船长航海学知识点.doc

航海学1. 海图比例尺：海图比例尺为图上长度与其对应的地面实际长度之比；一般在海图上标注的是普通比例尺或基准比例尺，大约是（其实不是这么算的）图上各局部比例尺的平均值，或等于图上某点或某条线上的局部比例尺；表示法：数字比例尺-直线比例尺-墨卡托海图：A.比例尺是图上某基准纬线的局部比例尺或图外某基准纬线的局部比例尺，B.同一点各个方向上的局部比例尺相等C.同一纬线各点局部比例尺相同；D.C=C0/COS(C为纬度处比例尺，C0为纬度为0处比例尺)。或C1/C2=COS2/COS1(各纬度处局部比例尺之比等于纬度余弦反比)；在同一纬度局部比例尺越大，同一图上相同两经线间间距越大；同一图上，随纬度的升高，局部比例尺增大（纬度渐长率）；海图上最细的线0.1mm（即海图极限精度），海图比例尺越小，精度越低；比例尺越大，极限精度越高；2. 高程和水深高程基准面：A.中版：1985年高程基准面或当地平均海面；B.英版：平均大潮高潮面（半日潮地区），平均高高潮面（日潮地区），当地平均海面（无潮海区）；深度基准面（也是干出高度的起算面）：A.中版：理论最低潮面；B.英版：天文最低潮面；无论是中版还是英版，灯高和桥净高都是从平均大潮高潮面（MHWS)起算；平均海面是最基本的基准面，高程基准面和深度基准面都是以平均海面标注的；高程（和净空高度同）：A.陆上的直接标数字，水上数字带括号；B.米制单位米，拓制单位英尺；C.不足10米，精确到0.1；大于10米，精确到整数；水深：中版 A.小于21米，标注至0.1m;B.水深21-31米，标注0.5m，（即0.9,0.1,0.2,0.3归临近的整数，0.4-0.8归为0.5）；大于31米，标注至整数；C.实测水用斜体字，直体字表示深度不准或采用旧水深资料或小比例尺海图；英版:A.水深小于11拓，用拓和英尺表示；B.水深大于11拓，用拓表示；C.如果测量精确，11-15拓，也可用拓和英尺表示，大于15拓，用拓表示；1拓1.83米；底质：A.先用形容词，再用底质；形容词小写，底质大写；B.底质缩写;S(沙)、M（泥）、Cy(黏土)、Si(淤泥)、St(石头)、R（岩石）、Sh（贝）、Co(珊瑚)、Cb（鹅卵石）、G（砾）、Wd(海草)；C.形容词：so(软)、sf（硬）、h（坚硬）、bk(碎)；f(细)、m(中)、c（粗）；D.其中S.M.表示混合底质，沙多泥少（前多后少）；E.其中S/M表示上层沙，下层泥；3. 误差均方误差、随机误差和标准差是一回事；单个位置线的误差：A.方位位置线系统误差：=(b * D)/57.3;B.方位位置线标准差：E=(*D)/57.3;C.距离位置线系统误差：E=b；D.距离位置线的标准差：E=；A.两方位定位系统误差：E=(*d)/(57.3*sin);B.两方位定位标准差：E=（*)/(57.3*sin);C.物标选择：尽量选择明显、位置准确和离船较近的物标，即D尽可能小（孤立、显著、较近）；兼顾系统误差和随机误差，最好选择60-90物标，一般夹角应满足30-150（夹角不是越大越好）。D.观测顺序：先难后易（先闪后定、先长后短、先弱后强），先慢后快；测锚位：先正横后首尾；随机误差坐落在对称区间的概率：A.1倍范围内：68.3%；B.2倍范围内：95.4%；C.3倍范围内：99.7%；船位误差四边形：两条船位线相交构成的四边形；A.船位落在一倍船位误差带概率：46.6%；B.船位落在两倍船位误差带概率：91.1%；C.船位落在三倍船位误差带概率：99.5%；D.船位误差圆：P=1-e(c为标准差倍数，此种情况，误差圆必须过误差四边形的四个顶点，圆的半径即为c,带入公式即可。e=2.7183)E.