《航海学》船舶定位课件2_4时间系统
航海学I船舶定位

⑤以风中航迹线为准顶风预配风压差 得
到真航向;
⑥推算起点和推算终点在计划航线上的长 度即为推算航程S;并进行正确标注。
❖ 练习题:
❖ 1 、 某 船 真 航 向 090º、 船 速 12 节 , 航
行海区有北风六级( 为4º)、北流3
节的影响,试作图求推算航迹向和推 算航速?
❖ 2、某船计划航迹向090º、船速12节,
图上标注 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)。
由于罗经差、计程仪改正率、风流压差,加之读取读数、操舵 不稳和海图作业等方面的误差,会导致航迹推算产生误差,随 着航行时间的推移,这种积累误差会达到相当程度。航迹绘算 的精度由以下两种精度决定:
❖ 熟练掌握各种航行环境下的航迹绘算方法及风流合 压差角的测定;
❖ 掌握航迹计算法和航迹推算精度的定性分析。 ❖ 重点:风流中的航迹推算的基本概念和方法及风流
合压差角的测定。 ❖ 难点:风流中的航迹绘算方法。
❖ 航迹推算的要求:
❖ 开始时间:在船舶驶出领航水域或港界,定速 航行后立即开始。推算起始点必须是准确的观 测船位。
愈小;平底船要比尖底船的 大; ❖ 5.船舶受风面积和船型:受风面积大,
亦大。
❖ 经过实测并以统计学方法可以得到如下
求风压差经验公式:
K
VW VL
2
sin QW
VW,VL——分别表示风速和船速(m/s);
QW——风舷角;
Kº——风压差系数,以度计。
上述公式仅适用于风压差值不超过10º~ 15º的 情况。
1. 向下风漂移的速度远小于风速
2. 方向也不一定与风向平行;
航海学-第四章 时间系统
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一、天文定位基本概念
• 天文船位圆:
圆心:天体地理位置GP 半径:天体真顶距 Z=90-ht
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天文定位基本概念
p
地面真地平
A
ht’ PG
ht
90o-ht
地心真地平
ht
天文船位圆:
圆心:天体地理位置PG
半径:90o-ht
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1.天球
天球是人们假想的以地心为球心,以无限长 为半径的球体。这样以来所有的天体在天球上都 有自己的投影位置,并利用在天球上建立坐标系 的数学方法来表示他们的这些位置。我们就可以 方便的研究和利用各个航用天体来实现天文定位 了。
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2.天球上的基本点、线、圈
• • • •
基准圈:天赤道,格林(或测者)午圈 辅助圈:天体时圈,天体赤纬圈 几何极:天北极 原 点:格林(或测者)午圈和天赤道的交点QG或Q
• 坐标值:是时角和赤纬,故又称时角坐标系。
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Z Q
天体赤纬
PN
• ( 1 ) 天 体 赤 纬 (declination,Dec)
海上进行定位的技术。十九世纪中页,由法国航海家
圣· 希勒尔(St.Hilaire)提出的高度差法又称截距法 为现代天文航海奠定了理论基础。 • 优点:设备简单、可靠,观测的目标是自然天体而不 受人控制,不发射任何声、光和电波而具有隐蔽性等。
• 缺点:受自然条件限制,不能全天候导航,必须人工
观测,计算繁琐等
《航海学》船舶定位课件2_5天文定位

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end
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1.求测天时的准确天文钟时
➢ 2)测天前启动秒表——先在海图室对照天文钟启动秒表记录 钟时CT1 ,再测高度并按停秒表,记录秒表时WT,则
➢ 测天时的准确天文钟时C.T.为:
➢
C.T.= CT1
+4s
累积日差
+2s 9
+)测定钟差
+1 m28s
测天时的钟差
+1 m30s9
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三、求测天时的天体位置
➢ 1.求测天时的准确天文钟时
➢ 两种测天计时方法: ➢ 1)测天时启动秒表——先测高度,再启动秒表,到海图室对
照天文钟按停秒表,记录钟时CT1和秒表时WT,则 ➢ 测天时的准确天文钟时C.T.为:
世界时(UT1)。 ➢ 有机械天文钟和石英天文钟两类。 ➢ 2 .GPS卫星导航仪 ➢ GPS(Global positioning System)导航仪显示UTC(协
调世界时),与UT1相差<0.9秒。
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end
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一、船舶计时器
➢ 3.秒表 ➢ 用于测天计时等。 ➢ 4 .船钟 ➢ 船钟(Ship’s clocks)是用于指示船时的计时器。 ➢ 它有普通的机械钟和电子钟两类。 ➢ 目前现代化的船舶装有电子船钟系统(Electronic
➢ 器差(Instrument error) ——偏心差、棱性差和刻度差等的
综合误差
六分仪器差表
测角c 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
船舶导航定位系统课程教学大纲

