第四能见地平距离和物标

1、第四 能见地平距离和物标地理 能见距离 一、航海上距离的单位 航海上最常用的距离的单位是海里(n mile)，它等于地球椭圆子午线上纬度1所 对应的弧长。可以推导出1 n mile的公式 为： 1 n mile1 85225931cos2 (m) 可见，地球椭圆子午线上1纬度弧长，即 1 n mile的长度不是固定不变的，它随纬 度的不同而略有差异：在赤道上最短， 为1 84294m；在两极最长，为 186156 m；在纬度4414,处1 nmile的长 度约为1 852 m。 为了航海上实际应用的需要，必须用一 个固定值作为1n mile的标准长度。目前， 我国和世界上许多国家均采用1929

2、年国 际水文地理学会议推荐的1 852m作为 1n mile的标准长度值。 某轮沿赤道自西向东航行，无航行误差， 计程仪改正率为00，则实际船位位 于在海图上按计程仪航程推算的船位的 (不考虑风流影响) 。 A东面 B西面 C同一点 D不 一定 某轮沿赤道自西向东航行航速15Kn，无 航行误差，2天后，实际船位位于航程推 算的船位的(不考虑风流影响) 。 A东面 B西面 C同一点 D不 一定 = 测者能见地平距离 一、在海上，具有一定眼高的测者A向周 围大海眺望，所能看到的最远处，水天 似相交成一个圆圈BB，这圆圈所在的 地平平面或者自测者至BB，这一小块球 面，叫做测者能见地平平面或视地平平

3、 面，圆圈BB，就是测者能见地平或视地 平，俗称水天线。自测者A至测者能见地 平的距离AB，称为测者能见地平距离。 De(n mile)二209 e(m) 式中：De测者能见地平距离，单位： n mllc； e测者眼高，单位：m。 三、物标能见距离 1物标能见地平距离 假如测者眼睛位于物标顶端，此时测者 的能见地平距离，叫做物标能见地平距 离，用表示它等于能见度良好情况下， 测者眼高为零时，理论上所能看见物标 的最大距离。与测者能见地平距离一样， 物标能见地平距离可由下式求得： Dh=2.09 H(m) 式中Dh一物标能见地平距离，单位： nmile； H物标顶端距海平面的高度，单位： m。

4、2.物标地理能见距离 能见度良好时，仅由于地面曲率和地 面蒙气差的影响，测者理论上所能看到 物标的最大距离叫做物标的地理能见距 离，用D。表示。由图142可见，物 标地理能见距离可由下面公式求得： D。 (n mile)=209 e(m)+2.09 H(m) 式中：e测者眼高，单位m； H物标高度，单位m； D。物标地理能见距离,单位n mile。 四、灯标最大可见距离 在地面曲率和地面蒙气差一定的情况下， 白天能见度良好时，物标的最大可见距 离取决于测者眼高和物标的高度。但是， 夜间观测灯标时，其最大可见距离还与 该灯标的发光强度有关。 1灯标射程 中版海图和航标表中射程的定义为： 晴天黑夜

5、，当测者眼高为5 m时，理论上 能够看见灯标灯光的最大距离。 英版海图和英版灯标表中，灯标射 程分光力射程和额定光力射程两种。光 力射程是指某一气象能见度条件下，灯 光光力的最大能见距离。额定光力射程 是指气象能见度为10 n mile 时，灯光光 力的最大能见距离。 光力射程和额定光力射程都仅和气象能 见度有关，而与测者眼高、灯高、地面 曲率和地面蒙气差无关。通常大多数国 家采用额定光力射程作为灯标射程。 2初显与初隐 灯塔是一种重要的航标，其灯光强度较强。夜 间观测灯塔灯光时，如灯塔的灯光强度足够强， 则可能会出现初显(初隐)现象。晴天黑夜，船 舶驶近(驶离)灯塔时，灯塔灯芯初露(初没)测