船位误差椭圆：P=1-e(c为标准差倍数，此种情况椭圆必须内切四边形，其半径就是c，带入以上公式即可)F.习题：标准差为1，船位落在标准船位误差圆的概率：63.2%-68.3%；落在标准误差椭圆的概率：39.4%；误差种类;A.随机误差（均方误差，标准差）：人为的，每次不一样，可通过增加观察次数减少；B.系统误差：一直存在，每次大小方向都一样，但可以消除；C.粗差：测错了，值偏大；D.单一观测标准差：=；E.误差传播定律：标准差3=；F.最概率值的标准差=单一观测标准差/=；G.观测值-真值=真误差；最概率值：算数平均值；残差=观测值-最概率值；4. 三种误差圆的比较：误差椭圆：A.正确反映误差分布的界限和方向；B.长轴误差大，短轴误差小；C.误差椭圆圆周上各点概率相等；D.概率相等的条件下，误差椭圆面积最小；E.作图繁琐，很少用；误差圆：A.绘图简单，较常用；B.缺点：不能反映船位分布的方向性；C.D.E.F.误差四边形：A.概率表示船位分布的方向性；B.作图简单；C.在概率相同的条件下，面积最大；D.适用：船位线夹角很小或两条船位线标准差相差很大（位置线误差相差很大），即b/a值很小时，或者说用误差椭圆很扁时也可用误差四边形；面积相等，概率由大到小：误差椭圆误差圆误差四边形；概率相等，面积由大到小：误差四边形误差圆误差椭圆； 5. 单物标移线定位（包括天文）：转移位置线的精度注意取决于转移前位置线的精度和转移时间内航迹推算的精度（即移线过程中航程推算误差），转移位置线的精度低于观测时位置线的精度；除尽可能及减少观测方位误差和航迹推算误差和航迹推算误差外，选择物标较近距离时观测（选物标应在正横前后进行，这样既满足距离近，又满足方位变化快），尽可能缩短转移位置线时间间隔，以减少推算航程误差；两条位置线交角接近90，一般不小于30（综合考虑，路标：30-60，天体：30-50）；为了消除航迹向误差：保证移线前的船位线与计划航向垂直：如路标，选正横附近；如天体，选首尾方向。为消除航程误差，先观测正横附近路标或在太阳中天时进行，因其方位变化快，缩短观测时间6. 三方位定位：船位误差三角形：三方位定位中由合理的、不可避免的误差引起的三角形，产生原因：A. 并不能做到同时观测三物标方位；B. 观测中存在观测误差；C. 作图误差；D. 罗经差本身存在误差；E. 所测物标的海图位置不准所引起；小误差三角形处理（认为是随机误差造成的）：在大比例尺海图上，边长小于5mm（合理的概率误差）A. 近似直角：近直角处；B.近似等边：中心；C.近似等腰：近短边中心；D.狭长等腰：短边中心；E.若附近有危险物：对航向最危险的一点；大误差三角形的处理：短时间内重复观测，A. 基本消除或明显缩小时：原因：消除粗差后由合理的随机误差所致；处理：按小误差三角形处理；B. 误差三角形无明显变化时：成因：存在较大的系统误差。处理：措施一：改变罗经差法（即向相同方向增大或减小三个物标方位，三条新方位线相交形成的新三角形的三个顶点与原误差三角形的三个顶点分别连续，连线延长线的交点） 措施二：差值法（取三条方位线法线（即位置线梯度）的平分线，该平分线延长线的交点。） 措施三：三方位定位，雷达方位、距离定位等；现象：新变大了：变动方向增加了系统误差； 新变小了：变动方向减小了系统误差； 新消失了：变动方向、大小刚好抵消了原三角形； 新倒置：变动方向减小误差，数量过头了；习题中此种情况求最概率船位的方法：.在船位误差三角形三个顶点分别做位置线梯度的平分线；.分别对三条位置线增加或减少2-4的相同度数；.对三条位置线平行移动1-2的相同距离；.