第八章 第三节、磁罗经自差原理
罗经差，磁差，磁罗经自差及向位换算
罗经差，磁差，磁罗经自差及向位换算1.罗经及罗经差罗经差：罗经北向与真北向方向之间存在一个偏差磁罗经刻度盘0°所指的方向称为罗北罗经差是罗北偏离真北的的角度，当罗北偏在真北的东面时为( );罗北偏在真北的西面时为(-)。
以罗北为基准的航向为罗航向CC；以罗北为基准的物标方位为CB与真方位关系：CC=TC-ΔC CB=TB-ΔC陀螺罗经刻度盘0°所指的方向称为陀螺北NG陀螺差是陀螺北NG偏离真北的角度，当陀罗北偏在真北的东面时为（）；当陀罗北偏在真北的西面时为（-）。
以陀罗北NG为基准的航向称为陀罗航向GC;以陀罗北为基准的物标方位称为陀罗方位GB.与真向位之间的关系是:GC=TC-ΔC GC=TB-ΔC罗经差:磁差Var 自差Dev罗经差和自差的代数和ΔC=Var Dev2.磁差当磁罗经仅受地磁的影响时，其磁针的指北端,也就是磁罗经刻度盘0°指向地磁北极，该方向在测者地面真地平平面上的投影，称为磁北 Nm由于地理北极和地磁北极并不重合，地球上某点的磁北线与真北线往往不重合。
把磁北的差Nm偏离真北（Nt)的角度称为磁差Var。
当磁北偏在真北的东面时为( );当磁北偏在真北的西面时为(-)磁差以0°~ 180°计算。
以磁北Nm为基准的航向称为磁航向MC;以磁北(Nm)为基准的物标方位称为磁方位（MB)。
与真向位之间的关系是:MC=Tc-Var MB=TB-Var（2）磁差的变化①磁差随地点的变化：磁差小的地方可为0°，越近磁极磁差越大，最大可达到180°（适用于中低纬地区)②磁差随时间的变化：磁差绝对值每年的变化量叫做年差，通常在0°.2以下。
年差的（）和（-）不是指磁差向东或向西变化，而是指在原有的基础上绝对值的增加（）和减少（-）。
（中版）用（E）或(W)来表示年差的向东（E）或向西（W）的变化。
（英版）③地磁异常与磁暴由于地下埋藏的磁性矿物质的影响，某地区的磁差与附近的磁差有明显的差异，成为地磁异常；地磁场的强烈扰动称为磁暴，它主要与太阳黑子的爆发有关。
磁罗经自差介绍
影响航空导航： 磁罗经自差会导 致航空导航出现 误差，影响飞行
安全。
影响军事行动： 磁罗经自差会导 致军事行动出现 误差，影响军事 行动的准确性和
成功率。
影响科学研究： 磁罗经自差会影 响科学研究的准 确性，导致研究 结果出现误差。
磁罗经自差的测量方法
1
磁罗经自差是指 磁罗经指示的方 位与真北方向之
1 准备磁罗经和 磁罗经自差仪
将磁罗经和磁
2 罗经自差仪安 装在同一水平 面上
调整磁罗经和
3 磁罗经自差仪 的方位，使其 指向同一方向
启动磁罗经自
4 差仪，开始测 量磁罗经自差
记录测量结果，
5 并进行数据分 析和校正
重复测量，直
6 至得到满意的 测量结果
磁罗经自差的修正方法
磁罗经自差的定义：磁罗经 自差是指磁罗经指示的方位
磁罗经自差的测量仪器
01
磁罗经：用于测量磁罗经自 差的主要仪器
02
磁力计：用于测量地磁场强 度的仪器
03
陀螺仪：用于测量船舶姿态 的仪器
04
GPS接收机：用于测量船舶 位置的仪器
05
计算机：用于处理测量数据 和计算磁罗经自差的仪器
06
导航软件：用于显示磁罗经 自差测量结果的软件
磁罗经自差的测量步骤
磁罗经自差的修正效果
提高导航精度：修正磁罗经自差可以提高导航 系统的精度，减少误差。
改善航行安全：修正磁罗经自差有助于提高船 舶航行的自差可以提高船舶 的航行效率，减少因导航误差导致的时间损失。
降低成本：修正磁罗经自差可以降低船舶的 航行成本，减少因导航误差导致的燃油消耗。
地球磁场的不均匀性：地球磁 场在不同地区和深度上的分布
磁罗经自差校正 2
摘要自从指南针发明并应用于航海以来，依靠地磁力指向的磁罗经一直是船舶航海指向仪器的标准配备。
时至今日，磁罗经仍是船舶必备的航海仪器之一。
鉴于船舶导航设备的日益完善以及磁罗经在船上所处的地位，能否在保证船舶航行安全的前提下，探讨简化校正磁罗经自差的方法，采用“人为航向法”消除磁罗经自差，对于中小型船舶来说是一种既简捷又实用的有效方法。
这不仅可以提高船舶的经济效益，而且还可保证船舶航行安全。
【关键词】船舶磁罗经自差1.绪论磁罗经是借助于地球磁场吸引磁针的能力而制造出的指向仪器。
它具有结构简单、性能可靠、坚固耐用、维护方便的特点，所以至今仍为现代船舶必备的基本航海仪器。
