航海学 海图作业规定与要求、航迹绘算、航迹推算误差
航海学 第三章第二节

有流无风情况下的航迹绘算
• 例1:某船1800观测船位在A点(30°20’.0N 123°15.’0),
GC322°,△G-2 ° ,L1 20’.0, △L+3%,1800-1900流向060 °, 流速2kt,1900L2 36’.0,求1900的推算船位及推算航迹向CG,以及 流压差β。
解:
CG 1900 C36.’0 TC=CGa SC B SL 1800 A 20.’0
CG327°GC322°(△G-2°, β+7°)
有流无风情况下的航迹绘算
• 例2:某船0800观测船位在A(30°20’.0N,123°15.0E)点, 计程仪
读数L76.’0,CA283°,△G-2 ° ,航速16kt,0800-0900流向045 °,流速2kt,求0800-0900应行驶的GC,以及流压差β(+7)。
解:
CA CA283GC278( △G-2 ° , β+7) C TC=CGa A SL=V×T=(L2-L1)×(1+ △L) B
有流无风情况下的航迹绘算
• 2007年4月20 日,0800某轮位于中块岛灯 塔正东10nmile处,L153.’8,驶CC030,当 时航区内有西流2节,△L+6%.航速15节, 1000L185. ’8,改向CA000,东北流2节, 1030L193.’0,续航 • 求:①1000,1030的推算船位 ②正横海礁灯塔的时间和计程仪读数 ③距离海礁灯塔最近时的时间和计程仪 读数
第二节
航迹绘算
(2)回转流( rotary current) 开阔海区 中心地名 主港港名 “0”表示高潮时的潮流 回转流图 1、2、3…表示高潮前潮流 I 、II、III…表示高潮后潮流 (3)风生流(wind-drift current)
第三章 航迹推算

第三章航迹推算航迹推算是根据航向、航程和风,流资料,推算出船舶的航迹和船位。
航迹推算有以下两种方法一、航迹绘算法(海图作业方法)根据船舶的航向、航程和风流要素,在海图上直接作图画出推算航迹和船位。
二、航迹计算法(数学计算法)根据推算起始点经、纬度和航向、航程,利用数学计算公式,求出到达点的推算船位经、纬度的方法。
第一节船速与航程船速VL(Ship’s speed):船舶的无风流情况下单位时间内航行的距离。
航速VG(Speed over the ground):船舶相对于海底的航行速度。
航速不易求得,但可根据船速和风流情况求出航速。
测定船速的方法一、用推进器的转速求航速。
(见课本上册23页)S = 螺距×转速(转/分)×60×(1- 滑失)÷1852二、用叠标测船速(测速场)最好在高潮或低潮时测,此时流最小。
船舶按指定航向航行,分别记下船通过两组叠标之间的时间(秒),两组叠标之间的距离已经给出(米)。
则: VL =)()(2stmS(Kn)上式为无流时的计算公式在恒流情况下: VL =21(V1+ V2)在等加速水流情况下: VL =41(V1+ 2V2+ V3)在变加速水流情况下: VL =81(V1+ 3V2+ 3V3+ V4)三、用计程仪测定船速计程仪分为相对计程仪和绝对计程仪两种。
相对计程仪显示船舶相对于水的速度和航程。
绝对计程仪测量船相对于海底的速度和实际航程。
目前绝大多数为相对计程仪。
如图为国产电磁式计程仪面板图。
L 1、L2分别为两个时间的计程仪读数。
VL =tLL12-计程仪的误差用计程仪改正率表示ΔL,用百分率表示。
当计程仪读数差小于实际航程时,ΔL为“+”,反之为“-”S = (L2 - L1)×(1 + ΔL)计程仪改正率的测定也在测速叠标进行。
ΔL =1212)(L L LL S---×100%在恒流情况下: ΔL =21(ΔL 1 + ΔL 2) 在等加速水流情况下: ΔL = 41(ΔL 1 + 2ΔL 2 + ΔL 3) 在变加速水流情况下: ΔL = 81(ΔL 1 + 3ΔL 2 + 3ΔL 3 + ΔL 4)第二节 航迹绘算一、无风流情况下的推算流速<025节,风微弱。
