向、航速两个标量。 一般定义一般定义 运动矢量 M Vo Vt Vr A1 A3 a b 一般定义一般定义 运动矢量 矢量用黑体小写字母表示，如矢量a、b或Vt （他船的真运动矢量）、Vr（他船的相对运动 矢量、Vo（本船的真运动矢量）。 或用有向线段端点字母的

10、粗斜体表示，如MA1 （通常用来表示我船的运动矢量）、MA3（通 常用来表示他船的运动矢量）、A1A3（通常用 来表示他船的相对运动矢量），此时端点字母 的顺序表示矢量的方向。 一般定义一般定义 绝对运动与相对运动 绝对运动是动点相对于定坐标系的运动； 相对运动是动点相对于运动坐标系的运动； 运动坐标系相对于定坐标系的运动称为牵连运 动； 对于运动的物体来说，绝对运动是客观存在的 唯一的运动，但在工程实际中，寻找一个定坐 标系和研究一个运动物体的绝对运动是不可行 的。 一般定义一般定义 船舶真运动与相对运动船舶真运动与相对运动 船舶相对于随地球（或水）运动的坐标系的运 动称为真运动； 船舶相对

11、于随另一运动船舶而运动的坐标系的 运动称为相对运动。 简而言之，船舶真运动即船舶相对于地球（或 水）的运动，船舶相对运动即船舶相对于船舶 （一般指本船）的运动。 一般定义一般定义 船舶真运动与相对运动船舶真运动与相对运动 船舶真运动与相对运动之间的关系为： Vt = Vr + Vo Vt是他船的真运动矢量； Vr是他船的相对运动矢量，即他船相对于本船的运 动矢量； Vo是本船的真运动矢量，也是他船的牵连运动矢量。 一般定义一般定义 矢量关系矢量关系 Vt = Vr + Vo Vr = Vt + (-Vo ) Vo = Vt + (-Vr ) 本船 他船 Vo Vo Vt Vt Vr 一般定义一

12、般定义 给定给定Vt、Vr、Vo中的六个标量的任意四个已知中的六个标量的任意四个已知 标量，也可以求出另外两个未知标量。标量，也可以求出另外两个未知标量。 常见问题有：常见问题有： 已知本船运动与他船相对运动，求他船真运动；已知本船运动与他船相对运动，求他船真运动； 已知他船真运动和本船计划采取措施，求相对运动；已知他船真运动和本船计划采取措施，求相对运动； 已知他船真运动和设定相对运动，求我船应采取的行已知他船真运动和设定相对运动，求我船应采取的行 动。动。 基本原理基本原理 矢量合成法则矢量合成法则 平行四边形法则 c=a+b a c b b a 基本原理基本原理 矢量合成法则矢量合成法则

13、 三角形法则 c=a+b a=c-b b=c-a a c b a c b 基本原理基本原理 运动矢量图示方法运动矢量图示方法 理论上讲，运动矢量是运动物体在某一时刻位理论上讲，运动矢量是运动物体在某一时刻位 移对时间的导数。移对时间的导数。 雷达标绘中，常常假设在某一时间段内，船舶雷达标绘中，常常假设在某一时间段内，船舶 做匀速直线运动。做匀速直线运动。 因此可用某一因此可用某一单位时间单位时间（人为设定，为计算方（人为设定，为计算方 便，通常取便，通常取6min或其整数倍）内的或其整数倍）内的航程航程（位移）（位移） 来表示其运动矢量。来表示其运动矢量。 基本原理基本原理 运动矢量图示方法运

14、动矢量图示方法 MA1为我船运动矢量；为我船运动矢量； 其大小等于我船在观测其大小等于我船在观测 时间（时间（T= T1- T3）内）内 的航程；的航程； 方向平行我船航向方向平行我船航向(首首 向上作图时为向上作图时为000)。 MA3为他船真运动矢量；为他船真运动矢量； A1A3为他船相对运动为他船相对运动 矢量。矢量。 A1 A2 A3 M O P HL Y 基本原理基本原理 相对航程的绘算 TCPA=T PA3/ A1A3+ T3 A1 A2 A3 M O P HL Y 基本原理基本原理 注意事项： 为了保证在观测时间内的船舶运动是匀速直线 的，必须进行连续的观测，实际中通常等时间 间

15、隔地观测若干个点（至少3个）； 相对运动航程不仅表示他船相对位置及变化时 间历程，还可以表示相对运动矢量，二者是有 区别的。 基本原理基本原理 矢量三角形在作图平面的任意位置都是等价的 大小随选择的时间比例而定 形式不唯一 A1 A2 A3 M O P A1 A2 A3 HL 基本原理基本原理 特殊情况： A船航速为零 B船与我船航向相反； C船与我船航向相同， 航速低于我船。 D船与我船航向相同， 航速高于我船。 E船与我船同向同速， 相对静止 A1 A2 A3 M O B1 B2 B3 HL M1 C1 C2 C3 M3 D 1 D 2 D 3 M2 E1 E 2 E3 M4 基本原理基本

