大连海事大学航海技术航海学课件.ppt
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大连海事大学航海学2课件——天文船位误差
二.测、算、画误差（系统误差和随机误差）
画算天方文位船Ac的位误线差应可已忽知略Dh不＝计ht，－而hc和画A天c。文计船 位线的误差因人而异并且与海图比例尺有 关不予以讨论。这里主要分析测和算的误 差。
1. 测、算、画中的系统误差 （1）实际眼高差与表列眼高差不一致而产
生的误差d
该误差属于未定系统误差，并与折光差、 气温、水温有关。
三、船位误差带
+σ
68.3%
-σ
95.4% +2σ -2σ
99.7% +3σ -3σ
第二节 “同时”观测两星定位的船位误差（等精 度）
一.天文船位系统误差 设两条船位线Ⅰ－Ⅰ和Ⅱ－Ⅱ仅含有相
同的系统误差 +εDh
大小： ＝± Dh sec A 2
A1 2
=± Dh
A
sec
2
；
方向：过两船位线的交点P所作的平均方位（Am＝
在大洋中，该误差可忽略不计；
在沿海、海湾特别是气温与水温的温差 相差很大时，可产生不可忽略的误差。
这就是为什么沿海天文定位不准确的原 因所在。
（2）蒙气差的误差
利用公式计算出的蒙气差与实际蒙气差 会产生一定的误差，并与气温、气压有 关。
当天体的高度低于15时会产生不可忽略 的误差。
当天体的高度大于15并小于30时，蒙 气差的误差约为0.2。
第三节 “同时”观测三星定位及其船位误 差 “同时”观测三星定位，由于存在误差，
使三条船位线不可能恰好交于一点而形 成一个三角形，称其为船位误差三角形。
从而产生了如何确定观测船位和处理船 位误差的问题。
一、求观测船位
1.船位系统误差三角形的处理 过三角形的三个顶点（每两条船位线的交点），分
大连海事大学航海学2课件——球面三角概要
P´
圆心角相等的小圆弧与大圆弧之比等于COS纬度
七、两大圆极之间的大圆弧所对的球心角等 于该两大圆面的两面角。
90°－∠BOD＝∠AOB 90°－∠BOD ＝∠DOE ∠AOB ＝ ∠DOE
第二节 球面三角形
一、球面三角形的定义
在球面上由三个大圆弧 围成的三角形称为球 面三角形 （spherical triangle）。
边三角形。
2．球面等腰三角形和球面等边三角形 有两边或两角相等的三角形称为球面 等腰三角形。
若三边或三角都相等的三角形称为球
面等边三角形。
3．球面初等三角形
三个边相对其球半径甚小的三角形 称为球面小三角形。只有一个角及
其对边相对球半径甚小的三角形称
为球面窄三角形。两者统称为球面
初等三角形
4．球面任意三角形
球面三角形的三个角
和三条边称为球面三角 形的六要素。 航海上讨论的球面三
角形的六要素均大于0°， 而小于180°，又称其为 欧拉球面三角形。
二、球面三角形分类
球面三角形分为直角、直边、等腰、等边、
初等和任意三角形。
1．球面直角三角形和球面直边三角形 至少有一个角为90°的三角形称为球面直 角三角形。 至少有一个边为90°的三角形称为球面直
O
P’
行圆，其中只有一个通过 球心的是大圆，其余的都
是小圆。
P
a c O b d
从极到圆(大圆或小 圆)弧上任一点沿大
圆弧的球面距离叫
D
A B
极距(polar distance),
C
又叫球面半径。
极距为90°的大圆 弧又称为该极的极 线。
P’
球面上一点到某一大
P a c d
圆心角相等的小圆弧与大圆弧之比等于COS纬度
七、两大圆极之间的大圆弧所对的球心角等 于该两大圆面的两面角。
90°－∠BOD＝∠AOB 90°－∠BOD ＝∠DOE ∠AOB ＝ ∠DOE
第二节 球面三角形
一、球面三角形的定义