[1]十八世纪末，由于采用了钢铁做造船材料，这时装在船上的磁罗经就失去了原有的准确，产生了表面上看来是不规则的误差一一自差。
由于受船磁的影响，磁针不是指向磁北，而是指向地磁力与船磁力的合力方向，即罗北方向，由此而产生的这一误差称为磁罗经自差。
因此，船舶驾驶人员必须了解磁罗经产生自差的原因、校正方法及剩余自差的测定等，以保证航行安全。
1.1 综述磁罗经是指利用地磁场对磁针等磁敏感元件相互作用的原理，而使罗盘指示磁北的航海指向仪器。
由于磁罗经具有整体结构简单、工作性能可靠、不依赖任何外界条件可独立工作的特点，至今仍是船上必备的航海仪器之一。
[4]1.2磁罗经结构磁罗经主要由罗经柜和罗经盆两部分组成。
带有磁针的罗经卡安装在罗经盆内。
磁罗经按结构可分为干罗经和液体罗经两种；按用途可分为标准罗经、操舵罗经、应急罗经、艇用罗经等1.3磁罗经检查磁罗经的检查分为以下几个方面：灵敏度检查、半周期检查、气泡检查及消除、自差校正器检查、磁罗经基线检查1.4磁罗经使用与保养1.4.1磁罗经的使用①磁罗经必须经过正确地校正自差，并备有有效的自差表。
②平时应经常测定自差。
③测物标方位时，注意方位圈上的水准器，使罗盆保持水平状态。
④在罗经附近不得放置铁磁性物体，以免影响罗经的正常工作。
磁罗经
δB称为半圆自差，系数B´称为半圆自差系数。
B
cZ P H
其中H和Z是随磁纬度而变的，所以半圆自差δB是随 船舶磁纬度的变化而变化的。
上海海事大学
SHIJUN YING
HA I
MA
RITIM E
U
VE NI
(4)自差力C´λH和半圆自差δC
SH AN G
T R SI Y
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1 90 9
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船左右摇摆时，罗经的横倾自差忽东忽西摇晃不定，因 此倾斜自差不用东或西表示，只能用偏向高舷或偏向低 舷来表示。
船上罗经有倾斜自差时，船在风浪中左右摇摆，罗 盘将无法稳定，给读数和观测造成困难。反过来在实际 使用中，也常根据这种现象来判定罗经是否存在倾斜自 差。
2013年5月28日星期二
磁罗经自差(deviation)：受船磁力的影响，罗经磁针的北 极(罗北)偏离磁北的角度，用代号δ或Dev表示。 罗北(Nc)偏于磁北(Nm)之东时，为东自差； 偏于磁北之西时，为西自差。 自差的大小和性质，与船舶所在的磁纬度，航向及是否倾斜 均有密切的关系。
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5、泊松方程式
SH AN G
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把作用于罗经上各个作用力归纳成表：
软铁力 船轴
2013年5月28日星期二
磁罗径自差
磁罗经自差消除、测定船长：你好！关于每年至少一次的磁罗经自差消除和绘画自差曲线表工作，要自己在海上进行。
消除自查和测定自查后，绘画自查曲线表，船长签字并加盖船章，同时记入《航海日志》的当天的大事记栏内备查。
消除自查的标准为正负3度内，當赴某一港发现自查较大时，也应在到港前视情及早测定消除，以防止PSCO滞留船舶。
（我们一般用电罗经航向比对法来消除和测定自差）。
一、用电罗经作航向比对，求自查。
二、用旋回法消除磁罗径自查和测定自差。
三、船走在磁E 或磁w 航向时，用纵磁棒（磁棒顺船首尾方向放置，红端指向船艏或是船尾）消除半圆自查。
四、船走在磁N 或磁S航向时，用横磁棒（磁棒横向放置，红端指向左正横或右正横）消除半圆自查。
五、消除自查时的选择航向原则：先消除半圆自查中最大的。
例如：某轮磁罗经在Ｎ航向的自查是＋１０度，在Ｓ航向上自查是—５度；在Ｗ航向上自查是－２０度，在Ｅ航向上自查是—１０度；１、因w航向的自查最大，则船应先走磁Ｗ航向，用纵磁铁棒先消除该磁航向上的自查（—２０）到零；２、（因N 航向的自查较大（第二），在走完W航向后，船就走磁Ｎ航向，用横磁棒消除该磁航向上的自查（＋１０）到零；３、船走磁Ｅ航向，用纵磁铁消除自查到一半；４、船再走磁Ｓ航向，用横磁铁消除自查到一半。