16、原理 相对运动作图求避让措施相对运动作图求避让措施 本船保速向右转向C，则Vr为A11A3； 本船保向减速至MA12，则Vr为A12A3； 本船右转C并减速至MA13，则Vr为A13A3； 本船保向减速至MA12，同时来船减速至MA32，则Vr为 A12A32； 本船和来船均保速右转C，则Vr为A11A31。 基本原理基本原理 相对运动作图求避让措施相对运动作图求避让措施 A11 A2 A3 M O HL Y A1 A31 A12 A13 A32 作图工具作图工具 雷达标绘图 基本形式 作图工具作图工具 雷达标绘图 对数比例尺 三角比例尺 0.10.2 0.3 0.40.61235 61020

17、30 4060100 Speed in Knots 02468101214161820 T i m e i n M i nut s 6 12 9 3 0 作图工具作图工具 雷达屏幕反射器 凹板形雷达反射标绘器 平板形雷达反射标绘器 A B2 B1 S1 S2 S3 C A B1 B2 C S1 S2 S3 相对运动作图相对运动作图 相对运动作图是船舶避碰时最常用的雷达 标绘方法，其突出优点是： 能够方便求出DCPA和TCPA，进而判断碰撞危 险； 可以地求出来船的真航向和真航速； 设定的避让要求，可以推算出应采取的避让措 施； 在保证从安全距离上驶过的前提下，可以求出 恢复航向和(或)航速的时

18、机。 相对运动作图相对运动作图 求他船运动要素求他船运动要素 本船雾中航行，真航向本船雾中航行，真航向(TC)011，航速，航速10kn。 求来船的最近会遇距离求来船的最近会遇距离(DCPA)和时间和时间(TCPA)及其航向及其航向 和航速。和航速。 时时 间间真方位真方位相对方位相对方位距距 离离 090005204110.0n mile 09060510408.5n mile 09120480387.0n mile 相对运动作图相对运动作图 作图步骤作图步骤 标出本船的航向；标出本船的航向； 标出来船的相对位置点标出来船的相对位置点A1、A2和和A3； 连接连接A1、A2和和A3点并延长之

19、得相对运动线点并延长之得相对运动线A1Y。A1A3为为 相对运动矢量相对运动矢量 从本船位置点从本船位置点O作相对运动线作相对运动线A1Y的垂线，的垂线，OP的长度为的长度为 DCPA，本例为，本例为1.2n mile； TCPA= PA3/ A1A3T+ T3=6.96/3.0712+0912 0939 相对运动作图相对运动作图 作图步骤作图步骤 画出本船的速度矢量画出本船的速度矢量OA1，方向为，方向为011，长度为，长度为2.0n mile ; 根据矢量关系：根据矢量关系：Vt = Vr + Vo，将本船速度矢量加在相将本船速度矢量加在相 对运动矢量之上，矢量和对运动矢量之上，矢量和MA

20、3即为来船的速度矢量即为来船的速度矢量; 将将MA3平移到坐标中心或罗经花上读取其方向为平移到坐标中心或罗经花上读取其方向为280， MA3的长度的长度2.2n mile是是12min内的航程，故其航速内的航程，故其航速 为为 VA =2.2/1260=11.0(kn) 通常把上述标绘的过程称为通常把上述标绘的过程称为“自始自始(A1点点)反航反航(画画A1M线线) 向终连向终连(连连M、A3两点两点)”。 相对运动作图相对运动作图 作图结果作图结果 A1 A2 A3 M O P HL Y 相对运动作图相对运动作图 首向上作图方式首向上作图方式 A1 A2 A3 M O P HL Y 相对运动

21、作图相对运动作图 求避让措施求避让措施 确定转向措施，求确定转向措施，求DCPA 确定确定DCPA，求转向避让措施，求转向避让措施 变速避让变速避让 停车避让停车避让 相对运动作图相对运动作图 确定转向措施，求确定转向措施，求DCPA 本船雾中航行，真航向（本船雾中航行，真航向（TC）030，航速，航速10kn。雷达。雷达 观测来船方位距离如下观测来船方位距离如下 假设来船保持航向航速不变，本船计划在来船距离本船假设来船保持航向航速不变，本船计划在来船距离本船5海里时向海里时向 右转向右转向40避让，求避让后他船的避让，求避让后他船的DCPA与与TCPA。 时时 间间真方位真方位相对方位相对方

22、位距距 离离 0900090 060 9.5n mile 0906090 060 8.0n mile 0912090 060 6.5n mile 相对运动作图相对运动作图 作图步骤：作图步骤： 1）在坐标原点定出本船的位置点O并在方位000标出本船船首线 （也可采用北向上作图方法）； 2）选择长度比例尺，并根据所观测到的来船相对方位和距离，标 出来船的相对位置点A1、A2和A3； 3）连接A1、A2和A3点并延长之得相对运动线A1Y，A1A3为相对 运动矢量； 4）过A1点（使A1为终点）画出本船运动矢量MA1，使其方向为 000，根据本船航速和观测时间差确定矢量长度为2.0n mile； 5