在球面上由三个大圆弧 围成的三角形称为球 面三角形 （spherical triangle）。
边三角形。
2．球面等腰三角形和球面等边三角形 有两边或两角相等的三角形称为球面 等腰三角形。
若三边或三角都相等的三角形称为球
面等边三角形。
3．球面初等三角形
三个边相对其球半径甚小的三角形 称为球面小三角形。只有一个角及
其对边相对球半径甚小的三角形称
为球面窄三角形。两者统称为球面
初等三角形
4．球面任意三角形
球面三角形的三个角
和三条边称为球面三角 形的六要素。 航海上讨论的球面三
角形的六要素均大于0°， 而小于180°，又称其为 欧拉球面三角形。
二、球面三角形分类
球面三角形分为直角、直边、等腰、等边、
初等和任意三角形。
1．球面直角三角形和球面直边三角形 至少有一个角为90°的三角形称为球面直 角三角形。 至少有一个边为90°的三角形称为球面直
O
P’
行圆，其中只有一个通过 球心的是大圆，其余的都
是小圆。
P
a c O b d
从极到圆(大圆或小 圆)弧上任一点沿大
圆弧的球面距离叫
D
A B
极距(polar distance),
C
又叫球面半径。
极距为90°的大圆 弧又称为该极的极 线。
P’
球面上一点到某一大
P a c d
航海学第五节海图 56页PPT文档
经度1＇的长度（1赤道里）相等，但纬度1＇ 的长度（1海里）随纬度升高而逐渐变长，存 在纬度渐长现象。
恒向线为直线，非最短航程航线。 具有等角特性。 同纬度纬线的局部比例相等，不同纬度的局部
比例尺，随纬度的升高而逐渐增大。（END）
正规墨卡托图网绘制方法
纸张大小，图幅经差 -> 1 赤道里长度e；
经差(’)×1赤道里长度 > 绘画整度经线(间隔1° 或2°或5°)；
DMP(MP2-MP1)×1赤 道 里 长 度 -> 绘画整度纬线(与经 线垂直)；
绘画经度和纬度图尺：经 线等分；纬线先10’，再 等分。 （END）
60n mile
60n mile
60n mile
60n mile
7.34cm
O
M1
Q'
∵ M 1 、 M 2非 常 接 近
∴ d tgC d
C M0
R E
F
cos
对 上 式 由 （ 1 ， 1 ） 至 （ 2 ， 2 ） 积 分 ：
2 1tg C lntg 4 2 2lntg 4 2 1P S
球面恒向线方程
在 Δ D M 1 M 2 中 ： D M 2 = D M 1 t g C
PN
而 ： D M 1 = R Δ ， D M 2 = Δ W = R C o s Δ O '
∴ R C o s Δ = R Δ t g C A
rW DC
N B
M2
即 ： Δ = t g C Δ / C o s Q
航海学（1.2：海图）
大连海事大学 航海学院 航海教研室 刘德新
航海学（1）课程目录
第一篇 基础知识
恒向线为直线，非最短航程航线。 具有等角特性。 同纬度纬线的局部比例相等，不同纬度的局部
比例尺，随纬度的升高而逐渐增大。（END）
正规墨卡托图网绘制方法
纸张大小，图幅经差 -> 1 赤道里长度e；
经差(’)×1赤道里长度 > 绘画整度经线(间隔1° 或2°或5°)；
DMP(MP2-MP1)×1赤 道 里 长 度 -> 绘画整度纬线(与经 线垂直)；
绘画经度和纬度图尺：经 线等分；纬线先10’，再 等分。 （END）
60n mile
60n mile
60n mile
60n mile
7.34cm
O
M1
Q'
∵ M 1 、 M 2非 常 接 近
∴ d tgC d
C M0
R E
F
cos
对 上 式 由 （ 1 ， 1 ） 至 （ 2 ， 2 ） 积 分 ：
2 1tg C lntg 4 2 2lntg 4 2 1P S
