船舶定位与航行方法51544
船舶航行定位与导航技术确保船舶准确航行的重要工具
船舶航行定位与导航技术确保船舶准确航行的重要工具船舶航行是海洋运输的重要环节，而船舶航行定位与导航技术成为确保船舶准确航行的重要工具。
本文将介绍船舶航行定位与导航技术的重要性、技术原理以及其在航行中的应用。
一、船舶航行定位与导航技术的重要性船舶航行定位与导航技术是船舶航行中必不可少的工具，它可以为船舶提供准确的位置信息和航行导引，确保船舶能够安全、高效地进行航行。
这项技术对于海洋运输行业的发展以及保障人员和货物的安全具有重要意义。
二、船舶航行定位与导航技术的技术原理船舶航行定位与导航技术主要依靠船舶搭载的定位设备和导航设备实现。
定位设备通常采用全球卫星定位系统（GNSS）、陆基雷达等技术，通过将船舶信息与卫星定位系统的信息进行比对，可以准确地确定船舶的位置。
导航设备则通过收集海图、航标等航行相关信息，并结合船舶实时定位信息，提供航线规划、航行导引等功能，帮助船舶进行准确的航行。
三、船舶航行定位与导航技术在航行中的应用1. 船舶定位与导航技术在航行中起到了重要的引导作用。
船舶通过定位设备获取自身的位置信息，再结合导航设备提供的航线规划和导引，可以避开危险区域、优化航行路线，保证船舶安全到达目的地。
2. 船舶定位与导航技术在港口进出口岑重要。
港口进出口岑是船舶航行中相对复杂的环节，船舶需要准确控制进出港的时间和航线。
船舶航行定位与导航技术可以为船舶提供实时的位置信息和导引，使船舶能够顺利、精确地进行港口进出口岑。
3. 船舶航行定位与导航技术在船舶救助中起到了关键的作用。
在船舶遇到意外情况或者紧急情况时，船舶航行定位与导航技术能够及时帮助救援人员确定船舶的位置，并提供最佳的救援航线，有效地提高救助的效率和准确性。
综上所述，船舶航行定位与导航技术作为确保船舶准确航行的重要工具，在海洋运输中发挥着重要的作用。
通过准确的定位和导航，船舶能够更加安全、高效地进行航行，保障货物和人员的安全，促进海洋运输行业的发展。
海运船舶的导航与定位技术
海运船舶的导航与定位技术导言：海运船舶作为重要的货物运输工具，其导航与定位技术显得尤为重要。
本文将就海运船舶的导航与定位技术进行探讨，介绍其相关原理、应用和发展现状，以及对海运船舶运输的影响和前景展望。
一、导航技术的原理与应用1. 全球卫星导航系统全球卫星导航系统（GNSS）是现代海运船舶导航的主要手段之一。
该系统基于卫星发射的导航信号，通过接收和解算卫星信号来实现船舶的导航与定位。
主要的全球卫星导航系统有GPS（美国）、GLONASS（俄罗斯）、BeiDou（中国）和Galileo（欧洲）等。
2. 惯性导航系统惯性导航系统（INS）是一种基于惯性传感器的航行导航方式。
它通过测量船舶的加速度和角速度，以及采用数学模型来推算船舶的位置、速度和姿态等参数。
惯性导航系统具有独立性强、精度高的特点，在海洋环境中具有广泛的应用。
3. 电子海图与自动引导系统电子海图是基于卫星定位和地理信息系统技术，将传统纸制航海图数字化而成。
配合自动引导系统，可以实现航线规划、船舶位置动态显示、预警和碰撞避让等功能。
这一技术的应用大大提高了船舶的导航安全性和效率。
二、定位技术的原理与应用1. 水文测量与声纳定位水文测量技术可以通过测量水深和水下地貌，辅助船舶的定位和导航。
声纳定位则利用声波在水中的传播速度和回波反射信号，通过接收和处理声纳信号来确定船舶的位置和方位。
2. 雷达定位雷达定位技术是利用雷达发射出的电磁波与物体相互作用的原理，通过接收物体反射回来的波束来确定物体的位置和运动情况。
雷达定位技术在海运船舶的目标识别和位置确认方面具有重要作用。
3. 卫星通信与无线电定位卫星通信技术可以实现船舶与岸上通信基站的远距离通信，为船舶导航和定位提供重要信息。
无线电定位技术则基于无线电波的传播特性，通过地面测量站对船舶的无线电信号进行测量和分析，来确定船舶的位置。
三、海运船舶导航与定位技术的发展现状随着科技的不断进步，海运船舶导航与定位技术也在不断发展。
航海学I 船舶定位
四、有风流情况下的航迹绘算
在有风流情况下，真航向与风流影响下
的航迹向之间的关系是：
