航海学基础知识培训讲学
航海学-第一章_航海基础知识
其短轴旋转形成 的几何体。
《航海学》第一章
地球椭圆体图
概念：由椭圆绕
其短轴旋转形成 的几何体。
《航海学》第一章
地球椭圆体图
概念：由椭圆绕
其短轴旋转形成 的几何体。
《航海学》第一章
地球椭圆体图
概念：由椭圆绕
其短轴旋转形成 的几何体。
《航海学》第一章
地球椭圆体图
概念：由椭圆绕
A Q
G O
W
M A' Q'
E
PS
《航海学》第一章
地理纬度
概念
PN
某点的地理 纬度是指地球椭
A G
圆子午线上该点
的法线与赤道面 Q
O
的夹角。
W
A' M
Q'
E
PS
《航海学》第一章
地理纬度
PN
概念
A
代号：
“”或“Lat”。Q
G O
W
A' M
Q'
E
PS
《航海学》第一章
地理纬度
概念 代号
二、地理坐标
地轴：过南北（N、
PN
S）两极的轴线
Q
O
Q'
PS
《航海学》第一章
二、地理坐标
地轴
PN
地 极 ： PN 为 北 极、PS为南极
子午圈：过短 轴 的 子 午 圈 平Q
O
Q'
面与地球椭圆
体表面相交的
椭圆截痕
《航海学》第一章
PS
二、地理坐标
PN
地轴
地极
子午圈
子午线/ 经线：Q
(完整版)航海学基础知识
第三章 航向、方位和距离第一节 航海上常用的度量单位一、长度单位1．海里(nautical mile, n mile)1）定义海里等于地球椭圆子午线上纬度一分所对应的弧长简写为1n mile 或1＇。
数学公式：1(1852.259.31cos 2)nmile m ϕ=-赤道最短，1842.9m ，两极最长，1861.6m ；两地最大差值是18.7m 。
2）标准海里英国为1853.18m(6080英尺)；我国采用1929年国际水文地理学会议通过的海里标准，1n mile=1852m 。
约在纬度44º14＇处1n mile 的长度才等于1852m3）航海实践中产生的误差例：某轮沿着赤道向正东航行，每小时25n mile ，航行一天后航程是2524=600n mile ⨯（按1n mile 等于1852m 计算），如果按赤道1 n mile 的实际长度1842.94m 计算，则船舶一天航行的距离是：1852600603n mile 1842.94⨯≈ 由此可以看出，将1n mile 确定为1852m 后，所产生的误差只有航行距离的0.5%。
若在中纬度海区航行，则所产生的误差将更小。
2．链(cable,cab)1n mile 的十分之一为1链。
链是用来测量较近距离的单位。
1链=185.2m3．米(meter,m)国际上通用的长度度量单位。
航海上用来表示海图里的山高和水深，有时也用来度量距离。
4．拓(fathom)、英尺(foot,ft)和码(yard,yd)旧英版海图上用英尺和拓表示水深；山高以英尺表示。
用海里、码和英尺来度量距离。
1拓=1.829m 或6 ft 、1yd=0.9144m 或3 ft 、1 ft=0.3048m 。
目前英版的拓制海图正被米制海图(metric chart)所代替5．公里(kilometer,km)用于海图上表示两个陆标间较远的距离单位。
1km=1000m。
二、速度单位节(knot,kn)：航海上计算航速的单位。
航海基础知识
航海基础知识航海是一门涉及导航、海图、船舶操纵和海上安全等领域的学科，是人类探索海洋、开辟新的贸易路线和发展海上经济的关键。
本文将介绍航海基础知识，包括导航工具、航行规则和海上安全等内容。
一、导航工具1.1 海图海图是指海洋和海岸线的地图，用于船舶航行。
它们提供了广阔海洋的地理信息，包括水深、礁石、航标、航道、测距标志以及船舶相关的地理和天文数据。
航海员使用海图来确定船舶的位置、计算航线以及避免潜在的危险。
1.2 罗盘罗盘是指在船舶上用来测定船首方向的仪器。
航海员通过观测罗盘可以确定船舶的航向，从而进行航线的规划和船舶操纵。
1.3 GPS（全球定位系统）全球定位系统是一种卫星导航系统，通过一组卫星和地面设备共同工作，确定地球上任何一点的准确位置。
船舶上的GPS设备可以提供实时的位置信息，帮助航海员确认船只的位置和航行方向。
1.4 雷达雷达是一种用来探测周围物体位置和距离的仪器。
在航海中，雷达可以帮助船舶识别其他船只、陆地、浮冰以及其他导航障碍物，从而避免碰撞和保持安全的航行。
二、航行规则2.1 国际航行规则（COLREGS）国际航行规则是一套国际公约，规定了船舶在海上的导航和操纵规则，旨在确保船舶之间的安全和避免碰撞。
船舶必须遵守COLREGS 的规定，包括航行速度、航行方向、航行灯光和信号等。
2.2 航道标志航道标志是用来指示航道和警示航行障碍物的标志物。
不同的航道标志具有不同的形状、颜色和标识，船舶根据这些标志来辨别航道和确定安全的航行路径。
2.3 航行通报航行通报是船舶之间交流信息的重要方式，用于通知其他船舶自己的位置、航行意图和特殊情况等。
船舶通过无线电、信号旗和船舶灯光等途径进行通报，以确保航行安全和减少可能的冲突。
三、海上安全3.1 船舶保险船舶保险是一种保护船舶、货物和船员的风险管理方式。
