船舶定位与航行方法66923
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;
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
【科普】船舶在海上航行的航向与方位
【科普】船舶在海上航行的航向与方位（一）方向确定航行在茫茫大海上的船舶是怎样来确定方向的呢？为确定方向，首先要确定方向的基准线，航海上常用南北线作为方向的基准线。
1方向基准线——南北线过测者作一个与测者铅垂线相垂直的地平平面(测者地面真地平平面)，该平面与测者的子午圈平面的交线就是测者的南北线。
其中近北极的一方是正北方向，近南极的一方是正南方向。
2东西线通过测者铅垂线与测者子午圈平面相垂直的平面叫做测者的卯酋圈平面,它与测者地平平面相交的直线为测者的东西线。
当测者面北背南时，测者东西线的右方是正东方向，左方是正西方向。
（二）方向划分仅在测者地平平面上确定北东南西四个基点的方向还是不够的。
航海上进一步划分方向的方法有：圆周法、半圆法、罗经点法。
（三）航向、方位和舷角1真航向当船舶横倾时，过船舶中铅垂线的船首尾面与测者真地平平面相交的直线称为船首尾线。
船首尾线向船首方向的延长线称为船首线；当船舶航行时该线即为航向线。
以真北线为基准，顺时针方向计量到船舶的航向线的角度称为真航向，缩写为TC。
真航向的度量方法是：以真北线为基准，顺时针方向由0000到3600计量，计算到船舶航向线。
凡航向均用三位数表示。
2真方位测者与物标的连线称为物标方位线。
以真北线为基准,顺时针方向计量到物标方位线的角度称为真方位,缩写为TB。
真方位的度量方法是:以真北线为0000,顺时针方向由0000到3600计量,计算到物标方位线。
凡方位均用三位数表示。
3舷角船首线与物标方位线之间的夹角称为舷角或相对方位（Q）。
4真方位与舷角的换算物标的真方位是以测者真北线为基准度量的，因此它与航向的变化无关，只要测者位置不变，航向的变化不会引起真方位的变化；而物标的舷角是以船首线为基准度量的，因此航向改变后，舷角也就随着改变。
航向、方位与舷角之间的关系是：TB=TC+ Q（四）方向的测定船舶在海上航行时是通过罗经来指示航向和观测物标方位，目前，船舶上配备的罗经有陀螺罗经和磁罗经两种。
【科普】船舶定位与航行方法
【科普】船舶定位与航行方法船舶启航前,船舶驾驶员根据航次命令,研究和分析了航行往目的地的航区的情况后，在海图上设计并画出拟航行的航线,称计划航线。
计划航线由许多段航线组成,各段之间联接的点称为航路点；每段计划航线的方向称为该段的计划航向。
如果没有其他的影响,船舶航行就是按照每段的计划航向沿着计划航线航行直至目的地时,船舶的航迹线就落在计划航线上。
但是,实际上船舶在海上航行要受到外界的各种影响，例如,风、流、浪、涌等都使船舶随时偏离计划航线；另外,计划航线上可能还有其他船舶航行、渔船捕鱼作业等,这时,船舶就必须改变航向,按有关规则避让,当驶过让清后,又要回到计划航线上继续航行。
本小结介绍的船舶定位与航行方法,就是通过船舶定位的手段来掌握船舶偏离计划航线的情况,并考虑外界的航行条件和影响，采取适合的航行方法使船舶航行在计划航线上。
1船舶定位为了保证船舶安全、经济地航行,很重要的一点是在任何时候及任何情况下,航海人员必须知道自己的船位所在,这样才能在海图上,根据船位了解船舶周围的航行条件,及时采用适合的航行方法和必要的航行措施,确保航行安全。
船舶在航行中确定船位的方法,一般可分为两类,即推算船位和观测定位,推算船位有航迹绘算和航迹计算；观测船位方法有陆标定位、天文定位和无线电定位。
2航次计划与航线设计船舶营运生产通常是以航次(voyage)为生产周期,航次开始前要制定计划、安排生产,航次结束后必须统计数据资料、总结汇报等等。
航次开始时间是上一航次的结束时间；航次结束时间是最后一票货离船(如吊卸货则货吊过船舷时)或最后一位旅客离船(出船舷时)时间。
船舶的航次是连续计算,航次编号(voyage N0.)和起止时间在航海日志中都必须详细记载。
在航次结束前,船公司或租家一般都将提前下达下一航次的运输任务——航次命令(voyage Order)。
航次命令是船公司或租家对船长关于下一航次船舶运输任务的指示,收到航次命令后, 船长必须尽快地将航次命令的落实情况报告船公司或租家,以便船公司或租家安排计划,掌握船舶准确情况。
船舶航行与导航技术的定位与测量技术
船舶航行与导航技术的定位与测量技术船舶作为重要的交通工具之一，对定位与测量技术的要求非常高。
在海洋环境中，强大的风浪和复杂的水下岩石地形对船舶课程和位置的控制提出了严格的挑战。
因此，船舶导航和定位技术的发展一直受到人们的密切关注。
导航技术的历史船舶的导航技术已经有数千年的历史。
早期的导航技术基于观察自然标志，如太阳、月亮、星星等。
随着时间的推移，复杂的精度仪器和电子仪器被引入导航领域。
这其中最基础的导航仪器就是罗盘，因为它能为导航发挥非常重要的作用。
同时，还有其他的导航仪器，如木星仪、星盘、海图等。
随着时间的推进，GPS（全球定位系统）技术在船舶导航领域得到广泛应用。
GPS定位技术具有非常高的精度和可靠性，同时具有很强的良好性。
航行的挑战性随着船舶的巨大增长，航行的挑战也逐渐增加。
现在的船舶尺寸日益增大，需要更高的精度来导航。
同时，飞沫、雾和波浪等不确定因素影响着航行操作。
这要求导航技术要越来越精确和可行。
船舶定位和辅助导航技术船舶定位技术是航行和导航的重要部分，这项技术基于计算GPS信号的方位角度，用于测量船舶位置。
定位技术主要用于跟踪船舶，包括沿岸、海岸和海洋区域。
为了补充GPS技术的不足，船舶还采用了其他辅助导航技术，如惯性导航、电子海图和声学测量技术等。
这些技术确保了船舶导航和定位的准确性和可行性。