航海学第三节-航迹计算

个球面三角形,可将其近似看做平面三角形。设dφ为dS的南北分
量,dW为dS的东西分量。
3
由图中可看出:
d dS cosC
dw dS sin C
由此可得到:
D
2
1
d
s 0
cosC
dS
S
cosC
Dep
s 0
dW
s 0
sin C
dS
S
sin C
式中:Dφ——纬差;
S——恒向线航程;
TC——恒向线航向;
航向为090º或270º的航迹计算,虽然不能使用墨卡托算法,但
是经差的计算比较简单。
8
3.约定纬度算法
约定纬度算法是一种修正的中分纬度算法,是一种旨在消除地 球扁率影响的简化计算法。
定义符合下式的纬度φS为约定纬度:
S
arc(sec
DMP )
D
由上式可以得到:
secS
DMP
D
两边乘以tgC,并考虑到Dφ=ScosC,Dep=SsinC得:
与航迹绘算法一样,利用航迹计算来进行航迹推算时,罗经改正 量的误差、风流压差的误差等也影响航迹推算的精度。航迹计算法 虽然可以消除部分绘图误差,但同时也增加了计算误差,现分别讨 论如下:
1.通过模拟计算可知,在低纬海区或中纬海区且航程小于600 n mile时,经差的误差小于航程的0.7%。
2.约定纬度算法中,因约定纬度改正量ΔφS的误差σΔφs引起的经
D
B
Dep
DMP D C
A
S
7
在墨卡托海图上,可得:
Dλ
B
tan C D
DMP
DMP
S
D DMP tanC
航海学讲义之航迹推算

第二章航迹推算确定船位:航迹推算法和观测定位法。
航迹推算(track estimation):以起航点或观测船位为推算起始点,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,以及船舶的操纵要素和风流要素等,在不借助外界导航物标的条件下,推算出具有一定精度的航迹和船位的方法和过程。
观测定位(positioning by observing):航海人员利用各种航海仪器观测位置已知的外界物标,并根据观测结果确定出观测时船位的方法和过程。
航迹推算起始点(时):驶离港口引航水域或港界,定速航行并获得准确的观测船位后立即进行。
终止(时):抵达目的港的引航水域,或接近港界有物标或航标可供目测定位或导航时,方可终止航迹推算。
航迹推算工作不得无故中断,仅当船舶驶入狭水道、渔区、船舶密集区域需频繁使用车、舵的情况下,方可中断航迹推算工作。
当恢复正常后应立即恢复航迹推算工作,推算中止点和复始点的时间和位置应在海图上画出,并记入航海日志。
船舶在沿岸水流影响显著的海区航行,应该每1小时确定一次推算船位;其它海区一般每2~4小时确定一次推算船位。
航迹推算:航迹绘算法(track plotting)和航迹计算法(track calculating)。
第一节航迹绘算(track plotting)根据船舶航行时的航向、航速、航行海区的风流要素等,在海图上直接运用几何作图的方法推算出船舶的航迹和船位的方法;或者是在海图上,根据计划航线、预配风流压差通过几何作图方法求得船舶应驶的真航向和推算船位的方法。
航迹绘算的方法直观、简便,是船舶航行中驾驶员进行航迹推算的主要方法。
计划航线(intended track):事先在海图上拟定的航线,即船舶将要航行的计划航迹。
计划航向(course of advance):计划航线的前进方向,由真北起顺时针方向计量至计划航线,代号为CA。
实际航迹线(actual track):船舶实际的航行轨迹。
航海学航迹计算

由图中可看出:
d dS cosC
dw dS sin C
由此可得到:
D
2
1
d
s 0
cosC
dS
S
cosC
Dep
s 0
dW
s 0
sin C
dS
S
sin C
式中:Dφ——纬差;
S——恒向线航程;
TC——恒向线航向;
Dep——东西距。东西距(departure)——恒向线航程的东西 分量,用Dep表示,单位为海里。
D
B
Dep
DMP D S
C
A
在墨卡托海图上,可得:
Dλ
B
tan C D
DMP
DMP
