现代航海仪器
现代航海仪器设备在海事证据收集中的应用
１ 航 海仪器 的 分类与 功能 简介
按 照 应 用 地 点 的 不 同 ， 海 仪 器 可 以 分 为 岸 基 航 海 航
仪器 和 船 舶 航 行 仪 器 。 岸基 航 海 仪 器 主要 包 括 ｖ Ｓ中心 Ｔ 的 通 信 、 挥 设 备 和 港 口 调 度 设 备 ， 雷 达 、 舶 自动 识 指 如 船 别系统、 闭路 电视 系统 、 高 频 无 线 电话 等 。船 舶 航 行 仪 甚 器 主 要 包 括 雷 达 、 行 数 据 记 录 仪 、 星 定 位 系 统 、 载 航 卫 船 自动 识 别 设 备 、 程 仪 、 深 仪 等 等 。 记 测
时也 为 海 事 司 法 审 判 和 行 政 惩 戒 提 供 证 据 支 持 。但 是 ，
由于 海 上 交 通 事 故 发 生 后 ， 有 明显 的 现 场 轨 迹 ， 关 事 没 有 故 证 据 也 可 能 随 着 船 舶 的 沉 没 、 离 而 消 失 ， 故 表 象 与 驶 事 具 象 问 缺 乏 必 然 的 联 系 ， 致 事 故 证 据 收 集 难 度 大 。 当 导 前 ， 国海事调查人员在收集事故 证据 时， 我 比较 重 视 对 当 事 人 口供 的 录 制 和 文 书 资 料 的 摘 印 ， 相 对 忽 视 了 另 一 却 类 有 效 的证 据 来 源 ， 利 用 现 代 航 海 仪 器 和 设 备 的 记 录 即 和存 储 功 能 来 收 集 事 故 证 据 。 其 实 ， 多 海 事 调 查 的 成 许 功 案 例 证 明 ， 着 现 代 高 科 技 航 海 仪 器 的 普 及 使 用 ， 些 随 这 仪 器 设 备 已经 成 为 海 事 证 据 收 集 的重 要 手 段 。 现 代 航 海 仪 器 由 于 科 技 含 量 和 自动 化 程 度 高 ， 记 录 的 数 据 和 过 其 程 往 往 更 加 可 靠 有 效 ， 能 真 实 地 反 映 事 故 发 生 的 本 来 更 面 目 ， 以 理 应 在 海 事 调查 中 发 挥 出重 要 的作 用 。 所
大航海时代的航海工具与仪器
大航海时代的航海工具与仪器大航海时代是指15世纪至18世纪初，欧洲航海家们为了探索新大陆、拓展贸易网络以及寻找财富而进行的一系列航海探险。
在这个时期，航海工具与仪器的发展起到了至关重要的作用。
本文将介绍大航海时代中使用的主要航海工具与仪器，包括指南针、六分仪、海图等。
一、指南针指南针，又称罗盘，是航海中最关键的导航工具之一。
它基于地球的地磁场原理，可以指示方向。
大航海时代的指南针采用了磁石制成的指针，通过悬浮在液体中使其保持水平。
指南针在船舶上的使用使得航海者们可以确定船舶的方向，从而更加准确地进行航海。
二、六分仪六分仪是一种测量角度的仪器，用于确定航向。
它由一个可以旋转的圆盘和一个固定的尺度组成。
航海者可以通过观察六分仪上航向的刻度，并结合船舶的实际情况，准确地确定船舶的行驶方向。
六分仪在大航海时代被广泛使用，成为船舶导航的重要工具。
三、海图海图是航海者们进行航海时的重要辅助工具。
它通常记录了海洋、陆地、港口、岛屿以及航行线路等信息。
大航海时代的海图制作比较简单，常常是由航海者自行绘制。
航海者们根据观察到的地理特征以及航行日志中的信息，将这些记录在海图上，供后续的航海者参考。
海图在航海中起到了导航和定位的重要作用。
四、时钟在大航海时代之前，航海者们往往缺乏准确的时间判断。
然而，准确的时间对于航海导航非常重要。
时钟的发明解决了这一问题。
航海时钟的发明者约翰·哈里森设计了一款精确度高的时钟——哈里森海上天文钟，能够在船舶的摇晃中依然保持准确。
海上天文钟的使用使得航海者们能够根据恒星和太阳的位置，准确判断船舶的经度和纬度。
五、象限仪象限仪是一种用于确定船舶位置的仪器。
它基于角度和天体观测来确定船舶的纬度。
使用象限仪时，船舶上的航海者通过观测天体（如北极星）与象限仪上的刻度，计算出船舶当前的纬度。
象限仪提供了一种可靠的方法，使航海者们能够在没有先进导航工具的情况下，准确判断船舶所处的位置。
总结：大航海时代的航海工具与仪器的发展，为航海者们的探险探索提供了重要的支持。
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
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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
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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
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LRIT在海上船舶导航中的应用
02
LRIT在船舶避碰中的应用
