航海学讲义之航向方位和距离
(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。
航海学 第一章：坐标、方向与距离
G
Pn90°N
M
O
Q`
0°
P90°S s
2007年6月
JMI
缪克银
§1· 1地球形状、地理坐标和大地坐标系 1·
二、地理坐标
4、地心坐标
地 心 经 度 ：同前面地理经度
地心纬度e： 该点地球椭圆体向径与赤道平面的夹角
第二章
海图
2010年9月
JMI
李红磊
§1· 1地球形状、地理坐标和大地坐标系 1·
一、地球形状：
１、地球的自然表面： 高低不平、非常复杂、不规则的曲面 无法在其上建立坐标以确定距离的度 量、位置的确定、方位的划分等航 海中必须要解决的问题。
2010年9月 JMI 李红磊
§1· 1地球形状、地理坐标和大地坐标系 1·
4、经差与纬差
概 念
经差D：两地经度之代数差；D=2-1 纬差D：两地纬度之代数差。D=2-1 两者均有方向性,其方向的确定与到达点位 于起始点的方向同名
2007年6月
JMI
缪克银
§1· 1地球形状、地理坐标和大地坐标系 1·
二、地理坐标
4、经差与纬差 计算注意事项:
(1)北纬、东经取＋，南纬、西经取－；
航海学
缪克银 李红磊
航海学的研究对象：
“航海学”是航海技术专业的一门主要 专业课程，其主要研究的是有关船舶在海 上航行的航线选择与设计、航行各过程中 船位的测定以及不同条件下船舶安全航行 的基本方法
2010年9月
JMI
李红磊
《航海学》课程的学习内容
基础知识： 地理坐标与大地坐标系、 方向、航向、方位、 航速、航程计算、距离、 航用海图的投影基本原理、 海图识图、海图的分类与使用
航海学-第一篇基础知识分解
第一篇 基础知识第一章 坐标、方向与距离第一节 地理坐标一、地球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——地球圆球体在解决一般航海问题时，为了计算上的简便，通常是将大地球体当做地球园球体，其半径R =6，371，110M 。
2． 第二近似体——地球椭圆体 园体，如图1-1-1所示，地球椭园体是由椭圆P N QP S Q ′轴P N P S 轴a 、短半轴b 、扁率c 和偏心率e ,它们之间的相互关系是：a b a c -=； a b a e 22-=; c e 22≈ 在不同的历史时期，依据的测量结果不同，因而所推算出的地球椭圆体的参数也不相同。
我国从1954年开始采用前苏联克拉索夫斯基椭圆体参数，现在准备逐步采用IUGGl975年推荐的地球椭圆体参数，参见表1-1-1。
二、地球上的基本点、线、圈把地球看做第二近似体即椭圆体，如图1-1-2所示，O 为地球中心：地轴(axis of the earth)—地球自转的轴(S N P P )，即通过地球中心连结南极和北极的一条假想的线。
（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。
航海学讲义之航向方位和距离
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 m i l ⨯（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。
航海学 项目二任务9、距离定位、方位距离定位
任务9、距离定位、方位距离定位
fixing by bring and distance 三、方位距离定位 1、定位方法：同一时刻观测单物标的方位和距离。
2、特点：两条位置线的交角尾90°。 3、定位应用：
➢ 雷达测距离、方位镜目测物标方位； ➢ 雷达测距离、方位； ➢ 六分仪测物标垂直角、方位镜目测物标方位； ➢ 方位镜目测物标初显方位估算船位。
任务9、距离定位、方位距离定位
fixing by bring and distance
四、船位精度
1、两距离定位精度
A
1） 观测船位系统误差
D sin
D2A DB2 2DADB cosθ
D •d
DA
sin
d
B
DB
观测距离的系统误差 D
观测船位系统误差δ
D 观测距离的系统误差
任务9、距离定位、方位距离定位
船舶定位与导航 项目二、航迹推算与陆标定位 任务9、距离定位、方位距离定位
浙江交通职业技术学院
Zhejiang Institute of Communications
李德雄
任务9、距离定位、方位距离定位
fixing by distance
一、距离的测定
1、利用雷达测定距离
△t
式中：
D=C×△t/2
D
H t g α
3
4 3 8（H α
米
）
3 4 3 8 H（ 1 8 5 2α
海
里
）