S
D DMP tanC
式中:DMP——起航点A与到达点B之的求法如下:
A
利用公式 D S cosC 求出纬差后,再求得到达点B的纬度,则:
DMP MP(2 ) MP(1)
利用纬度渐长率公式去求DMP可以得到精确的结果。但如果是 采用查表法求DMP时,必须注意在高纬海区MP的值应进行非线性 内插,否则将会产生较大的误差。
航向为090º或270º的航迹计算,虽然不能使用墨卡托算法,但 是经差的计算比较简单。
3.约定纬度算法
约定纬度算法是一种修正的中分纬度算法,是一种旨在消除地 球扁率影响的简化计算法。
定义符合下式的纬度φS为约定纬度:
S
arc(sec
DMP )
D
由上式可以得到:
secS
DMP
D
两边乘以tgC,并考虑到Dφ=ScosC,Dep=SsinC得:
D Dep secs S sin C secs
航海学(9)(航迹推算)

风压差的大小随着下列因素而变化: (1)风舷角:横风时,风压差值最大,顶风或顺风 时,风压差最小,而且可以认为≈0; (2)风速:风速愈大,风压差愈大; (3)船速:船速愈大,风压差愈小; (4)船体情况:轻载时,吃水浅,船体受风面积大, 因此风压差较大;重载时,吃水深,船体受风面积小, 因此风压差较小。此外,平底船要比尖底船的风压差要大一点。
箭头的方向表示流向,其上的数字是平均流速。
(2)潮流
潮流是由于潮汐形成的海水周期性变化的水 流。潮流分为往复流和回转流两种。
往复流图式
回 转 流 图 式
(3)风海流
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。
直线ABC的方向就是要求的实际航迹向CG,它与真 航向TC的差值就是要求的风流压差。
=CG-TC
直线ABC比较简单的作图方法介绍如下:
在第三方位线B3上截取 MN:NC=(T2-T1):(T3-T2) 然后过N点作第一方位线的 平行线,交第二方位线于B点
A B N
C
用直线连接B和C点,交第一方位线于A点, 则直线ABC就是平行于实际航迹abc的直线
风对船舶航行的影响,与风舷角有着密切的关系。所谓风 舷角是风向与船首尾线的夹角。如图所示,当风舷角小于 10°时,叫作顶风;当风舷角大于170°时,叫作顺风;当 风舷角在80°~100°之间时,叫横风;当风舷角在10°~ 80°之间时,叫偏顶风;当风舷角在100°~ 170°之间时, 叫作偏顺风。
航迹推算

三、有流无风航迹绘算( TC->CG1 )
自起点A绘画TC线;
TC
A
三、有流无风航迹绘算( TC->CG2 )
自起点A绘画TC线;
自A沿真航向线截取 点B:AB=SL;
B TC SL
A
三、有流无风航迹绘算( TC->CG3 )
自起点A绘画TC线;
自A沿真航向线截取 点B:AB=SL;
风情况下实测25-30次后反推取平均值。
(END)
二、有风无流绘算(要素确定)
推算航迹向:
➢ TCCG:CG = TC + ➢ CATC:TC + = CA
即:CA/CG = TC + “左+右-” 推算航程:SL = (L2 – L1 )(1 + L)
(END)
二、有风无流绘算(海图作业1)
推算船位误差圆半径:3.2SL%
二、有风无流绘算(船舶偏荡)
偏荡(yawing):船舶在波浪中航行时,波浪
使船舶在航向上产生左右摆动的现象。
波浪从正横前来时,偏荡使风压差增大;从正横后来 时,使风压差减小。
(END)
三、有流无风航迹绘算(流)
海流(current):由于相邻海区海水长期存在
驶近港口有物标可供目测定位时一次end航迹推算简介类型船舶定位方法航迹推算有关规定航迹推算类型风流tcepend航迹推算简介基本训练船舶定位方法航迹推算有关规定航迹推算类型海图作业基本训练end由已知点绘画方位线在其上截取距离求取经纬度end一无风流航迹绘算概念无风流基本概念计划航线intendedroute航迹线actualtrack推算航迹线estimatedtrack推算航迹向coursemadegoodcg推算船位estimatedpositionep积算船位deadreckoningpositiondr观测船位observedpositionopend一无风流航迹绘算要素确定无风流基本概念无风流航迹绘算航速航时end一无风流航迹绘算海图作业1自起始点a绘画计划航线或推算航迹线