《船舶导航定位系统》课程教学大纲一、课程基本信息课程编号:04020020课程中文名称:船舶导航定位系统(双语)课程英文名称:Marine Navigation and Positioning Systems课程性质:专业指定选修课考核方式:考查开课专业:测控技术与仪器, 探测制导与控制开课学期:6总学时:32 (其中理论28学时,实验4学时)总学分:2二、课程目的和任务船舶导航定位系统是导航与控制的技术专业课,它是在船舶导航仪器等专业基础课后,直接为船舶导航定位技术服务,解决导航、制导和船舶控制工程实际问题。
本课程讲授内容涵盖经典导航技术、惯性导航技术、卫星导航技术、无线电导航技术以及基于融合理论的组合导航技术。
通过该课程学习,学生可掌握船舶导航定位基本原理和各种导航系统的实际应用。
本课程为双语教学课程,在教授学生专业基础知识的同时,提高学生英语文献阅读能力和英语实际运用能力。
三、教学基本要求(含素质教育与创新能力培养的要求)1.了解导航定位系统课程内容及其学习方法;2.掌握导航技术基础知识,包括地球坐标系及各种导航系统的基本导航思想;3.掌握导航定位最基本的推算航位计算公式,了解陆标定位,天文定位,无线电导航数学模型及应用方法;4.了解卫星导航的发展历程及应用,了解GPS导航系统组成,掌握GPS定位原理;5.掌握惯性导航的基本原理,了解两种惯性导航系统的工作原理,误差分析以及初始对准方法。
6了解组合导航系统的定义,掌握组合导航系统种类及数据处理方法。
7培养学生阅读英文文献及英语实际应用能力。
8开设两次实验,培养学生实际动手能力,并加深学生对理论的理解。
四、教学内容与学时分配第一篇船舶导航定位系统概述(4学时)第一章船舶导航定位系统的基本概念(1学时)介绍导航的基本概念,结合实例讲解导航在实际中的重要性,激发学生学习兴趣。
第二章船舶导航定位的历史。
(1学时)介绍人类导航发展的历史。
第三章导航的分类。
航海学-第三章 船舶定位1

时间:沿岸水流影响显著航
区:1h一次,其它航区:2h4h一次
(END)
6
航迹推算简介(类型)
船舶定位方法
航迹推算
概念 意义 有关规定
航迹推算类型
TC、SL、风流 CG、EP CA、SL、风流TC、EP
(END)
7
航迹推算简介(基本训练)
船舶定位方法 航迹推算
(如图)(END)
20
有风无流绘算(风舷角QW)
顶风:QW
< 10° 顺风: QW > 170° 横风: 偏逆风 100° > QW > 80° 800 0 偏逆风: 90 左横风 80° > QW > 10° 1000 偏顺风 偏顺风: 170° > QW > 100°
(END) 17
无风流航迹绘算(推算精度)
a C A m C + m C d m m S + S E B F b D
绘画航线的精度:
c
18
读取航向、罗经差、操舵不稳、作图误差 截取航程的精度: 读取航程、改正率、作图误差 推算船位误差园半径:2SL%。(END)
有风无流航迹绘算
风与风舷角
海图作业工具: 基本操作:
概念 意义 有关规定
航迹推算类型
海图作业基本训练
(END)
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)
8
无风流航迹绘算
无风流:(风流很小,对航向影响<1°) 基本概念
航海学-第三章 船舶定位2

end
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§2 陆标定位的方法
一、陆标识别的方法 二、方位的测定方法 三、距离的测定方法
NT M TB=310° TB±180° =310°-180 °
2)近距离岸测船方位位置线
物标 M 处的测者观测船 舶得TB=131° 。求船 舶位置线 这是由物标 M 处的测者 观测 船 舶 的 TB 得到 的 船舶位置线——在海图 上 从 物 标 M 按 TB 画 出 方位线 (如图) 。 NT TB=131° M
end
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1)近距离船测岸方位位置线
船上的测者观测灯塔 TB=310 °。 求船舶 位置线 这是由船上的测者观 测 物 标 M 的 TB 得 到 的位置线 在海图上从物标 M按 TB 的 反 方 向 画 出 方 位线(如图) 。 end
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第三章 船舶定位
第一节 位置线与船位线 第二节 陆标的识别和方位距离的测定法 第三节 方位定位 第四节 距离定位 第五节 距离方位定位 第六节 移线定位
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§第一节 位置线与船位线
一、位置线 二、航海上常用的位置线 三、船位线
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一、位置线
1)位置线的定义
几何学上,与定点保持等值的动点轨迹称等值线。 航海上,船舶观测某一定点(或被某一定点观测)得到一观 测值U,则与该定点保持U观测值的动点轨迹称船舶位置线 定义 位置线 (line of position , LOP)—— 在航海定位中,符合某 一观测值的等值线(即在地球面(海图)上保持相等观测值 的动点轨迹)。
航海学课件(完整版)