六、具体举例如下：1、事先测定处N 、E、S、W 四个磁航向上的自差：找出Ｎ和Ｓ以及（Ｅ和ｗ）这每对磁航向中那个自查最大，来作为消除自差时先走那个磁航向的依据（见第五条）。
（1）、求当地磁差：如：2度东----（+ 2）(2)、求磁航向：真航向（电罗经航向）= 磁航向+磁差例如：计划先走磁北航向消除自查，予求电罗经航向= ？磁北000 度+ （+ 2）= 002即：电罗经走002度（即走在磁航向上=N），假设此时的磁罗经读数如为350（罗航向），则应：测、求N磁航向自差：罗经差=磁差+ 自差罗经差= 真航向—罗航向=002 —350 = +12自差= 罗经差—磁差=（+12）—（+2）=+10 以此类推，测求E磁航向的自差；例：—10--------S-------------------; 例：—5-------w-------------------；例：—202、消除自差：按照“先消除最大的自差的原则”，则选：（1）、因w磁航向自差最大（—20），则先消除；船走272度电罗经航向（即等于磁西航向），移动纵磁棒, 把自差消除到零，使磁罗经读数为270即可。
船用磁罗经
十一、自差校正
NE
8. 象限自差校正 δ 1）产生原因 由纵横软铁杆a杆和e杆引起 2）校正方法 在四个隅点航向中，第一个航向上把测 出的自差全部消除为零，然后在其相反的 航向上把测出的自差消除一半，留一半。 3）校正器 软铁球
8. 象限自差校正 4）校正口诀 一、三象限（NE、SW），东近西远； （正正靠，正负离）； 二、四象限（SE、NW），东远西近； （负负靠，负正离）。
l 易磁化，易消磁
2. 硬铁(hard iron)
垂向力
横向力
l 要在较强的磁场中才可被磁化 l 一旦磁化，外磁场消失，磁性也不易消失 l 难磁化，难消磁
1
五、磁罗经船轴坐标系
l 罗经磁针系统的中心为坐标原点O l 船首尾方向作纵轴Ox（船首为正） l 垂直于纵轴Ox的正横方向为Oy轴（右舷为正） l 在垂直方向作垂直轴Oz轴（向下为正）
二、自差的定义
Nt Var Dev Nm
Nc
l 磁北(magnetic north)：
l 非钢质船舶上磁罗经磁针的指向Nm
三、船磁场的分类
四、铁磁体的分类
1. 软铁(soft iron)
l 在较弱的磁场中即可被磁化
船磁场
l 一旦外磁场消失，其磁性也能消失
感应船磁 (软铁)
永久船磁 (硬铁) 纵向力 (P) 横向力 (Q) 垂向力 (R) 纵向力
十一、自差校正
7. 半圆自差校正
4）校正口诀 a）放置磁棒 东自差，红极朝东，西自差，红极朝西 （东红东，西红西） b）移动磁棒 东自差，红极朝东，向上移；（东东上） 东自差，红极朝西，向下移；（东西下） 西自差，红极朝东，向下移；（西东下） 西自差，红极朝西，向上移；（西西上）
08磁罗经自差测定与校正
2. 利用天体方位测定自差 1）选择适合测定自差时间内的低高度（30°以下） 天体，如太阳； 2）利用天体方位表查出自差连续测定时间内的 天体真方位； 3）修正当地磁差Var，计算出天体磁方位MB； 4）按计划时间测定天体的罗方位； 5）根据δ = MB − CB计算出自差δ。 3. 利用陀螺罗经航向比对求自差 1）查出陀螺罗经的罗经差ΔG和船位处的磁差Var； 2）记下同一时刻的陀螺罗经航向GC和磁罗经航向CC； 3）根据δ =（GC + ΔG）− Va r − CC计算出自差。
4. 磁罗经自差校正质量的判断 1）自差曲线是否顺滑 应是连续、光滑、均匀的，若有明显的曲折、凸出 或凹入，说明观测或计算有误应改正。 2）自差系数的大小 自差校正后要求标准磁罗经和操舵磁罗经的剩余自差 分别小于 ±3° 和 ±5° ，在此条件下算出的自差系数应 小于±1°，否则说明校正质量不好。 3）比差值的大小 八个航向上测定的自差与利用求得的公式计算出的 自差相差不应超过 ± 0.5°，否则说明观测的偶然误 差大或计算有误；若大于±1°时，则自差公式等不能 使用，应重新测定计算。
爱利法校正方法步骤与半圆自差相似。 （前提是必须先校正半圆自差） 航向走隅点航向，即NE、SE、NW、SW向，先把自差 全消除，再走相邻隅点航向消除一半自差，保留一半。
NC
H'
δ NW
NW
Nm D'λH A'λH
E'λH
Nm NC λH A'λH f2 D'λH E'λH
λH
F = D'λH − A'λH F = f1 − f2 f2 = D'λH − F