船舶所有人可以购买船舶保险来应对潜在的海上安全风险，包括船只损坏、货物丢失和船员伤亡等。
3.2 应急设备应急设备是指船舶上的安全装备，用于应对紧急情况和保障船舶和船员的安全。
航海学基础知识教学内容能见距离和灯标射程授课学时2
解决方案
习题练习
教学过程设计
1-3能见距离
一）航海距离与速度单位（海图演示）
1．海里（nautical mile）：航海上最常用的单位。
地球椭圆子午线上纬度1′所对应的弧长。
1海里的长度不固定，随纬度的变化而异：1海里＝1852.25－9.31cos2Ф（m）
当Ф＝0°→1海里＝1842.94m（最小）
先确定是不是强光灯→射程与D5=2.09（ ＋ ）进行比较；若大于说明是强光灯，则Dmax=D0=2．09 +2．09 ;若小于则Dmax＝射程
英版海图灯标灯光的最大可见距离计算的方法：
Dmax＝射程与（D0=2．09 +2．09 ）的较小者。
例题1：( C )中版海图某灯塔射程20海里，灯高60米，已知某船眼高16米，则能见以
2．写出De、Dh、Do的计算公式。
3．简述中英版海图灯标灯光的最大可见距离的计算方法。题库练习
A．东面B．西面C．同一点D．不一定
例题2：( A )某轮沿极圈(66°33′)自西向东航行，无航行误差，计程仪改正率为0．0％，则在海图上按计程仪航程推算的船位位于实际船位的(不考虑风流影响)_____，，
A．东面B．西面C．同一点D．不一定
2．其他距离单位：
链：1链（cable）＝0.1′米(meter)
当Ф＝45°→1海里＝1852.25m
当Ф＝90°→1海里＝1861.56m（最大）
重要结论：由于标准海里值1852m与实际海里值存在差异，造成实际船位与推算船位间的偏差。①当Ф＜44°14′时，推算船位落后于实际船位；②当Ф＞44°14′时，推算船位超前于实际船位
例题1：( B )某轮沿赤道自西向东航行，无航行误差，计程仪改正率为0．0％，则在海图上按计程仪航程推算的船位位于实际船位的(不考虑风流影响)_____。
（完整版）航海学知识点
（完整版）航海学知识点第⼀篇航海学（地⽂航海）第⼀章坐标、⽅向和距离第⼀节地球形状和地理坐标⼀、地球形状1. 第⼀近似体――地球圆球体航海上为了计算上的简便，在精度要求不⾼的情况下，通常将⼤地球体当作地球圆球体。
2. 第⼆近似体――地球椭圆体在⼤地测量学、海图学和需要较为准确的航海计算中，常将⼤地球体当作两极略扁的地球椭圆体。
地球椭圆体即旋转椭圆体，它是由椭圆P N QP S Q′绕其短轴P N P S旋转⽽成的⼏何体（图1-1）。
表⽰地球椭圆体的参数有：长半轴a、短半轴b、扁率c和偏⼼率e。
⼆、地理坐标1. 地球上的基本点、线、圈地理坐标是建⽴在地球椭圆体表⾯上的。
要建⽴地理坐标，⾸先应在地球椭圆体表⾯上确定坐标的起算点和坐标线图⽹。
如图所⽰：椭圆短轴即地球的⾃转轴――地轴（P N P S）；地轴与地表⾯的两个交点是地极，在北半球的称为北极（P N），在南半球的称为南极（P S）；通过地球球⼼且与地轴垂直的平⾯称为⾚道平⾯，⾚道平⾯与地表⾯相交的截痕称为⾚道（QQ′）,它将地球分为南、北两个半球；任何⼀个与⾚道⾯平⾏的平⾯称为纬度圈平⾯，它与地表⾯相交的截痕是个⼩圆，称为纬度圈（AA′）；通过地轴的任何⼀个平⾯是⼦午圈平⾯，它与地表⾯相交的截痕是个椭圆，称为⼦午圈（P N QP S Q′）；由北半球到南半球的半个⼦午圈，叫作⼦午线，⼜称经线（P N QP S，P N Q′P S）；通过英国伦敦格林尼治天⽂台⼦午仪的⼦午线，叫作格林⼦午线或格林经线（P N GP S）。
2. 地理坐标地球表⾯任何⼀点的位置，可以⽤地理坐标，即地理经度和地理纬度来表⽰。
地理经度简称经度，地⾯上某点的地理经度为格林经线与该点⼦午线在⾚道上所夹的劣弧长，⽤λ或Long表⽰。
某Array点地理经度的度量⽅法为：⾃格林⼦午线起算，向东或向西度量到该点⼦午线，由0°到180°计量。
向东度量的称为东经，⽤E标⽰；向西度量的称为西经，⽤W标⽰。
航海学知识点汇总学习资料
航海学知识点汇总航海学知识点汇总第一章航海学基础知识1. 大地球体：大地水准面围成的球体2. 大地球体两个近似体：椭圆体（进行精度较高计算如定义地理坐标和制作墨卡托海图）；圆球体（简易计算如大圆航线和简易墨卡托海图）3. 地理坐标：基准线是格林经线、纬线经度：由格林经线向东或向西到该点经线，范围（0 —180）;纬度：某点在地球椭圆子午线上的法线与赤道面交角，范围（0—90）4. 经差、纬差（范围都为0 —180）;到达点相对于起航点的方向；D© =© 2-0 1 D入=入2-入1 N/E为正号S/W取负号；结果为正为N/E，为负则为S/W;注意如果得出经差大于180,则用360减去其绝对值，然后符号更换。
5. 关于赤道、地轴和球心对称问题（关于地心对称纬度等值反向，经度相差180° ）6. 关于不同坐标系修正问题：同名相加、异名相减，结果如果为负名称与原来相反。
GPS坐标系左边原点在地心。
7. 方向的确定：方向是在测者地面真地平平面上确定的。