球面恒向线方程
在 Δ D M 1 M 2 中 ： D M 2 = D M 1 t g C
PN
而 ： D M 1 = R Δ ， D M 2 = Δ W = R C o s Δ O '
∴ R C o s Δ = R Δ t g C A
rW DC
N B
M2
即 ： Δ = t g C Δ / C o s Q
航海学（1.2：海图）
大连海事大学 航海学院 航海教研室 刘德新
航海学（1）课程目录
第一篇 基础知识
大连海事大学航海学1课件——陆标定位概要
（END）
三方位定位
三方位定位特点：
简单直观 可以判断OP的准确性
误差三角形成因 三方位定位步骤（同两方位定位） 误差三角形处理（小误差三角形、大三角形） 等精度情况下误差三角形处理 提高三方位精度方法
（END）
船位误差三角形成因
异时观测； 方位观测误差； 罗经差本身误差； 作图误差； 物标的海图位置不准所引起的误差。
利用等高线识别
利用实测船位识别
利用概率船位区
两方位定位
概念 定位方法 两方位观测船位精度 提高两方位观测船位精度方法
（END）
两方位定位方法
选择、辨认物标 观测：GB1/CB1； GB2/CB2 求取物标真方位： TB=GB+G=CB+C 自所测物标反方向绘画方位 位置线：TB1±180°； TB2±180° 标注：观测时间
反中线 中线 角平分线
等精度系统误差三角形处理1
M2
M1 M3
等精度系统误差三角形处理2
M1 M2
M3 2 1 3
第三节 距离定位
概念 距离测定
利用雷达测定距离 测垂直角求距离 灯塔初隐/初显距离
（END）
距离定位 提高两距离位精度方法
测垂直角求距离
公式
D=H/(1852×tg) =1.856×H/’ 海里 在潮差较大的海区，H应 经潮高的改正； 应选择岸距小、高度大 （陡直）且距离近的物标； 当D>>H>e且H>d时， D<3e。（END）
大连海事大学航海学1课件——航迹推算
A
有风无流绘算（海图作业2）
自起点A绘画CA/CG 自A点沿CA/CG截取SL，
B
B
截点B即为EP
A
A
有风无流绘算（海图作业3）
自起点A绘画CA/CG 自A点沿CA/CG截取SL，
B
B
截点B即为EP 自A点绘画2cm～4cm长 的TC线
A
A
有风无流绘算（海图作业4）
自起点A绘画CA/CG 自A点沿CA/CG截取SL，
“”
推算船位精度
（END）
航迹向和风流压差的测定
连续观测定位法
叠ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ导航法
雷达观测法
物标最小距离方位和正横方位法 单物标三方位求航迹向法
（原理、作图法）
（END）
航迹计算
概述
（应用时机、计算类型、计算方法：中、墨）
平均纬度航法（原理、公式）
墨卡托航法
单航向航迹计算（类型1、类型2）
TC VL CA/CG
流中航迹向CG与TC夹角。
代号：
规定：
CA/ CG = TC +
符号：左+右（END）
VC
有流无风航迹绘算（要素的确定）
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）
CA->TC5 ）
T C B
C A
A
C
3) 7 0( G2, + 0 7 5G C 0 C A
大连海事大学船舶操纵课件015
狭水道中的船舶操纵
• 操船要点
– 全面调查地形地貌、水文情况、助航标志、交 通状况 – 采用正确的避险方法和导航方法，行驶在计划 航线上
• 导航方法有浮标导航、岸标导航（如人工叠标、自 然叠标等）单标方位导航等。 • 避险法可用物标方位线避险法、距离圈避险法等。
– 准确掌握转向点和施舵点及新航向距离
