航海学 第一章：坐标、方向与距离解析

2010年9月
J M I 李红磊
《航海学》课程的学习内容
基础知识： 大洋航行与最佳航线 沿岸航行
船舶定位： 狭水道及运河航行 特殊条件下航行
航路资料： 船舶交通管理与船舶报告系统 航行计划和航海日志
航行方法 VDR和AIS
2010年9月
J M I 李红磊
第一篇
基础知识
第一章 坐标方向与距离
1、地球形状、地理坐标和大地坐标系 2、航向与方位 3、能见地平距离和物标能见地平距离 4、航速与航程
2010年9月
J M I 李红磊
§1·1·1地球形状、地理坐标和大地坐标系
一、地球形状： 4、地球的近似体 ：
地球圆球体 半径：6 366 707m
2007年6月
J M I 缪克银
§1·1·1地球形状、地理坐标和大地坐标系
PN
一、地球形状：
4、地球的近似体 ： Q
O
Q'
地球椭圆体
PS
旋转椭圆体：为PnQPsQ’绕地轴PnPs旋转
度量：
自赤道向北或向南 度量到该点；度量 范围0°～90°；向 Q 北度量称为北纬(N)； 向南度量称为南纬 (S)。
§1·1·1地球形状、地理坐标和大地坐标系
二、地理坐标
PN
1、地球上的基本点线圈
◆地轴
G
◆地极
◆子午圈
Q
O
◆子午线/ 经线
◆格林子午线
◆赤道
格林经线
PS
2007年6月
Q' 赤道
J M I 缪克银
§1·1·1地球形状、地理坐标和大地坐标系
二、地理坐标
1、地球上的基本点线圈
PN
◆地极
A G
◆地轴
◆子午圈
一、地球形状：
2、大地水准面： 假想的一个与平均海面相吻合的水准 面，将其无限延伸下去，始终保持其 延伸面与当地的铅垂线相垂直，这样 的构成的水准面称之为大地水准面。 特点：连续不断、光滑闭合、不规则
§1·1·1地球形状、地理坐标和大地坐标系
一、地球形状：
3、大地球体： 由大地水准面包围的地球形状
2007年6月
Pn
球面角
G M
O Q`
球心角 弧长
Ps
J M I 缪克银
§1·1·1地球形状、地理坐标和大地坐标系
二、地理坐标
2、地理经度
Pn
度量：
自格林子午线向东
G
或向西度量到该点
子午线；度量范围
O
0°-180°；向东度 Q
Q`
量称为东经(E)；向 西度量为西经(W)。
‫גּ‬W
‫גּ‬E
2007年6月
的 到的球体，即一个椭圆以短轴为轴旋转
一周所得的球体
2007年6月
J M I 缪克银
§1·1·1地球形状、地理坐标和大地坐标系
一、地球形状： 4、地球的近似体 ：
2007年6月
J M I 缪克银
§1·1·1地球形状、地理坐标和大地坐标系
PN
一、地球形状：
4、地球的近似体 ： Q
O
Q'
地球椭圆体基本参数
Ps
J M I 缪克银
§1·1·1地球形状、地理坐标和大地坐标系
二、地理坐标
3、地理纬度
概念：
某点的地理纬度是 指地球椭圆子午线 Q 上该点的法线与赤 道面的夹角，用” 或“Lat” 表示。
Pn
M
G
O
Q`
Ps
2007年6月
J M I 缪克银
§1·1·1地球形状、地理坐标和大地坐标系
二、地理坐标
3、地理纬度
航海学
李缪红克磊银
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
J M I 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
二、地理坐标
PN
1、地球上的基本点线圈
◆地轴
◆地极
◆子午圈
Q
O
Q'
◆子午线/ 经线
2007年6月
PS
J M I 缪克银
§1·1·1地球形状、地理坐标和大地坐标系
二、地理坐标
PN
1、地球上的基本点线圈
◆地轴
G
◆地极
◆子午圈
Q
O
◆子午线/ 经线
◆格林子午线
2007年6月
格林经线 PS
Q'
J M I 缪克银
特点：光滑、具有长期稳定性、唯一性、 不规则（即仍然不是航海中适用的简 单数学表面，无法在其上建立稳定的 数学模型）。
§1·1·1地球形状、地理坐标和大地坐标系
一、地球形状：
4、地球的近似体 ：
第一近似体：地球圆球体
使用场合：航海上在精度要求不高的计算中使用
第二近似体：地球椭圆体
使用场合：大地测量学、海图学、精度要求高的计算 中使用
第二章 海图
2010年9月
J M I 李红磊
§1·1·1地球形状、地理坐标和大地坐标系
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
J M I 李红磊
§1·1·1地球形状、地理坐标和大地坐标系
长半轴a、短半轴b、扁率c、
PS
偏心率e
c ab a
e a2 b2 a
e2 (1 b )(1 b ) c(2 c) ≈2c aa
2007年6月
J M I 缪克银
§1·1·1地球形状、地理坐标和大地坐标系
二、地理坐标
PN
1、地球上的基本点线圈
◆地轴
Q
O
Q'
2007年6月
PS
J M I 缪克银
§1·1·1地球形状、地理坐标和大地坐标系
二Fra Baidu bibliotek地理坐标
PN
1、地球上的基本点线圈
◆地轴
◆地极
Q
O
Q'
2007年6月
PS
J M I 缪克银
§1·1·1地球形状、地理坐标和大地坐标系
二、地理坐标
PN
1、地球上的基本点线圈
◆地轴
◆地极
◆子午圈
Q
O
Q'
2007年6月
PS
J M I 缪克银
§1·1·1地球形状、地理坐标和大地坐标系
2010年9月
J M I李红磊
《航海学》课程的学习内容
基础知识： 船舶定位：
航迹推算 （绘算、计算） 陆标定位 雷达导航定位 电子定位（劳兰C、GPS） 天文航海
2010年9月
J M I 李红磊
《航海学》课程的学习内容
基础知识： 船舶定位： 航路资料：
潮汐与《潮汐表》 航标和《航标表》 航海图书资料 图书资料的改正与管理
Q
O
◆子午线/ 经线
◆格林子午线
◆赤道
◆纬度圈
格林经线
◆建立地理基准线：赤道、
PS
格林子午线
2007年6月
纬度圈 A'
Q' 赤道
J M I 缪克银
§1·1·1地球形状、地理坐标和大地坐标系
二、地理坐标
2、地理经度
概念：
地理坐标是建立在地 球椭圆体表面上的 ， 地理经度简称经度， 是格林经线与该点经 Q 线在赤道上所夹的短 弧长或该短弧所对应 的球心角，也可为格 林经线与该点经 线所 夹极角。（‫גּ‬或long)