6、者 水天线的瞬间，即测者最初(最后)能够直接看 到灯塔灯光的时刻，叫做灯光初显(初隐)。显 然，并不是所有的灯塔都会出现初显(初隐)现 象。通常，只有当灯塔的光力能见距离大于或 等于该灯塔的地理能见距离时，才会出现初显 (初隐)现象。 中版海图和航标表中所提供的射程， 是该灯塔光力能见距离和5 m眼高地理能 见距离中较小者。鉴于航海上测者眼高 普遍都在5 m以上，因此，只有强光灯塔 才可能有初显(初隐)，弱光灯塔一般不会 有初显(初隐)。 判断中版航海资料中某灯塔是否是强光灯塔， 应将该灯塔5m眼高的地理能见距离取整后再与 其射程相比较，如前者小于或等于后者，表面 该灯塔为强光灯塔，可能有初显

7、(初隐)；否则， 就是弱光灯塔，无初显(初隐)。 灯光初显(初隐)时，测者与灯塔之间的距离 等于灯塔地理能见距离，即： D显/隐(n mile)D。209 e(m)十209 H(m) 中版海图和航标表中灯塔的初显(初 隐)距离还可用下式求取： D显/隐(nmile)D。射程 +209e(m)一2095 例141：中版海图某灯塔灯高84 m， 图注射程18 n mile，测者眼高16 m，问该 灯塔是否有初显初隐? 解： D=2.09e+2.09H =2.095+2.0984 =23.818 无初显初隐。 3灯塔灯光最大可见距离 中版海图和航标表中灯塔灯光最大可见距 离，取决于该灯塔的灯光强度。

8、能见度良好件 下，强光灯塔，可能存在初显(初隐)，灯光最 大可见距离等于灯塔的初显(初隐)距离，即该 灯塔的地理能见距离；弱光灯塔，一般无初显 (初隐)，该灯塔灯光最大可见距离等于其射程。 英版海图和灯标表中灯塔灯光最大可见 距离，等于该灯塔射程(额定光力射程或光力射 程)与该灯塔地理能见距离中较小者 例144：中版海图某灯塔灯高40 m， 图注射程16 n mile，已知测者眼高16 m， 求该灯塔灯光的最大可见距离Dmax。 解：D（e=5）=2.09 (5+40)=17.9 因为179 nmile取整为17 nmile，大 于射程16 nmile，该灯塔无初显或初隐， 所以Dmax射程=

9、16 M 例145：中版海图某灯塔灯高81 m， 图注射程23 nmile，已知测者眼高16 m， 求该灯塔灯光的最大可见距离Dmax。 解：D(e=5)=2.09(5+81)=23.5 n mile 因为235 n mile取整为23 n mile，等于 射程，该灯塔有初显 或 初 隐 ， 所 以 Dmax=D。 =2.09(16+81)=27.2 n mile 例146：英版海图某灯塔灯高36m， 额定光力射程24nmile，求测者眼高16m 时，该灯灯光最大可见距离。 解：D。=2.09(16+36)=20.9n mile 因为射程24nmile 大于20.9n mile，所以 Dmax

10、D。=20.9 M 第五节 航速与航程 一、航速与航程 航程是船舶航行经过的距离，用S表示， 航海上一般采用海里作为航程的单位。 单位时间内的航程称为船舶的航行速度 航海上习惯将船舶在无风流影响下的航 行速度称为船速 一. 计程仪测定航程 船用计程仪的种类很多，它是船舶测定航程和 航速的主要仪器。目前，计程仪可分为相对计 程仪和绝对计程仪两大类。相对计程仪所显示 的是船舶相对于水的航程和航速，它只能记录 船舶受风影响后的对水航程和航速，但不能显 示水流影响后的航程和航速，因此，人们称它 为“计风不计流”的计程仪，绝对计程仪可以 测量船舶相对于海底的，即船舶受风流影响后 的实际航程和实际航速。

