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航海小知識(shí):向位測(cè)定與換算

一、向位的測(cè)定方法


航海上是用羅經(jīng)(compass)測(cè)定航向和方位的。目前海船上配備的羅經(jīng)又分為磁羅經(jīng)(magnetic compass)和陀螺羅經(jīng)(gyrocompass)(俗稱電羅經(jīng))兩大類型。

1.陀螺羅經(jīng)

1)陀羅北(gyrocompass  north, NG):陀螺羅經(jīng)刻度盤上0°所指的方向。
2)陀螺羅經(jīng)差或陀羅差(gyrocompass error, △G):陀羅北(NG)偏開(kāi)真北(NT)的角度。
陀羅北偏在真北右面(東面),△G偏E或(+);陀羅北偏在真北的左面(西面)時(shí),△G偏W或(-)。
3)陀羅航向(gyrocompass course, GC):陀羅北線與航向線之間的夾角。
從陀羅北線開(kāi)始,順時(shí)針計(jì)量到航向線,用圓周法表示。
4)陀羅方位(gyrocompass bearing, GB):陀羅北線與物標(biāo)方位線之間的夾角)。
以陀羅北線開(kāi)始,順時(shí)針計(jì)量到物標(biāo)方位線,用圓周法表示
5)陀羅航向GC和陀羅方位GB與真航向TC和真方位TB之間的關(guān)系
           TC=GC+△G   
           TB=GB+△G    G偏E為(+);G偏W為(-)
例7、某船陀羅航向GC=314o,測(cè)得某物標(biāo)陀羅方位GB=075o,若陀羅差△G=1oW,求真航向和真方位。
6)陀羅差△G與航向無(wú)關(guān)。地理緯度變化時(shí),或在航速和航向正在改變時(shí), △G會(huì)發(fā)生暫時(shí)的改變。

2.磁羅經(jīng)

1)羅經(jīng)分類
標(biāo)準(zhǔn)羅經(jīng)(standard compass);
操舵羅經(jīng)(steering compass),或反射羅經(jīng);
應(yīng)急磁羅經(jīng)(emergency compass);
舢舨羅經(jīng)(boat compass)等。
2)羅北(compass north, Nc):磁羅經(jīng)刻度盤0°所指的方向。
3)磁差 

(1)磁差的產(chǎn)生

磁力線方向垂直于地面的點(diǎn)稱為地磁磁極(geomagnetic pole);
地磁場(chǎng)有兩個(gè)極,近地理北極的稱為地磁北極;近地理南極的稱為地磁南極。
磁北(magnetic north,NM):將磁羅經(jīng)放置在地球上某一點(diǎn),它要受到地磁磁場(chǎng)的作用,磁針的N—S線將與該點(diǎn)的地磁磁力線的切線相重合,其N極所指的方向即磁羅經(jīng)羅盤上零度的方向在地面真地平平面上的投影。
磁差(variation,Var):真北線與磁北線之間的夾角稱為,代號(hào)為Var。
磁北線偏在真北線的東面則磁差偏東,用E或(+)標(biāo)示;磁北線偏在真北的西面則磁差偏西,用W或(-)標(biāo)示。

(2)磁向、位

①磁航向(magnetic course,MC):磁北線與航向線之間的夾角;
從磁北線開(kāi)始,順時(shí)針計(jì)量到航向線,用圓周法表示。
②磁方位∶磁北線與物標(biāo)方位線之間的夾角;
從磁北線開(kāi)始,順時(shí)針計(jì)量到物標(biāo)方位線,用圓周法表示,代號(hào)為MB。
磁向位與真向位之間的關(guān)系如下:
MC=TC-Var
MB=TB-Var

(3)磁差的變化

①地區(qū)不同,磁差不同。
在低緯度地區(qū)一般磁差比較小,隨著緯度升高而磁差變大;在地極與相應(yīng)的地磁磁極之間的磁差,最大可以到達(dá)180o左右。
等磁差曲線(isogonic line):地相同的磁差用曲線連接起來(lái)。
②時(shí)間不同,磁差不同
地磁磁極不斷地按橢圓軌跡繞地極作緩慢地移動(dòng)。
③特殊地區(qū),磁差異常
磁力異常區(qū)或磁差異常區(qū)(abnormal magnetic variation)

(4)磁差的查取

①在航海圖、沿岸圖和某些港泊圖的向位圈(即羅經(jīng)花compass rose)
例如,利用我國(guó)1984年出版的75-1002海圖[磁差偏西4o56' (1982年)年差+0.9'、磁差偏西5o37'(1982年)年差+0.5'],求取123o00'E、34o00'N處1998年的磁差值。則先根據(jù)海圖上的磁差資料,求出向位圈32o20'N、123o25'E和35o12'N、122o20'E兩處1998年的磁差值,分別為∶
Var1=4o56'W+(1998-1982)×0'.9=5o10'W≈5.20W
Var2=5037'W+(1998-1982)×0'.5=5o45'W≈5.80W
因此,34o00'N、123o00'E處的磁差 
②在大洋圖和總圖上,用等磁差曲線形式給出磁差資料。
③在一些大比例尺港泊圖上,有時(shí)僅在海圖標(biāo)題欄內(nèi)給出;
GPS接收機(jī)中,還可以根據(jù)當(dāng)時(shí)船位直接從機(jī)器中讀取當(dāng)?shù)亍?dāng)時(shí)的磁差數(shù)據(jù)。