23、）根据矢量合成法则，连接M点和A3点，则矢量MA3即为来船的 速度矢量； 相对运动作图相对运动作图 作图步骤：作图步骤： 5）根据矢量合成法则，连接M点和A3点，则矢量MA3即为来船的 速度矢量； 6）过M点作本船转向后的新矢量MA11，使其方向为030，矢量 长度仍为2.0n mile； 7）连接A11点和A3点，则矢量A11A3即为来船的新的相对运动矢 量； 8）确定采取转向措施时他船相对位置A4，本例中本船计划在来船 距离本船5海里时向右转向避让，他船的相对本船应为060； 9）过A4点作矢量A11A3的平行线，得A4Y1，A4Y1即本船采取转 向避让措施后他船的相对运动轨迹； 10）过

24、标绘图中心O作A4Y1的垂线OP，则可得到避让后他船的 DCPA=1.3海里，TCPAA4P/A11A312+ A3A4/A1A312 09120934。 相对运动作图相对运动作图 作图结果：作图结果： 相对运动作图相对运动作图 确定确定DCPA，求转向措施，求转向措施 本船雾中航行，真航向（本船雾中航行，真航向（TC）030，航速，航速10kn。雷达。雷达 观测来船方位距离如下观测来船方位距离如下 假设来船保持航向航速不变，本船计划在来船距离本船假设来船保持航向航速不变，本船计划在来船距离本船5海里时向海里时向 右转向避让，欲使他船在右转向避让，欲使他船在2海里外驶过，求应改驶的新航向和恢复

25、海里外驶过，求应改驶的新航向和恢复 原航向的时机。原航向的时机。 时时 间间真方位真方位相对方位相对方位距距 离离 0900090 060 9.5n mile 0906090 060 8.0n mile 0912090 060 6.5n mile 相对运动作图相对运动作图 作图步骤：作图步骤： 1）在坐标原点定出本船的位置点O并在方位000标出本船船首线 （也可采用北向上作图方法）； 2）选择长度比例尺，并根据所观测到的来船相对方位和距离，标 出来船的相对位置点A1、A2和A3； 3）连接A1、A2和A3点并延长之得相对运动线A1Y，A1A3为相对 运动矢量； 4）过A1点（使A1为终点）画出

26、本船运动矢量MA1，使其方向为 000，根据本船航速和观测时间差确定矢量长度为2.0 n mile； 5）根据矢量合成法则，连接M点和A3点，则矢量MA3即为来船的 速度矢量； 相对运动作图相对运动作图 作图步骤：作图步骤： 6）确定采取转向措施时他船相对位置A4，本例中本船计划在来船 距离本船5海里时向右转向避让，他船的相对本船应为060； 7）过A4点作安全DCPA2n mile距离圈的切线，得A4Y1； 8）过A3点作A4Y1的平行线A3Y11； 9）以M点为圆心，以MA1为半径画弧，交A3Y11得A11点。 则MA11为本船转向避让的运动矢量，MA11和MA1两方向之差即为 转向角C，

27、本例为59，本船应改驶的新航向为原航向加上转向 角，即89。在来船沿相对运动线到达A4后，本船采取向右转向 59，则他船新的相对运动矢量变为A11A3，他船将沿A4Y1作新 的相对运动，DCPA应为海里（前提是他船不采取行动）， TCPAA4P/A11A312+ A3A4/A1A31209120933。 ； 相对运动作图相对运动作图 作图结果：作图结果： 相对运动作图相对运动作图 放大作图放大作图 相对运动作图相对运动作图 变速避让变速避让 本船真航向本船真航向(TC)341，航速，航速12kn。雷达观测来船数据。雷达观测来船数据 如下：如下： 本船计划在来船回波距离本船计划在来船回波距离6.

28、0n mile时保向减速避让，时保向减速避让， 安全距离设定为安全距离设定为2.0n mile。求减速后的新航速。求减速后的新航速(不计减不计减 速冲程速冲程)。 时时 间间真方位真方位距距 离离 044031010.0n mile 04463108.5n mile 04523107.0n mile 相对运动作图相对运动作图 作图步骤作图步骤 基本作图求出基本作图求出 DCPA 0，TCPA 0520； 来船来船TC 078，V 7.5kn； 在相对运动线在相对运动线A1Y上标出来船离本船上标出来船离本船6.0n mile 的点的点A4 通过通过A4点向点向2.0n mile的距离圈可以作切线