ห้องสมุดไป่ตู้
13H 7α
1.856H α
式中：
H——物标高程（米）； ′——垂直角（分）
任务9、距离定位、方位距离定位
航向方位和距离
第三章航向、方位和距离第一节航海上的距离一、海里航海上度量距离的单位是海里，它等于地球椭圆子午线上纬度1＇所对应的弧长，简写为1n mile或1＇。
由于地球子午圈是一个椭圆，它在不同纬度处的曲率是不相同的，因此，纬度1＇所对应的弧长也是不相等的。
其计算公式为：ϕ=−1(1852.259.31cos2)nmile m由此可知，1海里的长度不是固定不变的，而是随纬度的不同而不同，它在赤道最短，1842.9m，两极最长，1861.6m；两地最大差值是18.7m，约在纬度44º14＇处1n mile的长度才等于1852m。
但是，航海上为了实际应用的需要，必须用一个固定值作为1海里的统一长度。
目前，我国和界上大多数国家采用1929年国际水文地理学会议通过的海里标准，取1n mile=1852m。
航海上的航程和航速计算仪器就是以1852m作为1海里进行累计计算的。
链(cable,cab)是航海上表示距离的另一单位，1链＝0.1海里。
二、能见地平距离与物标能见距离在大海上，具有一定高度的观测者向周围海面上极目远眺，所能看到的最远处，称之为水天线。
由于地球曲率及大气蒙气差的影响，理论上，观测者能看到最远水天线上的视距，称测者能见地平距离，用De表示：D nmile=()e这里，De以海里为单位，眼高e以米为单位。
同样道理，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=()h如果海面上的测者具有一定的眼高，附近物标也有一定的高度，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，理论上能够在水天线上刚好看到物标时，测者距物标的最大距离称物标地理能见距离，用 D o表示：()D nmile=o三、灯标射程1.灯光的初显（隐）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，这时叫灯光初显。
磁罗经
航向、方位和距离字体: 小中大| 打印发表于: 2008-11-09 11:26 作者: 小海员小水手来源: 海员联盟第三章航向、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：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=1852 m。
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（按1n mi le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：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。
航海学(1.1：坐标、方向和距离)基本知识和测算
航海图书资料（END）
航海学（1）课程目录
第一篇 基础知识
第一章 坐标、方向和距离
第二章 海图
第二篇 航迹推算与陆标定位
第一章 航迹推算 第二章 位置线和船位理论 第三章 陆标定位
（END）
第一章 坐标、方向和距离
与该点子午线在赤
Q
道上所夹的短弧长
或该短弧所对应的
球心角。
PN
O
Q'
PS
地理经度
概念：
地理经度简称
经度，是格林经线
与该点子午线在赤
Q
道上所夹的短弧长
或该短弧所对应的
球心角。
PN
G
M
O
Q'
PS
地理经度
概念：
地理经度简称
经度，是格林经线
与该点子午线在赤
Q
道上所夹的短弧长
或该短弧所对应的
球心角。
PN
测速场简介 船速测定与注意（主机转速与船速对照表）
用计程仪测定航程
➢ 计程仪简介 ➢ 计程仪改正率及测定 ➢ 计程仪航程计算 （END）
大地球体
概述：
➢ 研究坐标、方向和距离等地球的形状； ➢ 地球自然表面难以用数学公式描述； ➢ 珠穆朗玛峰8 848 m，仅为地球半径的千分之一； ➢ 可以用占地球表面约71％的海水面来描述地球形状。
第一节 地球形状与地理坐标 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
（END）
地球形状与地理坐标
地球形状
（大地球体、大地球体的三种近似体）
地理坐标
航海学
④ 十六个偏点：N/E、NE/N、NE/E、E/N、E/S、SE/E、SE/S、S/E
S/W、SW/S、SW/W、W/S、W/N、NW/W、NW/N、N/W。
这样，将360o圆周等分成32个罗经点，每个罗经点为11o.25.
