航海学航迹推算PPT学习教案

1、会计学1航海学航迹推算航海学航迹推算航迹推算（航迹推算（Dead reckoning systemDead reckoning system）: :航迹推算有以下两种方法：航迹推算有以下两种方法： 第1页/共56页()在海图上根据计划航线和风流要素，预配在海图上根据计划航线和风流要素，预配风流压差，作图画出应驶真航向和推算船位。风流压差，作图画出应驶真航向和推算船位。 航迹绘算法即海图作业法，它主要解决如下两类问题：航迹绘算法即海图作业法，它主要解决如下两类问题：()根据船舶航行时的航向、航程和风流要素，根据船舶航行时的航向、航程和风流要素，在海图上直接作图画出推算航迹和船位；在海图上直接作图

2、画出推算航迹和船位；航迹绘算法简单、直观，所以它是船舶航行中驾航迹绘算法简单、直观，所以它是船舶航行中驾驶员进行航迹推算的主要方法。航迹推算相关规驶员进行航迹推算的主要方法。航迹推算相关规定请参阅中华人民共和国交通部规定的定请参阅中华人民共和国交通部规定的海图作海图作业试行规则业试行规则。 第2页/共56页船舶的航行计划中，在海图上由起航点、转向点和船舶的航行计划中，在海图上由起航点、转向点和到达点之间的连线，叫作计划航线。计划航线就是到达点之间的连线，叫作计划航线。计划航线就是船舶航行要走的计划航迹。计划航迹的前进方向，船舶航行要走的计划航迹。计划航迹的前进方向，叫作计划航迹向叫作计划航迹向

3、(Course of advance)(Course of advance)，代号，代号CACA。 当船舶在无风流情况下航行时，船上的人会感觉到当船舶在无风流情况下航行时，船上的人会感觉到有风的存在。这是由于静止的空气，对于运动着的有风的存在。这是由于静止的空气，对于运动着的船舶，产生了相对运动。这种风由于是船舶自身运船舶，产生了相对运动。这种风由于是船舶自身运动产生的，所以叫动产生的，所以叫船风船风。船风的风向，即风的来向。船风的风向，即风的来向与真航向一致，而风速等于船速。因此在航行中船与真航向一致，而风速等于船速。因此在航行中船上驾驶员所观测到的风，不是真风，而是真风与船上驾驶员所观测到

4、的风，不是真风，而是真风与船风的合成风，叫作视风。风的合成风，叫作视风。 第3页/共56页第4页/共56页风对船舶航行的影响，与风舷角有着密切的关系。所谓风风对船舶航行的影响，与风舷角有着密切的关系。所谓风舷角是风向与船首尾线的夹角。如图所示，当风舷角小于舷角是风向与船首尾线的夹角。如图所示，当风舷角小于1010时，叫作顶风；当风舷角大于时，叫作顶风；当风舷角大于170170时，叫作顺风；时，叫作顺风；当风舷角在当风舷角在8080 100100之间时，叫横风；当风舷角在之间时，叫横风；当风舷角在1010 80 80之间时，叫偏顶风；当风舷角在之间时，叫偏顶风；当风舷角在100100 170 1

5、70之间时，叫作偏顺风。之间时，叫作偏顺风。 第5页/共56页船舶在风影响下航行时，将除按真航向以船速向前航行外，船舶在风影响下航行时，将除按真航向以船速向前航行外，风还会使船向下风漂移。船舶在视风的作用下，产生漂移风还会使船向下风漂移。船舶在视风的作用下，产生漂移运动矢量。船舶在船速矢量和漂移矢量的共同作用下，船运动矢量。船舶在船速矢量和漂移矢量的共同作用下，船舶将沿着风中推算航速矢量航行。舶将沿着风中推算航速矢量航行。 船舶航迹叫作风中船舶航迹叫作风中推算航迹线推算航迹线（Leeway trackLeeway track），它的方向，），它的方向，即由真北线顺时针方向到风中推算航迹线的夹角