测者子午圈与测者地面真地平的交线为南北线，测者卯酉圈（东西圈）与测者地面真地平平面交线为东西线。
方向的三种表示法，要会换算。
（圆周、半圆周、罗经点）一个罗经点11.25°。
8. 圆周法是以真北为起点顺时针0-360。
，半圆法是以北或南为起点顺时针或逆时针0180 °;换算时最好用作图法比较直观。
9. 理解真航向（真北到航向线）；真方位（真北到方位线）；舷角（航向线到方位线，两种表示法）所以真方位和相对方位（舷角）只是起算点不同，目的点相同，只是相差了真北到航向线的角度，即真航向。
要会换算：TB=TC+Q 或TB=TC+Q右正左负），具体计算既可以用公式也可以用作图法解决（分别以测者和目标为中心做坐标系，连接测者与目标为方位线，便可一目了然。
10. 罗经向位换算：罗经差：罗航向与真北夹角；陀螺差：陀螺北与真北夹角；磁差：磁北与真北夹角，与时间、地区及地磁异常有关；自差：罗北与磁北夹角，与航向、船磁及磁暴有关；TC/GC/MC/CC之间换算要掌握TC=GC+X G=CC+A C=MC+VAR;MC=CC+DEV 11. 关于磁差：航用海图、小比例尺海图、港泊图分别在罗经花、磁差曲线、和海图标题栏给出。
航海学知识点汇总
航海学知识点汇总一、航海基础知识1、地球形状和地理坐标11 地球的形状和大小12 地理坐标的概念和表示方法13 经纬度的度量和换算2、航向和方位21 航向的定义和表示22 方位的概念和种类（真方位、磁方位、罗方位）23 航向和方位的换算关系3、海图31 海图的种类和用途32 海图比例尺和投影方式33 海图上的符号和注记4、航海仪器41 罗盘（磁罗经和电罗经）42 测深仪43 计程仪44 定位系统（GPS、北斗等）二、航海气象1、气象要素11 气温和气压12 风13 湿度和能见度14 云2、天气系统21 气旋和反气旋22 锋面23 台风（飓风）3、海洋气象预报31 预报的来源和获取途径32 预报内容的解读和应用三、船舶运动性能1、船舶浮性和稳性11 浮性原理12 稳性的分类和影响因素2、船舶阻力和推进21 阻力的种类和计算22 推进装置的工作原理和性能3、船舶操纵性31 操纵性指标32 影响操纵性的因素33 船舶的转向和避让四、航线设计与规划1、航线设计的原则和考虑因素11 安全因素12 经济因素13 气象和海况条件2、航线的拟定方法21 利用海图和航海资料22 参考以往的航行经验3、大圆航线和恒向线航线31 大圆航线的计算和应用32 恒向线航线的特点和使用场景五、船舶定位与导航1、天文定位11 太阳定位12 恒星定位2、陆标定位21 方位定位22 距离定位23 综合定位3、电子导航31 雷达导航32 AIS 系统的应用六、航海安全与法规1、国际海上避碰规则11 各类船舶的避让责任和行动12 号灯、号型和声号的使用2、海上交通安全法规21 船舶的适航要求22 船员的职责和资格3、应急处置31 船舶遇险的信号和报告32 火灾、碰撞等紧急情况的处理措施七、航海通信1、通信设备和方式11 甚高频（VHF）通信12 卫星通信13 莫尔斯电码通信2、通信程序和规范21 遇险通信22 日常通信的礼仪和格式八、海洋环境与保护1、海洋生态系统11 海洋生物多样性12 海洋生态平衡的重要性2、海洋污染防治21 油污、垃圾等污染物的来源和危害22 防止海洋污染的措施和法规以上是航海学的主要知识点汇总，通过对这些知识点的学习和掌握，可以为航海实践提供坚实的理论基础。
航海基础知识1(18-24h)
国际海上安全法规
包括《国际海上人命安全公约》 （SOLAS）、《国际防止船舶造 成污染公约》（MARPOL）等国
际公约和规则。
国内海上安全法规
各国根据国际公约和自身国情制 定的海上安全法规，如中国的 《海上交通安全法》等。
船舶安全管理制度
包括船舶安全检查、船舶报告制 度、船舶交通管理系统等。
应急处理流程演练
航海作用
航海在人类社会发展中起着重要作用，它是国际贸易、文化交流、科学考察等 活动的重要支撑，也是国家海洋权益维护和海上力量建设的重要组成部分。
航海历史沿革
古代航海
现代航海
古代航海主要依靠自然条件和简单工 具，如罗盘、星象等，航行范围有限， 风险较大。
现代航海技术得到了飞速发展，出现了 雷达、卫星导航等先进航海仪器和设备 ，大大提高了航海的安全性和效率。
世界地理分区
了解世界各大洲、大洋、 海、海湾、海峡、群岛等 地理实体的名称、位置和 特征。
航线分类
掌握世界主要航线，包括 大洋航线、近海航线、沿 岸航线等，了解各航线的 特点、距离和航行条件。
航线选择原则
根据船舶类型、货物种类、 气象海况、政治经济等因 素，合理选择航线，确保 航行安全和经济效益。
气象要素对航海影响分析
消防设备
包括灭火器、消防栓、消防泵等，船员应掌握其操作方法和注意 事项。
应急照明和通讯设备
包括应急照明灯、手持对讲机等，用于在紧急情况下提供照明和 通讯支持。
06 航海实践技能培养与评估
航海实践技能培养途径
航海模拟器训练
利用航海模拟器进行各种航海实践技能的训练，包括船舶操纵、避 碰、航线设计等。
导航系统组成与功能
卫星导航系统
航海学第一篇基础知识