29、的距离圈可以作切线A4Y1 过过A3点作点作A4Y1的平行线，与本船矢量的平行线，与本船矢量MA1相交相交 于于A11点。则点。则MA1即为所求的新矢量。即为所求的新矢量。MA11长为长为 1.1n mile，故新航速为，故新航速为 1.1/12605.5kn 相对运动作图相对运动作图 作图结果作图结果 O A1 A2 A3 A11 A12 HL M A4 Y1 Y2 相对运动作图相对运动作图 停车避让停车避让 本船真航向本船真航向043，航速，航速10节；雷达观测来船数据如下：节；雷达观测来船数据如下： 为使来船从为使来船从2海里以外通过，本船决定停车避让，停车海里以外通过，本船决定停车避让

30、，停车 冲程冲程DS为为0.9海里，冲时海里，冲时TS为为10分钟。求本船应开始分钟。求本船应开始 停车的时间和停住后的停车的时间和停住后的TCPA。 时时 间间真方位真方位距距 离离 01200978.0n mile 01260976.5n mile 01320975.0n mile 相对运动作图相对运动作图 作图步骤作图步骤 基本作图得基本作图得 DCPA=0，TCPA=0152；来船；来船TC=319， V=12.0节；节； 切切2海里距离圈作来船航向的平行线，得停住后的相对海里距离圈作来船航向的平行线，得停住后的相对 运动线运动线PY1； 将相对运动线将相对运动线PY1沿本船航向沿本船

31、航向的平移本船的冲程的平移本船的冲程0.9海里，海里， 并与原相对运动线并与原相对运动线A1Y1交于一点，标记为交于一点，标记为A4，即为本船，即为本船 停车时他船的位置；停车时他船的位置； 量取量取A3A4的长度约的长度约0.67海里，则预计停车时间为海里，则预计停车时间为 TA4= TA3 + A3A4/ A1A3T=0132+0.67/3.012 = 0134.68； 相对运动作图相对运动作图 过过A4点作本船航向的反向平行线并截取线段点作本船航向的反向平行线并截取线段M1A4，令，令 其等于本船的冲程，其等于本船的冲程， 则则M1必在必在PY1的反向延长线上；的反向延长线上； 在在M1

32、Y1上截取上截取M1A5，使之等于在本船冲时，使之等于在本船冲时(10分钟分钟)内内 来船的实际航程，来船的实际航程，M1A5 = 10/6012= 2.0海里，则海里，则 A5点即为本船停住时来船的相对位置；量取点即为本船停住时来船的相对位置；量取A5点到最点到最 近会遇点近会遇点P的距离为的距离为1.3海里，则海里，则 TCPA = TA5+ A5P/MA3T =0144.68+1.3/2.412 = 0151 相对运动作图相对运动作图 作图结果 A1 A2 A3 M O A4 A5 Y1 Y P M1 DS HL 相对运动作图相对运动作图 作图特殊情况及处理作图特殊情况及处理 转向避让转

33、向避让 在确定在确定DCPA求转向避让措施作图中，经常发生设求转向避让措施作图中，经常发生设 定相对运动线与本船矢量圆不相交的情况，即求不定相对运动线与本船矢量圆不相交的情况，即求不 出转向措施，此时意味着单凭本船转向不能在预计出转向措施，此时意味着单凭本船转向不能在预计 的的DCPA通过。通过。 原因主要有：原因主要有： 避让行动采取过迟，解决方法是及早采取措施。避让行动采取过迟，解决方法是及早采取措施。 他船航速较快，我船不能在他船船头通过，解决办法是让他船航速较快，我船不能在他船船头通过，解决办法是让 他船通过我船船头。他船通过我船船头。 相对运动作图相对运动作图 作图特殊情况及处理作图

34、特殊情况及处理 避让行动采取过迟，应及早采取措施避让行动采取过迟，应及早采取措施。 A1 A2 A3 O HL A11 A4 Y Y11 M A5 Y2 Y1 Y21 相对运动作图相对运动作图 作图特殊情况及处作图特殊情况及处 理理 他船航速较快，让他船航速较快，让 他船通过我船船头他船通过我船船头 O HL Y1 Y21 Y11 A1 A2 A3 A4 M A11 相对运动作图相对运动作图 作图特殊情况及处理作图特殊情况及处理 变速避让变速避让 在确定在确定DCPA求变速避让措施作图中，经常发生设求变速避让措施作图中，经常发生设 定相对运动线与本船矢量线不相交的情况，即求不定相对运动线与本船

35、矢量线不相交的情况，即求不 出变速措施，此时意味着单凭本船变速不能在预计出变速措施，此时意味着单凭本船变速不能在预计 的的DCPA通过。通过。 产生这种问题的原因主要有：产生这种问题的原因主要有： 避让行动采取过迟，解决方法是及早采取措施。避让行动采取过迟，解决方法是及早采取措施。 他船航速较快，或相对航向线舷角较小，单凭减速措施不他船航速较快，或相对航向线舷角较小，单凭减速措施不 能使他船在设定能使他船在设定DCPA上驶过，解决办法是结合转向措施上驶过，解决办法是结合转向措施 避让。避让。 相对运动作图相对运动作图 作图特殊情况及作图特殊情况及 处理处理 变速避让行动采变速避让行动采 取过迟

