航海学理论第三章航迹推算计算方式

1、航海学理论第三章 航迹推算计算方式第三章 航迹推算知识点一 海图作业用具基本操作：量取某点的经纬度根据经纬度标绘某点量取物标TB、Dist.由已知点绘画方位线，在其上截取距离求取经纬度 （END）知识点二 航迹绘算（very important）无风流航迹绘算有风无流航迹绘算有流无风航迹绘算有风流航迹绘算航迹向和风流压差的测定第三章 航迹推算知识点三 航迹推算的精度航向误差航程误差推算船位误差知识点四 航迹计算中分纬度航法（原理、公式）墨卡托航法第三章 航迹推算船位确定推算航迹绘算无风流、有风无流、 有流无风、有风流航迹计算定位陆标定位方位定位、距离定位移线定位、综合定位天文定位无线电定位测向

2、、罗兰、GPS第三章 航迹推算意义：驾驶员任意时间、任意情况下求取船位基本方法。驾驶员了解船舶航行的连续轨迹。陆标定位、天文定位、无线电定位基础。定义： 航迹推算：根据航向、航程和风流资料，在不借助于外界物标的情况下，从推算起算点推算出有一定精度的船舶航迹和某一时刻的船位。第三章 航迹推算注意点：1、航迹推算应该是连续不断的，不得无故中断；在狭水道或渔区可以中断，但应该将中止点和复始点在海图上画出并记入logbook。2、航迹推算在沿岸水流影响显著航区应每小时进行一次，在其他海域应每2小时或4小时进行一次。3、观测船位：沿岸航行，船速在15节以下，每半个小时定位一次。接近危险区或15节以上，要

3、缩短定位时间。4、频繁使用车舵情况下可中断航迹推算。第三章 航迹推算种类： 航迹绘算（Track Plotting）：方法简单直观，用于解决两大问题： 1、根据船舶航行时的真航向、航程、风流要素，在海图上绘画出推算航迹和推算船位。 2、根据计划航线，预配风流压差，作图求应驶的真航向和推算船位。 航迹计算（Track Calculating）第三章 航迹推算TCCURRENTCGaCGrScSLSGa CA CC （C, a, ）TCCURRENTCGaCAScSLSGa CA CC （C, a, ）第三章 航迹推算3-1无风流航迹绘算：基本概念：计划航线(intended route)（ITR

4、）：（计划航迹线）起始点转向点到达点，在海图上预先设计绘画的航行轨迹。计划航迹向(course of advance/CA)：计划航迹的前进方向。航迹线(actual track)：船舶实际的航行轨迹。推算航迹线(estimated track)：船舶推算的航行轨迹。推算航迹向(course made good/CG)第三章 航迹推算基本概念：推算船位(estimated position/EP)：推算船位（Estimated Position）：从已知船位，根据航向、航程（计算风流压差后）绘算所得的船位。“ ”积算船位(dead reckoning position/DR)：在无风流情况下，

5、从已知船位，根据计程仪航程S在计划航线上截取的船位。观测船位(observed position/OP)：通过陆标、天文仪器、电子仪器确定的船位。“ ”第三章 航迹推算无风流航迹绘算（要素确定）：无风流：风流影响小，对航向小于1基本概念：无风流航迹绘算要素的确定：CA/CG = TC（GC/CC +G/C）SL =（L2L1）（1L）= 航速航时第三章 航迹推算自起始点A绘画计划航线或推算航迹线；自起始点沿CA/CG截取SL，截点B即为下一时刻的推算船位（积算船位）。标注1：起点、终点标注2：CA/CG线（END）第三章 航迹推算3-2有风无流绘算：风风向：来向风速：m/s，n mile/h蒲

6、福风级：0-12级真风船风：风向、风速视风关系 ？（END）第三章 航迹推算顶风：QW 170横风：100 QW 80偏逆风：80 QW 10偏顺风： 170 QW 100（END）3-2有风无流绘算：概念：风中航迹向CG与TC夹角。代号：规定：CA/ CG = TC + 符号：左+ ； 右-（END）3-2有风无流绘算：第三章 航迹推算公式1：公式2：注意事项：公式1仅适用于尖底船受风面积和船型：受风面积愈大，愈大； 客船油船（END） 影响因素:第三章 航迹推算3-2有风无流绘算：推算航迹向：TCCG：CG = TC + CATC：TC = CA - 即：CA/CG = TC + “左+

7、；右-”推算航程：SL = (L2 L1 )(1 + L)（END）第三章 航迹推算3-2有风无流绘算：自起点A绘画CA/CG自A点沿CA/CG截取SL，截点B即为EP自A点绘画2cm4cm长的TC线标注1：标注2：（END）第三章 航迹推算3-2有风无流绘算：CGaTCWINDSLCGa, CC/GC (C/G,a)0900100.01000120.01100140.0第三章 航迹推算3-2有风无流绘算：1.问题的导入： 当船舶航行在有水流影响的海区时，船舶将同时受到两个力的作用。一个力使船舶沿着真航向，以相对于水的计程仪航速（Speed by log）VL航行；另一个力则使船舶沿水流流向，