δ° = A°+ B°⋅sinCC + C°⋅cosCC + D°⋅sin2CC + E°⋅cos2CC
磁罗经自查的测定与消除
磁罗经自差的测定与消除一、陀螺航向与罗航向对比求罗经差与自差。
陀螺罗经指向精度高，陀罗差大小、方向稳定。
当没有物标可供观测又需要求罗经差时，可以通过陀螺航向与罗航向对比求罗经差，其方法如下：1）同时读取罗航向CC和陀罗航向GC;2)根据陀罗航向和陀罗差（利用物标测定）计算真航向：TC=GC+△G：3）计算罗经差：△C=TC-CC；4）在海图上查取当地的磁差资料，计算观测时的磁差Var:5)计算磁罗经的自差Dec=△C-Var.二、物标方位法求罗经差利用叠标测定罗经差1.根据观测时的船位在海图上找叠标，并量出其真方位TB2.用目视确定看到的叠标就是海图上的叠标，即叠标的辨识3.利用方位圈观测叠标中的远标4.叠标串视，测下叠标的罗方位GB5. ΔG=TB-GB三、观测天体求罗经差观测天体方位求罗经差也是航海人员经常采用的一种方法，其优点是不受海区、距离等限制，实用性强。
利用天体测罗经差经常的方法有：观测太阳低高度罗方位求罗经差，观测太阳真出没罗方位求罗经差，观测北极星方位求罗经差。
观测天体求罗经差的原理及注意事项：1、原理观测天体求罗经差与利用陆标测定罗经差的原理基本相同，不同之处是观测的物标是天体，其真方位不能直接获得，而是根据天文球面三角形计算求得，以天体计算方位Ac 来代替天体真方位TB,dec 为太阳赤纬，c φ由gps 求得，Cb 观测求得。
观测天体求罗经差的计算公式为：c dec A c φcos )sin(arccos = Cb Ac c -=∆2)观测注意事项综合以上所述，在观测天体求罗经差时，应注意以下几个要点：（1）应观测低高度天体的罗方位，其高度应不大于30°，最好低于15°。
（2）观测时要尽量保持罗经面水平。
（3）为避免粗差和减小随机误差的影响，一般应连续观测三次，取平均值作为对应于平均时间的罗方位。
罗经数读数读至0°。
5，观测时间准确到1m.( 4 )观测时要测天体中心，要使测者、照准线和天体成一直线，如观测太阳罗方位时，可使用方位圈上的三棱反射镜进行观测。
谈谈磁罗经差、磁差和自差之间的换算方法
谈谈磁罗经差、磁差和自差之间的换算方法浅谈磁罗经差、磁差和自差之间的换算方法近期，我们在日常船舶安全检查过程中，检查人员在检查驾驶台罗经自差记录簿时，发现有不少船舶驾驶员，对观测磁罗经自差换算过程出现概念上的计算错误。
对磁罗经自差、磁差之间换算的理解认识不足，导致了驾驶员在填写罗经自差记录簿时的自差、磁差上的错误。
所以，我们很有必要在这里来谈谈磁罗经差、磁差和自差之间换算方法，进一步提高船舶驾驶员对计算方法的熟悉和理解。
目前，1000总吨以下的内河、沿海航行船舶，船上大多只配有磁罗经，基本上没有安装陀螺罗经(电罗经)。
船舶在使用磁罗航向航行，为确保船舶航行在计划航线上，驾驶员就必须知道某航向时的罗经差是多少，必须对航行航向或观测目标方位时进行修正罗经差。
因为，磁罗经在船上会受到地磁和船磁的磁力作用，磁盘会向着重磁场方向偏差，造成罗经的误差，我们称之为罗经差。
一、罗经差、磁差和自差1(罗经差(?C)磁差和自差的代数和，就是磁罗经的误差。
罗经差用?C表示，当罗北偏在真北的东面时，称为东罗经差，用E(+)表示它的方向;而罗北偏在真北的西面时，称为西罗经差，用W(-)号表示它的方向。
即东正西负或东加西减。
2(磁差(C)磁差，是随着地区不同，地磁场的不同，或地磁异常磁场的变化等，磁差的变化也不同;磁差也随着地磁的年变化量变化。
磁差的查取方法，一般在航用海图在罗经花上查到该地区的磁差资料，年份、磁差的大小和方向及年差变量符号，通过换算得出。
可用磁差偏西W(-)，磁差偏东E(+)符号来表示。
3(自差(δ)船上的磁罗经受到船钢铁产生船磁的作用，使磁罗经所指示的北方—偏离磁北，而船舶自身原因产生的误差叫自差。
自差是按罗北偏在磁北的东面或西面决定它是东自差或西自差。
自差是随着航向的不同，自差也就不同;船磁改变自差也跟着改变;航区改变，如纬度相差较大，或在赤道及南、北极高纬度地区自差地随之改变。