———————————————————————————————— 作者： ———————————————————————————————— 日期:
ﻩ
第一篇 基础知识
第一章 坐标、方形体 船舶在海上航行时,需要确定船舶的位置、航向和航程，这就要求在地球表面建立坐标系和 确定方向的基准线,因此要对地球的形状有一定的了解。 地球的自然表面是不平坦的,是一个非常复杂而又不规则的曲面。陆地上有高山、深谷和平 地；海洋里有岛屿和海沟。因此,地球的自然表面不是数学曲面,不能直接在其上进行运算,也不能 直接在其上建立坐标系。 航海上所研究的地球形状,是指由假想的大地水准面所包围的闭合几何体——大地球体。所 谓大地水准面，是指与各地铅垂线相垂直且与完全均衡状态的海平面相一致的水准面,详细地说大 地水准面是与平均海面相重合且延伸至大陆底部的一个连续的、无叠痕的、无棱角的闭合曲面。 大地球体仍是一个不规则的球体,不是数学曲面，不能直接在其上进行运算，也不能直接在其上建 立坐标系，怎么办呢？一般在航海上，以大地球体的近似体代替大地球体来建立坐标系进行航海 计算,以地球园球体作为它的第一近似体，而以地球椭园体作为它的第二近似体。 1． 第一近似体——地球圆球体
为地球中心: 地 轴 （ axis ｏ f t ｈ ｅ ｅ arth) — 地 球 自 转 的 轴
图 1-1-1 地球椭圆体示意 图
( PN PS ),即通过地球中心连结南极和北极的一条假想的线。
图 1-1-2 地球椭圆体示意图
地极(teｒrestriaｌ poｌes） —地轴与地球表面相交的两点。从地极上空府视，以极为
格林经线(Greenwｉcｈ meｒiｄｉan）——通过英国伦敦格林尼治天文台原址的经线(PNGＰ s)，又称本初子午线或零度经线。
航海学基础知识教学内容海图识图授课学时4日期教学目标
第一章航海学基础知识
4、常见灯光灯质：
长闪光(long-flashing)：LFl（持续时间=>2S）
快闪光(quick-flashing)：（50~80次/分我国60）
甚快闪光(very quick-flashing)：VQ（80~160次/分我国120）
超快闪光(ultra Quick-lashing)：UQ（160次/分以上，一般240~300）
形容词+种类：soM、cS
海图底质注记中，缩写“S．M．”表示：沙的成分多于泥的成分的混合底质。
海图底质注记中，缩写“M．S．”表示：泥的成分多于沙的成分的混合底质。
海图底质注记中，缩写“S／M”表示：分层底质，上层为沙，下层为泥。
海图底质注记中，缩写“M／S”表示：分层底质，上层为泥，下层为沙。
三、航行障碍物
SD：“疑深”－对深度有怀疑，深度可能小于已注明的水深注记。
ED：“疑存”－对礁石、浅滩等的存在有疑问。
PD：“疑位”－对危险物的位置有怀疑。
PA：“概位”－表示危险物的位置未经精确测量。
3、底质（中英版基本相同）：沙（sand）、泥（mud）、粘土（clay；cy）、岩石（rock；r）、贝（shells；sh）、珊瑚（coral；co）、细（fine ,f）、中（medium, m）、粗（coarse ,c）、碎（broken ,bk）、软（soft ,so）、硬（stiff ,sf）、坚硬（hard ,h）
1、高程基准面：海图上所标山头、岛屿、明礁等高程的起算面。
、中版：“1985年国家高程基准面”青岛验潮站27年观测的潮位平均值
当地平均海面
、英版：以半日潮为生的海区：平均大潮高潮面（杭州湾）
教学课件：《航海学》
• The Prime Meridian: This is a semi great
circle on the earth’s surface which runs between the two geographical poles, and passes through an arbitray point in Greenwich. Any semi great circle which runs between the poles is called a meridian. All meridians cut the equator at their mid point at right angles, and all meridians intersect at the poles.
• Those points at which the axis of
the earth’s rotation cuts the earth’s surface.
• The measurement of position
• The great circles used are: • The Equator: A great circle on the
of any meridian contained between the equator and the parallel of latitude through the point. Latitude is named North or South of the equator.