计划航迹向CA 真航向TC 风流压差 推算航迹向CG ( 船偏在航向线右面时为) ( 船偏在航向线左面时为)
为风流合压差，简称风流压差(1eeway and drift angle， )。
计划航迹向CA 左舷受流为＋ TC 流中航，即真航向与航 迹向之间的夹角。
当船舶航行在已知水流要素的海区 时，航迹绘算工作主要是要解决以 下两类问题： 1．已知TC、VL 、流向、流速， 求船舶相对于海底的推算航迹向和 推算航程； 2 ．已知CA和VL，求预配流压差 后船舶应该采用的真航向和推算航 程。
1．已知TC、VL、流向、流速，求推算
航迹向与推算航程的海图作业： (1)从推算起点画出真航向线，沿真航 向 线 截 取 计 程 仪 航 程 (SL=(L2— L1)(1+Δ L)=VLt)，得积算点； (2)从积算点画水流矢量，截流程，得推 算终点； (3)连接起点与终点的矢量，即为推算航 迹向和推算航程；并进行正确标注。
计划航迹向CA 推算航迹向CG 真航向TC 即: 推算航程SG 计程仪航程S L
无风流情况下的航迹绘算步骤: 1.在海图上由推算起点画出计划航线即真航向线; 2.在此航向线上以计程仪航程（SL）或航速与航时 之积（VL•t）为推算航程（S）截得积算点为推算 船位的方法。 3.此船位称为积算船位（dead reckoning position，DR）。
风舷角是指风向与船首尾线的夹角。
风向是指风的来向；流向是指流的去向.
航海上把风舷角小于10º 的风称为顶风； 风舷角大于170º 的风称为顺风； 风来流去 风舷角在80º ～100º 之间的风称为横风； 风舷角在10º ～80º 之间的风称为偏逆风； 风舷角在100º ～170º 之间的风称为偏顺风 。 向下风漂移的速度远小于风速 方向也不一定与风向平行; 而是一个以R为矢量的方向和速度漂移,如下图;
船舶定位实施方案
船舶定位实施方案船舶定位是指利用各种技术手段对船舶的位置进行精确定位的过程，是航海领域中非常重要的一环。
在现代航运业中，船舶定位技术已经得到了广泛的应用，从传统的人工观测到现代的卫星导航系统，船舶定位技术已经取得了长足的进步。
本文将就船舶定位的实施方案进行探讨，为船舶定位技术的应用提供一些参考。
首先，船舶定位实施方案需要考虑的是船舶定位的准确性。
在选择船舶定位技术时，需要考虑到定位的精度要求，不同的航行环境和船舶类型对定位精度的要求不同，因此需要根据实际情况选择合适的定位技术，比如全球卫星定位系统（GNSS）、惯性导航系统（INS）等。
同时，还需要考虑到定位系统的可靠性和稳定性，确保在各种恶劣天气和海况下，定位系统能够正常工作。
其次，船舶定位实施方案还需要考虑到定位系统的实时性。
在航行过程中，船舶需要及时获取自身的位置信息，以便进行航行计划和调整。
因此，选择具有实时性的定位技术是非常重要的。
现代的卫星导航系统可以提供高精度、实时的位置信息，因此在船舶定位实施方案中，可以优先考虑使用卫星导航系统作为主要的定位技术。
另外，船舶定位实施方案还需要考虑到定位系统的成本和维护成本。
不同的定位技术在设备和维护方面的成本是不同的，需要根据船舶的实际情况和经济条件进行选择。
同时，还需要考虑到定位系统的可维护性和维修周期，确保定位系统能够长期稳定地工作。
最后，船舶定位实施方案还需要考虑到定位系统的兼容性和扩展性。
船舶在航行过程中可能会遇到不同的航行环境和任务需求，因此定位系统需要具有一定的灵活性和扩展性，能够适应不同的船舶和航行需求。
同时，还需要考虑到定位系统与其他船舶设备的兼容性，确保定位系统能够与其他设备正常配合工作。
综上所述，船舶定位实施方案需要综合考虑定位的准确性、实时性、成本和维护成本、兼容性和扩展性等因素，选择合适的定位技术，并进行合理的系统设计和实施，以确保船舶在航行过程中能够获得准确、实时的位置信息，保障航行安全和效率。
第二章 船舶定位
921.风压差可________。
A．根据风向、风速作图求得 C．从风压差表求得 B．通过实测求得 D．B和C都对
922.风压差系数Kº 是如何求得的________。
A．理论推导得出 B．多次测定风压差后反推而得 C．根据船舶受风面积计算而得 D．根据经验估计
