航海仪器
航海仪器课程设计
航海仪器课程设计一、课程情况1.1 课程背景航海仪器是航海专业学生必修的一门课程，也是一门非常重要的课程。
在这门课程中，学生需要学习和掌握各种常用的航海仪器及其使用方法，这不仅能够提高学生的理论水平，同时还能提高其实践技能。
1.2 课程目标本课程的主要目标是帮助学生全面了解各种常用航海仪器的基本原理、结构、使用方法和注意事项，掌握其使用技能，提高学生的综合素质和实践能力。
1.3 课程内容本课程主要包括以下内容：•航海仪器基本原理•舵机和自动驾驶仪•船速测定仪•水文仪器•指南针和陀螺仪•船舶通信和气象设备二、教学方法本课程采用混合式教学方法，主要包括以下教学方式：2.1 理论讲授通过课堂讲解、PPT演示等方式，对各种航海仪器的基本原理、结构、工作原理、使用方法和注意事项进行详细阐述，以此提高学生的理论水平。
2.2 案例分析通过分析一些真实的航行事故案例，让学生理解航海仪器在实际航行中的重要性和使用方法，提高学生的实践能力，并使学生能够更好地将理论知识应用到实践中。
2.3 实践操作通过实验和实际操作，让学生亲自操作各种航海仪器，熟练掌握其使用方法，并提高学生的实践技能。
三、课程设计3.1 整体设计本课程的设计以实践为主、辅以理论的教学方法，注重学生的实际操作和探究能力，以激发学生的学习兴趣，提高其学习效果和实践能力。
3.2 单元设计本课程按照航海仪器的类型进行教学，每个单元均包含以下设计：3.2.1 引入通过引入一些航海事故案例，让学生认识到航海仪器在实际航行中的重要性和使用方法。
3.2.2 理论讲解对于各种航海仪器的工作原理、使用方法和注意事项进行详细的讲解，以帮助学生掌握理论知识。
3.2.3 整机分析将各种航海仪器的组成部分和工作原理进行系统的分析，以帮助学生深入理解仪器的结构及其在航行中的应用。
3.2.4 操作实验通过实验操作，让学生亲身体验仪器的使用方法和注意事项，熟练掌握仪器的操作技巧，并发现仪器使用中的问题和解决方法。
航海仪器LRIT原理介绍
数据存储：将处理后的数据存储到数据库中，供用户查询和调用
07
数据传输
LRIT通过卫星进行数据传输
数据传输速度可达到1Mbps
数据传输协议采用CCSDS标准
数据传输过程中采用加密技术保证数据安全
03
04
02
01
LRIT技术特点
高分辨率
高分辨率有助于提高导航和定位的准确性
高分辨率可以更好地识别海上障碍物和危险区域
海洋研究
04
03
01
海洋资源勘探：利用LRIT技术进行海底地形、矿产资源、生物资源等勘探
海洋灾害预警：利用LRIT技术对海洋灾害进行预警，如台风、海啸、赤潮等
海洋环境监测：利用LRIT技术对海洋环境进行实时监测，如海洋温度、盐度、洋流等
海洋导航：利用LRIT技术进行船舶导航，提高船舶航行安全和效率
船舶导航
01
LRIT在海上船舶导航中的应用
02
LRIT在船舶避碰中的应用
03
LRIT在船舶定位中的应用
04
LRIT在船舶航线规划中的应用
海事监管
实时监控：对船舶进行实时监控，掌握船舶动态
船舶识别：通过LRIT识别船舶身份，掌握船舶信息
航线规划：为船舶规划安全、高效的航线
事故调查：通过LRIT数据，调查船舶事故原因，提高海事安全水平
02
谢谢
跨平台兼容性：LRIT技术具有良好的跨平台兼容性，可在多种操作系统上运行，如Windows、Linux、Mac等。
硬件兼容性：LRIT技术对硬件要求较低，可在多种硬件设备上运行，如PC、平板、手机等。
软件兼容性：LRIT技术具有良好的软件兼容性，可与多种软件进行集成和交互，如GIS、CAD等。
渔船航海仪器使用说明书
渔船航海仪器使用说明书一、前言感谢您购买渔船航海仪器，本使用说明书旨在帮助您更好地了解和使用该仪器。
请您在使用之前仔细阅读本说明书，并按照说明逐步操作。
如有任何疑问，请随时联系我们的技术支持团队。
二、仪器概述渔船航海仪器是一种用于在海洋环境下进行导航和航行的设备。
该仪器采用先进的卫星导航技术和传感器技术，能够准确测量船舶的位置、速度、航向等信息，并提供相应的导航指引。
三、使用方法1. 准备工作在使用渔船航海仪器之前，请确保以下准备工作已完成：- 确认设备已连接电源并正常开机。
- 检查仪器与船舶其他设备的连接情况，确保传感器、导航仪等设备已正确连接。
- 确保卫星信号良好，在开放的区域获取更好的信号质量。
2. 仪器配置渔船航海仪器通常包含以下几个主要部分：- 显示屏：用于显示船舶的位置、航向等信息。
- 控制面板：用于设置仪器参数、选择导航模式等。
- 导航传感器：包括GPS接收器、罗盘等，用于获取船舶的位置和航向信息。
- 声音提示器：用于提醒船员注意航行状态或警告信息。
3. 基本操作- 打开仪器电源，并等待系统启动完成。
- 在显示屏上选择导航模式，例如船舶位置显示、航向指示等。
- 根据需要设置相关参数，例如航向角度、航行速度限制等。
- 在航行过程中，密切关注仪器显示的船舶位置、航向等信息，并根据需要调整船舶航行方向。
- 若仪器发出警告声音或显示警告信息，请及时采取相应措施，以确保船舶安全。
4. 高级功能渔船航海仪器还具备一些高级功能，如船舶航线规划、航行记录等。
