大圆航程计算实验报告

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第三章航迹推算

第三章航迹推算航迹推算是根据航向、航程和风，流资料，推算出船舶的航迹和船位。

航迹推算有以下两种方法一、航迹绘算法（海图作业方法）根据船舶的航向、航程和风流要素，在海图上直接作图画出推算航迹和船位。

二、航迹计算法（数学计算法）根据推算起始点经、纬度和航向、航程，利用数学计算公式，求出到达点的推算船位经、纬度的方法。

第一节船速与航程船速VL(Ship’s speed)：船舶的无风流情况下单位时间内航行的距离。

航速VG(Speed over the ground)：船舶相对于海底的航行速度。

航速不易求得，但可根据船速和风流情况求出航速。

测定船速的方法一、用推进器的转速求航速。

（见课本上册23页）S = 螺距×转速（转/分）×60×（1- 滑失）÷1852二、用叠标测船速（测速场）最好在高潮或低潮时测，此时流最小。

船舶按指定航向航行，分别记下船通过两组叠标之间的时间（秒），两组叠标之间的距离已经给出（米）。

则： VL =)()(2stmS（Kn）上式为无流时的计算公式在恒流情况下： VL =21（V1+ V2）在等加速水流情况下： VL =41（V1+ 2V2+ V3）在变加速水流情况下： VL =81（V1+ 3V2+ 3V3+ V4）三、用计程仪测定船速计程仪分为相对计程仪和绝对计程仪两种。

相对计程仪显示船舶相对于水的速度和航程。

绝对计程仪测量船相对于海底的速度和实际航程。

目前绝大多数为相对计程仪。

如图为国产电磁式计程仪面板图。

L 1、L2分别为两个时间的计程仪读数。

VL =tLL12-计程仪的误差用计程仪改正率表示ΔL，用百分率表示。

当计程仪读数差小于实际航程时，ΔL为“+”，反之为“-”S = （L2 - L1）×（1 + ΔL）计程仪改正率的测定也在测速叠标进行。

ΔL =1212)(L L LL S---×100%在恒流情况下： ΔL =21（ΔL 1 + ΔL 2）在等加速水流情况下： ΔL = 41（ΔL 1 + 2ΔL 2 + ΔL 3）在变加速水流情况下： ΔL = 81（ΔL 1 + 3ΔL 2 + 3ΔL 3 + ΔL 4）第二节航迹绘算一、无风流情况下的推算流速<025节，风微弱。

飞行航程计算

✓直达航线缩短了多少千米？
纽约
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球面短程线
球面上给定两点 P1、P2，由 P1 到 P2长度最短的
球面曲线称为球面短程线。
球面短程线位于过球心O以及P1、P2的平面与球面相交的大圆弧上。
P1
P2
球面短程线长度计算公式
L = R×
如何得到？
O
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两向量所张夹角的计算方法
记球面上两点坐标分别为：P1(x1，y1，z1)和P2(x2，
程与时间各是多少？
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实验表格
单位:千米
x(×103) y(×103) z(×103)
北京
上海
东京旧金山纽约
距离(千米)
北京纽约
时间(小时)
节约路程
北京上海
上海东京
东京旧金山
旧金山纽约
节约时间
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思考问题
1. 根据“北京时间2002年9月27日14点，航班从北京起飞，纽约时间9月27日15点30分，降落在纽约” 这段消息，分析两地经差和时差，计算飞行时间。
z
本初子午线, 经度为0
P R
向北半取正径为: R北纬
向φ南∈经取(－负度90为,：9南0) 纬向东纬取正度为：东经
向西取负为西经 θ∈(－180,180)
O
S
y
x R cos cos
x
赤道平面
y R cos sin z R sin
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小结
要计算两航点间的短程线距离：
1、两航点的经纬度转化为数学形式
航点 P1
P2
P3
P4
P5
经度 +116 +122 +140 –123 –76

利用航路设计图和大圆海图进行航线设计

海员航线设计的方法与步骤第一部分：航海图书资料的准备与阅读航线设计必须参考航海图书资料，因为无论是制定航行计划和设计航线，还是在航行过程中，都要仔细阅读和分析航海图书资料，设计安全经济航线，确保航行安全。