航海知识讲座(终稿12.05)
▪ 国际海运区域航线
▪ 海洋运输，简称海运。具有运量大、不受道路和轨道限制、运费 低廉等优点，目前，国际贸易总运量的70%是通过海洋运输。
▪ 国际贸易运输中常用的海运区域航线：
▪ 北大西洋航线（North Atlantic Shipping Line）、北太平洋航线 （North Pacific Shipping Line）、苏伊士运河航线（Via Suez Canal Shipping Line）、巴拿马航线（Via Panama Canal Shipping Line）、南非航线（South Africa Shipping Line）、南美 航线（South America Shipping Line）、南太平洋航线（South Pacific Shipping Line）、加勒比海航线 （Caribean Sea Shipping Line）
▪ 3.洋流运动
洋流又称海流，是海水沿一定途径的大规模流动。引起海流运 动的因素可以是风，也可以是热盐效应造成的海水密度分布的 不均匀性。前者表现为作用于海面的风应力，后者表现为海水 中的水平压强梯度力。加上地转偏向力的作用，便造成海水既 有水平流动，又有铅直流动。根据洋流形成的主导因素，可将 洋流分为风海流，密度流和补偿流三种类型。
▪ 可燃冰
1974年，在海洋石油钻探 时，人们首次提取到这种 “冰芯”。 2000年底我国 在南海发现了巨大的可燃 冰带，估计总储量相当于 我国石油总储量的一半。 2007年5月，我国地质调查 局在南海成功实施了第一 口天然气水合物探井，获 得可燃冰的实物样品。
▪ 4.海洋自然灾害 ▪ 海洋自然灾害的成因是多种多样的。有些是由气象因
▪ 唐代天文定位术的发展，集中体现在利用仰测两地北极星的高度 来确定南北距离变化的大地测量术。开元年间天文学家憎一 行已
航海学基础知识教学内容航速与航程授课学时2日期教学
――计程仪航程（distance by log）
2）对地航程（distance over the ground）：船舶在风流情况下相对海底的航行的距离。
――实际航程
3）实际航程＝对水航程＋流程
2、测定航速与航程：
A．+4．8％B．—4．8％C．十5．0％D．—5．0％
02( C )某船测定计程仪改正率时，若两组叠标之间的距离为2．6海里，计程仪读数L1150．8，L2153．2，当时无风流影响，则相应的计程仪改正率为_____。
A．+7．7％B．—7．7％C．十8．3％D．一8．3％
03( B )测速标之间的距离为2海里，往返三次测定船速，三次航行时间分别为：9分24秒、10分31秒和9分40秒，则相应的船速为_____。
变加速：测四次△L=1/8（△L1+3△L2+3△L3+△L4）
在校验线上往返测定率三次来测定Ve、△L的标准差：△V=±0.612（Ve/T）☆T
Ve船速、T：时间间隔、☆T：测定T的标准差
一般情况：△L≦1S☆T=±（0。87△L/S）×100％
☆L：各次读取计程仪读数的标准差S：两测速叠标间距
2）、有水流情况：
恒流：往返测定二次Ve=1/2(V1+V2)
等加速：短时间测定三次Ve=1/4(V1+ 2V2+V3)
变加速：短时间测定四次Ve=1/8(V1+3V2+3V3+V4)
3、计程仪改正率△L的测定
恒流：测二次△L=1/2（△L1+△L2）
等加速：测三次△L=1/4（△L1+2△L2+△L3）
航海学基础知识教学内容海图授课学时4日期教学目标应知
四）、墨卡托海图特点和使用注意事项
1、经线、纬线均为各自相互平行的直线，经线与纬线相互。
2、恒向线是直线。
3、具有等角投影性质。
4、图上1′纬度的长度随纬度升高而渐长。在同一张海图上，纬度不同其局部比例尺也不同，纬度越高，比例尺越大。
1、航用海图须具备的两个条件： 、海图上的恒向线是直线； 、投影性质是等角的
2、等角正圆桂投影的特点：
、具备正圆桂投影的特点： 、
、等角投影的特点：任意点的各个方向上的局部比例尺都相同；
、所有的纬线都被拉到与赤道等长，为保持等角投影，不同纬度处经线也被相应拉长。
第一章航海学基础知识
教学过程设计
3、经差与东西距之间的关系：
在海图上，人眼的分辨力只有0．1mm的间距。因此把0．1mm所对应的实际地面长度称为比例尺的精度（海图的极限精度）。
比例尺越大，极限精度越小，误差越小。资料详尽，图区范围小。
二）、地图投影的分类（图片演示）
1、按投影的变形性质
等角投影（正形投影）：地面Biblioteka 某地一个角度投影到地图上保持角度不变；
不能保持对应的面积成恒定的比例；
、东西距（departure DEP）：恒向线航程S的东西分量。DEP=S×SinC
、中分纬度：在起航点与到达点子午线之间纬度圆弧长等于东西距时所在的纬度。
中分纬度与平均纬度在低纬、中纬地区相差不大；但平均纬度ψm=ψ1+ψ2/2＜ψn（略小于)
c、关系式Dλ=Dep×Secψm
例题分析：( B )某轮由赤道先向南航行600海里，再分别向西、向北和向东各航行600海里，则该轮最终到达点位于其起始点的_____。
航海学 第一章 坐标、方向和距离 1
垂直的平面。
大地水准面： (geoid) 设想一个与平均海面相吻合
的水准面，并将其向陆地延伸，且保持该延伸面 始终与当地的铅垂线相垂直，这样所形成的连续 不断的、光滑的闭合水准面，叫作大地水准面。
大地球体：大地水准面所包围的几何体称为大地
球体。航海学中所研究的地球形状就是指大地球 体的地球形状。
NW
INTRODUCTION TO MARINE NAVIGATION
• Celestial navigation involves reducing换算celestial measurements taken with a sextant to lines of position using calculators or水平線 computer programs, or by hand with almanacs and tables or using spherical trigonometry.
航海学所探讨之主要问题
1．如何测定自己的船位。 2．如何测定由某一位臵至另一位臵之航驶方向。 3．如何求取两地间之距离、速率及航驶之时间。
N
W
E
S
第一章 坐标、方向和距离
第一节 地球形状、地理坐标与大地坐标系
第二节 航向与方位 第三节 能见地平距离和物标能见距离 第四节 航速与航程
INTRODUCTION TO MARINE NAVIGATION
A good navigator anticipates dangerous situations well before they arise, and always stays “ahead of the vessel.” He is ready for navigational emergencies at any time. He is increasingly a manager of a variety of resources--electronic, mechanical, and human. Navigation methods and techniques vary with the type of vessel, the conditions, and the navigator’s experience. The navigator uses the methods and techniques best suited to the vessel, its equipment, and conditions at hand.