3．三种方向划分系统之间的换算
（1）半圆→圆周法
NE半圆，圆周度数 = 半圆度数；
航海学教案
第一篇 基础知识 第一章 坐标、方向和距离
§1—2 航向与方位 ⒉ 磁罗经差
是船上磁罗经的磁针在受到地磁和船磁合力的影响下指示的罗北（NC）偏开 真北 （NT）的角度。 （如图1-1-10所示） NC偏在NT的东面时为正（+）；
NC偏在NT的西面时为负（-）； △C = Var. + Dev. ⑴ 磁差（Variation, Var.）
陀螺罗经刻度盘0o所指的方向称为陀罗北（compass north, NG）。 （2）罗经差：罗经差分为：陀螺罗经差（gyro-compass error, △G）；简称 陀罗差。 磁罗经差（compass error, △C）。简称罗经差。
航海学教案
第一篇 基础知识 第一章 坐标、方向和距离
§1—2 航向与方位 ⒈ 陀罗差
第二近似体 两极略扁的旋转椭圆体（航海上为了更准确地计算）。
（earth ellipsoid） 二、地理坐标（geographic coordinate） 地理坐标是建立在地球椭圆体表面上，用来表示地面上
的位置。 地球上的基本点、线、圈。
航海学教案
第一篇 基础知识
第一章 坐标、方向和距离§1—1 地球形状、地理坐标与大地坐 标系
经差与纬差（difference of longitude & latitude）分别用符号“Dλ”和“Dφ”表示。
航向、方位和距离
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
航海上常用的度量单位 能见地平距离与物标能见距离 向位与舷角 向位的测定与换算 航速与航程
第四节 相位的测定与换算
一、相位的测定方法 二、相位换算
二、向位与舷角 ①．航向线 (course line， CL)∶当船正平时，通过船舶铅垂 线的纵剖面，是船舶的首尾面。它与船舶地面真地平平面 相交的直线，称为船首尾线(fore and aft line)。船首尾线 向船首方向的延长线，称为航向线，代号为CL。 ②．真航向(true course，TC)∶船舶航行时，在船上测者的 真地平平面上，真北(true north，NT，即测者正北方向) 线与航向线之间的夹角，称为船舶的真航向，代号为TC 。 它是从真北线开始顺时针计量到航向线。用圆周法表示， 从000~360，例∶TC002。 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。它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A＇M＇，称为方位线。在地球球面上， 由测者A与物标M连接的大圆弧AM称为物标的方位圈。 ⑤．真方位(true bearing，TB)∶在测者地面真地平平面上， 真北线与方位线之间的夹角，称为物标的真方位，代号为 TB。它是从真北线开始，顺时针计量到方位线，用圆周 法表示， 从000～360，例∶TB046。 ⑥．舷角(relative bearing)∶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，称为物 标的舷角或相对方位，代号为Q。它有两种计量方法： A ．圆周法∶从航向线开始顺时针计量到物标方位线。由 000~360。 B．半圆法∶从航向线开始，向右或向左由00~180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。
航海学第二章第1节航向、方位和舷角
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依据基准北所确定的船舶的航向和物标的方位，统称向位。
一、真向位
C
1、真航向[True Course]： 船首向（HEADING): 船舶某一瞬间的船首方向。 航向线(COURSE LINE)：船首尾线向船首方向的延长线。 真航向(TRUCE COURSE)：以真北为基准顺时针度量到航向线的角度,代号TC. 范围：000°～ 360°，常用圆周法表示。
Q
或公式：
航向、方位和舷角关系
2020
符号法则：
01
2021
如：TB>360°，
02
2022
则：TB′= TB - 360º
03
航向、方位和舷角关系
符号法则：
1
如：TB>360°
2
则：TB′= TB - 360º
3
如：TB<0°
4
则：TB′= TB + 360º
5
（END）
6
N
A
TC
N
C
M
A
真方位[True Bearing]: 方位线：在测者地面真地平平面上，测者与物标的连线。 真方位：以真北为基准顺时针 度量到物标方位线的角度， 代号TB。范围：000°～360°，常 用圆周法表示。
航向、方位和舷角关系
思考练习