航线设计所用到的图书资料有如下几种：1. 海图，包括航用海图（总图、航行图和港泊图）和参考用图（航路设计图，大圆海图）2. 《世界大洋航路》3. 《航路指南》4. 《航海图书总目录》5. 《无线电信号表》6. 《进港指南》7. 《航海员手册》8. 《灯标和雾号表》9. 《潮汐表》等以上图书的内容在《航海学》教材中都有详细介绍，在此不做重复，只针对在航线设计中的作用结合实例做一些阐述《世界大洋航路》（Ocean Passage For The Word）书号为NP136,本书由两大部分共十章组成，第一部分为机动船航线，由一至七章组成。

其中第一章介绍航线设计知识；第二至七章分别介绍各章所包括海域的气候条件和机动船推荐航线的航行要点。

第二部分为帆船航线，由八至十章组成，介绍常用帆船航线。

所以我们在航线设计时主要看1-7章内容，本书有两种查阅方法，实例如下：例1-1某轮某航次拟定由烟台（shanghai）开往西雅图（Sealttle）第一种方法：①根据始发港和目的港名称的字母顺序查阅书末的“航线索引”（route index），但找不到“烟台”和“西雅图”我们可以参考“上海”至“Juan deFunca Str”因为“西雅图”在“Juan deFunca Str”的里面。

查得7.358②根据7.358翻到173页“see Diagrams (7.302),(7.356),(7.357)分别查看所列插图，只有7.357符合“烟台-西雅图”在航线上发现“7.198.2，7.365”分别翻到所在页数③7.198.2告诉要经过“korea strait”和“Tsushima”④7.365告诉出了“Tsushima”可以恒向线到“49-00N,180-00”然后恒向线到目的地“Juan deFunca Str”第二种方法：1 烟台-西雅图要穿越“北太平洋”根据各章包括海域索引，得知“太平洋”的航线在“CHAPTER 7”2 翻到“CHAPTER 7”查得“北太平洋”航线在169页，翻到169页后，逐页查找适合的航线《航路指南》（sailing direction）包括世界各海区，共70余卷，期书号为NP1—NP72。

混合航线和大圆航线

大圆海图法
φL A M N
B
图中：为大圆航线，图中：AM、NB为大圆航线，MN为恒向线航线、为大圆航线为恒向线航线
公式计算法
• 第一段航线：
tan ϕ 1 cos D λ 1 = tan ϕ L
sin C
Ι
P 90-φ1 φL C1 A Dλ1 M 90-φL Q Dλ2 Dλ3 N B 90-φ2
tan ϕ 1 tan 35 ° 40 ' cos D λ 1 = = = 0 . 414359 tan ϕ L tan 60 ° D λ 1 = arccos( 0 . 414359 ) = 65 ° . 52 W = 65 ° 31 '. 3 W cos ϕ L cos 60 ° sin C Ι = = = 0 . 615443 cos ϕ 1 cos 35 ° 40 '
' F
C F = 147 ° .3 + 180 ° = 327 ° .3
sin 22 °15' carcsin( 0.473226 ) = 3844 .4 sin 60 °
• ④求取第二段(等纬圈航线航程：等纬圈航线)航程求取第二段等纬圈航线航程S2：
4
Q
混合航线
限制纬度混合航线特点：混合航线组成航线拟定
在有限制纬度情况下的最短航程航线。适用时机：大圆航线超越限制纬度。
大圆海图法公式计算法（END）
混合航线
当起航点和到达点的纬度较高时，大圆航线必然会进入高纬海区，当起航点和到达点的纬度较高时，大圆航线必然会进入高纬海区，由于高纬海区存在冰区、恶劣天气和5级以上的逆风等对航行影响由于高纬海区存在冰区、恶劣天气和级以上的逆风等对航行影响较大的不利因素，而且有些区域还有较复杂的岛礁等危险物，较大的不利因素，而且有些区域还有较复杂的岛礁等危险物，为防止船舶进入该类高纬海区，根据不同季节要求航线不超越某一纬度，止船舶进入该类高纬海区，根据不同季节要求航线不超越某一纬度，该纬度称为限制纬度φ 该纬度称为限制纬度φL。如图所示整条大圆航线被分成3段，整条大圆航线被分成段第一段：由起航点A至与限制第一段：由起航点至与限制纬度相切的切点的大圆航线；切点M的大圆航线纬度相切的切点的大圆航线；第二段：由到达点B至与限制第二段：由到达点至与限制纬度相切的切点的大圆航线；切点N的大圆航线纬度相切的切点的大圆航线；第三段：在限制纬度圈上由M点第三段：在限制纬度圈上由点至N点沿等纬圈的恒向线航线；点沿等纬圈的恒向线航线；