航海学基础知识.doc
第一章航海学基础知识第一节地球形状与地理坐标一、大地球体船舶在海面上航行，实际是在地球表面的海面里航行，为了研究诸多航海问题，应该对地球的形状和大小有个基本的了解。
地球的自然表面有高山、深海，形状非常复杂。
在地球表面的3/4 被大洋所覆盖，大陆的高低起伏与地球的半径相比，又显得微不足道。
所以，航海上讨论的地球形状，并不是指其自然形状，而是指由大地水准面所包围的几何体的形状。
地球上任意一点的水准面是指通过该点且与该点的铅垂线垂直的平面。
液体的静止表面就是水准面。
设想一个与平均海面相吻合的水准面，并将它延伸到陆地内部，在延伸中始终保持此面处处与当地的铅垂线正交，这样形成的一个连续不断的、光滑的闭合曲面，叫做大地水准面。
被大地水准面所围成的球体叫做大地球体。
二、大地球体的近似体大地球体是一个不规则的几何体。
为了应用的方便，在不同的应用场合会使用到大地球体的近似体：1．第一近似体，地球圆球体(terrestrial sphere)在一般的航海计算中，例如在天文计算、构建简易墨卡托海图图网时，为了便于计算，通常将地球近似看作圆球体。
根据地球圆球面上大圆弧1′的弧长等于1 n mile 即1852m的规定，可推算出地球圆球体的半径R E ：60 360×R = nmile = 3437.7468nmile = 6366707m2π2．第二近似体，地球椭圆体(earth ellipsoid)地球椭圆体也叫旋转椭圆体，在大地测量学、地图学和需要精确的航海计算中，应该将大地球体近似为两极略扁的地球椭圆体。
航海中，地理坐标的建立、墨卡托海图的绘制都是建立在地球椭圆体的基础上的。
地球椭圆体是由椭圆P N QP S Q′绕其短轴P N P S 旋转而成的几何体（图1－1－1）。
椭圆短轴P N P S（即地球的地轴earth ′s axis ）的两个端点是地理北极P N 和地理南极P S；椭圆长轴QQ′绕短轴旋转所成的平面是赤道平面，它在地球椭圆体面上的截痕是赤道，赤道是一个大圆。
航海学基础知识教学内容助航标志授课学时4日期教学目标
2）实行“B区域”的国家：美洲和亚洲的日本、韩国、菲律宾等
3）不包括：灯塔、光弧灯标、导灯和导标、灯船及大型助航浮标
4）浮标形状：罐形、锥形、球形、柱形和杆形
5）标志的类型（五种）：侧面标志、方位标志、孤立危险物标志、安全水域标志、专用标志
（二）航标的特点和含义
1．浮标习惯走向”使用，通常用于界限明确的航道。这些标志指明应遵循航路的左侧或右侧界限。
“A区域”和“B区域”的区别就在于其侧面标志的颜色(标身、顶标和光色)不同：“A区域”是“左红右绿”；“B区域”是“左绿右红”。
1)浮标的走向(direction of buoyage)：（1）船舶从海上驶向港口、河道、港湾或其他水道时所采取的走向；（2）在外海、海峡或岛屿之间的水道，由浮标管理当局确定其方向，原则上应是围绕大片陆地的顺时针方向；（3）根据需要在海图上可用适当的符号表示（英版海图洋红色箭失）
（2）推荐航道侧面标志
推荐航道左侧标志：设在航道的分叉处，标示推荐航道的左侧界限；标身形状：与左侧标志相同，颜色为红色中间绿色横纹；顶标：为单个红色圆；灯质：为混联闪红光2次加1次[F1(2+1)]。
推荐航道右侧标志：设在航道的分叉处，标示推荐航道的右侧界限；标身形状：与右侧标志相同，颜色为绿色中间红色横纹；顶标：为单个绿色圆锥；灯质：为混联闪绿光2次加1次[Fl(2+1)]
设在或系泊在孤立的危险物之上或尽量靠近危险物的地方，标示其周围为可航水域，船舶应参照有关航海资料避开该标航行。特征--标身形状：柱形或杆形；颜色：为黑色中间一条或多条红色横纹；顶标：垂直两个黑球；灯质：为联闪白光2次周期5 s[F1(2)5s]。
4．安全水域标志(safe water marks)
航海学考证辅导
《航海学》考证辅导胡江强第一章基础知识1.1 地球形状、地理坐标与大地坐标系1.1.1 地球形状◆大地球体（大地水准面所围成的球体）◆近似体：（简化）地球圆球体：•简易墨卡托海图•计算大圆航线（精确）地球椭圆体•定义地理坐标•墨卡托海图1.1.2 地理坐标◆地理坐标---地球椭圆体，基准线是赤道和格林经线。
◆地理经度---格林经线----赤道劣弧--------该点经线（赤道短弧、赤道短弧对应的球心角、极角）。
以格林经线为基准线度量方法：由格林经线向东或向西量到该点子午线，范围都是0～1800◆地理纬度---某点在地球椭圆子午线上的法线与赤道面的交角。
度量方法：自赤道向南或向北度量到该点等纬圈，范围0～900以赤道为基准线计量◆纬差Dϕ：两地纬度之代数差◆经差Dλ：两地经度之代数差法则：北纬、东经取＋，南纬、西经取－；纬差、经差为正值，分别表示北纬差和东经差，负值表示南纬差和西经差；经差的绝对值不应大于180°，否则，应由360°减去该绝对值，并改变符号。
◆经差、纬差的方向是根据到达点相对于起航点的方向来确定的。
例：某轮由（23°25′N，106°14′W）航行至（08°16′S，100°08′E），求经差和纬差。