二、罗经差、磁差和自差之间换算公式:罗经差(?C)= 真方位(TB)- 罗方位(CB)罗经差(?C)= 磁差(C)+ 自差(δ)磁差(C)= 在海图罗经花上查获自差(δ)=罗经差(?C)- 磁差(C)三、罗经差、磁差和自差之间的换算1(怎样求罗经差(?C)例1:某船在某地区水域航行，当时船艏航向000º，观测到一对引导航标(叠标)的罗方位为011º，在海图上查得该引导航标真方位为009º。
磁罗经3
必须进行自差校正的情况： 1．磁罗经安装在新船上，或罗经安装位置移动后； 2．修船之后(无论大修、中修或小修)；
3．船舶受到剧烈振动后，如碰撞、搁浅、触礁、炮火袭击、 雷击或强电流影响后；
4，驾驶室周围进行过大面积的电焊，或拆换磁罗经附近的甲 板和设备等； 5．船舶在某一固定航向上停泊一个月以上； 6．装运大量磁性货物卸货后； 7．不计恒定自差A，标准罗经自差大于±3º ，操舵罗经自差大 于± 5º 时； 8．在正常情况下，船舶如未定期(每年)校正磁罗经自差并重 新编制自差表。
如果方位观测中的允许误差为0.25º ，sin0.25º ＝0.00436，则：
D 200r
利用单目物标测定自差时，物标离船舶的距离若为旋回 半径的200倍以上时，准确度在0.25º 以内。 4．利用陀螺罗经比对航向求自差 船舶在视线不良时可以采用此法，但要注意船舶改向和变 速后需要对陀螺罗经进行速度误差的修正并计及冲击误差的 影响。
四、倾斜自差校正方法：
(1)将倾针仪放置于岸上无磁性干扰的地方，离地面的高度约lm 以上，使磁针的北端指北并使水平仪气泡居中，然后移动滑重使磁 针水平，记下滑重的位置刻度n，则当地的地磁垂直分力为Z＝n。
(2)将倾针仪带回船上，根据n=Z´E、W＝λZ=λn．标准罗经λ值取 0.9，操舵罗经λ值取0.8，调节滑重至新的刻度n´。 (3)船为正平状态，航向为磁东或磁西，取下罗盆，将倾针仪放在 原罗盆位置，并使之与原罗盘的磁针组等高。 (4)上下调整罗经柜内的垂直磁铁的位置，直至倾针仪的磁针完全 水平为止。将垂直磁铁的位置固定住，取下倾针仪，将罗盆复置于 罗经柜中。倾斜自差便校正完毕。
自差校正注意事项：
(1)船上的设备均按航行状态进行固定；
(2)船舶转向后，必须在新航向上保持2min以上，才进行自差测 定； (3)为提高精度，取连续观测3次的平均值，作为自差的观测值。 三、自差校正原则
磁罗经自差原理
4）自差力C ′λH：作用于船舶左右舷正横向上。即MC ± 90° 若C ′> 0，则C′λH力指右正横向； 若C ′< 0，则C′λH力指左正横向，
5）自差力D′λH：作用于 2 倍船舶磁航向或加减180°上。 若D ′> 0，则D′λH力指向为2MC； 若D ′< 0，则D′λH力指向为2MC ± 180°。
2．自差的定义及产生原因、符号规定。 3．各种自差力的作用方向、产生的自差。 4．自差公式及成立的条件。 5．倾斜自差的结论。
将 X ′、Y ′、X、Y 代入后，整理得
H ′ ⋅ cosδ = λH + B′λH ⋅ cos MC + C′λH ⋅ sin MC （磁子午线） + D′λH ⋅ cos 2MC + E′λH ⋅ sin 2MC
H ′ ⋅ sin δ = A′λH + B′λH ⋅ sin MC + C′λH ⋅ cos MC （垂直磁子午线） + D′λH ⋅ sin 2MC + E′λH ⋅ cos 2MC
自差大小和航向的关系
δB
+
0 −
CC
90° 180° 270° 360°
δB——半圆自差 B′ ——准确半圆自差系数
−+
同样可分析其它自差力
3）自差力C′λH ：
δC = C′cosCC
δC与罗航向成余弦关系，随磁纬度变化。
自差大小和航向的关系
δB
+
+
0 −
第八章 第三节、磁罗经自差原理
•
+2 λH E´ λhHCOS（2MC +900）
λH
E 'λH H'
δE o
sin E sin( 2 90 E ) cos( 2 'E ) E' H H H
6) E 'λH力 E ‘λH指向2 ±90°， E ’>0, E ‘λH指向2 +90° E '<0, E 'λH 指向2 –90°
Zi Z
Y
若船向右舷倾斜，船上的软硬铁相对于倾斜 后的坐标系OXiYiZi的位置时不变的，软铁 系数和硬铁力与正平时相同，但磁化软铁的 力却为Yi和Zi; 对于倾斜后的坐标系OXiYiZi , 泊松方程为：
Xi '＝X＋aX＋cZi＋P Yi ' ＝Yi＋eYi＋Q Zi '＝Zi＋gX＋kZi＋R