如果等精度：三物标分布大于180时，做船位误差三角形的三个内角平分线（内心）；三物标分布小于180时，求旁心；注意：通过每条方位线变化相应角度重新作图的到的小三角形：只能是较小的随机误差造成。C.误差三角形大小方向变化无规律：成因：由较大的随机误差所引起。处理：措施一：用其它定位方法加以核对，判定船位所在； 措施二：或者如小三角形所示，认为实际船位位于误差三角形中最接近危险物或对以后航行安全最不利的一点上。三条方位位置线所围成的船位误差三角形随机误差造成的最概率船位应;A.靠近短边大角；B.到各边的距离之比等于各边之比（反中线交点）；C.其它内角平分线或中线交点都是错的。等精度情况下误差三角形处理：A. 随机误差三角形：反中线（到各边距离之比=各边长度之比）交点；观测船位只能在船位随机误差三角形之内；B. 系统误差三角形:分布大于180：内心（大内）；分布小于180：旁心（中标外侧）；提高三标方位定位精度的方法A. 物标选择：最好选择分布范围大于180、交角接近120的三物标，夹角宜30-150。只能选择分布在180范围内的三个物标时，应选择夹角接近60为好，夹角不宜小于30。B. 注意：三标方位定位时，避免船位与三物标共圆。措施：中标比左右两标距离近。C. 观测顺序：先难后易，先慢后快，先闪后定，先长后短，先弱后强。船位差：同一时间的推算船位与观测船位位置之差（推观）定位准确率：两对物标串视定位两物标距离定位其它两物标距离定位：A.系统误差公式：E=；B.随机误差公式；C.尽可能选择离船较近的物标；D.尽可能使两物标距离位置线较近接近90，至少30-150。.单物标方位距离定位提高精度：A.尽量减小观测和绘画方位距离的系统误差；B.尽量减小观测和绘画方位距离的随机误差；C.尽量选择离船较近的物标（记：观测偶然误差或系统误差不变，距离增加一倍，则船位误差增加一倍）；.单物标距离定位优点：A.两位置线交角90；B.作图简单；C.只需一个物标；.此法精度最高的：利用六分仪测距和罗经方位定位；.利用初显隐测定误差大原因;距离测定困难；.航海上最常用的方法;利用雷达测定距离和方位定位；天文船位线误差：主要分两类：.高度差法原理上的误差(其实就是值），可事先算出加以修正，属系统误差；此误差包括： A.船位线方向误差： B.船位线曲率误差：避免观测天体高度大于70的天体 C.截距误差：小于0.1，可忽略； 注意：这三个误差一般均可忽略不计，根据公式：2=Dh*tg*Ac（Dh为截距，为纬度，Ac计算高度），需要特殊考虑的情况：高纬海区（60）、天体高度较高（h大于70）、截距较大且天体接近东西向.测、算、画误差（有系统误差，也有随机误差），取决于真高度误差和计算高度误差。真高度误差：真高度系统误差：A. 蒙气差的参与误差（蒙气差的误差）：表列蒙气差代替实际蒙气差不一致所致。处理：观测天体高度大于15的天体，最好30的天体；B. 眼高差的残余误差（眼高差的误差）：表列眼高差与实际眼高差不一致和眼高估计不准所致。（眼高越低引起的眼高差越大）特点：沿海大，大洋小；处理：沿海尽量用路标定位；C.假水天线也是系统误差。真高度的随机误差：观测时海况、水天线清晰程度、船舶摇摆程度、观测者水平；计算高度的误差：A. 系统误差：天文钟时间（处理办法：精确到秒）B. 随机误差：计算时所用工具、各种表计算方法误差高度差的误差（因高度差Dh=真高度ht-计算高度hc，所以高度差误差由二者决定）A.系统误差：在大洋可忽略不计，在沿海不可忽略，主要因眼高差误差；B.随机误差：利用真高度的随机误差和计算高度的随机误差根据误差传播定律计算；两星定位系统误差：=A.为两条船位线系统误差；B.A为两天体方位差角；C.只考虑系统误差，方位差角趋近于0时最好，180最差；过船位线交点所做的两天体平均方位线是可消除系统误差船位线；A.