11、计程仪的主要类型有：回转式计程仪、水压式 计程仪、电磁式计程仪、多普勒计程仪和声相 关计程仪。前面三种计程仪均为相对计程仪。 目前，商船上用得较多的是后面三种计程仪。 由于商船用多普勒计程仪和声相关计程仪的有 效作用距离为几米至几十米，只有当水深不太 深，计程仪所发射的超声波能作用到海底时， 它们才可作为绝对计程仪使用，因此，通常情 况下，多普勒计程仪和声相关计程仪也是相对 计程仪。 相对计程仪应该准确地显示船舶相对于 水的航程和航速，但它与任何其他仪器 一样，也存在着-定的误差，从计程仪上 读到的仅仅是计程仪航程读数，还必须 对它进行误差改正后，才能得到准确的 对水航程。航海上，习惯用计程仪

12、航程 误差与计程仪读数差比的百分率来表示 计程仪误差L， L=SL-（L2-L1）/（L2-L1）*100% 式中： L计程仪改正率，用百分率表 示； SL准确的船舶对水航程，又称为计 程仪航程； L1，L2对应计程仪航程：的前后两 次计程仪读数。 2)在恒流影响下。往返重复测定两次， 分别求出V1 、 V2、和L1、L2再按下 式求取平均船速和平均计程仪改正率： VE=（V1+V2）/2 L=（L1+L2）/2 3)在等加速水流影响下，往返重复测定 三次，分别求出V1、V2、V3和L1、 L2、L3，再按下式求取平均船速和平 均计程仪改正率 VE=（V1+2V2+V3）/4 L=（L1+2L

13、2+L3）/4 (4)在变加速水流影响下，往返重复测定 四次，分别求出V1、V2、V3、V4和L1、 L2、L3、L4，再按下式求取平均船 速和乎均计程仪改正率： VE=（V1+3V2+3V3+V4）/8 L=（L1+3L2+3L3+L4）/8 第六节航用海图投影方法 一.地图投影和比例尺 1地图投影 2局部比例尺与基准比例尺 ； (1)局部比例尺 设A为地面上的任意一点，在它的某个方向 上有线段AB，如果将它投影到地图上去，变 成图上线段ab，则该地图在A点这个方向的局 部比例尺(C)为 :C=Limab/AB AB-0 由于存在投影变形，同一张图上各点的局部比 例尺可能都不相同，有时同一点

14、各个方向的局 部比例尺也各不相同。局部比例尺在投影中的 变化，可以反映出地图投影的变形特点。如图 上某点各个方向的局部比例尺相等，则该图在 这点上能够保持与地面对应处形状相似，并在 这一点上能保持角度不变，这在地图投影中叫 做正形或等角；相反，如果地图上某点各个方 向的局部比例尺不相等，则该图在这一点上就 不能保持正形或等角 (2)普通比例尺与基准比例尺 一般地图上所注明的比例尺，称为普通 比例尺或基准比例尺。它可能是图上各 个局部比例尺的平均值，或者是图上某 点或某线的局部比例尺。航海上，有时 为了便于几张海图联合起来使用，常取 某点或某线的局部比例尺作为几张图共 同的基准比例尺。此时，上述

15、基准点或 基准线可能不在某张图的覆盖范围内。 二、地图投影分类 按投影变形的性质分类 (1)等角投影 (2)等积投影 (3)任意投影 (1)等角投影， 又称为正形投影。它是一种投影图上无 限小的局部图像与地面上对应的地形保 持相似的投影方法。在等角投影中，地 面上一个微分圆，投影到图上仍能保持 是个圆；或者说地面上某地的一个角度， 投影到图上后仍能保持其角度的大小不 变。 (2)等积投影 它是保持地面上与图上对应处的面积 成恒定比例的一种投影方法，等角与等 积在同一投影中不可能同时被满足。 (3)任意投影 它是既不等角也不等积，而是根据某 种特殊需要或为了解决某种特定问题来 制作地图的投影方法