2） A'λH 力
•
•
A 'λH力作用方向垂直于磁子午线，与 航向无关； A' > 0， A'λH指向东；A' < 0, A'λH指向 西。 A 'λH力大小和方向不 Nm 变，故产生恒定自差δA A’H tgδA＝ A'λH / λH =A' A'－恒定自差系数
H’
H A
• δA与航向关系：
•
•
λH
E 'λH H'
δE o
E 'λH产生自差δE：
sin E sin( 2 90 E ) cos( 2 'E ) E ' H H H
当δE较小时： δE＝E 'cos2 ' δE随2倍罗航向余弦关系变化， δE称为象限自差， E '称为象限自差系数。
磁罗经自差校正介绍
2
1
影响船舶导航：磁罗经自差会导致船舶导航出现误差，影响航行安全。
影响航空导航：磁罗经自差会导致航空导航出现误差，影响飞行安全。
2
磁罗经自差的校正方法
磁罗经自差校正的原理
磁罗经自差是由于地球磁场的不均匀性引起的
磁罗经自差校正的目的是为了消除或减小磁罗经自差对导航的影响
磁罗经自差校正的方法包括磁罗经自差补偿和磁罗经自差修正
降低误差：校正后的磁罗经能够有效降低误差，提高导航可靠性
02
提高导航精度：校正后的磁罗经能够提供更精确的导航信息
01
磁罗经自差校正的发展趋势
01
随着科技的发展，磁罗经自差校正技术将更加精确和快速。
02
磁罗经自差校正技术将更加智能化，可以实现自动校正和实时校正。
03
磁罗经自差校正技术将更加便携，可以应用于各种设备和场合。
磁罗经自差校正介绍
01.Hale Waihona Puke 磁罗经自差的概念02.
03.
目录
磁罗经自差的校正方法
磁罗经自差校正的应用
1
磁罗经自差的概念
磁罗经自差的定义
磁罗经自差是指磁罗经指示的方位与真北方向之间的差值。
01
磁罗经自差是由于地球磁场的不均匀性和磁罗经本身的误差引起的。
02
磁罗经自差是航海、航空和航天等领域中需要校正的重要参数。
03
磁罗经自差的大小和方向因地区和时间而异，需要进行精确测量和校正。
04
磁罗经自差的来源
地球磁场的不均匀性
磁罗经的制造误差
罗经差与磁差之间的相互作用
地磁异常区的影响
船舶的磁性干扰
地球磁场的变化和波动
磁罗经自差的影响
概述磁罗经自差的校正
概述磁罗经自差的校正摘要：磁罗经结构简单，性能可靠，仅仅借助于地磁场对磁罗经的作用力便可以独立地工作。
本文介绍了磁罗经的分类、组成和工作原理，简述了磁罗经的校正方法。
关键词：分类、组成、校正方法1引言船舶建造的时候会安装许多导航仪器，作用各式各样，其中指示船舶航行的仪器只有磁罗经和陀螺罗经两种。
它们除了指示船舶航向外，还可以为船舶进行定位和导航。
目前，许多大中型船舶出了安装性能优越的陀螺罗经外，均还安装有磁罗经。
磁罗经不需要依靠外界其他条件，仅需依靠地磁场对它的作用便可以独立工作，而且它结构简单，安全可靠。
在1977年11月14日，国际海事组织通过了“关于安装磁罗经的建议”的决议，要求在船舶建造时，对于指示船舶航向的设备必须包括：1.一台标准罗经；2.一台操舵罗经或标准罗经投影、反射罗经；3.标准罗经和操舵位置有可靠的联络方法；4.备用一台标准罗经；5.正确校正一台磁罗经，并制作剩余自差表或填写自差曲线；6.不论船舶什么情况，都要求有一台合适的操舵罗经。
当磁罗经安装在非磁性材料所制成的船舶上时，磁罗经只受到地磁力的影响，准确指向磁北。
但是在制造材料是钢铁的船舶上，由于钢铁会受到地磁力的影响而附带磁性，磁罗经不光要受到地磁力影响，还要受到船舶钢铁附带的船磁力影响，使磁罗经指针偏离磁北，产生自差。
2磁罗经的分类和组成2.1、磁罗经的分类2.1.1.按是否有液体分为液体罗经和干罗经因船舶摇摆时，干罗经的罗盘不易稳定，使得使用时不是很方便，因此已经被液体罗经所取代了。
液体罗经的罗盘浸没在罗盆液体里，罗盘受到液体的阻尼作用。
当船舶航行在风浪中进行左右摇摆时，罗盘的稳定性得到了很好的保证。
罗盘的轴针与轴帽之间的摩擦力也由于液体的浮力作用而减小。
2.1.2.按磁罗经的使用范围分类有标准罗经，操舵罗经，救生艇罗经和应急罗经。
标准罗经通常被用来指示船舶的航向和测定目标的方位。
它一般安装在罗经甲板上，因其位置高，受到船磁的影响小，指向较为准确，因此称它为标准罗经。
第八章船用磁罗经
酒精的作用是降低冰点（－26º）还有 使用煤油和防冻液作为罗盆液体。