为“”时，船位在（即误差椭圆的长轴）平均方位的反方向上（以原来两条船位线交点为基点）；B.为“-”时，船位在（即误差椭圆的长轴）平均方位的方向上（以原来两条船位线交点为基点）；只考虑随机误差，两船位线交角A应取30-90，以趋近90最好。等精度下，船位在船位线交角的锐角角平分线方向上误差最大；只考虑随机误差：误差椭圆概率面积最大，误差圆精度面积最大。即：A. 船位概率相等，面积最小的是误差椭圆，面积最大误差圆；B. 观测船位的精度面积相等时，概率面积最小的误差圆，最大的是误差椭圆综合考虑：A. 两天体方位差角30-150之间，取60-120较有利，以趋近90最好；或B. 两船位线交角30-90之间，取60-90较有利，以趋近90最好。三星定位三星定位，经海图作业可抵消系统误差；三星定位消除系统误差方法：A.在三角形三个顶点分别做天体方位（即三角形边法线）的平分线；B.分别对三个高度差增加2-4相同高度差；C.不可改变天体方位度数大洋上可都按随机误差处理，因眼高差小；三条船位线定位优点：A. 可以发现粗差；B.可以用一定的方法抵消船位系统误差；C.可以减小随机误差对观测船位的影响；注意：任何时候，都不能消除随机误差，只能相对减小；如果三角形各边在2海里之内，一般认为是随机误差，最概率船位肯定在三角形内，短角大边处；在同时考虑系统误差和随机误差时，观测船位可能位于：A. 内切圆圆心；B. 反中线交点；C. 平均方位线交点；7.航标安全水域标：（中国少“明暗”）A. 中国：等明暗(Iso)、长闪10s（LFL 10s）、莫尔斯A（MoA)B. 国际：明暗（Oc）、等明暗(Iso)、长闪10s（LFL 10s）、莫尔斯A（MoA）侧面标灯质：除混联闪2次加1次（即FL(2+1)）外任选；推荐航道侧面标灯质：混联闪2次加1次（即FL(2+1)）只要是红或绿灯，就是：侧面标或推荐航道侧面标；推荐航道侧面标多红绿横纹（异侧）;侧面标编号：沿浮标习惯走向编号，左单右双或左双右单；方位标志：A. 西酒杯（喜酒杯）东底对；B. 尖黑底边黄（即方位标标身条纹：北-黑黄；东-黑黄黑；南-黄黑；西-黄黑黄）；C. 灯质都为：快闪（Q）或甚快闪（VQ）;黄色浮标：A. 表示检疫锚地Q；B. 表示娱乐区Y；C. 表示海上作业区O；D. 表示分道通航K；E. 表示禁航区P；F. 表示水中建筑物C；G. 表示水产作业区F;H. 表示安全水域A；中国应急沉船示位标：（黄十字，蓝黄身，蓝黄互闪灯）A. 浮标表面是等分的蓝黄竖纹；B. 如有顶标，顶标为直立或垂直的黄十字；C. 灯光为蓝黄互闪；D. 一般加设雷达应答器（莫尔斯编码“D”）和/或AIS应答器； A.标身没有：“叉形”； B.顶标没有：“杆形”、“柱形”； C.灯色有：红色、绿色、白色和黄色；A.B区域的区别：只有侧面标不同； 侧面标具体不同在：A.标身颜色不同；B.顶标颜色不同；C.灯色不同；特殊灯标：.孤立危险物标志：A.顶标：上下两个黑球；B.标身：黑色，中间宽红色横纹（黑红）；C.灯色：白色；D.光质：联闪2次（FL(2)）(白2联).安全水域标：A.标身：红白竖纹；B.顶标：单个红球；C.光色：白色；D.光质：等明暗（Iso）或明暗（Oc）或长闪1次周期10秒（LFL,10s）或莫尔斯A(Mo(A).专用标志：A. 标身：黄色；B.顶标：黄色“X”；C.光色：黄色；D.光质：除已应用外，任选；.新危险物：A. 标注方法：用一个或几个方位标志（白灯）或侧面标志（红或绿灯）标示；B.灯质：必须是快闪或甚快闪；C.可装雷达应答器标示，法莫尔斯信号“D”;装设快闪或甚快闪的灯标：A.侧面标（红色或绿色）；B.北方位标（白色）；C.