这些功能可以更好地辅助船员完成航行任务：- 船舶航线规划：可以在仪器上预先规划船舶航行路线，并进行保存和编辑。
- 航行记录：仪器可以记录船舶的航行轨迹、速度等信息，并提供数据下载功能。
四、注意事项- 在使用渔船航海仪器之前，请先熟悉本使用说明书，并确保已正确安装和连接设备。
- 在使用仪器期间，应保持船舶周围的良好通风，避免仪器过热或受潮。
- 请定期检查设备的电源线、传感器等连接情况，确保正常工作。
航海仪器VDR原理操作介绍课件
VDR应用领域
船舶导航：提供实时位置、航向等 01 信息
船舶通信：实现船舶与岸基、船舶 02 之间的通信
船舶安全：记录船舶航行过程中的 03 重要数据，用于事故调查和分析
船舶管理：监控船舶运行状态，提 04 高船舶运营效率
数据采集
01
VDR通过传感器实时监测船舶状态
02
采集的数据包括位置、速度、航向、风速、浪高等
02
数据存储：将采集到的数据存储在VDR设备中
03
数据处理：对存储的数据进行分析和处理，提取关键信息
04
数据显示：将处理后的数据以图表、文字等形式展示给操作人员
设备安装
01
选择合适的安装位置，确保 VDR能够正常工作
02
连接电源线和信号线，确保 VDR能够正常接收和发送信
号
03
安装VDR的硬件设备，如显 示器、键盘、鼠标等
03
数据采集频率可根据需要调整
04
数据采集过程中，VDR会自动进行数据压缩和存储，以节省存储空间
数据存储
VDR采用固态硬盘作为数 据存储介质
数据存储方式为循环覆盖， 确保数据不丢失
数据存储格式为二进制， 便于机器读取和处理
数据存储安全可靠，具备 防篡改和防删除功能
数据处理
01
数据采集：通过传感器实时收集船舶航行数据
02
船舶的摇摆、倾斜等数据，为船舶安全提供了重要参考。
启示：VDR在船舶安全方面具有重要 Nhomakorabea用。案例三：某船在航行过程中发生火灾，VDR记录到火
03
灾发生时的数据，为火灾扑救提供了重要参考。启示：
VDR在火灾扑救方面具有重要作用。
案例四：某船在航行过程中发生人员落水事故，VDR记
航海仪器第六章AIS
由于AIS设备的应用涉及到国际间的合作，因此需要加强国际间的合作与统一标准，以便 更好地推广和应用AIS设备。
感谢您的观看
THANKS
自动报警
当AIS设备检测到潜在的 碰撞危险时，会自动发出 报警信号，提醒航海者采 取避碰措施。
协作避碰
AIS设备支持航海者与其 他船舶进行无线电通讯， 协调避碰行动，降低碰撞 风险。
AIS设备在海事管理中的应用
船舶监管
AIS设备可以实时监测船舶的航行 轨迹，为海事管理部门提供船舶 监管的有效手段。
航行监控
AIS设备可以实时监控船舶的航行轨迹，预测船舶的未来位置，有 助于避免碰撞和减少航行事故。
气象信息获取
AIS设备能够接收气象信息，为航海者提供实时的气象数据，有助 于制定合理的航行计划。
AIS设备在船舶避碰中的应用
01
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实时监控
AIS设备可以实时监控周 围船舶的航行状态，及时 发现潜在的碰撞危险。
航海仪器第六章ais
目录
CONTENTS
• AIS设备介绍 • AIS设备的应用 • AIS设备的优缺点 • AIS设备的未来发展
01 AIS设备介绍
AIS设备的定义
AIS设备是一种基于卫星定位和通信 技术的船舶自动识别系统，用于船舶 之间的信息交换和海上交通安全监控 。
AIS设备通过自动发送船舶的航行状态 、位置、速度等实时信息，使其他船 舶和岸上设施能够实时掌握船舶动态 ，提高海上交通的安全性和效率。
节能环保
随着环保意识的提高，未来的AIS设备将更加注重节能环保，采用更 高效、环保的能源和材料，降低能耗和排放。
AIS设备的应用前景
备在海上交通管理领域具有广泛的应用前 景，能够帮助管理部门实时监控船舶动态，提高 海上交通的安全性和效率。
航海仪器测深仪原理与应用介绍
03 测深仪在水下考古中的优势： 快速、准确、高效地获取水 下地形信息
04 测深仪在水下考古中的局限 性：受水下环境影响，测量 精度可能受到影响
3
测深仪发展
技术进步
01 声纳技术的发展：提高了测深仪 的测量精度和范围
02 数字信号处理技术的应用：提高 了测深仪的数据处理速度和精度
03 卫星导航技术的应用：提高了测 深仪的定位精度和实时性
04 集成电路技术的发展：提高了测 深仪的集成度和可靠性
应用领域拓展
01
海洋资源勘探： 海底地形、地 质构造、矿产
资源等
04
海洋安全：海 上救援、防灾 减灾、海洋执
法等
02
海洋工程：港 口建设、海底 管道、海底电
缆等
05
科学研究：海 洋生物、海洋 化学、海洋物
理等
03
海洋环境监测： 海洋污染、海 洋生态、海洋
激光发射器： 产生激光脉冲
02
激光接收器： 接收反射回来 的激光脉冲
03
时间测量：计 算激光脉冲从 发射到接收的 时间
04
距离计算：根 据时间测量结 果，计算激光 脉冲的飞行距 离，从而得到 水深信息
2
测深仪应用
海洋测绘
测深仪在海洋测绘中的应用 测深仪在海底地形测量中的应用
测深仪在海洋资源勘探中的应用 测深仪在海洋环境监测中的应用