36、，解决方取过迟，解决方 法是及早采取措法是及早采取措 施。施。 A1 A2 A3 O HL A11 A4 Y Y11 M A5 Y2 Y1 Y21 相对运动作图相对运动作图 作图特殊情况及处理作图特殊情况及处理 单凭减速措施不能使单凭减速措施不能使 他船在设定他船在设定DCPA上上 驶过，解决办法是结驶过，解决办法是结 合转向措施避让。合转向措施避让。 A1 A2 A3 O HL A11 A4 Y Y11 M Y1 A12 相对运动作图相对运动作图 多物标标绘多物标标绘 多物标标绘以单物标标绘为基础；多物标标绘以单物标标绘为基础； 通常先确定重点避让船，标绘求出避让措施；通常先确定重点避让船，

37、标绘求出避让措施； 验证其他船的验证其他船的DCPA，如果所有他船的，如果所有他船的DCPA 均满足要求，则所求避让措施安全可行。均满足要求，则所求避让措施安全可行。 如果仍存在碰撞危险，则需要重新求取避让措如果仍存在碰撞危险，则需要重新求取避让措 施，直到所有船舶都能在安全的距离通过。施，直到所有船舶都能在安全的距离通过。 相对运动作图相对运动作图 确定重点船的原则：确定重点船的原则： 1.转向避让时确定重点船的原则：转向避让时确定重点船的原则： 其他因素相同或接近时，单独考虑某一因素时其他因素相同或接近时，单独考虑某一因素时 （1）近距离来船；）近距离来船； （2）速度快或相对速度快来船；

38、）速度快或相对速度快来船； （3）接近正横的来船；）接近正横的来船； （4）需要相对航向线弦角（或）需要相对航向线弦角（或DCPA）变化较大的）变化较大的 船舶船舶 相对运动作图相对运动作图 2.减速避让时确定重点船的原则减速避让时确定重点船的原则 其他因素相同或接近时，单独考虑某一因素时其他因素相同或接近时，单独考虑某一因素时 （1）近距离来船）近距离来船 （2）速度快或相对速度快的来船）速度快或相对速度快的来船 （3）需要相对航向线弦角（或）需要相对航向线弦角（或DCPA）变化大的）变化大的 （4）接近首尾方向来船）接近首尾方向来船 实际上我们可以总结一个规律：实际上我们可以总结一个规律：

39、 先上后下，先右后左先上后下，先右后左 相对运动作图相对运动作图 多物标标绘多物标标绘 本船真航向本船真航向000，航速，航速12节；观测来船数据如下：节；观测来船数据如下： 本船计划在本船计划在A船距离本船船距离本船5海里时向右转向避让，为使海里时向右转向避让，为使 两船都在两船都在2海里以外通过，本船应转向多少度？海里以外通过，本船应转向多少度？ 时时 间间 A船船B船船 真方位真方位距距 离离真方位真方位距距 离离 012004011.0n mile32012.0 n mile 01260409.0n mile3209.5 n mile 01320407.0n mile3207.0 n

40、mile 相对运动作图相对运动作图 假设确定假设确定A船为重点避让船船为重点避让船 出相对运动三角形出相对运动三角形MA1A3、M1B1B3； 确定他船相对位置确定他船相对位置A4； 过过A4点作安全点作安全DCPA2n mile距离圈的切线距离圈的切线A4Y11； 过过A3点作点作A4Y1的平行线的平行线A3Y12； 以以M点为圆心，以点为圆心，以MA1为半径画弧，交为半径画弧，交A3Y12得得A11 点；点； 则则MA11为本船转向避让后的运动矢量，转向角为本船转向避让后的运动矢量，转向角 C= 53； 相对运动作图相对运动作图 假设确定假设确定A船为重点避让船船为重点避让船 确定确定A船

41、到达船到达A4时时B船的相对位置：船的相对位置：TA4=TB4，B3B4= A3A4/ A1A3B1B3=2/45=2.5 ； 以以M1点为圆心，将矢量点为圆心，将矢量MB1向右旋转向右旋转 C至至MB11，然后，然后 把两船当前矢量终点相连即为把两船当前矢量终点相连即为B船新的相对运动矢量船新的相对运动矢量 B11B3；过；过B4点作新的相对运动矢量点作新的相对运动矢量B11B3的平行线，记的平行线，记 为为B4Y21。来船回波到达。来船回波到达B4点后将沿点后将沿B4Y21向前移动；向前移动； 从本船位置点从本船位置点O作作B4Y21的垂线，垂足为的垂线，垂足为P。则。则OP的长的长 度度