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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
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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 操作说明
助航仪器及其它设备TG-8000电罗经操作说明一、开机1.打开罗经控制箱内的主电源开关，打开罗经操作面板上的电源开关（POWER），此时电罗经开始工作。
2.设置罗经启动时间。
3.设置罗经启动方位。
4.设置电罗经内部纬度系统。
5.调整罗经复示器与主罗经同步。
6.罗经稳定时间大约需6小时，此时禁止校正电罗经误差。
7.设置电罗经内部船速系统。
8.确认罗经系统的真方位。
9.选择罗经真方位显示模式。
二、关机1.关掉各电罗经复示器。
2.关掉主罗经操作面板上的电源开关。
3.关掉主罗经控制箱内的主电源开关，此时电罗经停止工作。
RT2048VHF操作说明一、开机1.旋转VHF操作面板上的电源及音量开关，打开电源并选择合适音量。
2.按数字键输入VHF频道。
3.调节操作面板上的SQ旋钮，进行静燥调节。
4.5.按/取消双功值守功能。
6.按二、关机旋转VHF操作面板上的电源开关，关掉电源，VHF停止工作。
KR100A航向记录仪操作说明一、开机1.向下掀开记录仪下方的盖板，将“RECORD”开关扳至“START”位置，“LIGHT”开关扳至“ON”位置，“SPEED”开关选择“NORMAL”2.向左掀开记录仪上方的盖板，按下操作面板右下角的电源开关（白色），此时记录仪开始工作并自动跟踪。
二、关机1.将上述“RECORD”开关扳至“STOP”位置，“LIGHT”开关扳至“OFF”位置。
2.按操作面板右下角的电源开关关掉电源，记录仪停止工作。
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。
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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
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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。
航海仪器与AIS数字信息解析及场景再现研究
航海仪器与AIS数字信息解析及场景再现研究冯爱国;吴炜;谷溪【摘要】为了给船舶性能验证、船舶操纵方案论证、海事调查分析等领域提供更为直观形象、方便有效的分析手段,给出了对现代航海仪器标准化NMEA0183接口数据采集、解析并利用数据库对信息进行存储的方案,设计了统一时间基准的数据库关联检索方法,并由此提出了基于模拟器架构的虚拟航海仪器界面还原、海图平面态势还原、三维视景还原的再现方案;将方案应用于某实船部分仪器与AIS报文数据,结果证明可以再现历史场景.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2010(018)012【总页数】4页(P2839-2841,2849)【关键词】航海仪器;AIS;串口通信;虚拟现实;场景还原【作者】冯爱国;吴炜;谷溪【作者单位】南通航运职业技术学院,江苏南通,226010;东南大学仪科学院,江苏南通,226010;南通航运职业技术学院,江苏南通,226010;南通航运职业技术学院,江苏南通,226010【正文语种】中文【中图分类】TP91;TN9190 引言数字化、信息化已成为当前航海技术发展的显著特点, 航海仪器数字化已在船舶驾驶台充分体现。
如船舶自动识别系统AIS (Automatic identification system)、船用雷达与ARPA(Automatic RADAR plotting aids)、电子海图显示及信息系统ECDIS (Elect ronic chart display and information system)、航行记录仪VDR (Voyage data recorder)、综合船桥系统IBS(Interge bridge system)等都集成了航海仪器各种数据。
这说明, 航海仪器数据可以采集、存储并可通过后期挖掘实现情境再现, 李学忠2006 年讨论了舰船设备的仿真测量方案[1] 。
D.K.Y.Wong, D.E.Pitfield, R.E.Caves 等在2006 年对空中交通事故的飞行数据进行分析[2] , 用以评估不同的可见度、温度、侧风等气象条件对事故的影响。
19种现代船舶驾驶台中的航行仪器及设备
19种现代船舶驾驶台中的航行仪器及设备茫茫大海，宽阔无边。
及时是现代船舶，跨洋航行时也至少需要航行半个月以上才能看到陆地。