第一篇航海学地文航海航海学是一门研究船舶如何安全、经济地从一个港口(地点)航行到另一港口(地点)的实用性学科。
航海学主要研究下列课题:1.拟定一条安全、经济的航线和制定一个切实可行的航行计划。
2.航迹推算,包括航迹绘算和航迹计算两种方法。
航迹推算是指根据船上最基本的航海仪器(罗经和计程仪)所指示的航向和航程,结合海区内的风流要素和船舶操纵要素,不借助外界物标或航标,从某一已知船位起,推算出具有一定精度的航迹和某一时刻的船位的方法。
它是驾驶员在任何情况下,求取任何时刻的船位的最基本的方法,也是陆标定位、天文定位和电子定位的基础。
3.测定船位(简称定位),包括陆标定位、天文定位和电子定位三种。
陆标定位是指观测海图上标有准确位置的,并可供目视或雷达观测的山头、岛屿、岬角、灯塔等显著的固定物标与本船的某一(某些)相对位置关系,如方位、距离和方位差等,从而在海图上确定本船船位的方法和过程。
陆标定位一般可分为方位定位、距离定位、方位距离定位和移线定位等。
天文定位是指在海上利用航海六分仪观测天体(太阳、月亮和部分星体)高度来确定船舶位置的一种定位方法。
电子定位是指利用船舶所装备的无线电定位系统的接收机来测定本船位置的一种定位方法。
目前,普遍使用的有GPS定位系统和罗兰C定位系统。
船舶航行中,要求航海人员尽一切可能随时确定本船的船位所在。
这样,才可能结合海图,了解船舶周围的航行条件,及时采取适当、有效的航行方法和必要的航行措施,确保船舶安全、经济地航行。
航迹推算和定位是船舶在海上确定船位的两类主要方法。
4.航行方法,研究在各种航海条件下的航行方法,如沿岸航行、狭水道航行和特殊条件下的航行等。
为了研究上述课题,航海学还必须包括航海学基础知识和航路资料等基本内容。
其中,航海学基础知识主要包括坐标、方向和距离,以及海图两大部分内容;航路资料主要包括:潮汐与潮流、航标与《航标表》和航海图书资料等内容。
第一章坐标、方向和距离第一节地球形状和地理坐标一、地球形状航海上船舶和物标的坐标、方向和距离等,都是建立在一定形状的地球表面的,要研究坐标、方向和距离等航海基本问题,必须首先对地球的形状和大小作一定的了解。
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2.4第四章 时间与天体位置

____________________________ LMT2 09-44-44 10/5
例 :已知经度λA8417.0W的地方平时 LMTA16h21m26s(7月16日),求经度 λB13841.0E的地方平时LMTB?
λB 138-41.0 (+) _- __)__λ__A_____8_4_-__1_7_.0___(__-__)____
西经W为“-”值,
格林恒星时(greenwich sidereal time,GST):
在周日视运动中,春分点由格林午圈 起,向西运行所经历的时间间隔称为格 林恒星时。
在同一时刻,任意经度上的地方恒星时 LST与格林恒星时GST同样存在如下“东 大西小”的关系:
LST=
λE W
GST±
LST2=GST +λE
2、协调世界时(coordinated universal time,UTC):以原子时秒为时间计量 单位,在时刻上与世界时UT1保持在0.S9 之内。
协调世界时满足上述条件是通过“跳秒” 来实现的。
调整的时刻是在12月31日或6月30日最 后一秒。对原子时增加1S称正跳秒,减 少1S称负跳秒
E LST1 =LST2+Dλ Dλ=λ1-λ2
在同一时刻,不同经度上的地方恒星时存在“东大 西小”的关系。这种关系是时间遵守的普遍规律。
在同一时刻,不同经度上的地方恒星时:
LST2 =LST1+Dλ Dλ=λ2-λ1 上式中: LST1是测者1的经度λ1所对应的地方恒星时; LST2是测者2的经度λ2所对应的地方恒星时; 经差Dλ计算时: 东经E为“+”值,
1平太阳日=天球旋转(360+DRA)所 经历的时 =天球旋转(360+59.14)所 经历的时间 =1恒星日+3m56.s56
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