42、1.2海里即为海里即为B船新的船新的DCPA。 相对运动作图相对运动作图 作图结果作图结果 A1 A2 A3 O P HL A11 A4 P1 Y1 Y2 M Y12 Y11 B1 B2 B3 B4 M1 Y21 相对运动作图相对运动作图 重新确定重新确定B船为重点避让船，船为重点避让船， 过过B4点作安全点作安全DCPA2n mile距离圈的切线距离圈的切线B4Y21； 过过B3点作点作B4Y21的平行线的平行线B3Y22； 以以M1点为圆心，以点为圆心，以M1B1为半径画弧，交为半径画弧，交B3Y22得得B11 点，点， 得转向角得转向角 C =114。 以以M点为圆心，将矢量点为圆心，将

43、矢量MA1向右旋转向右旋转 C至至MA11，得新，得新 的相对运动矢量的相对运动矢量A11A3；过；过A4点作新的相对运动矢量点作新的相对运动矢量 A11A3的平行线的平行线A4Y11； 从本船位置点从本船位置点O作作A4Y11的垂线，垂足为的垂线，垂足为P。则。则OP的长的长 度度4海里即为海里即为A船新的船新的DCPA。 相对运动作图相对运动作图 作图结果作图结果 A1 A2 A3 O P HL A11 A4 Y1 Y2 M Y12 Y11 B1 B2 B3 B4 M1 Y21 Y22 B11 P1 真运动作图法真运动作图法 真运动作图是根据会遇的两船在同一时间段内相真运动作图是根据会遇的

44、两船在同一时间段内相 对于地球坐标系的船位对于地球坐标系的船位(真船位真船位)或者根据其中一船或者根据其中一船 的真船位以及通过该船所观测到的另一船的方位的真船位以及通过该船所观测到的另一船的方位 和距离进行标绘，以求出运动要素、预计或分析和距离进行标绘，以求出运动要素、预计或分析 避让措施等。避让措施等。 在真运动作图中，船位不是固定的，而是沿着航在真运动作图中，船位不是固定的，而是沿着航 向按实际航程标出。向按实际航程标出。 真运动作图是以第三者的视角俯视整个局面，比真运动作图是以第三者的视角俯视整个局面，比 较直观。这种作图法常用于碰撞事故的分析。较直观。这种作图法常用于碰撞事故的分析。

45、 避让效果分析 船速比船速比 船速比船速比(K)是指本船船速是指本船船速(VO) 与来船船速与来船船速(VA)的的 比值，即比值，即K =VO/VA。当两船的航速相等时，。当两船的航速相等时， K=1；当本船快于来船时，；当本船快于来船时，K1；当本船慢于；当本船慢于 来船时，来船时，K1。 船速比对于避让效果有直接影响，本船快于来船速比对于避让效果有直接影响，本船快于来 船时（船时（K1），本船转向避让的效果好，他船），本船转向避让的效果好，他船 转向避让效果差，反之亦然。转向避让效果差，反之亦然。 避让效果分析 相对航向线变化角相对航向线变化角 指相对航向线舷角的变化，一指相对航向线舷角的

46、变化，一 般用来衡量避让效果；般用来衡量避让效果； 避让后的避让后的DCPA变化量取决于变化量取决于 采取避让措施时他船的距离采取避让措施时他船的距离D 与相对航向线变化角与相对航向线变化角。 A1 A2 A3 O HL Y A4 A5 Y1 避让效果分析 反舷角反舷角 是指在他船观察到的本船的舷是指在他船观察到的本船的舷 角，同样表示两船间的相对关角，同样表示两船间的相对关 系，也是本船观察他船的态势系，也是本船观察他船的态势 （Aspect）。）。 反舷角是两船协调避碰行动时反舷角是两船协调避碰行动时 应该考虑的重要因素。应该考虑的重要因素。 避让效果分析 转向避让时，在相同转向幅度转向避

47、让时，在相同转向幅度 （在较小范围内成立）条件下，（在较小范围内成立）条件下， 首尾方向附近来船，相对航向线首尾方向附近来船，相对航向线 变化角变化角较大，避让效果较好，正较大，避让效果较好，正 横附近来船相对航向线变化角横附近来船相对航向线变化角较较 小，避让效果较差。小，避让效果较差。 A11 A2 A3 M A1 B2 B3 M1 B1 B11 1 2 O 避让效果分析 转向避让时，转向角并不转向避让时，转向角并不 是越大越好是越大越好 A1 A3 A2 M Y1 Y HL Y2 1 2 A13 A12 A11 避让效果分析 首尾方向来船用变速避让效果较首尾方向来船用变速避让效果较 差，