《航海学基础》课程标准

《航海学基础》课程标准课程类别:职业能力素质课学时:80一、课程性质《航海学基础》是航海技术专业主要专业课程之一,是海船船员适任考试科目《航海学》中的一部分。
课程内容包括航海专业数学基础、航海地文、航海天文,是航海技术专业其他专业课程的基础性知识理论体系,也是航海技术专业的入门性课程之一,具有很强的应用性,是学生综合能力素质养成的必修课程。
二、课程目标通过本课程的学习,学员应熟练掌握:航海专业数学基础、地理坐标、向位和距离、海图、航迹推算、陆标定位、天文基础等部分内容。
通过学习,学员具备通过测定陆标方位、距离等因素确定船位的能力,具备海图识读、管理和使用的能力、具备航迹绘算、航迹计算的能力、具备天文定位的基本能力。
本课程为航海技术专业的入门性课程,为学生学好航海技术的其他专业课程提供良好的知识支撑。
三、课程内容和要求四、实施要求1、教学要求(1)航海专业数学基础通过对比、联系实践等教学方法使学生掌握球面几何、球面三角形的性质、特点,掌握球面三角形的求解方法,了解观测误差。
以理论教学为主,加强与学员的互动。
(2)坐标、向位和距离坐标、向位和距离是航海学的基础知识,其中灯标射程为教学难点。
授课应以理论教学为主,联系航海工作实际并注意加强与学员之间的互动。
(3)海图海图是航海必备的航海资料和工具。
正确的了解海图的特点,熟悉海图上的资料,正确的使用、管理海图是船舶驾驶员的重要任务之一。
授课应理论联系实际,充分利用海图室的海图资源,使学生更好地掌握海图的相关知识。
(4)航迹推算航迹推算是驾驶员在任何情况下、在任何时刻求取船位的最基本方法,也是陆标定位、天文定位、电子定位等的基础。
航迹绘算是教学重点和难点,授课应以理论教学为主,对各种风流状态下的航迹推算进行分类、比对教学。
(5)陆标定位陆标定位是通过观测陆标与船舶之间的某种相互位置关系进行定位的方法和过程,是航海上获得船位的重要方法。
定位方法是教学重点、提高定位精度是教学难点。
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二、有风无流时的绘算
1、风向、风速、风舷角
左 偏 10° 0° 10° 右 顶风
偏
顶 风
风
顶 风 80° 左横风 90° 100° 左
风向:来向 风速:m/s,n mile/h 蒲福风级:0-12级
80°
右横风 90° 100° 右 偏
风舷角 (END)
偏 顺
风 顺风 风 顺
170° 170° 180°
第五章 标注和记载
第十四条 常用名词的缩写代号(见下表)。
第十五条 海图上的标注
一、观测或推算船位的时间和计程仪指示的读数,以分数式标 出。分数式和海图的横廓相平行。
二、船位差的方向和距离.以推算船位为起点到观测船位。 三、航向的标注应照下列次序标出:计划航向及其相对应的罗 经航向、罗经改正量、风流压差值,均以缩写代号和度数平写在航 线的上面。其中计划航向、罗经航向用三位数字标出。
航迹绘算(track pLotting)
航迹绘算又称为海图作业法。这种方法简单、 直观,是船舶航行中驾驶员进行推算的主要方法。
航迹绘算可以解决两个问题。一是根据船舶 航行时的真航向、航程和风流资料用图解方法在 海图上直接画出航迹和推算船位;二是根据计划航 线,预配风流压差,作图画出真航向和推算船位。 航迹绘算应按中华人民共和国交通部制定的 《海图作业试行规则》进行。
2、航迹推算的作用
航迹推算是驾驶员在任何情况下,在任何时刻都 能求取船位的最基本方法。航迹推算还能使驾驶员清 晰地了解船舶在海上运动的连续轨迹,并且能在海图 上推测航行前方有无航海危险。同时推算船位又是陆 标定位、天文定位和无线电航海仪器定位的基础。
第一节 航迹绘算