16、。 按构成地图图网的方法分类 (1)平面投影 (2)圆锥投影 (3)圆柱投影 (4)条件投影 (1)平面投影 它是将地面上的经纬线直接投影到与地球表面 相切或相割的平面上去的一种投影方法。在平 面投影中，从投影中心到任意一点的方位角均 保持与实地相等，故又称为方位投影。方位投 影属透视投影，即以某一点为视点，将球面上 的事物直接投影到投影面上去的投影方法。常 用的方位投影的视点位于垂直于投影面的直径 或其延长线上，根据视点位置的不同， 外射投影：视点在球外，如图162(a)。 极射投影：视点在球面上，如图162(b)。 心射投影：视点在球心，如图162(c)。 (3)圆柱投影 利用可以展开的圆

17、柱面为辅助面，通过某种数 学法则将地面上的经纬线投影到圆柱面去，再 沿圆柱母线切开展平，构制地图图网的投影方 法。如图l64所示，按圆柱轴与地轴重合、 垂直或斜交三种相对位置关系，圆柱投影可分 为正圆柱投影、横圆柱投影和斜圆柱投影三种。 航海上常用等角正圆柱投影，即墨卡托投影 来绘制航用海图。等角横圆柱投影，又称高斯 投影，常用于绘制大比例尺海图或极区海图。 三、恒向线 将地球作为圆球体时，地面上两点间的最短连 线，并不是通过该两点的恒向线，而是连接这 两点的大圆弧。但是，一般大圆弧与所有子午 线相交成不等的角度，这也就是说，如果要驾 驶船舶沿着大圆弧航行，就必须不断地改变航 向。为了驾驶船舶

18、的方便起见，在航程不太长 时，或者当航向接近南北向或在低纬近赤道航 区航行时，一般都采用两点间的恒向线航线。 实际上，即使两点间的大圆航线，也是由若干 段恒向线航线组成的近似大圆 恒向线与每一条经线相交无数次。恒向 线每绕地球一周，都将与该子午线相交 一次，且交点纬度越来越高；逐渐接近 地极，但达不到地极。可见，除了航向C 000180，或者C090270 外，在地球表面上，恒向线表现为一条 与所有子午线相交成恒定角度的、具有 双重曲率的球面螺旋线，它逐渐趋向地 极，但永远达不到地极。 四、墨卡托投影 为了便于在航用海图上绘画恒向线航线 和方位线，航用海图应满足以下两个条 件：(1)图上的恒向

19、线是直线；(2)投影性 质是等角的。这样，驾驶员就可以根据 测得的航向和方位，用直尺在海图上画 出恒向线航线和方位线来。 3墨卡托海图的特点 墨卡托海图是利用墨卡托投影，即等角正圆柱 投影原理所绘制的。通常，墨卡托海图具有以 下特点： (1)图上经线为南北向相互平行的直线，其上 有量取纬度或距离用的纬度图尺；纬线为东西 向相互平行的直线，其上有量取经度的经度 图尺，且经线与纬线相互垂直。 (2)图上经度1，(1赤道里)的长度相等，但纬度 1，(1nmile)的长度随纬度升高而逐渐长，存在 纬度渐长现象。 (3)恒向线在图上为直线。 (4)具有等角特性，在图上所量取的物标 方位角与地面对应角相等

20、。 (5)图上同纬度纬线的局部比例相等，不 同纬度的局部比例尺，随纬度的升高而 增大。 (2)墨卡托图网的简易绘制方法 简易墨卡托图网，是将地球作为圆球体， 利用两点间的东西距，即相邻两子午线 之间的等纬圈弧长Dep，与两点间的经差 D,和该两点所在纬度甲之间的下列关系 而绘制成的： 根据墨卡托投影原理，图上任意一点经线的局 部比例尺与其纬线的局部比例尺相一致。因此， 墨卡托图网中经线局部比例尺也要随纬度的升 高而放大sec倍。但是，相邻两纬线间的经线 上各点的纬度不同，其放大倍数也各不相同。 为了方便起见，制作简易墨卡托图网时，是采 两条纬线之间平均纬度处的放大倍sec作为相 邻两纬线间经线上的平均放大倍数的。 五、港泊图与大