见习报告

1．5 利用航迹推算确定船位航迹推算是航海上求取船位的最基本的方法。

并且根据它推测出船舶航行前方有无航海危险，也是路标定位、天文定位、各种无线电航仪器定位的基础。

航迹推算是根据最基本的航海仪器（罗经和计程仪）指示的航向和航程，以及船舶操纵要素和风流要素等，在不借助于外界导航物标的条件下，推算出一定精度的航迹和船位。

航迹推算在船舶航行过程中有着极其重要的作用，通过推算可以了解船舶在海上运动的连续轨迹，并可以推算出船舶在继续航行的前方是否存在航海危险。

航迹推算的精度在无风流的情况下取决于绘画航线和截取航程的精度,航线精度又取决于:(1)在罗经上读取航向的精度;(2)罗经差ΔG和ΔC的精度;(3)操舵不稳在航向上引起的误差;(4)海图上绘画航线的精度.航程精度取决于:(1)读取计程仪读数的误差;(2)计程仪改正率的误差(3)海图上量取航程的误差.在无风流的情况下,推算船位的误差圆半径P=2S L%,船位在推算船位为圆心,以P 为半径的误差圆内的概率为63~68%,若半径为2P,概率为96.5%,而半径为3P,概率将达到99.8%.在有风流的情况下,均方误差圆半径可参考下表:此表列数据当S L<100mile时,与实际较接近; S L>100mile时,表列误差往往大于实际误差.航迹计算法也是航迹推算的一种，用查表和公式计算求得推算船位。

航迹计算法主要应用于在小比例尺海图上绘算，由于航程长，可能引起很大的推算误差；或当船舶进入渔区或雾航时，由于航向和航速的多变，在海图上很难进行航迹推算；起航点（起止推算点）与到达点不在同一张海图上画计划航线时，则可用航迹计算法帮助海图作业。

航迹计算法求得的推算船位的精度，基本上与航迹计算法得到的船位精度一样，这是因为尽管航迹计算可以消除作图误差，但却增加了计算误差。

船舶在海上航行，往往同时受到风和流的作用。

能计算和测画出风流合压差，就能绘画船的航迹向。

风压差一般由实测和估算所得；流压差则通过作图或查表计算法求得。

大圆航程计算实验报告.

本科实验报告学号姓名专业实验名称大圆航程计算实验一、摘要大圆航程计算实验，本实验主要描述了两地之间的飞行路线最短问题，可以找到最短的飞行路线，解决飞机航行问题。

本实验给出了大圆航程计算实验的matlab 实现，只要给出两地的经度及纬度，则可以计算出航点之间的距离，从而得出它们之间的最短飞行路线。

二、实验目的及要求根据地球的模型，利用数学原理，找出一条两地的最短航线路程，给出matlab 程序的实现，用于计算求出任意两地之间最短的大圆航程问题。

三、实验仪器设备计算机四、实验方案设计（一）原理描述1、大远航程线在半径为 R 的球面上给定两点 P 1、P 2，由 P 1 到 P 2长度最短的球面曲线称为大圆航程线。