8、以流速VC漂移。 因此，船舶是沿这两个力的合力方向，即沿计划或推算航迹向，以推算航速（Speed made good）航行的。即： VG = VL + VC 第三章 航迹推算3-3有流无风情况下的航迹绘算:2 .流压差概念：流中航迹向CG与TC夹角。代号：规定： CA = CG = TC + （左舷受流为正；右舷受流为负）（END）第三章 航迹推算3-3有流无风情况下的航迹绘算:3.航海上要解决的两类问题： （1）已知真航向TC、计程仪航速VL、流速VC、流向； 求船舶相对海底的推算航迹向（CG）、及推算船位。（2）已知计划航迹向（CA）、计程仪航速VL、预配流压差后； 求船舶应该采取的TC和

9、推算船位。第三章 航迹推算3-3有流无风情况下的航迹绘算:推算航迹向：TCCG：CG = TC + CATC：TC = CA - 即：CA/CG = TC + “左+右-”推算航程：SL = (L2 L1 )(1 + L)（END）第三章 航迹推算3-3有流无风情况下的航迹绘算:自起点A绘画TC线；自A沿真航向线截取点B：ABSL；自B作水流矢量BC；连接AC：CG(AC)，EP(C)， VG(AC/t)，(BAC)标注 （END）TCABSLCCG075 GC070 （G+1 +4 ）CG 第三章 航迹推算3-3有流无风情况下的航迹绘算:自起点A绘画CA线；自A绘画水流矢量AC；自C点以SL

10、为半径画圆弧交CA于B点；作水流三角形：TC(CB)、EP(B)、VG(AB/t)， (BATC)标注（END）CAABTCCA060 GC053 （G+2 ，+5）第三章 航迹推算3-3有流无风情况下的航迹绘算:例1：某船1800观测船位在A点（3020.0N 12315.0）， GC322，G-2 ，L1 20.0， L+3%，1800-1900：流向060 ，流速2kt，1900L2 36.0，求1900的推算船位及推算航迹向CG ，以及流压差。 解：CG 327GC322（G-2， +7）ATC=CGaSLSCCG C180020.0190036.0BCG =327 +7第三章 航迹推

11、算3-3有流无风情况下的航迹绘算:例2：某船0800观测船位在A(3020.0N,12315.0E)点， 计程仪读数L76.0 ,L:0% ，CA283，G-2 ，计程仪航速16kt，0800-0900流向045 ，流速2kt，求0800-0900应行驶的GC，以及流压差。 解：ACABSL=VLTTC=CGaCA283GC278（ G-2 ， +7）C 080076.0090092.0GC=TC- G=278 第三章 航迹推算3-3有流无风情况下的航迹绘算:第三章 航迹推算3-3有流无风情况下的航迹绘算:解析法:概念：风流中航迹向（CG）： 船舶在受到有风有流作用下，船舶重心的实际航迹。规定

12、： CG = TC + CA = TC + 何谓风流合压差（ ）？ 船舶在受到有风有流作用下航行，真航向TC线与风流中航迹向 CG线夹角。代号： 符号：它的正负值如何确定？规定： = CG -TC = CA -TC = + （代数和）船舶偏在航向线右面时为 +；偏在航向线左面时为。 第三章 航迹推算 3-4有风流航迹绘算推算航迹向：TC CG ：CG = TC + CA TC： TC = CA - 即：CA/CG = TC + “偏右+偏左-”推算航程：SL = (L2 L1 )(1 + L)（END）第三章 航迹推算3-4有风流航迹绘算:1.求航迹向CG 和推算船位： 已知TC、SL或VL、

13、风流资料-先风后流：1、利用真航向在起始点画出TC=CC+C=？2、确定风压差a的大小和符号a=+？/-？3、求出CGa=TC+a，画出CGa=？4、根据+00-+00时间段： SL=（L2-L1）（1+L）？在CGa上量取 SC=？流向 ？5、根据水流三角形求出CA或CG 6、求取= CG -CGa 或= CA -CGa 7、正确标注第三章 航迹推算3-4有风流航迹绘算:第三章 航迹推算3-4有风流航迹绘算:TCCURRENTScSLSGa CA CC （C, a, ）WIND先风后流：2.求真航向和推算船位 已知CA、SL或VL、风流资料-先流后风:1、利用计划航向在起始点画出CA2、根据