1、真航向是： A、船舶航行的方向 B、船首尾线的方向 C、船首向 D、船舶航行时真北至船首向的夹角 2、舷角是： A、船首线至方位线的夹角 B、物标的方向 C、真航向减去真方位 D、船舶海上看物标的方向 3、我船航向180°，某船位于我船右舷30°，若该船航向为 350°， 则我船位于该船舷角： A、40°右 B、30°右 C、150°右 D、150°左 4、某船真航向060°，该船左正横某物标的真方位为： A、150° B、330° C、090° D、060° 5、某船真航向060°，该船右舷30°某物标的真方位为： A、30° B、90° C、030° D、090° 6、某船真航向040°，测得某物标的真方位为320°，则该物标的 相对方位（舷角）为： A、80° B、080° C、280° D、310°
航海学 航向与方位
航海学涵盖领域
航海学应用
航海学广泛应用于商业和军事领域的 船舶航行，对于海上贸易、海洋资源 开发、海洋科学研究等方面具有重要 意义。
航海学涉及海洋物理学、地球物理学 、气象学、天文学等多个学科，是综 合性的应用科学。
航海学的重要性
保障航行安全
航海学为船舶航行提供准确的导航方法和手段，帮助船员避开危 险区域，减少事故发生，保障航行安全。
使用天文导航确定航向
天文导航是一种古老的导航方法，通过观测太阳、月亮、星星等天体的位置来确 定航向。
天文导航需要一定的技巧和经验，通常需要船员具备较高的天文知识和观测能力 。通过观测太阳或星星与海平线的相对位置，可以推算出船只的航向。
04
CATALOGUE
方位的确定方法
使用罗盘确定方位
1
罗盘是一种古老的导航工具，利用地球磁场来确 定方向。
提高航行效率
通过航海学的研究和应用，可以优化航线设计，提高航行效率，降 低运输成本。
促进海洋资源开发
航海学在海洋资源开发方面发挥着重要作用，为石油、天然气等资 源的开采提供了技术支持和保障。
航海学发展历程
古代航海
早在古代，人类就开始探索海洋，利用天文、地文等手段 进行导航。古希腊、古罗马等文明在航海学方面取得了重 要成就。
海洋生态研究
通过分析航向和方位数据，可以研究海洋生物的迁徙路径和栖息 地分布，有助于保护和管理海洋生态系统。
06
CATALOGUE
航向与方位的注意事项
航向与方位的误差来源及处理方法
磁罗经误差
由于地球磁场的不均匀性，磁罗经的指示方向与真北存在偏 差。
陀螺仪误差
由于陀螺仪的机械和电子元件的限制，其指示方向与真北存 在偏差。
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.
航向与方位(037-8)1
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第一章 坐标、方向和距离
(3)物标的真方位(True bearing, TB) 在测者地面真地平平面上， 自正北方向线顺时针方向 计量到物标方位线的角度。 度量： ①圆周法——由基准北线向右 （顺时针）度量到物标方位线。 计量范围：000～ 360 ②半圆周法——由N（或S）向E （或W）度量到物标方位线。计 量范围：0～180。并命名
PS
O
Q'
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第一章 坐标、方向和距离
测者真地平平面(true horizon)
通过地心的地平平面，叫做测者真地平平面。
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地心
A Q PN
O
PS
Q'
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第一章 坐标、方向和距离
测者子午圈(Meridian)平面
PN 子午圈
通过地轴的任何一个 平面是子午圈平面.
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NT
TB 物标
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第一章 坐标、方向和距离
3.物标的舷角(Relative bearing, Q)
在测者地面真地平平面 上，从航向线到物标方 位线之间的夹角。 即在测者地面真地平平面 上，物标方位线与船首线 之间的夹角。
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第一章 坐标、方向和距离
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第一章 坐标、方向和距离
注意事项： (1)位于不同地点的测者，具有不同的测者铅垂线 和测者地面真地平平面，其方向基准也各不相同； (2)位于两极的测者无法确定其方向基准； (3)位于南极的测者，其任意方向都是正北方向； (4)位于北极的测者，其任意方向都是正南方向；
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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 m i l ⨯（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。