大圆航程线在球心O 以及P 1、P 2所定平面上;大圆航程线位于过球心的平面与球面相交的大圆弧上。

大圆航程线长度计算公式 L = R ×α 其中,α是OP 1与OP 2之间夹角(单位:弧度)球心到P 1(x 1，y 1，z 1)和球心到P 2(x 2，y 2，z 2), 两向量所张成夹角α的计算方法αcos ||||2121OP OP OP OP ⋅=⋅21212121z z y y x x OP OP ++=⋅2212121cos Rz z y y x x ++=α )arccos(2212121Rz z y y x x ++=αR OP OP ==||||212、经纬度转换为直角坐标公式θ是P 点处球面法线和赤道面的夹角(– 90o ~ +90o ).向北取正为北纬,向南取负为南纬. φ是P 点与地球自转轴所在平面与起始子午面的夹角(– 180o ~ +180o ).由起始子午线起算,向东取正为东经,向西取负为西经。

x = R cos θ cos φ y = R cos θ sin φ z = R sin θ}2121,|),({πθππϕπθϕ≤≤-≤≤-=D （二）实验过程设计1. 首先查找到自己所在城市的经纬度，然后北京、上海、东京、旧金山、纽约任意选定一个城市2. 根据经纬度计算出相应的数据，然后进行处理3. Matlab 程序编写。

《航海学》实验指导书上海.docx

《航海学》实验指导书王志明编上海海事大学商船学院航海教研室目录实验一海图作业及海图改正 (2)实验二六分仪的使用与指标差 ............................................................... （4 ...................................................................................................................................................................................... ）实验三天球坐标及星空演示 ................................................................. （6 ...................................................................................................................................................................................... ）实验四罗经差的测定 .................................................................. （7）实验五大圆海图的使用 ..................................................................... （9 ...................................................................................................................................................................................... ）实验一海图作业及海图改正实验场地和设备海图室、中版或英版航海通告、航用海图、平行尺、三角板和分规、铅笔等。

求各分点间的恒向线航向与航程

式中：Dλv——起始点至大圆航线顶点的经差； φv ——大圆航线顶点的纬度； λv——大圆航线顶点的经度。大圆航线各分点的坐标公式为： tgi cos(i
)tg
确定分点经度后，可利用该式求出分点纬度。在各分点求出后，便可利用航迹计算求出各分点间的恒向线航向和航程。在航海实际中，主要利用计算机编程或用导航仪和组合导航系统的辅助计算功能解算大圆航线问题。
(4)在大圆航线上确定各分点：通常取整度经线与该线的交点为一分点，然后量出各分点的经、纬度。 (5)将各分点按其经、纬度移画到航用海图上去，并用直线连接相邻分点，便得折线状大圆航线，每段折线即为分点间恒向线航线。 (6)量出各段恒向线的航向和航程，并列表备航。
2．大圆改正量法
当两点间距离不太远时在航用海图上两点间的大圆方位和恒向线方位相差一个大圆改正量值
第一节大圆航线与混合航线
一、大圆航线
大圆航线是跨洋航行时所采用的地理航程最短的航线。由于大圆弧与各子午线的交角，除赤道与子午线外，都不相等，因此，所谓沿大圆航线航行，实际上并不是船舶不断改变航向、严格沿着大圆弧航迹航行，而是将大圆弧分成若干小段，每一段仍然是沿恒向线航线航行。大圆航线可以取大圆弧内接分段恒向线，如图(a)所示的AB， BC，CD…；
sin(3540) tgCI cos(3202) tg (639) sin(3202) cos(3540) 0.583069 0.847740 (0.116588) 0.530413 0.812423
1.100637
CI arctg (1.100637) 47.7428 132.2572SW 312.3
大圆航线虽航程短，但如果其一直穿越风、流影响大的海区，则不仅影响船舶安全，而且降低营运效益；恒向线航线虽应用方便，如果不视情况选用，也势必造成航行时间的延长。因此，应认真对各种条件和因素进行分析，得出适合当时环境的最佳航线。

航运大数据分析实验报告(3篇)

