航迹推绘算
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第一章 航迹推算
航迹推算(Dead reckoning system ):
根据船舶最基本的航海仪器——罗经和计程仪所指示的航向、航程和风流资料,在不借助于外界导航物标的条件下,从已知的推算起始点开始,推算出有一定精度的船舶航迹及某一时刻的船位。
第一节 航迹绘算
航迹推算有以下两种方法:
(1)航迹绘算法(Track plotting ),即海图作业法(Chart work )。它是在海图上根据航行要素直接画出航迹和推算船位来,这是目前船舶航行中常用的方法;
(2)航迹计算法(Track calculation )。它是采用数学计算的方法,根据航行要素计算出航迹和推算船位的数值,然后画到海图上去指导航行。 航迹绘算法即海图作业法,它主要解决如下两类问题:
(1)根据船舶航行时的航向、航程和风流要素,在海图上直接作图画出推算航迹和船位;
(2)在海图上根据计划航线和风流要素,预配风流压差,作图画出应驶真航向和推算船位。
航迹绘算法简单、直观,所以它是船舶航行中驾驶员进行航迹推算的主要方法。航迹推算相关规定请参阅中华人民共和国交通部规定的《海图作业试行规则》。
一.风流对船舶航行的影响
计划航线: 船舶的航行计划中,在海图上由起航点、转向点和到达点之间的连线
计划航迹向(Course of advance): 计划航迹的前进方向, 代号CA
船风: 由于是船舶自身运动产生的风. 风向,即风的来向与真航向一致,而风速等于船速
视风: 航行中船上驾驶员所观测到的风,不是真风,而是真风与船风的合成风
风舷角: 风向与船首尾线的夹角. 风对船舶航行的影响,与风舷角有密切的关系
顶风,当风舷角小于10°时,
顺风,当风舷角大于170°时,
横风,当风舷角在80°~100°之间时,
偏顶风..当风舷角在10° ~ 80°之间时
偏顺风.当风舷角在100° ~ 170°之间时,
风中推算航迹线(Leeway track ):
风中推算航迹向: CA α:
风压差角(Leeway angle ):
简称风压差,代号α。
⎩⎨⎧-++=”为“右舷受风,”为“左舷受风,ααααTC CA
水流的流向CC 流速VC VG=V α +VC
流中推算航迹线:
流中推算航迹向:
流压差角(Drift angle ):简称流压差,代号β
风流合压角(Leeway and drift angle ):简称风流压差,代号γ。
航海上经常遇到的水流有:海流(Current)、潮流(Tidal stream)和风海流(Wind current)三种。
海流又称洋流(Ocean current ),又称恒流。
箭头的方向表示流向,其上的数字是平均流速。
潮流 :潮流是由于潮汐形成的海水周期性变化的水流
往复流图式
回转流图式
风海流: 又称风生流,它是由于海水表层在一定的时间内受定向风的
作用而产生的水流;它一般在风起之后并持续一段时间后才产生,风
停后它还会持续一段时间才消失。风海流比较复杂,目前尚很难掌握
求累计潮流 :由于潮流的流向、流速是不断变化的,必须正确估计航
行海区的潮流的平均流向和流速,或用矢量合成的方法,将航行时间内
的不同方向、不同大小的潮流迭加起来,求得航行时间内的累计潮流的平均流向和流程
求累计潮流的方法,如图,一般可以在航用海图的向位圈(罗经花)上作矢量多边形求得。 P67
二.航迹绘算 无风流情况
推算船位可按计程仪航程SL 在计划航线上截取求得
⎩⎨⎧-++=”
为“右舷受流,”为“左舷受流,βββαCA CG ⎩⎨⎧-++=”为“船舶偏在航向线左面,
”为“船舶偏在航向线右面,γγγTC
CG ⎩⎨⎧===L
G S S TC CG CA 计程仪航程推算航程真航向推算航迹向计划航迹向
有风无流情况下
根据当时的风舷角、风速和船舶装载情况查风压差表,确定风压差值α。船舶真航向TC=CA-α。
再将真航向换算成罗航向或陀罗航向,以此驾驶船舶即可使船舶航行在计划航线上
有流无风情况下:(1)已知真航向TC 和船速VE ,求船舶的推算航迹向CG 和推算航速VG
(2)已知计划航迹向CA 和船速VE ,求预配流压差β、船舶应驶的真航向TC 和推算航速
VG
解决有流影响的推算,关键是根据已知条件正确作出矢量三角形。
有风有流情况下:
(1)在已知真航向求推算航迹向时,必须先加风压差,在求得风中航迹向CA α和风中推算航速V α后,再加水流影响,即在风中航迹向上作水流三角形,求得推算航迹向和推算航速。 “先风后流”
(2)在已知计划航迹向、船速VE 和风(风力和风向)、流(流速和流向)资料时求预配的风流压差和应驶的真航向。“先流后风”
将计划航迹向、罗航向、罗经差(或陀罗航向、陀罗差)和风压差标注在计划航线上 。风中推算船位可以按风中推算航程S α直接在计划航线上截取求得 ,在开始计算风压差的地方,画2~4cm 长的航向线,用它表示船首尾线与计划航线之间的关系 用计划航迹向CA 代替真航向TC 计算风舷角qW
航迹推算的精度:航迹推算精度主要取决于航迹推算中航向与航程的精度。
无风流条件下,推算船位误差圆半径为: M =1.6%SL 2%SL
有风无流的条件下,推算船位误差圆半径为:M=2.3%SL 3%SL
有流无风的条件下,推算船位误差圆半径约等于推算航程的4%~7%。
有风有流的条件下,推算船位误差圆半径约等于推算航程的5%~8%。
推算船位在此误差圆内的概率为63.2%~68.3%。若以2M 作误差圆,则推算船位在圆内的概率为95.4%~98.2%;若以3M 作误差圆,则推算船位在圆内的概率将达到99.7%~99.99%。在多航向航迹推算中,推算船位误差圆半径 ,即各航向上误差圆半径之和。并采用绘画“概率航迹区”(probable track area)来判断船舶在继续航行中是否存在着危险
根据航海上的习惯,“应该永远设想我船是处于最不利的航行条件下”,所以应该认为我船船位是在概⎩⎨⎧==+==α
ααsec A L G S S TC C CA 风中推算航程推算航程风压差真航向风中航迹向计划航迹向
+++=232221M M M M