目的要求:熟悉风、流对船舶航行的影响, 熟悉风流中航行海图作业方法。
当航线接近南北,或航线太短,航向不宜按上述规定标注时, 可标注在航线的旁边,并以箭头示之。
第十六条 观测船位记入航海日志时,应记观测原始数据,包 括:时间、计程仪读数、物标名称和有关读数及改正量(天测船位, 记天体名称、船位坐标.不记改正量)、船位差(参考性的船位不记 船位差)。
1、航迹推算是: A、天文定位和无线电航仪器定位的基础 B、驾驶员在任何条件下,任何时刻求取船位的基本方法 C、驾驶员了解船舶在海上运动轨迹的基本方法 D、以上都对 2、推算船位的起始点: A、通常采用标准船位 B、可根据当时定位条件确定 C、必须是正确船位 D、以上都对 3、航迹推算在航行过程中: A、在有GPS或陆标定位的水域可以中断 B、在狭水道可以中断,但应将中止点和复始点在海图上画出 并记入航海日志 C、不得无故中断 D、B和C都正确 4、现实情况下: A、在GPS定位条件好的海域可以不进行航迹推算 B、在GPS定位条件差的海域进行航迹推算 C、在整个航行过程中,航迹推算应连续不断,不得无故中断 D、A和B都对
第一章
航迹推算
包括航迹绘算和航迹计算两种方法 目的要求:熟悉风、流对船舶航行的影响,
熟悉风流中航行海图作业方法。
1、航迹推算的概念
航迹推算是在不借助外界导航物标的条件下,只依靠船舶 最基本的航海仪器(罗经和计程仪)所指示的航向和航程并计及 外界风流资料,从已知的推算起始点开始,推算出具有一定精 度的航迹和某一时刻的船位。
海图作业试行规则
中华人民共和国交通部公布
自1965年7月1日起试行 第一章 总 则 第一条 为了合理选择航线,及时掌握船位,统一海图作业标 注符号,保证船舶航行安全,充分发挥航海技术为社会主义水运事 业服务的作用,特制定本规则。 第二条 船长应对海图作业全面负责,并经常对驾驶员进行检 查指导。驾驶员应认真进行作业,发现问题,及时向船长报告,并 积极提供意见。 第三条 海图作业的基本要求 一、航区情况要熟悉。 二、各种助航仪器的误差数据要搞准,使用中要经常进行核对。 三、定船位要准、快、及时,做到勤测、勤算、勤核对,重要 船位要反复核对。 四、要不断总结经验,提高海图作业的准确度。
实际航迹向简称航迹向(course made good)CG ——由真北线顺时针计量到航迹线的角度 (000°—360°)。
推算船位(estimated position)EP—从推算起始 点开始,根据航向、航程和风流资料,利用航迹 推算方法确定的船位.
积算船位(dead reck position)DR——从已知船 位开始,根据计程仪航程在计划航线上截取的船 位,它与推算船位的区别是末考虑风流的影响。 观测船位(observed position)OP——利用某种 观测手段对已知确切位置的物标进行观测所得的 船位。
N
1000'.0
思考练习
1、从已知船位,根据计程仪航程在计划航线上截取的船位称为: A、积算船位 B、推算船位 C、估算船位 D、参考船位 2、从已知船位,根据航向、航程(计算风流压差后)绘算所得 的船位是: A、积算船位 B、推算船位 C、估算船位 D、参考船位 3、无风无流情况下,以下正确的是: A、CA = TC = GC + ΔG = CC + ΔC B、CG = TC = GC + ΔG = CC + ΔC C、以上都对 D、以上都不对 4、在无风无流情况下,关于推算航程以下正确的是: A、推算航程SG = 计程仪航程SL B、SL = (L2-L1)*(1-ΔL) C、SG = SL * (1-ΔL) D、SL = SG * (1-ΔL) 5、在无风无流情况下,关于推算航程以下正确的是: A、推算航程SG = 计程仪航程SL B、SL = (L2-L1)*(1+ΔL) C、以上都对 D、以上都不对
昏和上午或下午太阳位置线间或与中午船位纬度间的移线船位各一 个)。无线电测向定位,在有条件观测时,每两小时定位一次(当大圆 改正量大于半度时,应予修正)。 其他定位如使用罗兰定位等,可参考上述规定进行。