解：ϕ2 08°16′S(-) λ2 100°08′E(+)-) ϕ1 23°25′N(+) -) λ1 106°14′W(-)──────────────────Dϕ31°41′S(-) Dλ206°22′E(+)Dλ′= 360°- 206°22′(E)= 153°38′(W)对称点的问题◆与赤道面对称：纬度符号变，经度不变；◆与地心对称：纬度符号变，经度用180度减，然后符号变；◆与地轴对称：纬度不变，经度用180度减，然后符号变。
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第三章 航向、方位和距离第一节 航海上常用的度量单位一、长度单位1．海里(nautical mile, n mile)1）定义海里等于地球椭圆子午线上纬度一分所对应的弧长简写为1n mile 或1＇。
数学公式：1(1852.259.31cos 2)nmile m ϕ=-赤道最短，1842.9m ，两极最长，1861.6m ；两地最大差值是18.7m 。
2）标准海里英国为1853.18m(6080英尺)；我国采用1929年国际水文地理学会议通过的海里标准，1n mile=1852m 。
约在纬度44º14＇处1n mile 的长度才等于1852m3）航海实践中产生的误差例：某轮沿着赤道向正东航行，每小时25n mile ，航行一天后航程是2524=600n mile ⨯（按1n mile 等于1852m 计算），如果按赤道1 n mile 的实际长度1842.94m 计算，则船舶一天航行的距离是：1852600603n mile 1842.94⨯≈ 由此可以看出，将1n mile 确定为1852m 后，所产生的误差只有航行距离的0.5%。
若在中纬度海区航行，则所产生的误差将更小。
2．链(cable,cab)1n mile 的十分之一为1链。
链是用来测量较近距离的单位。
1链=185.2m3．米(meter,m)国际上通用的长度度量单位。
航海上用来表示海图里的山高和水深，有时也用来度量距离。
4．拓(fathom)、英尺(foot,ft)和码(yard,yd)旧英版海图上用英尺和拓表示水深；山高以英尺表示。
用海里、码和英尺来度量距离。
1拓=1.829m 或6 ft 、1yd=0.9144m 或3 ft 、1 ft=0.3048m 。
目前英版的拓制海图正被米制海图(metric chart)所代替5．公里(kilometer,km)用于海图上表示两个陆标间较远的距离单位。
1km=1000m。
二、速度单位节(knot,kn)：航海上计算航速的单位。
1节等于1n mile/h。
航海上流速也用节来表示。
三、角度单位航海上常用的角度单位为六十等分制。
一圆周分为360º，1=60＇，1＇=60〃。
第二节能见地平距离与物标能见距离一、几个概念1．地平面(horizon)：凡与测者铅垂线相垂直的平面。
2．铅垂线，是指通过测者眼睛，并与测者重力方向相重合的直线。
3．测者真地平平面(true horizon)或天文地平平面(celestial horizon)：凡与测者铅垂线相垂直，并通过地心的地平平面。
4．测者地面真地平平面(sensible horizon)：通过测者眼睛的地平平面。
5．水天线：在大海上，具有一定眼高的测者e，所能看到周围大海的最远处，水天交界线所围成的圆圈，这个圆圈称为测者能见地平或视地平。
6．测者能见地平平面或视地平平面(visible horizon)：水天线所在的地平平面。
在研究测者能见地平距离与物标能见距离时，通常把地球看成圆球体。
二、测者能见地平距离(distance to the horizon from height of eye)定义：视距，在海上观测者至他所看到的水天线的距离，用De表示。
D nmile=公式：()e三、物标能见地平距离(distance to the horizon from object)定义：在能见度良好的情况下，当测者眼高为零时，即测者眼晴位于海平面上，物标顶点能被看到的最大距离；或假设测者眼睛放在物标的顶端，所能看到的测者能见距离称为物标能见地平距离，用Dh表示。
D nmile=公式：()h四、物标地理能见距离(geographical range of an object)定义：当能见度良好时，仅由于地面曲率和地面光线的折射率的影响，具有一定眼高的测者，理论上能够看到物标的最大距离。
用 D o表示。
D nmile=公式：()o例1、某轮眼高e=16m，山高H=64m，求该山地理能见距离。
五、灯标射程1．几个概念1）灯塔灯光初显：在灯塔灯芯初露测者水天线那一瞬间，才是测者最初能够直接看到灯塔灯光的时刻，这时叫。
灯塔灯光初显时，测者与灯塔之间的距离等于灯塔的地理能见距离Do。
2）灯塔灯光初隐：当船舶驶离灯塔时，测者看到灯塔灯芯刚刚没于水天线的那一瞬间。
并不是所有的灯塔都有初显(隐)现象的，要根据灯塔的光力强度和射程来判断是否有初显(隐)现象。
2．中版航海资料中的灯标射程1）定义：睛天黑夜，当测者眼高为5m时，能够看到灯塔灯光的最大距离。
它等于光力能见距离(或称光力射程)与5m眼高的灯塔地理能见距离(或称地理射程)中较小者。
光力能见距离(光力射程)：指晴天黑夜灯塔灯光所能照射的最大距离。
2）强光灯塔：指灯塔射程等于或大于(一般不超过1 n mile)测者5m眼高时的灯塔地理能见距离(地理射程)。