第1篇一、实验背景随着全球经济的快速发展和国际贸易的日益繁荣，航运业作为国际贸易的重要支柱，其重要性不言而喻。

然而，航运业也面临着诸多挑战，如市场波动、运输成本上升、环境保护要求提高等。

为了应对这些挑战，提高航运企业的运营效率和市场竞争力，大数据分析技术在航运业中的应用越来越受到重视。

本实验旨在通过航运大数据分析，探究航运市场的运行规律，为航运企业决策提供数据支持，提高航运企业的运营效率和市场竞争力。

二、实验目的1. 理解航运大数据的基本概念和特点。

2. 掌握航运大数据的采集、处理和分析方法。

3. 应用大数据分析技术，对航运市场进行深入分析。

4. 为航运企业决策提供数据支持，提高航运企业的运营效率和市场竞争力。

三、实验内容1. 数据采集本实验选取了以下数据源：（1）航运公司运营数据：包括航线、运力、运费、运输时间等。

（2）市场交易数据：包括船舶交易价格、船舶类型、交易时间等。

（3）宏观经济数据：包括GDP、汇率、贸易数据等。

2. 数据处理（1）数据清洗：去除重复数据、缺失数据，确保数据质量。

（2）数据整合：将不同来源的数据进行整合，形成统一的数据格式。

（3）数据转换：将非结构化数据转换为结构化数据，便于分析。

3. 数据分析（1）市场趋势分析：分析航运市场整体发展趋势，如运费波动、运力变化等。

（2）航线分析：分析不同航线之间的运费差异、运输时间差异等。

（3）船舶分析：分析不同类型船舶的交易价格、交易频率等。

（4）宏观经济影响分析：分析宏观经济因素对航运市场的影响。

4. 可视化展示将分析结果以图表、地图等形式进行可视化展示，便于直观理解。

四、实验步骤1. 数据采集：通过互联网、数据库等途径获取航运大数据。

2. 数据处理：使用Python、R等编程语言进行数据清洗、整合和转换。

3. 数据分析：运用统计学、机器学习等方法对数据进行挖掘和分析。

4. 可视化展示：使用Tableau、Power BI等工具进行数据可视化。

数学实验-飞行航程计算

实验报告学生姓名：学号：指导教师：实验时间: 报告评分：一、实验室名称：应用数学学院数学实验室二、实验项目名称：飞行航程计算实验三、实验原理：已知球面上点P的经度φ和纬度θ，转换为直角坐标用坐标转化公式x = R cosθcosφy = R cosθsinφz = R sinθ其中，R=6400（km），θ∈[–π /2，π /2]，φ∈[–π，π ]。

过球面上两点P1（x1，y1，z1），P2（x2，y2，z2），的短程线计算公式为：L = R×α。

其中，α是夹角（弧度），满足cos α= (x1，y1，z1)·(x2，y2，z2) / ( ||(x1，y1，z1)|| ||(x2，y2，z2)|| )四、实验目的：了解地球上各大城市间的飞行航程的简单计算方法。

五、实验内容：计算飞行航程：北京——上海——东京——旧金山——纽约六、实验器材（设备、元器件）：台式计算机七、实验步骤及操作：1．利用坐标转化公式将经纬度数据转换为直角坐标；2．利用球面上过P1和P2两点的短程线长度计算公式顺序计算出各区间的飞行航程数据；3．累加各区间飞行航程数据，写出总航程数据。

八、实验数据及结果分析：教师参考程序，后一程序需要调用航程计算函数distance()function d=distance(p1,p2)%----p1和p2为地球上两个城市的经纬度数据，东经为正西经为负，北纬为正南纬为负R=6400+10;theta=p1(1)*pi/180;fai=p1(2)*pi/180;x1=R*cos(theta)*cos(fai);y1=R*cos(theta)*sin(fai);z1=R*sin(theta);pp1=[x1,y1,z1];theta=p2(1)*pi/180;fai=p2(2)*pi/180;x2=R*cos(theta)*cos(fai);y2=R*cos(theta)*sin(fai);z2=R*sin(theta);pp2=[x2,y2,z2];d=R*acos(pp1*pp2'/R^2);%----北京至纽约飞行航线计算程序p1=[40,116];p2=[31,122];p3=[36,140];p4=[37,-123];p5=[41,-76];D1=distance(p1,p2);D2=distance(p2,p3);D3=distance(p3,p4);D4=distance(p4,p5); format short eD=[D1,D2,D3,D4];sum(D)九、实验结论：十、总结及心得体会：十一、对本实验过程及方法、手段的改进建议：。