• 采取防止液体热膨胀冷缩措施
1)罗盆底部为铜皱片
2)罗盆分为上下两室由毛细管连通，通过 罗盆内的压力来调节。
• 为保持罗盆的稳定性
1) 降低罗盆的重心，在罗盆底部加配重。
2) 罗盆架在常平环上。
罗盘（compass card）
• 利用方位圈，借助位
于船首尾内的桅杆和
烟囱等目标，校对罗
经的基线是否准确
烟囱
• 罗经基线误差小于0.º5
四、磁罗经的检查
1.罗盘灵敏度 1) 该项检查实际上是检查轴针与轴帽间
摩擦力的大小； 2) 检查方法：用小磁铁将罗盘从原平衡
位置向左和向右分别引偏2－3度，然后 移去小磁铁，视罗盘是否恢复原位； 3) 要求与原航向读数相差小于0.2度。
3）因为横软铁两端磁极比纵向软铁两端 磁极至罗经的距离近。故|e|>|a|。
• 系数c
船上罗经总是安装在顶甲板的前方，与 烟囱较为接近，故系数c较大，且为负 值。
• 系数k
因罗经位置较高，位于罗经下面的垂 直软铁较多，故系数k较大，且为正值。
• 系数g
系数g较小，其符号随罗经安装位置而 定。
• 系数b，d，g，h
干罗经：罗盘支在轴针上，当船舶摇摆 时罗盘稳定性能差，该种罗经已被淘汰。
二、磁罗经结构
组成：罗经盆，罗经柜，自差校正器 1.罗盆(compass bowl)
罗经盆由罗盆本体与罗盘组成 罗盆本体
• 罗盆盆体一般用铜材料制造。 • 注液孔:用以消除罗盆内气泡。 • 基线：首基线用于读取船航向。 • 罗盆液体：多用酒精（45％）和蒸馏水
第八章 第三节、磁罗经自差原理
A' ，B'，C' ，D'，E' 称为准确自差系数
软硬铁自差力大小比较
B' λH C' λH A' λH > D' λH > E' λH
2、各自差力作用方向及其产生的自
差与航向和船磁纬度之间的关系：
1）指北力λH
由在磁子午线和垂直于磁子午线上 的投影公式： H´COS δ = λh H´Sinδ = 0
+2 λH C´ λHCOS（MC +900）
Nm
sin C sin(90 ' ) C ' H H
当δc较小时： δc＝C 'cos '
C'λH λH δc ' +90° H'
o
4) C 'λH力
C ' > 0, C ' λH指向右舷， C ' < 0, C 'λH 指向左舷。 C 'λH产生自差δc sin C sin(90 ' ) C ' H H
（ H´ ）2= （ λ H´ ）2+（ B´ λ H´ ）2
Nm λH B'λH H'
+2 λHB´ λH COSMC
δB
MC '
3) B‘λH力
•
B 'λH指向磁航向， B '>0， B'λH指向船首。 B '<0， B'λH指向船尾。 B'λH产生自差δB
Nm λH
B'λH
H'
sin B sin ' B' H H
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δB
'
δB与罗经航向成正弦函数关系， δB称为半圆自差（航向每变化半个圆 自差变号一次）， B '称为半圆自差系数。
cZ P B '＝ H
δB
180
'
270
0
90
因地磁力 Z，H随磁纬变化而变化, 故δB随纬度发生变化。
第三节、磁罗经自差原理
自差：指罗北偏离磁北的角度δ。 自差产生的原因：由船磁力（硬铁船磁力 和软铁船磁力）产生。 一、波松方程 二、船舶正平时自差 三、倾斜自差
一、泊松方程
1.坐标系（右手直角坐标系）： ox：向船首为正； x oy：向右舷为正； oz：向下为正。
2.地磁场对罗经的作用力：
地磁力在罗经三个坐标轴上投 影力为： ox：X＝Hcos
o by x
OX：bY ； OY：eY ；y OZ：hY ；
ey
hy
z my
3) 垂直方向软铁杆对罗经的作用
船上所有垂直向软铁杆被Z力磁化后， 对罗经产生的总作用力为nZ，其在三个 坐标轴上投影为：
o cz x
OX：cZ ； fz OY：fZ ； y OZ：kZ ；
z
kz nz
4).柏松方程： X´＝X+aX+bY+cZ+P Y´＝Y+dX+eY+fZ+Q Z´ ＝Z+gX+hY+kZ+R
2） A'λH 力
•
•
A 'λH力作用方向垂直于磁子午线，与 航向无关； A' > 0， A'λH指向东；A' < 0, A'λH指向 西。 A 'λH力大小和方向不 Nm 变，故产生恒定自差δA A’H tgδA＝ A'λH / λH =A' A'－恒定自差系数