48、正横附近来船用变速避让效差，正横附近来船用变速避让效 果较好。果较好。 A2 A3 M A1 B2 B3 M1 B1 B11 1 2 O HL A11 避让效果分析 本船转向他船变速时，当他船通过本船船首时，本船转向他船变速时，当他船通过本船船首时， 他船应配合以增速；当他船通过本船船尾时，他船应配合以增速；当他船通过本船船尾时， 他船应配合以减速。他船应配合以减速。 同理，他船转向使本船通过他船船首时（他船同理，他船转向使本船通过他船船首时（他船 通过本船船尾），本船应配合以加速，他船转通过本船船尾），本船应配合以加速，他船转 向使本船通过他船船尾时（他船通过本船船首）向使本船通过他船船尾时

49、（他船通过本船船首） 本船应配合以减速。本船应配合以减速。 转向不变线及其应用转向不变线及其应用 转向不变线定义转向不变线定义 A1 A3 A2 A11 H M X HL Y q C C/2 转向不变线及其应用转向不变线及其应用 转向不变线定义转向不变线定义 在通常情况下，本船通过转向可以改变相对运动线的方在通常情况下，本船通过转向可以改变相对运动线的方 向，从而改变向，从而改变DCPA。 但图中本船向右转向但图中本船向右转向C后，后，A船新的相对运动矢量船新的相对运动矢量 A11A3仍在原来的相对运动线仍在原来的相对运动线XY上。上。 也就是说，本船向右转向也就是说，本船向右转向C后，来船的

50、相对运动线的方后，来船的相对运动线的方 向并没有改变。向并没有改变。 图中相对运动线图中相对运动线XY即为对应于转向角即为对应于转向角C的转向不变线。的转向不变线。 转向不变线及其应用转向不变线及其应用 转向不变线定义转向不变线定义 转向不变线与转向角的关系：转向不变线与转向角的关系： 本船向右转向本船向右转向C后，运动矢量由后，运动矢量由MA1变为变为MA11，因，因 为航速未改变，所以线段为航速未改变，所以线段MA1 与与MA11长度相等，三角长度相等，三角 形形MA1 A11为等腰三角形，其顶角为等腰三角形，其顶角(转向角转向角)角平分线与角平分线与 底边（转向不变线）垂直，由此可得转向

51、不变线与转底边（转向不变线）垂直，由此可得转向不变线与转 向角的关系为：向角的关系为： q =C/290 转向不变线及其应用转向不变线及其应用 转向不变线转向不变线规律： 对任意转向角，转向不变线一定存在；对任意转向角，转向不变线一定存在； 转向不变线存在的范围为：转向一舷正横后和转向相反转向不变线存在的范围为：转向一舷正横后和转向相反 一舷正横前。一舷正横前。 对于右正横前（指其相对航向线舷角，下同）的来船，对于右正横前（指其相对航向线舷角，下同）的来船， 向右转向一定不会使来船处于转向不变线上。同理，对向右转向一定不会使来船处于转向不变线上。同理，对 于左正横前来船，向左转向一定不会使来船

52、处于转向不于左正横前来船，向左转向一定不会使来船处于转向不 变线上（应注意避碰规则的有关规定）。对于正横后的变线上（应注意避碰规则的有关规定）。对于正横后的 来船，背着他转向则一定不会使来船处于转向不变线上。来船，背着他转向则一定不会使来船处于转向不变线上。 转向不变线及其应用转向不变线及其应用 转向不变线上的船舶相对运动规律转向不变线上的船舶相对运动规律 K1，转过，转过C后，相对运动矢量由后，相对运动矢量由B1B3变为变为B11B3， 方向变化方向变化180； K = 1 相对航速相对航速VR0，转向后，变成同向同速船，转向后，变成同向同速船 VR = 0，转向后，转向后，VR0，两船变成

53、同速不同向的船。相对运动，两船变成同速不同向的船。相对运动 线的方向与本船的转向方向相反。因此，在转向后，在转向一侧线的方向与本船的转向方向相反。因此，在转向后，在转向一侧 的来船会越来越近而另一侧的来船则会越来越远。的来船会越来越近而另一侧的来船则会越来越远。 转向不变线及其应用转向不变线及其应用 转向不转向不 变线上变线上 的船舶的船舶 相对运相对运 动规律动规律 A1 A3 A2 A11 H M B3 B1 B2 B11 M2 X1 Y1 X Y HL C11 C1 C2 C3 M3 D3 D2 D1 D11 M4 转向不变线及其应用转向不变线及其应用 转向不变线应用转向不变线应用 判断

54、他船相对运动线变化方向判断他船相对运动线变化方向 来船位于转向不变线上侧来船位于转向不变线上侧(相对航向线舷角相对航向线舷角)，本船向右转向后，本船向右转向后， 相对运动线为顺时针转或称右转。相对运动线为顺时针转或称右转。 来船位于转向不变线下侧来船位于转向不变线下侧(相对航向线舷角相对航向线舷角)，本船向右转向后，本船向右转向后， 相对运动线为逆时针转或称左转。相对运动线为逆时针转或称左转。 本船向左转向后，与向右转向相对称，位于转向不变线上侧的本船向左转向后，与向右转向相对称，位于转向不变线上侧的 来船的相对运动线为逆时针转或称左转，位于转向不变线下侧来船的相对运动线为逆时针转或称左转，位