6、，叫风中推即由真北线顺时针方向到风中推算航迹线的夹角，叫风中推算航迹向，用算航迹向，用CACA 表示。表示。 船舶真航向线与风中推算航迹线之间的夹角，叫作船舶真航向线与风中推算航迹线之间的夹角，叫作风压风压差角差角（Leeway angleLeeway angle），简称风压差，代号为），简称风压差，代号为 。 ”为“右舷受风，”为“左舷受风，TCCA第6页/共56页如果船舶同时受到水流的作用，船舶还将随着水流的流如果船舶同时受到水流的作用，船舶还将随着水流的流向向C CC C，以流速，以流速V VC C作漂流运动，结果船舶将沿着和的合成作漂流运动，结果船舶将沿着和的合成矢量，即推算航速（矢量

7、，即推算航速（Speed made goodSpeed made good）矢量航行。显然）矢量航行。显然V VG G=V=V +V+VC C。这时的船舶航迹叫作推算航迹线，它的方向，。这时的船舶航迹叫作推算航迹线，它的方向，即由真北线顺时针方向到推算航迹线的夹角，叫即由真北线顺时针方向到推算航迹线的夹角，叫推算航推算航迹向迹向（Course made goodCourse made good），并用），并用CGCG表示。表示。 风中推算航迹与推算航迹之间的夹角，叫作流压差角风中推算航迹与推算航迹之间的夹角，叫作流压差角（Drift angleDrift angle），简称），简称流压差流压差

8、，代号为，代号为 。 ”为“右舷受流，”为“左舷受流，CACG船舶的真航向线和推算航迹之间的夹角，叫作船舶的真航向线和推算航迹之间的夹角，叫作风流合压角（风流合压角（Leeway and drift angleLeeway and drift angle），简），简称风流压差，代号为称风流压差，代号为。 ”为“船舶偏在航向线左面，”为“船舶偏在航向线右面，TCCG第7页/共56页由于船舶受风影响产生的漂移矢量由于船舶受风影响产生的漂移矢量R R的方向和大小是很的方向和大小是很难确切知道的，风中航迹推算不能画矢量三角形求解，难确切知道的，风中航迹推算不能画矢量三角形求解，而通过直接测定或估计风压

9、差而通过直接测定或估计风压差 的值来进行推算。的值来进行推算。 风压差风压差 的大小随着下列因素而变化：的大小随着下列因素而变化： （）风舷角：横风时，风压差值最大，顶风或顺风（）风舷角：横风时，风压差值最大，顶风或顺风 时，风压差最小，而且可以认为时，风压差最小，而且可以认为 0 0； （）风速：风速愈大，风压差愈大；（）风速：风速愈大，风压差愈大； （）船速：船速愈大，风压差愈小；（）船速：船速愈大，风压差愈小； （）船体情况：轻载时，吃水浅，船体受风面积大，（）船体情况：轻载时，吃水浅，船体受风面积大， 因此风压差较大；重载时，吃水深，船体受风面积小，因此风压差较大；重载时，吃水深，船体

10、受风面积小， 因此风压差较小。此外，平底船要比尖底船的风压差要大一点。因此风压差较小。此外，平底船要比尖底船的风压差要大一点。 第8页/共56页航海上常用实测风压差航海上常用实测风压差 方法：方法： 连续测得三个或三个以上船位，则用平连续测得三个或三个以上船位，则用平差方法用直线连接所有实测船位，该直差方法用直线连接所有实测船位，该直线就是船舶在测定船位时间内的实际航线就是船舶在测定船位时间内的实际航迹，它与真航向之间的夹角就是测定船迹，它与真航向之间的夹角就是测定船位时的风压差值。位时的风压差值。 TC090 风 航迹向102 置雷达于船首向上显示方式，利用它观测某一孤置雷达于船首向上显示方

11、式，利用它观测某一孤立的固定点状物标的影像立的固定点状物标的影像a a，在航行中它与船舶的，在航行中它与船舶的相对运动方向，即物标影像相对运动方向，即物标影像a a在荧光屏上的移动方在荧光屏上的移动方向向a a1 1a a2 2a a3 3与船舶的风中航迹向相差与船舶的风中航迹向相差180180，于是，于是由电子方位线由电子方位线a a1 1a a2 2a a3 3不难求得当时的航迹向，它不难求得当时的航迹向，它与真航向之差便是与真航向之差便是 。 第9页/共56页可以利用测定船尾水花，即尾迹流与船首尾线的夹角的方法，求风压差可以利用测定船尾水花，即尾迹流与船首尾线的夹角的方法，求风压差 的近