标示新危险物的标志（可能白色，也可能红色或绿色。注意：没有“新危险物标志”的称呼）8.冰区航行应在下风的情况：A.进入冰区从下风；B.遇冰山躲下风（冰山水下7/8,水上1/8）；C.遇碎冰集结躲下风； 过珊瑚礁时，应在风力较小，从上风通过；冰区操纵：.冰区抛锚：锚链长不超过2倍水深；.冰区航行：A.进入冰区时和冰区边缘成直角进入；B.航速3-5节；C.或只能维持舵效的最小航速；.冰区航行，主要用无线电导航仪定位；.冰区可航行性取决于冰量、冰质：A. 尚可航行：冰量6/10，冰厚30厘米；B. 冰区航行：冰量4/10时，8节航速；冰量每增加1/10，航速减1节；C. 有破冰船，航速由破冰船决定；D. 冰区航行，螺旋桨尽可能完全沉没水中；E. 进入冰区前，增加吃水，保持尾倾1-1.5m的吃水差；F. 一旦进入冰区，应适当加速以维持船首向和控制船体运动；不能作为接近冰区的征兆：.水温下降（可能是海上寒流）；.海上漂浮物突然增多（冷暖流交汇处也是如此）；9.狭水道航行最小安全水深=吃水（出发港）-油水消耗+咸淡水差+横倾增加吃水+船体下沉+半波高+保留水深；注意：不应考虑：A.航道变迁；B.潮高（为什么考虑半波高而不考虑潮高？）；C.寒潮天气；D.海图水深；确定保留水深应考虑：A.潮高预报误差；B.海图水深测量误差；C.底质；过浅滩;.过浅滩最佳时机：高潮前1小时；.为了避开帆船和非机动船，平潮时进出港；导航方法：.浮标导航；在航道中航行，根据两侧选中的浮标的舷角变化船舶是否偏航； 估算浮标正横距离的方法：四点方位法；.叠标导航：叠标灵敏度：A. 指船舶偏离叠标线时，离开叠标线的最近距离；B. 提高叠标灵敏度方法;前后叠标越细长越好；叠标标身与背景的亮度易于识别；C.D3d（D为船到前标距离，d为两叠标距离；D越小灵敏度越高，d越大灵敏度越高；）C. 船位于两叠标连线上时，灵敏度最高；D. 船对着叠标航行：流来自船头，船头向顶流方向偏；船来自船尾，船尾向顶流方向偏；E. 叠标左右是指人面对叠标时，人的左右；.导标方位导航;选航行正前方或正后方的单个导标，航行时船保持导标的方位不变；.平行方位线导航：船航行时，雷达北向上和相对运动显示模式，调好可变距离圈，适中保持距离圈和画好的平行方位线相切（即保持计划航线与平行方位线平行）；转向方法：.物标正横转向;选择转向点附近，转向同名侧物标正横时转向。.逐渐转向;狭水道弯度大，常常不能一次转向；.导标方位转向：新航向正前方或正后方有适当的导标。.平行方位线转向：不能用物标正横转向和导标方位转向，在新航线前后方向选一显著物标，过该物标做新航线的平行线，计时；.平行线转向法：必须有雷达配合。总结：.转向后还可以用转向物标继续导航： A.平行方位线转向；B.导标方位转向； .转向后定能转到新航向线： A.导标方位转向；B.平行方位线转向；避险方法：.方位避险：所选避险物标与危险连线与计划航线平行或接近平行；A. 确定避险物标的方位，避开危险物；B. 任何情况下，TBTB0都不对；C. 选定的避险物标和危险物在计划航线同侧；D. 说避险物标在危险物的后侧时，一定把避险物标画在船的后方；E. 任何时候，危险物都在船的前方；.距离避险：所选避险物标与危险物连线与计划航线垂直或接近垂直；注：避险物标和危险物应位于计划航线同侧；.水平角避险：.垂直角避险：.平行方位线避险：.平行线避险：选定的避险物标和危险物的连线与计划航线垂直或接近垂直，且在计划航线异侧；总结： A.在岛礁区，利用串视或开门、关门的方法转向、避险，其实都是用方位叠标位置线来转向避险；串视时，保持物标方位不变；开关门时，是利用方位避险，但精度差； B.