55、于转向不变线下侧 的来船的相对运动线为顺时针转或称右转。的来船的相对运动线为顺时针转或称右转。 转向不变线及其应用转向不变线及其应用 转向不变线应用转向不变线应用 判断他船相对运动判断他船相对运动 线变化方向线变化方向 H M A1 A2 M1 X HL A3 A11 B1 B2 B3 M2 B11 转向不变线及其应用转向不变线及其应用 转向不变线应用转向不变线应用 检查或预估转向角检查或预估转向角 对于存在碰撞危险的来船，转向应当避免使他船处于转向不对于存在碰撞危险的来船，转向应当避免使他船处于转向不 变线上。变线上。 对于有一定对于有一定DCPA的来船，欲使其的来船，欲使其DCPA增大，根

56、据转向不增大，根据转向不 变线规律可预估出转向角。变线规律可预估出转向角。 对于不存在碰撞危险的来船，转向使其处于转向不变线上反对于不存在碰撞危险的来船，转向使其处于转向不变线上反 而是安全的，或使其而是安全的，或使其DCPA增大也是安全的。增大也是安全的。 避让行动的协调避让行动的协调 两船同时采取措施两船同时采取措施 根据两船相对位置关系以及转向方向和幅度不根据两船相对位置关系以及转向方向和幅度不 同，避让效果可能相互协调，也可能相互冲突。同，避让效果可能相互协调，也可能相互冲突。 基本规律是，两船各自转向使另一船的相对运基本规律是，两船各自转向使另一船的相对运 动线向相同方向变化时转向避

57、让效果好。动线向相同方向变化时转向避让效果好。 两船同时采取措施两船同时采取措施 应注意到转向不变线的存在，与他船会遇距离应注意到转向不变线的存在，与他船会遇距离 的大小和方向虽转向的幅度的变化并不是简单的大小和方向虽转向的幅度的变化并不是简单 的线性关系；的线性关系； 不能简单的认为本船转向的幅度越大越好。不能简单的认为本船转向的幅度越大越好。 两船向相同方向转向的效果并不是总是协调两船向相同方向转向的效果并不是总是协调 的；的； 两船同时转向并变速时，随两船相对位置关两船同时转向并变速时，随两船相对位置关 系、转向方向和幅度、加速或减速不同，情系、转向方向和幅度、加速或减速不同，情 况比较

58、复杂。况比较复杂。 两船同时采取措施两船同时采取措施 对本船右正横前的船舶（初始会遇距离为零）对本船右正横前的船舶（初始会遇距离为零） 本船采取本船采取减速减速措施与来船可能采取的措施与来船可能采取的向右转向向右转向 措施的效果措施的效果不一定不一定一致，但两船的相对运动速一致，但两船的相对运动速 度减小，有利于缓解当时的局面；度减小，有利于缓解当时的局面； 本船采取向本船采取向右转向右转向措施与来船可能采取的措施与来船可能采取的向右向右 转向转向措施的效果并措施的效果并不一定不一定一致，尤其是本船的一致，尤其是本船的 船速相对他船较快时；船速相对他船较快时； 两船同时采取措施两船同时采取措施

59、 对本船左正横前的船舶（本船亦处于他船对本船左正横前的船舶（本船亦处于他船 正横前）正横前） 本船采取减速措施与来船可能采取的向本船采取减速措施与来船可能采取的向 右转向措施的效果并不一致右转向措施的效果并不一致 因为他船右转有通过本船船尾的趋势；因为他船右转有通过本船船尾的趋势； 本船向右转向，随转向幅度的不同，他本船向右转向，随转向幅度的不同，他 船相对运动的变化情况并不相同：船相对运动的变化情况并不相同： DCPA估算估算 来船回波方位随距离的变化率与来船来船回波方位随距离的变化率与来船DCPA有关，有关， 与来船的距离也有关。与来船的距离也有关。 DCPA不变时，随距离的减小，方位变化

60、率逐渐不变时，随距离的减小，方位变化率逐渐 增大。增大。 除了采用雷达标绘法求取物标船的除了采用雷达标绘法求取物标船的DCPA外，可外，可 通过观测物标在特定的接近距离内其方位变化的通过观测物标在特定的接近距离内其方位变化的 情况，直接采用方位变化与距离变化关系表估算情况，直接采用方位变化与距离变化关系表估算 出该物标的具体出该物标的具体DCPA值，即可根据对物标连续值，即可根据对物标连续 二次或三次观测方位的变化量查表求取二次或三次观测方位的变化量查表求取DCPA。 DCPA估算估算 RNG一两船间距离、一两船间距离、VBRG一方位变化量。一方位变化量。 DCPA估算估算 几个典型的数据：几