桥区水域的船舶操纵
• 操纵要领及注意事项
– 注意事项
• 选择合适通航孔
– 富裕高度、富裕水深、安全间距、禁航标志
• • • • • •
备车、检查设备 加强瞭望、安全航速、谨慎驾驶 发现异常时不得强行通过，报告 禁止追越、掉头、试航、并行 备齐航行资料、通告最新 不得停留、锚泊，紧急情况下停泊应报告、信号、发布警告、 尽快驶离 • 注意收听天气和航行安全信息，不得冒险通过
狭水道中的船舶操纵
• 有流弯曲航道
– 顶流过弯
• • • • • 保持在水道中央略偏凹岸一边 慢速顺着凹岸的弯势一点一点地内转 航迹与岸线保持平行 使船首尾线保持与流线平行 船首内侧受流易外偏，应迅速加车用舵纠正之。当 措施无效时，应果断抛双锚，快倒车，以防发生事 故。
狭水道中的船舶操纵
• 有流弯曲航道
运河中的船舶操纵
• 运河中会船
– 一般都是一船系缆，让另一船驶过
• • • • • 系缆靠岸时，应尽量不用倒车 一般约在1海里前就需减速 有风时，若条件许可应靠下风一边 双车船应注意螺旋桨不要碰及岸壁 除有流及强顶风外，一般只需带两根横缆即可。
– 他船驶过时使系缆船剧烈摇荡而无法用缆稳定，为克 服这种摇荡，必须松掉前后缆，用车舵抵消之，否则 易造成尾部与驶过船的尾部相碰，双车船只能用外舷 车，以防碰坏螺旋桨。 – 驶过船必须以慢速保持在航道的中线上航行，避免岸 壁效应。
大连海事大学航海学2课件——误差基础知识
n
n
称为最概率值(最佳估值)。
算术平均值的应用条件： 被测对象具有同一个值，亦即在观测过
程中，被测对象的值的变化相对观测误 差来说小到可以忽略的程度。 利用算术平均值求最概率值将受到一定 的限制，为了在更复杂的观测结果中求 最概率值，人们引入了最小二乘法。
二、最小二乘法原理 1．误差与残差 误差Δi＝li－L i＝1、2、……n。 残差νi＝li－ l i＝1、2、……n。 残差的性质与误差的性质是一样的，因
解：
TB ＝±
2 CB
+
2 Var
+
2 Dev
＝± 0.52 + 0.12 + 0.32
＝±0.6
第四章 等精度观测平差
平差的目的： 1.求观测值的最概率值 2.观测精度的估计 3.求观测结果
第一节 等精度直接观测平差 一、求观测值的最概率值 在等精度直接观测平差中最概率值即是
观测值的算术平均值。
环境误差：观测环境因素对观测的影 响而产生的误差，如光线、气温、气压 等的变化。
人员误差：由测者感官上的分辨、反 应的能力而产生的误差，如照准偏差、 读数偏差、看水尺误差等。
（2）处理观测数据时所产生的误差 有效数字凑整误差。 近似计算的误差。 利用参数、常数所产生的误差。
三、误差的种类
尺度以外，还可采用概率误差作为衡量 随机误差的标准。概率误差与标准差的 关系为： γ＝0.6745σ≈2/3σ
3．随机不确定度 表示误差大小时出现两种情况，一种是明确
误差的“＋”或“－”；另一种是以“±” 给出一个区间，表示误差变化的范围， 凡是用区间“±”给出的误差指标均称为不 确定度。如t 在实际工作中，航海人员往往将误差和不确 定度混用了。
航海学课件(完整版)
第一篇航海学地文航海航海学是一门研究船舶如何安全、经济地从一个港口（地点）航行到另一港口（地点）的实用性学科。
航海学主要研究下列课题：1．拟定一条安全、经济的航线和制定一个切实可行的航行计划。
2．航迹推算，包括航迹绘算和航迹计算两种方法。
航迹推算是指根据船上最基本的航海仪器（罗经和计程仪）所指示的航向和航程，结合海区内的风流要素和船舶操纵要素，不借助外界物标或航标，从某一已知船位起，推算出具有一定精度的航迹和某一时刻的船位的方法。
它是驾驶员在任何情况下，求取任何时刻的船位的最基本的方法，也是陆标定位、天文定位和电子定位的基础。