大圆航线

ｐlot3(x1,y1,z１,'r<',x2,y2,z2,＇r>＇,x,y，z,'b'，'LineWｉdtｈ',2）
d=r*acos(p1*p2'/ｒ^2);
（二）实验调试过程中存在的问题及解决方法
1、在实验中存在以下问题
（１）在绘制航线时程序报错，提示plot3函数的参数有误；
2、解决问题的思路及办法
x =R cｏｓθcosφ
y =Ｒcosθｓinφ
z= Rsinθ
（二）实验过程设计
stｅp1:查询家乡所在地经纬度，北纬38度，东经１02度，选择目的地为旧金山；
ｓtep2：用MAＴＬAＢ将两地的经纬度转换为直角坐标；
ｓｔｅｐ3:编写MATLAＢ程序求出距离;
step4：编写程序绘制地球和航线。
（三）实验假设条件
大圆航线
————————————————————————————————作者：
————————————————————————————————日期：
南京航空航天大学
本科实验报告
姓名
学号
专业
实验项目名称大圆航程计算
指导教师及职称
２015年3月
大圆航程计算实验
一、摘要
大圆航程计算实验,本实验主要描述了两地之间的飞行路线最短问题，可以找到最短的飞行路线，解决飞机航行问题。本实验给出了大圆航程计算实验的matlab实现，只要给出两地的经度及纬度，则可以计算出航点之间的距离，从而得出它们之间的最短飞行路线。
二、实验目的及要求
根据地球的模型，利用数学原理,找出一条两地的最短航线路程,给出ｍatlab程序的实现,用于计算求出任意两地之间最短的大圆航程问题。

大圆航线导航与控制律设计

火力与指挥控制
2007 年第 6 期
D = ( R+ h) ·( u, ui ) =
( R + h) ·cos- 1( cosL cos%co sL icos%i+
( 3)
co sL sin%cosLi sin%i + sinL sinLi )
上式中 R 为 PP i 大圆主曲率半径。
待飞时间: T = PPi
关键词: 大圆航线, 导航与控制, 导航解算, 控制律中图分类号: T J 765 文献标识码: A
Design of Navigation and Control Law for Great Circle Flight Path
PENG Jin-song, QIN Yong -y uan
( College of A utomation, N or thw ester n Poly technical U nivers ity , X i’an 710072, China)
收稿日期: 2005-09-10 修回日期: 2006-01-15 作者简介: 彭劲松( 1974- ) , 男, 江西永新人, 硕士研究
生, 主要从事检测技术与自动化装置的研究。
规划需在三维球体空间解算推导出各种导航参数和制导指令[ 1, 6] 。
本文根据惯导上常用的坐标变换矩阵及向量点积、叉积等数学知识, 提出了一种全新的大圆航线导航解算算法, 该算法及设计的控制律已在某型无人直升机上经过多次试验飞行, 航迹精度较高; 仿真表明, 该算法及设计均切实有效可行, 当然还将在进一步的试飞中验证及完善。
1 动力学模型
在仿真过程中采用的无人机模型是小扰动线性化模型[ 2, 5] :

大圆航线实验报告

1. 理解大圆航线的概念和原理；2. 掌握大圆航线计算方法；3. 通过实验验证大圆航线在实际航行中的应用价值。

二、实验原理大圆航线是指地球上两点之间最短距离的航线，即过两点的大圆弧线。

由于地球是一个球体，因此两点之间的大圆航线是一条圆弧线，而非直线。

大圆航线具有以下特点：1. 航线距离最短；2. 航向角在航线各处不相等；3. 在地球表面上，除赤道和子午线外，大圆航线与所有子午线的交角都不相等。

大圆航线的计算方法如下：1. 确定起航点和目的地坐标；2. 计算起航点和目的地之间的经纬度差；3. 根据经纬度差计算大圆航线航向角；4. 根据航向角和起始航向角计算大圆航线航向角变化率；5. 沿着大圆航线航向角变化率，计算每一段航线的航向角；6. 根据航向角计算每一段航线的距离；7. 将各段航线距离累加，得到总航程。

三、实验仪器与材料1. 地理信息系统（GIS）软件；2. 地球仪；3. 纸和笔；4. 航线计算器。

1. 选择实验地点：以我国某港口为起航点，某沿海城市为目的地；2. 查找起航点和目的地坐标；3. 在GIS软件中绘制起航点和目的地之间的航线；4. 根据实验原理计算大圆航线航向角和航向角变化率；5. 计算每一段航线的航向角和距离；6. 将各段航线距离累加，得到总航程；7. 将实验结果与实际航线进行比较，分析大圆航线在实际航行中的应用价值。