12、似值的近似值 。测定时机最好选择在涌浪不大时，以便减少船舶摇摆和操。测定时机最好选择在涌浪不大时，以便减少船舶摇摆和操舵不稳等对测定精度的影响。测定时，应在短时间内（每隔舵不稳等对测定精度的影响。测定时，应在短时间内（每隔5S）反复测）反复测定，取其平均值作为航迹向，以减少随机误差的影响。定，取其平均值作为航迹向，以减少随机误差的影响。 在每次测定风压差后，应进行专门的记录，在每次测定风压差后，应进行专门的记录，并记下测定的时间和当时的航行条件并记下测定的时间和当时的航行条件(风舷角、风舷角、风速、吃水等风速、吃水等)。因为在一定条件下测定的风。因为在一定条件下测定的风压差值，只在相同航行条件

13、下才能应用。要压差值，只在相同航行条件下才能应用。要得到在各种航行条件下的风压差值，需要在得到在各种航行条件下的风压差值，需要在各种不同航行条件下进行测定。为了提高所各种不同航行条件下进行测定。为了提高所测风压差值的精度，应利用一切机会反复测测风压差值的精度，应利用一切机会反复测定验证，然后将比较可靠的风压差值填入风定验证，然后将比较可靠的风压差值填入风压差表中，以便今后在航迹推算中估计风压压差表中，以便今后在航迹推算中估计风压差值使用。差值使用。 第10页/共56页用实测的方法将风压差表填满是很困难的，可利用风压差系数用实测的方法将风压差表填满是很困难的，可利用风压差系数推算出还没有机会测定

14、的风压差值。推算出还没有机会测定的风压差值。 风压差风压差 的大小，当的大小，当| |1015时，可按下面的经验公式时，可按下面的经验公式计算求得计算求得: WqVVKLWsin2为了得到风压差值，需要知道风压差系数的大小。风压差系数为了得到风压差值，需要知道风压差系数的大小。风压差系数的计算，必须在如下的基础上进行：每条船舶应在一定吃水，的计算，必须在如下的基础上进行：每条船舶应在一定吃水，例如满载情况下，用上述方法测定足够的（不少于例如满载情况下，用上述方法测定足够的（不少于2530）风压差值，并且测定风压差时，视风速风压差值，并且测定风压差时，视风速VW、船速、船速VL和视风舷角和视风舷

15、角qW均满足一定的精度均满足一定的精度(速度准确到速度准确到0.1kn，qW准确到准确到5)。 第11页/共56页实测风流压差实测风流压差或实际航迹向的方法有：或实际航迹向的方法有： （）连续实测船位法（见风压差的测定方法）。（）连续实测船位法（见风压差的测定方法）。 （）雷达观测法（见风压差的测定方法）。（）雷达观测法（见风压差的测定方法）。 （）叠标导航法：如果船舶在航行时保持在某导航叠标线上，（）叠标导航法：如果船舶在航行时保持在某导航叠标线上，则叠标所指示的导航线就是船舶航行的航迹，当时船舶的航向线则叠标所指示的导航线就是船舶航行的航迹，当时船舶的航向线与叠标导航线之间的夹角就是风流压

16、差与叠标导航线之间的夹角就是风流压差 。第12页/共56页”左正横为“”右正横为“90TCTB”左舷物标为“”右舷物标为“90CATBCPA风流压差风流压差 =CA-TC=(CA90)-(TC90)=TBCPA-TB 具体做法是：在物标正横之前，就开始不断地用雷达观测具体做法是：在物标正横之前，就开始不断地用雷达观测该物标的距离和方位，然后从一列观测值中确定船舶离物标该物标的距离和方位，然后从一列观测值中确定船舶离物标的最近距离的最近距离DCPA和当时的方位和当时的方位BCPA，最后用最近距离的方位，最后用最近距离的方位BCPA 减去该物标的正横方位减去该物标的正横方位B，即可求得风流压差。，

17、即可求得风流压差。 第13页/共56页如果船舶按固定的航向和船速航行，航行海如果船舶按固定的航向和船速航行，航行海区的风流影响也不变时，利用不同时间观测区的风流影响也不变时，利用不同时间观测同一物标的三个方位，则可以按下述的方法同一物标的三个方位，则可以按下述的方法求得观测方位期间的实际航迹向求得观测方位期间的实际航迹向CG和风流压和风流压差。差。 如图所示，在不同时间对固定物标如图所示，在不同时间对固定物标M进行了三进行了三次方位观测，可以得到三个不同时刻次方位观测，可以得到三个不同时刻T1、T2和和T3的方位线的方位线B1、B2和和B3。 abc第14页/共56页如果直线如果直线abc是观