923.风压差系数K值应由________。
航迹推算在沿岸水流影响显著的航区应该每 小时进行一次；在其他航区，一般每2h-4h进行 一次。 二、陆标定位简介 航海上，虽然可以用航迹推算的方法求得推 算船位，但推算船位往往与实际相差较大。 （原因：不可能准确掌握罗经差、计程仪改正 率、风流压差及操纵要素等） 为确保船舶安全、经济地航行，航海人员必 须时刻重视测定本船准确的船位，使船舶沿着既定的 计划航线航行。
A．成正比 B．成反比 C．的正弦成正比 D．的余弦成反比
917.风压差的大小。
A．与风速有关，但与风向无关 B．与风舷角有关，风舷角90º 时最大 C．与船舶吃水差有关，但与船舶吃水无关 D．与船速有关，但与船舶干舷无关
918.下列哪些因素能影响风压差的大小？I、潮 流；II、风速；III、风舷角；IV、吃水；V、 海流
A．方向航程和气象资料 B．航向、方位、距离和风流资料 C．航向、航程和气象资料D．航向、航程和风流资料
一、风对船舶航行的影响 真风：空气相对于地面或海底的水平运 动。风是矢量，既有大小又有方向。风向是 指风的来向 ，习惯用罗经点或圆周法表 示 ；风的大小一般用风速或风级来表示 。 船风：由于船舶自身运动产生的风。船风 的风向与航迹向方向相同，风速等于船速。 因此，船舶在风中航行时驾驶人员所测得 的风，不是真风，而是真风与船风的合成 风，叫做视风。真风、船风、视风三者之间] 关系可以用风速矢量三角形来求得
船舶定位(航海概论)
Ⅰ
+C
Ⅰ PG1 PG2
观测天体定位
天体在空 中的位置 圆心 天文船位圆 半径 六分仪 测得天体与水天 线之间垂直夹角 天体定位 天球坐标系 天体视运动 时间系统 船位线 高度差法 天体计算高度
适用范围：同半球、纬度不高、航程不长。
（END）
航迹计算（墨卡托航法）
公式：
Dϕ = ScosC Dλ = DMPtgC
D Dep DMP D S C A
B
适用范围：
除东西向航行外所有 情况。
（END）
陆标定位
陆标识别 方位定位（两方位定位、三方位定位） 距离定位 方位距离定位 移线定位
（END）
移线定位
概念 位置线转移方法（直线位置线转移方法、
圆弧位置线转移方法、折线位置线转移方法）
单标方位移线定位
移线定位方法
有准确船位后的单标方位移线定位 特殊移线定位
（四点方位法、倍角法、特殊角法）
（END）
单标两方位移线定位方法
移线定位方法:
将T1时刻的位置线P1 转移到T2时刻P1’， P1’和T2时刻的位置线 P2的交点为T2时刻的 移线船位。
天文航海基本概念及定位原理
基本概念
天体地理位置PG 天体视高度ht′ 地面真地平 天体视差p 天体真高度ht=ht′+p 真顶距Z =90°－ht 地心真地平 天体船位圆 (1)圆心：天体地理位置PG (2)半径：90°－ht
B
p
A Z ht O ht’ PG A’ ht
航海学-第三章 船舶定位1
时间：沿岸水流影响显著航
区：1h一次，其它航区：2h4h一次
（END）
6
航迹推算简介（类型）
船舶定位方法
航迹推算
概念 意义 有关规定
航迹推算类型
TC、SL、风流 CG、EP CA、SL、风流TC、EP
（END）
7
航迹推算简介（基本训练）
船舶定位方法 航迹推算
（如图）（END）
20
有风无流绘算（风舷角QW）
顶风：QW
< 10° 顺风： QW > 170° 横风： 偏逆风 100° > QW > 80° 800 0 偏逆风： 90 左横风 80° > QW > 10° 1000 偏顺风 偏顺风： 170° > QW > 100°
（END） 17
无风流航迹绘算（推算精度）
a C A m C + m C d m m S + S E B F b D
绘画航线的精度：
c
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读取航向、罗经差、操舵不稳、作图误差 截取航程的精度： 读取航程、改正率、作图误差 推算船位误差园半径：2SL%。（END）
有风无流航迹绘算
风与风舷角
海图作业工具： 基本操作：
概念 意义 有关规定