五、实验结果与分析1. 实验结果：通过GIS软件和航线计算器，计算出起航点与目的地之间的大圆航线航程为XXX海里。

2. 实验分析：（1）与实际航线比较：实际航线航程为XXX海里，大圆航线航程比实际航线航程短，说明大圆航线在实际航行中具有较好的经济性。

（2）航向角分析：大圆航线航向角在航线各处不相等，这与实际航线航向角相对稳定的特点有所不同。

在实际航行中，船舶需要根据航向角变化率不断调整航向，以保证船舶沿大圆航线航行。

（3）航程分析：大圆航线航程比实际航线航程短，说明大圆航线在实际航行中具有较高的经济效益。

实验一航天器轨道计算

实验一航天器轨道计算实验一航天器轨道要素与空间位置关系一、实验目的1.了解航天器轨道六要素与空间位置的关系。

2.掌握航天器轨道要素的含义。

二、实验设备安装有Matlab的计算机。

三、实验内容1．实验原理航天器的六个轨道要素用于描述航天器的轨道特性，有明显的几何意义。

它们决定轨道的大小、形状和空间的方位，同时给出航天器运动的起始点。

这六个轨道要素分别是：①轨道半长轴(a)：它的长度是椭圆长轴的一半，可用公里或地球赤道半径或天文单位为单位。

根据开普勒第三定律，半长轴与运行周期之间有确定的换算关系。

②轨道偏心率(e):为椭圆两焦点之间的距离与长轴的比值。

偏心率为0时轨道是圆;偏心率在0～1之间时轨道是椭圆,这个值越大椭圆越扁；偏心率等于1时轨道是抛物线;偏心率大于1时轨道是双曲线。

抛物线的半长轴是无穷大,双曲线的半长轴小于零。

③轨道倾角(i)：轨道平面与地球赤道平面的夹角，用地轴的北极方向与轨道平面的正法线方向之间的夹角度量，轨道倾角的值从0°～180°。

倾角小于90°为顺行轨道，卫星总是从西(西南或西北)向东(东北或东南)运行。

倾角大于90°为逆行轨道，卫星的运行方向与顺行轨道相反。

倾角等于90°为极轨道。

④升交点赤经(Ω):它是一个角度量。

轨道平面与地球赤道有两个交点，卫星从南半球穿过赤道到北半球的运行弧段称为升段，这时穿过赤道的那一点为升交点。

相反，卫星从北半球到南半球的运行弧段称为降段，相应的赤道上的交点为降交点。

在地球绕太阳的公转中，太阳从南半球到北半球时穿过赤道的点称为春分点。

春分点和升交点对地心的张角为升交点赤经,并规定从春分点逆时针量到升交点。

轨道倾角和升交点赤经共同决定轨道平面在空间的方位。

⑤近地点幅角(ω)：它是近地点与升交点对地心的张角，沿着卫星运动方向从升交点量到近地点。

近地点幅角决定椭圆轨道在轨道平面里的方位。

⑥真近点角(f )：卫星相对于椭圆长轴的极角。

cesium 点位间的实际距离

Cesium 点位间的实际距离一、概述Cesium 是一种广泛用于高精度定位和导航的全球卫星导航系统。

在实际应用中，人们经常需要计算两个 Cesium 点位间的实际距离，以满足各种工程和科学研究的需求。

本文将对该问题展开讨论，探讨计算方法和应用实例。

二、Cesium 点位的坐标表示Cesium 点位通常使用经度、纬度和海拔高度来表示其空间位置。

经度和纬度用角度来衡量，海拔高度用米来表示。

一个 Cesium 点位的坐标可以表示为（经度，纬度，海拔高度）。

三、地球上两点间的实际距离计算要计算地球上两点间的实际距离，需要考虑地球的曲率和弧长等因素。

通常使用大圆距离来近似表示两点间的实际距离。

四、大圆距离的计算方法大圆距离是地球表面上两点间的最短路径的弧长。

它可以通过以下公式来计算：d = r * arccos(sin φ1 * sin φ2 + cos φ1 * cos φ2 * cos(Δλ))其中，d 表示两点间的大圆距离，r 表示地球的半径，φ1 和φ2 分别表示两点的纬度，Δλ 表示两点经度的差值。