14、+00-+00时间段： SC=-？流向？ SL= （L2-L1）（1+L）=V*T？3、在起点根据流向画SC，以SC末端为圆心以SL为半径画弧，交CA于一点，连接并平行到起点，得到CGa4、求取= CA -CGa 5、确定风压差a的大小和符号6、求出TC=CGa-a，求出并画出TC7、正确标注第三章 航迹推算3-4有风流航迹绘算:第三章 航迹推算3-4有风流航迹绘算:CGaCURRENTTCScSLSGa CA CC （C, a, ）WIND先流后风:例1、某轮航速VL=13 kn，真航向TC=015，航区内刮W风5级，取2;受流速为1 kn的西流影响，求推算航迹向(CGr)和推算航速(VG)

15、。例2、某轮计划航向090，VL=15 kn，航行海区磁差为9.5E，自差为2W，北风6级，取4，北流3 kn，求预配风流压差后应驶的罗航向为多少度？ 第三章 航迹推算3-4有风流航迹绘算:CG和风流压差测定：1、连续定位法2、叠标导航法3、雷达观测法4、最近距离方位与正横方位差法5、单物标三方位求航迹向6、尾迹流法第三章 航迹推算3-4有风流航迹绘算:一、航迹计算的应用时机：使用小比例尺海图时，绘算作图误差较大，计算法精度较高； 转向频繁、变速机动航行时海图作业困难时； 航用海图不敷使用，起、止点不在同一张海图上时； 是发展船舶自动化驾驶、设计综合导航仪的数学基础。 第三章 航迹推算3-5航

16、迹计算:第三章 航迹推算3-5航迹计算:类型1：二、计算类型：类型2：第三章 航迹推算3-5航迹计算:纬差D与东西距Dep：d = dScosCdw = dSsinCD = ScosCDep = SsinC东西距与经差D：DepADepDepBDepn=Dep=Dcosn得：D=DepSecn（END）中分纬度n航迹计算公式：D = ScosCD = Depsecn = SsinCsecn当航行纬度不高，且航程不很长时，可用平均纬度m代替中分纬度n ，即：D = ScosCD = Depsecn = SsinCsecm适用范围：同半球、纬度不高、航程不长。（END） 第三章 航迹推算3-5航迹

17、计算:墨卡托航法公式：D = S*cosCD = DMP*tgC适用范围：除东西向航行外所有情况。（END）第三章 航迹推算3-5航迹计算:1. 单航向计算法 ：例1：某轮1200船位在1= 4445N，1=17848W，航向210航速15kn.， 若无风流影响，次日中午将到达何位置？ 解： S = 1524 = 360 n mile D = ScosC = 360cos210o = -311.8 = 511.8S 2=1D= 4445N5118S = 3933.2 N m =（1 +2）/ 2 = 4209.1N D = Depsecm = SsinCsecm = 360sin210sec4

18、209.1 = -242.8=402.8W. 2 =1 + D = 17848W + 402.8W = 18250.8W = 17709.2 E 第三章 航迹推算3-5航迹计算:例2：某轮拟由1= 40oN，1= 140oE，驶往2= 42oN，2= 160oE，问恒向线航向和航程各为多少？解： 采用中分纬度算法求恒向线航向和航程 D = ScosC Dep = SsinC D= Depsecm tgC = Dcosm / D 而：D = 42N - 40N = 2N = 120N D = 160E - 140E = 20E = 1200E m = （42N + 40N）/2 = 41N tg

19、C = 1200cos41 / 120= 7.547 C = 082.5 S = D/ cosC = 120/ cos82.5 = 919.4 n mile.第三章 航迹推算3-5航迹计算:采用墨卡托算法求恒向线航向和航程 42N MP2 2766.2997 40N -) MP1 2607.8858 DMP 158.4139 D = 1200E TgC = D/DMP = 1200/158.4139 = 7.575 C = 082.5 S = D/ cosC = 919.4 n mile.第三章 航迹推算3-5航迹计算:采用约定纬度算法求恒向线航向和航程 m = 41oN、D = 2oN、查表

20、2-1-2，得： S= -14.88 tgC = Dcos(m + S)/ D = 1200cos41o + (-14.88)/120 = 7.575 C = 082.5 S = D/ cosC = 919.4 n mile. 三种计算结果完全一样。 第三章 航迹推算3-5航迹计算:推算船位误差：推算船位与真船位之间的差异。观测船位误差：观测船位与真船位之间的差异。系统误差和随机误差研究推算船位误差的目的 ：1、寻求提高推算船位精度的措施 2、确定推算船位误差范围，做到航行时胸中有数和保证航行安全第三章 航迹推算3-6航迹推算的精度航迹推算的精度主要取决于航向和航程的精度，具体分析如下：一、航迹推算中的航向误差1. 读取航向的标准差 0=0.32. G和C的标准差 C= 0.53.风压差误差的误差 = N-推算天数4.大洋航行流压误差产生的误差: 流向的标准差30；沿海标准差205.操舵不稳产生的D=6.绘画航迹时的标准差（作图误差）:D = 0.2第三章 航迹推算3-6航迹推算的精度二、航迹推算