接近浅滩、礁石和水深变化显著地区,在上述定位前后应进行 测深,互相核对。
第四章 分析研究
第十三条 船长应重视组织驾驶员对船位差进行分析,积累资 料,积累经验。在分析中应重点对仪器误差、风流的影响和本船操 作情况进行分折,并择要做出记录。 长时间进行航迹推算后,在接近沿岸时所测得的第一个观测船 位的船位差数据,必须进行分析,做出记录,供今后参考。
第二章
航线拟定
第六条 船长根据航次命令和有关航海资料,充分发扬技术民 主,会同驾驶员共同研究制定安全经济航线和安全措施。在拟定航 线时应考虑到航区政治情况;水文、气象因素;危险障碍物;助航 标志;有关航行规章;以及本船技术设备状态和驾驶人员的经验等。 第三章 航迹推算和船位观测
第七条 船舶驶出领航水域或港口后的观测船位可作为航迹推 算起点。驶入领航水域或接近港界有物标可供导航时,可终止航迹
航迹绘算的名词和术语
计划航迹线简称计划航线(intended track)ITR
——开航前根据航次命令,通过航线拟定,并画 在海图上的航线。 计划航迹向简称计划航向(course of advance) CA——由真北线顺时针计量到计划航线的角度 (OOO°—360°)。 推算航迹线——通过航迹推算得到的航迹线, 一般应与计划航线相一致。 实际航迹线简称航迹线(track)TR——船舶航 行时,实际运动轨迹在地面上的投影。
二、风流压差值的采用或改变均应由船长决定,或由驾驶员根 据船长的指示进行。
三、航行中,驾驶员对所采用的风流压差值,应不断地进行测 校,发现变化较大,应及时报告船长。 第十条 在狭水道或渔区航行,可以不进行推算。但应将进入 狭水道或渔区前的中止点船位和驶出狭水道或渔区的推算复始点
的船位在海图上画出,并记入航海日志。 第十一条 如果发现船位差较大,且需要转移推算起点时,应 报经船长同意后,才可将推算船位转移到观测船位。
思考练习
思考练习
5、海图作业标注时,计划航线上都应标注下列( )内容: 1、计划航迹向2、真航向3、罗航向4、罗经差 A、1~4 B、1、3、4 C、1、2、4 D、2~4 6、在沿岸水流影响显著的地区,推算船位应: A、每小时进行一次 B、每2小时进行一次 C、每3小时进行一次 D、每半小时进行一次 7、海图作业规则规定,可中止航迹推算的水域和情况是: 1、狭窄水道2、频繁使用车、舵时3、来往船舶较多时 4、大洋航行时 A、1、2 B、2、3 C、3、4 D、1~4 8、海图作业规则规定,重要的观测船位记入航海日志时,应记录: 1、时间2、物标名称3、有关读数和改正量4、船位差 5、计程仪读数 A、1~5 B、1~3 C、1~4 D、1~3、5 9、航迹推算中,在推算船位附近应标注: 1、航迹向2、计程仪读数3、推算船位4、时间 A、1、4 B、1、3 C、2、4 D、2、3
2、航行中的真风绘算
视风[Apparent Wind] 视风速=真风速+航行风速
真风 视风 船风
3、风对船舶航行的影响
风中航迹线
风中航速
VE
CG TC P R A V
风中航迹向
风压差[Leeway Angle]
左舷受风, α为正 右舷受风, α为负
第十二条 对定位时间间隔的要求
一、推算船位 (一)在沿岸水流影响显著地区航行,每一小时定位一次。 (二)其他地区航行,一般情况下,每二或四小时定位一次。 二、观测船位 (一)沿岸航行,船速在15节以下,每半小时定位一次。接近危 险地区或船速在15节以上,均应适当缩短定位时间间隔。 能见度不良情况下,应充分使用雷达进行定位。 (二)远离海岸航行,应充分利用天测,无线电测向仪等定位方 法。天测定位,在正常情况下,每昼夜至少有三个天测船位(晨、
第四条 在进行海图作业过程中,一切重要数据资料,如重要 船位(改向时船位、长时间进行航迹推算后所测得的第一个观测船 位,以及转移船位的观测船位等)的观测数据;位移差的方向和距 离;所采用的风和流的资料等,均应记入航海日志。
第五条 本航次进行的海图作业,必须保留到下一航次开始时 方可擦去,以备查考。如果发生海事,应将当时进行作业的海图妥 善保存,以供海事调查之用。