船舶导航和定位的未来随着科技的不断进步和技术的创新，船舶导航和定位技术将发生重大变革。
未来船舶可能会采用机器人技术，这不仅将提高航行的精度和速度，也将极大地减少人为操作错误的风险。
同时，人工智能和物联网技术将在船舶导航和定位中发挥更加重要的作用。
这些技术将会提高船舶的自主性、安全性和效率性。
船舶也可能被漂洋自在的潜艇所代替，这会更好地满足现代海上贸易的需求。
结论船舶定位和导航技术的历史有数千年。
从人类长久的航海历史，我们可以看出，不断的技术革新和创新是获得更高精度和更可行的船舶定位和导航所必须的。
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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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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。
Байду номын сангаас
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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
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
~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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~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.
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)
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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.
观测船位(陆标定位,天文定位和无线电定位获 取)
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2
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3
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.
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:
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.
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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
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.
航迹绘算在海上分四种情况:无风无流,有风无 流,有流无风,有流有风.
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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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~航迹计算:根据计算的 ( 1 ， 1 ) 、 C 、 S － > ( 2 ， 2 )
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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
注入站也称地面控制站或称地面天线，分别 设在南大西洋的阿森松岛、印度洋的迭戈加 西亚岛和马绍尔群岛的夸贾林。注人站将导 航信息注入卫星。每天一、两次。
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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
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
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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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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). 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:
~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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10
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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