2)自差 

(1)自差的產(chǎn)生

羅經(jīng)北或羅北(Nc):安裝在鋼鐵制成的船上的磁羅經(jīng),受船磁場(chǎng)的影響以及磁羅經(jīng)附近的電氣設(shè)備形成的電磁場(chǎng)影響,磁針從磁子午面所指示的北。
磁羅經(jīng)自差(deviation,Dev):磁北線與羅北線的夾角
以磁北為基準(zhǔn),向東向西計(jì)量。當(dāng)羅北偏在磁北之東稱為東自差,用E或(+)標(biāo)示;當(dāng)羅北偏在磁北之西時(shí)稱為西自差,用W或(-)標(biāo)示

(2)羅向位

①羅航向(compass error,ΔC):羅北線與航向線之間的夾角。
從羅北線開(kāi)始,順時(shí)針計(jì)量到航向線,用圓周法表示。
②羅方位(compass bearing,CB):羅北線與物標(biāo)方位線之間的夾角。
從羅北線開(kāi)始,順時(shí)針計(jì)量到物標(biāo)方位線,用圓周法表示。

(3)自差的變化 

①航向改變,自差改變
②船磁改變,自差改變
當(dāng)船舶修理后,尤其是電焊后;船上裝載鋼鐵和帶磁性的貨物后;長(zhǎng)期停泊裝卸,或長(zhǎng)期在一個(gè)固定航向上航行后;船磁都可能發(fā)生變化,自差也隨之改變。
③航行磁緯變化較大時(shí),自差也會(huì)有所改變。

(4)查取自差的方法

①利用磁羅經(jīng)自差曲線或自差表查取自差
例題見(jiàn)教材。
②利用磁羅經(jīng)自差記錄簿查取。
③根據(jù)航海日志查取。

3)羅經(jīng)差 

定義:磁羅經(jīng)誤差,代號(hào)為△C。船上磁羅經(jīng)的磁針在受到地磁和船磁的合力的影響下的羅北(Nc)偏開(kāi)真北(NT)的夾角。
從真北起算,向東或向西,由00到180o計(jì)算到羅北。當(dāng)羅北偏在真北之東時(shí)是東羅經(jīng)差,用E或(+)標(biāo)示;當(dāng)羅北偏在真北之西時(shí)是西羅經(jīng)差,用W或(-)標(biāo)示。
羅經(jīng)差是磁差與自差的代數(shù)和。

例10、A船某航向上的磁羅經(jīng)自差Dev = 2o E,而當(dāng)?shù)氐拇挪?Var = 14o W,求該航向上的羅經(jīng)差。

二.向位換算(conversion of directions)

1.圖解法

首先根據(jù)已知條件畫出各種不同的基準(zhǔn)子午線,以及航向線和方位線,然后從各種不同的基準(zhǔn)子午線起算,即可求出各自算到航向線或方位線之間的數(shù)值。
例11、已知真航向090o、羅方位270o和磁差12oE、自差2oW,求羅航向和真方位。
例12、已知某疊標(biāo)線的真方位為250o,而船上用磁羅經(jīng)測(cè)得該疊標(biāo)線的羅方位為258o,該地區(qū)磁差為4oW,求磁羅經(jīng)自差。

2.公式計(jì)算法

運(yùn)算公式如下∶
TC=GC+△G=CC+△C=(CC+ Dev)+ Var = MC+ Var
TB=GB+△G=CB+△C=(CB+ Dev)+ Var = MB+ Var
MC=CC+ Dev=TC-Var
MB=CB+ Dev=TB-Var
△C = Var+ Dev
在進(jìn)行公式運(yùn)算的過(guò)程中,磁差Var、自差Dev、羅經(jīng)差△C和陀羅差△G均應(yīng)綴以符號(hào),誤差偏東(E)為正(+);誤差偏西(W)為負(fù)(-)。

3.向位換算的具體步驟是∶

1)先從海圖上查出船舶航行海區(qū)的磁差資料,并將它改正到航行年份,精度只要求到0.1o;
2)按羅航向,或在沒(méi)有羅航向的情況下用磁航向代替羅航向,從自差表或自差曲線圖中查出當(dāng)時(shí)航向上的自差值,精度也只要求到0.1o;
3)按公式∶△C=Var+Dev求得羅經(jīng)差,或設(shè)法掌握陀羅差△G,一般精度要求僅0.5o;
4)按向位換算公式進(jìn)行計(jì)算。

例13∶1998年5月4日某船的CC=150o,測(cè)得某物標(biāo)的CB=045o,求TC和TB。海圖上該處磁差資料為∶“偏西5o281.0(1981),年差+2.61 (自差從表2-2-2查取)。
例14、1998年6月1日某輪TC070o,并擬以某物標(biāo)TB=160o時(shí)轉(zhuǎn)向,求CC及轉(zhuǎn)向時(shí)該物標(biāo)的CB。海圖上該處磁差資料為:“偏西7o151 (1987)年差-31(自差從表2-2-2查取)。
例15、某船陀GC=039o,比對(duì)當(dāng)時(shí)CC=043o,已知△G=1oW和航行海區(qū)Var=8oW,求該航向上的Dev。
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