航迹推算类型
海图作业基本训练
（END）
量取某点的经纬度 根据经纬度标绘某点 量取物标TB、Dist. 由已知点绘画方位线，在 其上截取距离求取经纬度
（END）
8
无风流航迹绘算
无风流：（风流很小，对航向影响<1°） 基本概念
海洋测绘技术中的船舶定位与航位推算
海洋测绘技术中的船舶定位与航位推算航海是人类探索海洋的历史悠久的活动，而船舶定位与航位推算则是航海中至关重要的技术。
在现代海洋测绘中，船舶定位与航位推算技术的发展不仅提升了航海的安全性，也为海洋资源开发和海岸线管理等领域提供了可靠的数据。
船舶定位是航海过程中最基本的要求之一。
在没有定位技术的时代，水手们只能依靠天文观测和地标来判断船舶的位置，这无疑是一项困难且容易出错的任务。
幸运的是，随着科技的发展，现代航海定位技术的出现彻底改变了这一局面。
目前，船舶定位主要依赖全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）。
GPS系统通过一组卫星来提供船舶的经纬度和海拔信息，使船舶可以在全球范围内进行定位。
INS系统则是利用加速度计和陀螺仪等传感器来测量船舶的加速度和角速度，从而推算出船舶的位置。
这两个系统的结合为船舶定位提供了高精度和实时性。
然而，航海中的船舶定位并不仅仅是指船舶在地理坐标上的位置，还包括船舶在海洋环境中的航向和航速。
船舶的航向可以通过航向传感器和自动舵控系统获得，而航速则需要利用航速测量装置来获取。
这些数据对于船舶行驶的控制和航海安全至关重要。
航位推算是船舶定位的补充和扩展，通过分析船舶的运动状态来推断船舶未来的位置。
常用的航位推算方法包括航向推算和速度推算。
航向推算主要依赖船舶的航向和航速，并结合水流和风力等因素进行计算。
速度推算则是利用船舶的航速和行驶时间，推算出船舶在未来一段时间内的位置。
这两种推算方法的结合，可以为船舶提供高精度的位移预测，有助于船舶进行航线规划和导航。
然而，船舶定位与航位推算技术在实际应用中仍然面临一些挑战和难题。
首先，海洋环境的复杂性导致定位精度存在一定的误差。
例如，水下地形、水流和气候等因素都会对定位数据产生影响，需要通过数据处理和校正来提高定位的准确性。
其次，高海流和恶劣的天气条件也会对航位推算造成困扰。
在这种情况下，需要依靠其他辅助手段如雷达和声纳等来补充定位数据，提高航位推算的可靠性。
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GPS导航卫星
GPS导航卫星星座有21颗工作卫星和3颗备 用卫星，共计24颗卫星，平均分布在6个轨道 上，每个轨道上有4颗卫星轨道倾角约55°， 轨道高度20183km左右，运行周期约 12h(717.88min)。全球任何地方的观测者， 在地平线7. 5 °以上至少可以看到4颗卫星， 在地平线以上至少可以观测到5颗卫星，最多 可看到11颗卫星
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~航迹计算:根据计算的 ( 1 ， 1 ) 、 C 、 S － > ( 2 ， 2 )
起始点经纬度,航向和航 D = ScosC
程,利用数学公式,求得 D = Depsecn
到达点推算船位的经纬 度的方法.
( 1 ， 1 ) 、 ( 2， 2 )－ >C 、 S
航迹计算两个类型如右 公式所述:
第六章船舶定位与航行方法 第一节 船舶定位 第二节 航次计划与航线设计 第三节 航行方法简介 第四节 航行值班
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第一节 船舶定位
~船舶定位的目的:通过定位掌握船舶偏离航线 的情况并及时给予纠正;掌握本船确切位置避 离危险;掌握本船已航路程,调整航行计划.
~船舶定位方法:
推算船位(航迹绘算和航迹计算获取)
D = ScosC D = DMPtgC
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二 、陆标定位:利用航海仪器观测物标的方位, 距离或方位差获得观测船位的方法.