五、实际应用实例假设有两个 Cesium 点位的坐标分别为 A（120°E，30°N，1000m）和 B（121°E，31°N，1500m），现需要计算点 A 到点 B 的实际距离。

1. 根据上文提到的大圆距离计算公式，我们可以得到两点间的大圆距离。

2. 根据地球的半径 r，假定为 6371km，可以将两点的经纬度转换为弧度表示。

3. 代入公式，计算得到点 A 到点 B 的大圆距离。

六、考虑地球椭球体和实际精度要求在实际应用中，为了更精确地计算两点间的距离，需要考虑地球的椭球体形状以及高程的影响。

除了使用大圆距离等简化方法外，还可以考虑使用Vincenty 公式等更精确的算法来计算两点间的距离。

七、结论Cesium 点位间的实际距离计算是一项重要的地理信息处理任务，在GIS、定位导航等领域具有广泛的应用。

航线设计心得体会(新加坡到德班到桑托斯)----岳坤成

航线设计心得体会岳坤成学号：2009110175 航线设计是驾驶员的重要任务之一，是船舶安全营运、提高营运效益的重要方面，因此，制定一个好的航线对船舶来说非常重要。

我们一个小组7个人用了将近一个周的时间终于将新加坡到德班到桑托斯的航线设计完毕。

其中包括大圆航线和横向线航线，但主要还是横向线航线。

大洋航线选择的原则是首先是安全，其次才考虑经济、缩短航行时间等。

所以应尽可能选择常规航线、推荐航线等。

一个好的航线制定，首先必须了解本航次船舶本身存在的因素，以及水文条件。

通过这次航线的设计，让我明白了二副工作的艰辛，以及巨大的知识层面，作为航海人所应该具备的一些基本素质。

船舶在海上航行，与陆地上汽车和火车沿固定路线行驶是大不一样的。

由于海区广、活动余地大、气象条件多变，各种船舶情况差异不同，选择航线必须认真、周密和仔细对待。

航线设计的指导思想是,船长根据航次命令和有关航海资料，充分发扬技术民主，同驾驶员共同研究制定安全经济航线和安全措施。

在拟定航线时应考虑到海区政治情况；水文、气象因素；危险障碍物；助航标志；有关航行规章；以及本船设备状态和驾驶人员的经验等。

比如我们本航次是从新加坡出来，首先就要考虑到马六甲海峡的海况天气，风流压，以及航行期间的安全情况，再结合我们所学的避碰知识，预定在这种海峡中行驶方案。

航线设计是每个驾驶员都应掌握的技能，它与船舶航行安全和船舶运营效益有着密切的联系。

航线设计是一门综合的学科，不仅需要气象学与海洋学的知识，还需要航海学的专业知识和作图技能，航海更是一个注重实际工作经验的职业，只有在亲身实践和切身体会才能真正的体会航海的真谛。

通过这次作业，我把课堂上学到的知识结合起来，并且应用到了实践中，这使我对航海知识得运用更加熟练了。

曾经，老师跟我们讲分道通航制，只是觉得一头的雾水，通过这次的实际训练，让我明白按照通航分道行驶的利弊，在不同港区，不同港口又有不同的制度；以前我以为做为驾驶员只要开自己的船就好了，通过这次的设计，我还懂得做为驾驶员我们做的工作不仅仅是开船，还有更重要的是在靠离港时的作业才是真正挑战和考验人的；而作为一名船员，这是一个国际性的职业，英语就显得尤其的重要，就本次而言，我们所用的图书资料都是英版的，没有扎实的英语功底这些东西也是翻译不来的，更何况在有些船上，或者到港口后，英语是我们的工作语言！在航行期间，海图资料更正是二副的重要工作之一，虽然我们所使用的海图资料没怎么经过更正，但这些原版的资料也能够让我想像的出将来工作的的场景。