H’
H A
• δA与航向关系：
X’cos Nm H’ X’
Nm
H’ X’
-Y’
Y’
将：
X ' X aX bY cZ P Y ' Y dX eY fZ Q
代入以上两式整理后得：
H ' cos H B' H cos C ' H sin D' H cos2 E' H sin 2
δA为一与航向轴平行 的直线。
δA
＋ o
90° 180° 270°
• δA与磁纬度关系：
δA ＝tg A＝tg
-1 -1
'
d b 2
－
因系数d，b与磁纬度的变化无关， 故 δA不随磁纬度发生变化。
3) B‘λH力 由在磁子午线和垂直磁子午线上投影公式： H´COS δ = λH+ B´ λH COSMC H´Sinδ = B´ λH Sinδ MC
软硬铁自差力大小比较
B' λH C' λH A' λH > D' λH > E' λH
2、各自差力作用方向及其产生的自
差与航向和船磁纬度之间的关系：
1）指北力λH
由在磁子午线和垂直于磁子午线上 的投影公式： H´COS δ = λh H´Sinδ = 0
2、各自差力作用方向及其产生的自
差与航向和船磁纬度之间的关系： 1）指北力λH
• λH沿磁子午线指向磁北， λH不产 生 自差。 • λ称为指北力系数，0< λ<1，
λ标＝0.80.9 λ操=0.6 0.8 λ<0.3 罗经不能正常工作
2） A'λH 力
由垂直磁子午线上投影公式：
H´COS δ = λ
Nm A’H
H’ H A
H´Sinδ = A´ λ
（ H´ ）2= （ λ H´ ）2+（ A´ λ H´ ）2 tgδA＝ A'λH / λH =A' A'－恒定自差系数
oy：Y＝－Hsin
oz：Z = Z （“－”使三角函数 与坐标系正负号相一致）
Y H
Nm
o
X
3.永久船磁对罗经的作用力 1）船硬铁力F在三坐标轴上投影力为： ox：P oy：Q oz：R
2）相对于罗经坐 标系，硬铁力的大 小和方向固定不变， 取决于造船时船首 方向及罗经安装位 置。
4、感应船磁对罗经的作用力 软铁本身没有磁性。 船上软铁可分解成纵向，横向和垂直向 的软铁杆，它们分别被地磁力投影力X， Y和Z磁化后，才获得磁性，即对罗经产 生作用力。
H ' sin A' H B' H sin C' H cos D' H sin 2 E' H cos2
d b A'＝ 2
Байду номын сангаас
ae D'＝ 2
cZ P B'＝ H d b E'＝ 2
fZ Q C' = H
ae ＝ 1 2
A' ，B'，C' ，D'，E' 称为准确自差系数
地磁力 软铁力 硬铁力
Nm
-Y´ δ o
H´ X´
5 、 软铁系数： a，b，c，d，e，f，g，h，k均称为软 铁系数
• 当罗经的位置和软铁数量不变时，软铁
系数的大小和符号固定不变。
系数b，d，g，h 因船舶结构都是左右舷对称的，所以 安装在船首尾面上的罗经系数b，d，f， h都是正负值同时存在，几乎可相互抵 消，因此，一般船上的软铁系数b，d， f，h约为零。
•
• 船上所纵向软铁杆被X力磁化后对罗经 产生总作用力为lX • 系数l取决于罗经的位置，纵向软铁杆的 数量和性质 •将lX分解到罗经三个坐标轴上： o ax
OX： aX OY： dX OZ： gX
x dx y
1) 纵向软铁杆对罗经的作用
gx
lx
z
2) 横向软铁杆对罗经的作用 类似的，船上所有的横向软铁杆被Y力 磁化后，对罗经产生的总作用力为mY， 将其分解到三个坐标轴上：
（ H´ ）2= （ λ H´ ）2+（ B´ λ H´ ）2
Nm λH B'λH H'
+2 λHB´ λH COSMC
δB
MC '
3) B‘λH力
•
B 'λH指向磁航向， B '>0， B'λH指向船首。 B '<0， B'λH指向船尾。 B'λH产生自差δB
Nm λH
B'λH
H'
sin B sin ' B' H H
二、船舶正平时自差
1、罗盘平面上作用力
(1)
船正平时，只有泊松方程中的 X‘和Y ’两个力对罗经产生影响。
(2) 把X '和Y '分别投影到磁子午线上 和垂直磁子午线方向上。
在磁子午线上的投影为：
X ' cos Y ' sin H ' cos
在垂直磁子午线上投影为：
X ' sin Y ' cos H ' sin