没有航海过的人，或是没有相关知识的人可能要问了，那么船舶是怎么能够在这茫茫大海上辨别前进的方向并且安全准确的抵达目的地的呢。
下面我们就来看看在现代船舶上常用的19种船舶航行中所需要用到的仪器设备和工具。
1电罗经——找到前进的方向陀螺罗经又称电罗经，是利用陀螺仪的定轴性和进动性，结合地球自转矢量和重力矢量，用控制设备和阻尼设备制成以提供真北基准的仪器。
按对陀螺施加作用力矩的方式可分为机械摆式与电磁控制式两类陀螺罗经：机械摆式陀螺罗经按产生摆性力矩方式分为用弹性支承的单转子上重式液体连通器式罗经和将陀螺仪重心放在支承中心以下的下重式罗经；电磁控制式陀螺罗经是在两自由度平衡陀螺仪的结构上，设置电磁摆和力矩器组成的电磁控制装置，通过电信号给陀螺施加控制力矩。
2雷达雷达，是英文Radar的音译，源于radio detection and ranging 的缩写，原意为'无线电探测和测距'，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。
因此，雷达也被称为“无线电定位”。
雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。
雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位等信息。
3磁罗经磁罗经又称“磁罗盘”，是一种测定方向基准的仪器，用于确定航向和观测物标方位。
它是在中国古代的司南、指南针基础上逐步发展而成。
它是利用磁针受地磁作用稳定指北的特性制成的指示地理方向的仪器。
4自动舵又称自动操舵装置，是船舶上用于自动控制舵机，以保持船舶按规定航向航行的设备。
船舶水面航行主要是依靠舵来控制航向，自动操舵仪指代替舵手操舵，保证船舶自动跟踪指令航向，达到自动保持与改变航向的目的。
5ARPA自动雷达标绘仪ARPA 译自英文Automatic Radar Plotting Aid。
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S-Band 12 Ft.
X-Band 8 Ft.
BME Radar/ARPA Display 23 Inch TFT
Conning Info Display 23 Inch TFT
BME Radar/ARPA Display 23 Inch TFT
ECDIS Display 23 Inch TFT
VDR
Printer
Optional Interface Other Systems Cabinet
NAVIPILOT 4000
Capsule • Weather Sensor or Station • AIS • GPS/DGPS
Sperry Marine Vision FT Integrated Bridge - Nav Series 300 Application Diagram
二、设备组成的网络化
灵活的配置可以满足消费者的各种需要 成本降低 (连线减少, 更少的组件和更快的设计与安装） 由于减少了故障点，提高了可靠性
网络化的信息连接可以与多种导航设备相连， 使多个设备的扩充与修改变得非常容易。 。 通过综合信息的比较可以检测罗经数据的准确性
传统的连线 vs. NAVINET 网络技术比较
Electronics Unit
Electronics Unit
Electronics Unit
Electronics Unit
Network & Interface
Navigation Planning Station
NAVIGATION SENSORS Gyrocompass • NAVIGAT X MK 1 or • NAVIGAT 2100 Fiber Optic Speed Log • NAVIKNOT 400 Single Axis • or SRD 500 Dual Axis • Echosounder
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与GPS相连后可以自动地消除速度误差和其他 动态误差；
由于信息的数字化，可以和各种传向系统相连 和转换，如步进式，同步式和数字式；
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通过各种传感器的监控和保护技术的提高，可 以使设备故障率大大地降低，从而延长了维修 周期；
C.Plath NAVEIGAT X型陀螺罗经
•高速随动，借助于码盘提供高精度的数字航向数据，不敏感 水平加速度 •自动校正速度误差，基线误差，没有纬度误差 ， •自动电源紧急更换与状态报警，对所有的电源、陀螺仪电流 和随动系统进行监控和报警 • 所有分罗经都有串行接口，可驱动最多12个模拟分罗经， 自动同步分罗经，有7个独立的RS 422 & IEC 61162-1串 行输出；2独立的 1/6° 步进输出， •可向航行打印机输出：船首向，艏向种类，舵角指示，转向 速率， • 高的平均故障时间间隔和低的电源损耗 •电源中断3分钟之内仍可保留指北稳定