即：灯塔射程≥强光灯塔有初显(隐)现象，初显(隐)距离等于灯塔的地理能见距离：初显(隐)距离=或初显(隐)距离=射程+例1：我国的花鸟山灯塔高83.2 m，射程24n mile，判断该灯塔有无初显(隐)发生的可能?3）弱光灯塔：灯塔的射程小于测者眼高5m时的灯塔地理能见距离(地理射程)。
弱光灯塔标的是光力射程；无初显(隐)现象，灯光只能在标记的射程内才有可能看到。
即灯塔射程<+例2：长江口某灯塔高84.4m，射程20n mile，判断该灯塔有无初显(隐)发生的可能?3．英版海图和英版《灯标雾号表》中提供的灯塔射程定义：灯光的光力能见距离(或称光达射程)，即光力射程或额定光力射程。
光力射程(luminous range)：是指在某一气象能见度条件下，该灯塔灯光所能照射的最大距离。
额定光力射程(nominal range)：是指在气象能见度为10n mile 条件下，该灯塔灯光的光力射程。
采用额定光力射程的国家和地区在英版《灯标雾号表》的特殊说明(Special Remark)中注明。
灯塔射程，只与灯光强度和气象能见度有关，与灯高、眼高、地面曲率等均无关。
例题。
第三节向位与舷角一、方向的确定与划分1．方向的确定1）测者地平平面，测者地面真地平平面是通过测者并垂直于测者铅垂线的平面；2）测者子午圈平面；3）测者东西圈(primevertical)平面，测者卯酉圈平面，包含测者铅垂线并与测者子午圈平面垂直的平面；4）南北线：测者子午圈平面与测者地面真地平平面的交线；5）东西线：测者东西圈平面与测者地面真地平平面的交线。
不同地点的测者地面真地平平面，南北线和东西线是不同的；两极的测者无法确定北、东、南、西四个基本方向，北极测者无真北方向任意方向都是真南方向，南极测者任意方向都是真北方向。
2．方向的划分1）圆周法(three-figure method)以正北000°为基准，按顺时针方向计算，由000°～360°；表示方法：用三位数字表示，航海上最常用的表示方。
2）半圆法(semicircular method)以正北或正南为基准，向东或向西分别计算，各从0°～180°计算到正南或正北；表示方法：除度数外，还要标出起算点和计算方向。
如80°SW。
度数后缀的方向，前者表示起算方向，后者则表示计算方向主要用在航海天文计算中，表示天体方位。
3）罗经点法(compass point method)以正北为基准，将地面真地平划分为32等分，得出32个方向点，每一个方向点称为一个罗经点；四个基点(cardinal point)：北(N)、东(E)、南(S)、西(W)为；四个隅点(intercardinal point)：北东(NE)、南东(SE)、南西(SW)和北西(NW) 八个三字点(intermedicate point false point)：即北北东(NNE)、东北东(ENE) ……西北西(WNW)和北北西(NNW)；十六个偏点(by point)：北偏东(N/E)、北东偏北(NE/N)、北东偏东(NE/E)、东偏北(E/N)……北西偏北(NW/N)、北偏西(N/W)。
由于罗经点划分得不够精确，目前仅用它来表示风、流的方向。
3．三种方向划分系统之间的换算1)半圆法换算成圆周法的法则①在北东(NE)半圆，圆周度数等于半圆周度数，②在南东(SE)半圆，圆周度数等于180°减半圆周度数;③在南西(SW)半圆，圆周度数等于180°加半圆周度数;③在北西(NW)半圆，圆周度数等于360°减半圆周度数;2)罗经点法换算成圆周法的法则1点＝11.25°＝11 ＝11°15＇二、相位与舷角1．航向线(course line，CL)：船首尾线向船首方向的延长线，称为航向线，代号为CL。
船首尾线(fore and aft line)：当船正平时，船舶的首尾面与船舶地面真地平平面相交的直线。
2．真航向(true course，TC)定义：船舶航行时，在船上测者的真地平平面上，真北线与航向线之间的夹角，代号为TC。
度量：从真北线开始顺时针计量到航向线。
用圆周法表示，从0000~3600。
3．船首向(heading，Hdg)：指在任何情况下，船舶某一瞬间的船首方向。
代号为Hdg；常于船舶在港内操纵或锚泊时用。
4．方位线(bearing line)：在测者地面真地平平面上，由测者向物标的连线。
5．真方位(true bearing，TB)定义：在测者地面真地平平面上，真北线与方位线之间的夹角，代号为TB。
度量：从真北线开始，顺时针计量到方位线，用圆周法表示，从000º~360º。
6．舷角(relative bearing)定义：相对方位，在测者地面真地平平面上，以航向线为基准，从航向线到方位线之间的夹角，代号为Q。
计量方法：1）圆周法：从航向线开始顺时针计量到物标方位线。
由000º~360º。
2）半圆法：从航向线开始，向右或向左由0º~180º计量到物标方位线，它们分别称为物标的右舷角Q右或左舷角Q左。
船首线与物标方位线垂直时称为正横(abeam)。
代号为D。
当物标舷角Q=90º或Q右=90º时，称为物标的右正横；而当物标舷角Q=270º或Q左=90º时，则称为物标的左正横。
7．真航向、真方位与舷角之间的关系真方位(TB)=真航向(TC)+舷角(Q)或真方位(TB)=真航向(TC)±舷角(Q)( Q右Q左) 在运算中，当被减数小于减数，则在被减数中加上360º；当相加结果大于360时，则减去360º，对结果并无影响。