二次转向法：先用一前方导标导航，接近到一定距离向安全异侧转向，待此导标正横时转至下一航向；10.船舶报告系统注意：船舶定线不管：内河、渔区、沿岸水域和近海水域；各种报告：航行计划报告：A. 船舶进入报告系统覆盖区域、加入该系统的第一次报告；B. 离开报告系统覆盖区域内某一港口之前发出的第一次报告；C. 要加入以船舶搜救为目的的搜救系统：提交航行计划报告；船位报告：为保持报告系统有效而进行的在必要时刻做出的报告；不一定是中午船位；变更报告：A. 实际船位与已报告的预计船位相差甚远；B. 改变航行计划；C. 船长认为必要时；最终报告:离开报告系统覆盖区域时做出的报告；要退出以船舶搜救为目的的报告系统：提交最终报告；危险货物报告：当船载危险货物在距岸200海里范围内散失时做出的报告；（其它情况不用报告）注意：A.搜索救助报告是自愿的；B.船舶交通管理的报告是强制的；11.航海仪器易发生目标丢失的情况：A. 本船大幅度机动；B.目标方位急剧变化；C.目标船机动过大；目标交换：A. 已发生交换的情况：两个目标同时处在一个跟踪框内；B. 已发生目标交换的区域：狭水道；C.交换后现象：雷达不报警，没有任何异常；交换目标处于非稳态跟踪，雷达显示目标运动趋势；GPS误差计算：A.位置（水平）误差=GPS导航仪等效距离误差（G）X 位置（水平）精度因子；B.时间误差=GPS导航仪等效距离误差（G）X 时间精度因子（TDOP）/光速=GPS导航仪等效距离误差（G）X 时间精度因子（TDOP）X 10/3 (纳秒） 注意：光速=3 X 10m/s;1纳秒=10秒定位精度：A. GPS中，1纳秒导航精度：0.3米；B. GPS中CA码定位精度：20米；C. GPS中P码定位精度：3米；D. 单频GPS卫星导航仪定位精度;15-30米；各种误差：A. 卫星导航仪误差：量化误差、卫导仪噪声、导航仪通道间误差；B. 信号传播误差：电离层折射误差（是卫星导航仪的主要误差；主要在赤道附近，消除办法：接收L1和L2两种频率的GPS信号）、对流层折射误差（处理办法：只接收仰角5-85内GPS卫星信号。）、多径效应；C. 卫星误差：星历表误差、卫星钟剩余误差、群延迟误差；卫星导航仪天线（包括接收天线）高度误差与卫星通过时最大仰角有关，随卫星仰角增大而增大；另外，GPS在选择二维定位模式后，要根据船舶吃水，输入天线高度值；各种误差：A. 非公共误差：量化误差、导航仪通道间误差、多径误差；（非公共：道化多）B. 公共误差：卫星钟剩余误差、电离层折射误差、电离层误差、对流层误差；影响DGPS定位误差的主要原因：基准站距离。随距离增大，各种误差增大，公共性和差分效果变差；DGPS可以消除或削弱DGPS基站和用户间的误差有：电离层误差、对流层误差几何因子越小越好，其大小取决于测者与所测卫星构成的几何体体积；HDOP值要小于所设的阈值，才能显示GPS船位；测深仪声速与水温、水压力、含盐量成正比，所以声速在水中传播主要取决于海水表层水温和含盐量。回声测深仪以1500m/s作为标准声速；随水深增加，海水压力增加（声速增加）和温度降低（声速减小），二者对声速的影响几乎相互抵消；超声波实际传播速度大于设计速度（声波传输时间缩短），测深值变小；时间电机转速大于额定转速：显示水深大于实际水深（时间数值偏大）基线误差：发射与接收换能器之间的误差。在水深大于5米时，此误差可忽略。“0”点闪光意味超声波开始发射，在浅水区要抑制零点信号；在浅水区测深仪测的是船底到海底硬土层；测深仪换能器安装要求：A. 测深仪换能器一般装在距船首1/2-1/3船长处；B. 换能器工作面与船底水平面偏角不得大于0.5；C. 换能器工作面不能涂油漆，因油漆对声能吸收很大；D. 倒车时不能用测深仪，因受水中产生气泡影响；