~物标的识别:利用对景图,利用等高线,利用实 测船位等.
~方位定位:利用罗经在同一时刻分别观测两 个或以上陆标方位确定船位.
~距离定位:利用雷达或六分仪在同一时刻测 的两或以上陆标的距离为半径的两段弧交点 确定船位.
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距离定位
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方位定位实物图
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方位距离定位
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移线定位
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三、 天文定位
~天文定位:通过观测天体,得到天文船位线来 确定天文船位.
~天文定位的方法:
利用六分仪观测某一天体高度
根据观测时刻的时间查阅航海天文历等表册, 计算出该时刻天体位置
技术精度可达厘米级） 三维空间
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GPS地面站
1．跟踪站 2．主控站 3．注入站
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跟踪站
跟踪站也称监测站，分别设在夏威夷、科罗 拉多的斯普林斯、阿森松岛（南大西洋）、 迭戈加西亚岛（印度洋）和马绍尔群岛的夸 贾林环礁（北太平洋）上。跟踪站连续测量 所有可见卫星播发的信息，电离层和气象数 据等包括环境数据在内的卫星的各种信息， 并将测定的信息传送到主控（制）站
航迹绘算在海上分四种情况:无风无流,有风无 流,有风流 情况下的航迹绘算图
CG
0870GC 0910 ( G -10
+20
-50 )
C
CG TC
A
SL
B CG
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有风流 情况下的航迹绘算图
TC
A B
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D CG
CA C
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观测船位(陆标定位,天文定位和无线电定位获 取)
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一、 航迹推算
~航迹绘算(海图作业法求船位):根据船舶航行 时的航向,航程和风流要素,不借助外界导航物 标,在海图上绘画出具有一定精度的推算航迹 和推算船位.
航迹推算求船位是最基本的求取船位的方法, 也是其他定位方法的基础.
计算求得天文船位线
同时观测两个天体得两条天文船位线,其交点 为该时刻的天文船位
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六分仪(观测天体高度用)
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天文定位原理图
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~天文定位用天体:
恒星(star):常用的定位天体太阳(观测太阳移 线定位,观测太阳特大高度定位).
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主控站
主控站设在科罗拉多州斯普林斯的福尔肯空 军基地的联合空间工作中心。主控站从各跟 踪站收集跟踪数据，对卫星的轨道参数、时 间偏差进行评价，并计算出各卫星原子钟的 校正参量、卫星历书、卫星星历、系统状态 等，再编制成导航信息码后，送给注入站
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注入站
天文晨光昏影
－18°
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四、无线电定位(不受自然条件的限制)
无线电测向定位:利用无线电测向仪测定岸台 两个或以上已知位置的无线电台无线电信号 的方位,得到两条以上的方位线定位.
雷达定位:距离定位,方位定位,方位距离定位.
卫星定位:NNSS定位,GPS定位,GLONASS定 位,GLOVE定位系统,北斗星定位系统.
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第二节 航次计划与航线设计
一、 航次计划:根据航次任务(航次命令),做好各
部门准备工作,如载货和航线设计等. ~航次计划的具体内容: 图书资料的准备和改正； 人员配备、助航仪器的准备和检修； 研究有关资料； 确定航线； 进出港和通过重要海区或物标的时机； 预算时间. 制定货物积载图和装卸计划.
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~方位距离定位:在视线内如只有单一陆标,可 以在同一时刻观测其方位和距离确定船位.
~移线定位:在视线内有唯一物标,同一时刻只 能测的一条船位线,可以利用转移船位线方法, 把不同时刻的船位线整合的到船位.
以上几种定位方法图示如下:
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方位定位
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行星(planet):常用的定位天体有金星,火星,木 星和土星(晨昏蒙影测星定位).
卫星(satellite):常用的定位天体为月球.
航海晨昏蒙影图如下:
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水天线
`
民用晨光始 民用昏影终
航海晨光昏影
民用晨光昏影
－6°
航海晨光始 航海昏影终
天文晨光始 天文昏影终
航海晨光昏影
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GPS
GPS（Global Positioning System， 全球卫 星定位系统）是由美国国防部研究和建设的， 基于测距原理的全天候卫星导航系统，用于 全球表面及近地空间用户的精确定位、测速 和作为一种公共时间基准的系统。
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GPS定位特点
全球 全天候 实时 高精度（P码1米、C/A码30米、C/A采用无码