18、测方位期间的实际航迹，则是观测方位期间的实际航迹，则: 2312TTTTbcab任意直线任意直线ABC，当满足上述关系式时，直线，当满足上述关系式时，直线ABC必必然与实际航迹平行，尽管船舶的实际航迹然与实际航迹平行，尽管船舶的实际航迹abc不知道，不知道，但是通过单物标三方位观测后，可以设法求得与实但是通过单物标三方位观测后，可以设法求得与实际航迹际航迹abc平行的直线平行的直线ABC。 直线直线ABC的方向就是要求的实际航迹向的方向就是要求的实际航迹向CG，它与真，它与真航向航向TC的差值就是要求的风流压差。的差值就是要求的风流压差。=CGTC 2312TTTTbcabBCAB第15页/共

19、56页直线直线ABC比较简单的作图方法介绍如下：比较简单的作图方法介绍如下： 在第三方位线在第三方位线B3上截取上截取MN:NC=(T2-T1):(T3-T2) NC然后过然后过N点作第一方位线的点作第一方位线的平行线，交第二方位线于平行线，交第二方位线于B点点 BA用直线连接用直线连接B和和C点，交第一方位线于点，交第一方位线于A点，点，则直线则直线ABC就是平行于实际航迹就是平行于实际航迹abc的直线的直线 第16页/共56页航海上经常遇到的水流有：海流航海上经常遇到的水流有：海流(Current)、潮、潮流流(Tidal stream)和风海流和风海流(Wind current)三种。三

20、种。 ()海流海流 海流又称洋流（海流又称洋流（Ocean current），它是由于相），它是由于相邻海区之间海水长期存在温度、密度或气压的不邻海区之间海水长期存在温度、密度或气压的不同，或长期受定向风的作用，而产生的海水水平同，或长期受定向风的作用，而产生的海水水平方向的流动。海流在一段较长的时间内保持流向、方向的流动。海流在一段较长的时间内保持流向、流速几乎不变，故又称恒流。流速几乎不变，故又称恒流。 箭头的方向表示流向，其上的数字是平均流速。箭头的方向表示流向，其上的数字是平均流速。 第17页/共56页（）潮流（）潮流 潮流是由于潮汐形成的海水周期性变化的水流。潮流分为往复流和回转流两

21、种。 往复流图式回转流图式第18页/共56页20（）风海流（）风海流 风海流又称风生流，它是由于海水表层在风海流又称风生流，它是由于海水表层在一定的时间内受定向风的作用而产生的水一定的时间内受定向风的作用而产生的水流；它一般在风起之后并持续一段时间后流；它一般在风起之后并持续一段时间后才产生，风停后它还会持续一段时间才消才产生，风停后它还会持续一段时间才消失。风海流比较复杂，目前尚很难掌握。失。风海流比较复杂，目前尚很难掌握。 第19页/共56页第20页/共56页求累计潮流的方法求累计潮流的方法，如图，一般可以，如图，一般可以在航用海图的向位圈在航用海图的向位圈（罗经花）上作矢量（罗经花）上作

22、矢量多边形求得。多边形求得。 第21页/共56页v航迹绘算方法航迹绘算方法LGSSTCCGCA计程仪航程推算航程真航向推算航迹向计划航迹向第22页/共56页 0800 00.0+推算船位附近，用分数形式标明船位的时间和当时的计程仪读数推算船位附近，用分数形式标明船位的时间和当时的计程仪读数 在计划航线上，标注计划航迹向、罗航向和罗经差（或陀罗航向和陀罗差）在计划航线上，标注计划航迹向、罗航向和罗经差（或陀罗航向和陀罗差） 1000 28.6CA060 CC057 (C+3 )第23页/共56页secALGSSTCCCA风中推算航程推算航程风压差真航向风中航迹向计划航迹向第24页/共56页 0800 24.0 1000 48.0CA002GC001(G-2, +3)第25页/共56页第26页/共56页AB+C第27页/共56页ADC真航向真航向TC=164 推算航速推算航速VG=12.4kn 流压差流压差=-14 + 第28页/共56页QVVVVVCLCLGcos222)sinarcsin(QVVGC第29页/共56页)sinarcsin()sinarcsin