综合船桥系统
• 是舰船功能的组合 系统，它用一个显 控台站对导航、驾 驶、机动航行、航 行管理、航线计划、 避让、轮机监控、 自动监测、自动报 警等功能实施控制， 以最少的人力、最 低的燃料消耗，在 经济安全航线上实 现自动化航行。
综合船桥系统的组成
• 目前IBS己发展成集导航、控制、显示、监视、管理和通 信功能于一体的综合航行系统。 • IBS接收来自GPS／DGPS，LORAN C、DECCA等导航 设备的本船位置信息，此外，LOG、GYRO、测深仪、测 风传感器等将提供本船航速、航向信息及水探、风力等环 境信息。 • IBS的综合功能包括两个方面的含义：其一是将上述各种 设备集中安装在操纵台上，便于驾驶员观测；其二，综合 更重要的是指上述各设备的信息交换和整体优化处理，从 而使IBS比上述设备单独使用时能在保障船舶航行安全方 面发挥更大的作用。 • IBS主要包括综合导航、自动操船和雷达避碰三大功能模 块以及其他组成部分。
Integrated Bridge 的组合举例
Machinery Control / Speed
Voyage Management System / ECDIS
Passage Execution / Autopilot
Communications / AIS
Safety / Fire Detection System
Integrated Bridge综合船桥
• 综合船桥系统IBS（Integrated Bridge System，又称综 合航行系统、自动化航行系统）是继综合导航系统INS （Integrated Navigation System）问世之后发展的一种 海上自动航行系统。 • 它采用系统设计的方法，将船上的各种导航、操作控制和 雷达避碰等设备有机地组合和功能综合，利用计算机、现 代控制、信息处理等技术实现船舶航行的自动化。 • 系统的主要特点是具有完善的综合导航、自动操船、自动 避碰、丰富图形界面、通信和航行营理控制自动化等多种 功能。 • 系统的主要使命是实现船舶航行高度自动化，提高航行的 安全性、经济性和有效性。
XXX.X
所有符合总线要求的设 备都可相互连接，并且 可以不考虑任何顺序问 题
三、操作使用的人性化
• 数字化的陀螺罗 经为操作者提供 了人机对话的操 作界面，通过界 面的信息显示和 人机对话，可以 进行快速准确的 操作。
• 安许茨标准22型陀螺罗经启动： • 当分配箱主控面板上电源激活后，罗经电源接通。接通电 源后的前30分钟罗经进入加热阶段，这期间罗经的航向是 无效的，数码显示器用“h--.-”表明加热阶段罗经液体温度。 然后进入到稳定阶段（罗经接通电源后3小时），这时的航 向可用显示，但与准确值相比有误差应引起注意。故在主 罗经航向后出现一持续发光的绿色亮点。罗经接通电源大 约3小时后，罗经航向可以使用，精度小于2。罗经接通电 源5小时后，罗经精度小于0.11/cos。
– 电器控制的数字化
– 设备组成的网络化
– 使用操作的人性化 – 结构的小型化
一、电器控制的数字化
• 原理的不变性
– 陀螺仪+控制力矩+阻尼力矩
• 电路的复杂化
– 各种传感器的增加 – 输出方式的多样性
• 控制的数字化
– 计算机数字控制技术的发展及更多的性能要求
+
安许茨22型陀螺罗经
• 采用了单片机控制技术后，大大的提高了设备 的性能。如：指向精度可达到0.1°并适用于 70kt以内的高速船； 增加了快速稳定功能使稳定时间缩短为1小时以 内；
连线价格
减少 20-25%
传统的点对点连线
现代 NAVINET网络
安许茨Standard 22 CAN-Bus
每个设备提供了4个专 用插口可连接其它设备
插口
CAN网络总线是备用 式连接。如果1号总线 有故障，其所有的功 能将自动转换到2号总 线
260. 5
260.5 #2 #1
如果设备有故障或拔 掉插头，网络不会中 断，仍会继续工作系 统不受任何影响
现代航海仪器
航海仪器教研室
现代航海技术的标志——综合船桥Bridge综合船桥
IEC 60992 标准
综合船桥系统 (IBS) 是为了达到两个或更多个航行工作单元 的传感器信息或控制指令能集中使用的目的，而将各航行工作 单元相互结合的组合系统。 它由下述单元任意组合： 航行执行单元; 通讯单元; 机电控制单元; 装卸载货物控制单元; 航行安全与保密单元. 以及对上述信息或指令进行管理单元
第一章 指向设备的发展
• 现代航海指向设备仍然以陀螺罗经和磁罗 经为主，但是罗经的性能和功能都有很大 的改进；随着科学技术的发展，一些新型 的指向仪器也不断地发展起来，如光纤罗 经，GPS罗经和数字罗盘等指向设备都已 实际装船使用。
陀螺罗经
• 陀螺罗经在指北原理方面基本保持原样。 但在罗经电路控制上变化较大。特别是 计算机技术的运用，大大地提高了陀螺 罗经的性能和精度。 • 其改变体现如下：
人机对话的 操作界面
四、结构的小型化
• 航用设备的构 件体积不断地 减小，结构不 断地简化，电 路不断地集成 化，使得设备 的整体尺寸大 大地缩小。