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
、中版:理论最低潮面(理论深度基准面)
、英版:天文最低潮面。
注意:平均海面是最基本的基准面,高程、深度基准面都是以平均海面为基准标注的。
二、高程、水深、底质
1、高程:陆上物标自高程基准面至物标顶端的海拔高度。
规定:高程不足10M的,注记精确到0.1m,大于10m的,舍去小数,记毫米。
中版海图:单位为m,英版:米制/拓制m/ft
1、礁石:明礁-平均大潮高潮时露出的孤立岩石;
干出礁-平均大潮高潮面下,深度基准面以上的孤立岩石;(12) (12)
适淹礁-深度基准面适淹的礁石;
暗礁-深度基准面以下的孤立岩石;
2、沉船:露出大潮潮高面的沉船;干出沉船;深度基准面以下的沉船。
危险沉船:中版-水深≤20米;英版-水深≤28米;包括深度不明,妨碍水面航行的沉船。
等明暗光(Isophase):Iso
定闪光(fixed and flashing):FFl
联闪光(group-flashing):Q(3)
混合联闪光:Q(3+2)(composite group-flashing)
间断(Interrupted):IQ IVQ IUQ
莫尔斯灯光:Mo(A)
AL. WR:互光,长明不灭
非危险沉船:中版-水深>20m;英版-水深>28m;
第一章航海学基础知识
《航海学》课程简介

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2.1 交通部《海图作业试行规则》
总则
自1965年7月1日起试行
第一章 总 则
第一条 为了合理选择航线,及时掌握船位, 统一海图作业标注符号,保证船舶航行安全, 充分发挥航海技术为社会主义水运事业服务的 作用,特制定本规则。
第二条 船长应对海图作业全面负责,并经常对 驾驶员进行检查指导。驾驶员应认真进行作业, 发现问题,及时向船长报告,并积极提供意见。
α
选定代号
4 流压差
β
选定代号
5 风流合压差
γ
6 计划航迹向、推算航迹向
CA
7 陆测船位
⊙
8 雷达船位
⊙RF
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交通部《海图作业试行规则》
序
名词
缩写代号
号
9 无线电测向船位(电测船
CC
位)
10 联合船位
△
11 劳兰船位(电测船位)
12 测深船位
13 天测船位
14 推算船位
+
15 锚位
♀
16 船位差(位差)
△P
备注
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2.2 航迹绘算
海图上的标注
第十五条 海图上的标注 一、观测或推算船位的时间和计程仪指示的读数,以
分数式标出。分数式和海图的横廓相平行。 二、船位差的方向和距离,以推算船位为起点到观测
船位。 三、航向的标注应照下下列次序标出:计划航向及其相
对应的罗经航向、罗经改正量、风流压差值,均以缩写 代号和度数平写在航线的上面。其中计划航向、罗经航 向用三位数字标出。
《航海学》简介
航海学Ⅱ天文航海3-时间共81页PPT资料

• 第一节 时间系统概述
• 人们通过科学实践,相继选用了各种周期 性变化过程作为时间的测量标准,即时间 的计量单位。然而,无论采用什么计量单 位,均应同时满足两个要求:第一,周期 运动的稳定性(均匀性);第二,周期运动 的复现性(重复性)。这就是说,只能用一 种均匀的、具有连续重复周期的现象作为 时间的计量单位。历史上,时间计量单位 的发展反映了不断满足上述要求的过程。 迄今为止时间计量标准基本可分为三类:
• 历书时是一种由力学定律确定的均匀的 时间系统。但是,由于观测误差较大, 难于得到高精度的历书时,因而历书时 只作为天文学的基本常数。
• 第二节 恒星时
• 恒星时(sidereal time)是建立在地球自转 运动基础上的时间系统,以春分点为参 考点,以其周日视运动的周期作为时间 的计量单位。
• 以平太阳为参考点得到:平时(mean time)或世界时(universal time,UT, GMT)。
• 在相当长的一段时间内,人们把世界时 作为均匀的时间来使用,即认为地球自 转的速率是均匀的。随着观测资料年复 一年的积累和精密时钟的出现,人们才 从实测中证实地球自转的速率是不均匀 的,并具有相当复杂的表现形式,其中 包含周期性变化、长周期性变化、短周 期性变化和不规则变化等等各种因素, 从而导致以地球的自转周期作为时间的 计量单位也是不均匀的。
• 一、恒星日
• 在周日视运动中,春分点了连续两次 经过某地午圈所经历的时间间隔称为恒 星日(sidereal day),即:
• l恒星日=天球旋转(360º)所经历的时间 间隔。
• l恒星日可分为: • l恒星日=24恒星小时(24h); • l恒星小时=60恒星分钟(60m); • 1恒星分钟=60恒星秒钟(60s)。