3．测定船位（简称定位），包括陆标定位、天文定位和电子定位三种。
陆标定位是指观测海图上标有准确位置的，并可供目视或雷达观测的山头、岛屿、岬角、灯塔等显著的固定物标与本船的某一（某些）相对位置关系，如方位、距离和方位差等，从而在海图上确定本船船位的方法和过程。
陆标定位一般可分为方位定位、距离定位、方位距离定位和移线定位等。
天文定位是指在海上利用航海六分仪观测天体（太阳、月亮和部分星体）高度来确定船舶位置的一种定位方法。
电子定位是指利用船舶所装备的无线电定位系统的接收机来测定本船位置的一种定位方法。
目前，普遍使用的有GPS定位系统和罗兰C定位系统。
船舶航行中，要求航海人员尽一切可能随时确定本船的船位所在。
这样，才可能结合海图，了解船舶周围的航行条件，及时采取适当、有效的航行方法和必要的航行措施，确保船舶安全、经济地航行。
航迹推算和定位是船舶在海上确定船位的两类主要方法。
4．航行方法，研究在各种航海条件下的航行方法，如沿岸航行、狭水道航行和特殊条件下的航行等。
为了研究上述课题，航海学还必须包括航海学基础知识和航路资料等基本内容。
其中，航海学基础知识主要包括坐标、方向和距离，以及海图两大部分内容；航路资料主要包括：潮汐与潮流、航标与《航标表》和航海图书资料等内容。
第一章坐标、方向和距离第一节地球形状和地理坐标一、地球形状航海上船舶和物标的坐标、方向和距离等，都是建立在一定形状的地球表面的，要研究坐标、方向和距离等航海基本问题，必须首先对地球的形状和大小作一定的了解。
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天Байду номын сангаас航海
第一章 天文导航概述 第二章 天球坐标 第三章 天体视运动 第四章 时间与天体位置 第五章 求天体真高度 第六章 天文船位线 第七章 观测天体定位 第八章 天文船位误差 第九章 天测罗经差
1.三副证书考前评估
（1）海图作业 （2）船舶定位 （3）航线设计 （4）测罗经差 （5）航海仪器的正确使用 （6）货物积载与系固 （7）航海英语
航海学
附篇 球面三角与船位误差理论基础 第一篇 基础知识 第二篇 航迹推算与陆标定位 第三篇 电子航海 第四篇 天文航海 第五篇 航路资料 第六篇 航线与航行方法
海事局考试内容
航海学1 航海学2 航海学3
航海学1
第一篇 基础知识 第二篇 航迹推算与陆标定位 第三篇 电子航海
1.航海英语 2.船舶值班与避碰 3.航海学 4.船舶货运 5.船舶结构与设备 6.航海气象 7.船舶管理
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1.航海英语会话 2.航海专业英语阅读 3. 航海英语习题集
船舶值班与避碰对应我校教材
船舶值班与避碰 船舶值班与避碰习题
船舶货运对应我校教材
船舶货运 船舶货运习题集
附篇 第四篇
航海学2
球面三角与船位误差理论基础 天文航海
航海学3 第五篇 航路资料 第六篇 航线与航行方法
考三副内容
社会人员考三副
航海院校本科生毕业考三副
基本安全培训 评估 基本安全培训
评估
三副证书考试
三副考试科目
附篇 球面三角与船位误差理论基础
第一章 球面三角 第二章 内插法 第三章 误差基础知识
2.两证评估
（1）雷达观测与标绘 （2）雷达与ARPA
3.GMDSS评估
（1）GMDSS英语 （2）GMDSS实操
考试科目
1.航海英语 2.航海学 3.船舶值班与避碰 4.船舶货运 5.船舶结构与设备 6.航海气象 7.船舶管理
航海院校本科生毕业时参加下述7门考试科目中 的3门考试，具体哪3门由海事局临时决定。