03
声波测深仪的精度 和分辨率取决于声 波的频率和波长。
电磁波测深原理
电磁波测深仪 通过发射和接 收电磁波来测 量水深
01
测深仪通过测 量电磁波在水 中的传播时间 来计算水深
03
02
电磁波在水 中传播时， 其速度与水 深有关
航海仪器——测深仪和计程仪实操
航海仪器——测深仪和计程仪实操本实验提供的船用计程仪为宁禄SL806，该设备是用于船舶导航的液晶显示二维（四波束二元）计程仪，能以数字与图形方式显示多种参数，二维方向上（船艏艉方向，左右方向）的速度、合成偏移速度、合成偏移角度、海水温度。
测深仪工作原理为，利用多普勒效应，测定超声波从发出到接收的频率之差（多普勒频移）来测速的。
实验步骤1．计程仪的开机及亮度调节：轻按电源开关，等待设备自检完毕，再按屏幕右侧上下键调节屏幕亮度；2．设置工作状态及选择计程仪工作方式（本机无工作模式转换功能）：（1）报警设置及里程表复位：在F1菜单中，按A键解除报警；按B键调节高度报警（速度报警上限），也可在激活状态下按上下键微调；按C键调节低速报警（速度报警下限），操作同B键；按D键清零航程，再按确认键完成输入；（2）系统设置：在F2菜单中，按A键切换航速单位，再按确认键完成；按B键切换里程单位，再按确认键完成；按C键切换系统语言，再按确认键完成；按D键进入F3/F4菜单，反复按D键可以在F3和F4菜单之间切换；（3）自动校准设置：在F3菜单中，首先要获得一条已知航线的距离数据、GPS高精度测距数据、计程仪高精度测距数据，再对这条航线正程和逆程进行校准，如果有GPS信号接入，则不需要手动输入，具体操作同上；（4）手动校准设置：在F4菜单中，可选择本机F3菜单中存储的三组校准数据，分别按功能键能够手动调节偏移角度、偏移速度和真实速度；3．读取航速和航程数据：在主机显示界面读取相关信息。
本实验提供的回声测深仪为宁禄DS207，该设备拥有高灵敏度接收器并配有先进的探测软件，能实时、精确、稳定地测量并显示水底地形、水底深度、物体形状。
其工作原理为声波在水下往返750米正好是1秒钟，测量声波的往返时间，可以计算水下目标深度。
实验步骤1．测深仪的开机及亮度调节：轻按电源开关，等待设备自检完毕，再按“亮度”和“昼夜”调节按钮调节；2．选择侧深工作模式和显示方式：按“自动”按钮，选择自动或者手动模式，手动模式下根据海图水深，再按“量程”按钮，选择合适量程；3．调整回波信号：旋动“增益”旋钮，抑制杂波使回波清晰，再根据海底底质等情况，按“色标”按钮，使回波轮廓清晰；4．读取深度数据：画面左上角数字显示稳定时可以直接读取，如果数据显示闪烁，则读取第一道回波最上沿对应的量程读数，精度精确到0.1米；5．设置报警功能：按“报警”上下调节最小富裕水深报警。
航海学(航海仪器)
陀螺罗经总结1. 陀螺仪定义？陀螺仪：高速旋转的转子及其悬挂装置的总和。
平衡陀螺仪：重心与几何中心重合的陀螺仪自由陀螺仪：不受任何外力矩作用的平衡陀螺仪2. 陀螺仪特性？定轴性：在不受外力矩作用时, 自由陀螺仪主轴保持它的空间的初始方向不变。
进动性：在外力矩作用下, 陀螺仪主轴的动量矩H矢端以捷径趋向外力矩M Y矢端。
M3. 动量矩H 大小与外力矩M Y、进动角速度ω P之间关系：ωP= ，H地球自转角速度的垂直分量ω 2 是影响自由陀螺仪不能指北的主要矛盾。
陀螺仪在地球上的视运动规律：“ 北纬东偏、南纬西偏、东升西降、全球一样”4. 在控制力矩作用下陀螺罗经产生等幅摆动，控制力矩使主轴运行轨迹为椭圆；在阻尼力矩后主轴运行轨迹为衰减的螺旋线，分为：1、水平轴阻尼法（液体阻尼器，如安许茨），稳定位置在北半球指北偏上，南半球指北偏下；2、垂直轴阻尼法（西侧加重物、如斯伯利，电磁控制、如阿玛—勃朗），稳定位置在北东上，南西下。
阻尼因数：又称衰减因数,它表示主轴在方位角上减幅摆动过程的快慢程度。
通常阻尼因数f 取2.5 ～4之间,一般为3。
通常罗经约经3个周期的阻尼摆动（约为4小时）才能达到稳定，所以船舶驾驶员一般在开航前4—6小时启动罗经。
4、陀螺罗经误差及其修正：1）纬度误差：产生原因：垂直轴阻尼方式造成（斯伯利、阿玛—勃朗有，安许茨没有）。
修正方法：○1 、外补偿法（不回子午面内），○2 、内补偿法（回子午面内）2）速度误差：产生原因：船舶恒向恒速运动造成。
特征：1、所有陀螺罗经都有速度误差，2、船速越大, 速度误差越大；。
3、纬度增高时, 速度误差增大，4、速度误差随船舶航向而变，航向正北正南时，速度误差最大；航向正东正西时，速度误差为0；修正方法：○ 1、查表法；○2 、外补偿法（安许茨系列）；○ 3 、内补偿法（斯伯利系列、阿玛—勃朗系列）3）冲击误差：产生原因：船舶作机动航行所出现的惯性力对罗经的影响造成。
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其主轴指空间任意方向，这种仪器就叫陀螺仪。
实用陀螺仪，其转子、内环及外环等相对主轴、水平轴以及垂直轴都是对称的，无论
几何形体或质量都是对称的。重心与几何中心相重合的陀螺仪称为平衡陀螺仪。不受任何
外力矩作用的陀螺仪称为自由陀螺仪。工程上应用的都是自由陀螺仪。陀螺仪的转子能绕
一个轴旋转，它就具备了一个旋转自由，也就是具有一个自由度。像图 1-1 所示的陀螺仪，
第二篇 水声导航仪器 第六章 回声测深仪 ...................................................................................................................... 86 第一节 水声学基础 ...................................................................................................................... 86 第二节 回声测深仪原理 .............................................................................................................. 87 第三节 回声测深仪误差 .............................................................................................................. 89 第四节 IES-10 型回声测深仪...................................................................................................... 91 第七章 船用计程仪 .................................................................................................................... 94 第一节 电磁计程仪 ...................................................................................................................... 94 第二节 多普勒计程仪 .................................................................................................................. 96 第三节 声相关计程仪 .................................................................................................................. 99
第一篇 船用罗经
1
第ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ篇 船用陀螺罗经
第一章 陀螺罗经指北原理
陀螺罗经是船舶上指示方向的航海仪器。其基本原理是把陀螺仪的特性和地球自转运
动联系起来，自动地找北和指北。描述陀螺罗经指北原理所涉及的内容用式（1－1）表示:
陀螺罗经=陀螺仪+地球自转+控制设备+阻尼设备
（1－1）
第一节 陀螺仪及其特性
陀螺仪能制成指向仪器－－陀螺罗经，是因为陀螺仪有着自己的、独特的动力学特性， 这些特性就是定轴性和进动性。 1.自由陀螺仪的定轴性。
表明陀螺仪性能的主要物理参数是主轴动量矩 H，它说明了转子高速旋转运动的强弱 状态与方向。设图 1-1 所示的陀螺仪主轴动量矩 H、即 OX 轴正向水平指空间某一方向； 现将基座倾斜，则出现的现象如图 1-2 所示：H、即 OX 轴正向仍指原来方向没变；如将基 座旋转，也可看到同样的结果，H 即 OX 轴仍然水平的指示原来的方向，没发生任何变化。 这说明，当一个自由陀螺仪不受任何外力矩作用时，它的主轴将保持其空间初始指向不变 的特性，称作陀螺仪的定轴性。
轴在空间具有一个或两个转动自由度,就构成了陀螺仪。可以看出高速旋转的转子及其支承
系统是构成陀螺仪的两个要素。
实用罗经中，陀螺仪转子的转速都是每分钟几千转到每分钟几万转。陀螺仪的支承系
统应具有这样的特点，即它应保证主轴在方位上指任何方向，在高度上指示任何高度，总
之，能指空间任何方向。由此，我们可以将陀螺仪概述为：陀螺转子借助于悬挂装置可使
2
第一篇 船用罗经
具有三个自由度,一是转子绕 OX 轴作自转运动,一是转子连同内环绕 OY 轴(水平轴)转动, 一是转子连同内环和外环绕 OZ 轴(垂直轴)转动。这种结构使转子主轴可指空间任意方向。 三轴交点 O 为陀螺仪的中心点,陀螺仪的重心位于 O 点。所以它具有三个自由度，称为三 自由度陀螺仪。
目录
第一篇 船用陀螺罗经 第一章 陀螺罗经指北原理 ................................................................................................................ 1 第一节 陀螺仪及其特性 ................................................................................................................ 1 第二节 自由陀螺仪在地球上的视运动 ........................................................................................ 7 第三节 变自由陀螺仪为陀螺罗经的方法 .................................................................................. 10 第四节 摆式罗经等幅摆动和减幅摆动 ...................................................................................... 14 第五节 电磁控制式陀螺罗经 ...................................................................................................... 21 第六节 光纤陀螺罗经 .................................................................................................................. 22 第二章 陀螺罗经误差及其消除 ...................................................................................................... 25 第一节 纬度误差 (latitude error)................................................................................................. 25 第二节 速度误差(speed error) ..................................................................................................... 26 第三节 冲击误差(ballistic error) .................................................................................................. 29 第四节 其他误差.......................................................................................................................... 31 第五章 磁罗经 第一节 磁的基本概念 .................................................................................................................. 61 第二节 船用磁罗经 ...................................................................................................................... 64 第三节 磁罗经的检查、保管与安装 .......................................................................................... 66 第四节 船正平时的自差理论 ...................................................................................................... 68 第五节 倾斜自差理论 .................................................................................................................. 75 第六节 罗经自差校正 .................................................................................................................. 77 第七节 自差的测定和自差表计算 .............................................................................................. 83