值班水手航基教案详细版.docx

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值班水手航基教案详细版

第二章航海基础

第一节地球的形状和地理坐标

一、地球的形状与大小

1.地球的自然形状

地球的真实形状是一个不规则的椭圆体，南、北半球并不互相对称。

长半轴a=6378245m

短半轴b=6356863m

扁率c=1/298.3m

偏心率e=0.081813369m

地面最高点：

珠穆朗玛峰，海拔为8848.13米

海洋最深点：

西太平洋的马里亚纳海沟，水深约11034米

2航海上的地球形状

通常把地球近似看成半径相等的圆球体，作为地球的第一近似体。

二地理坐标

（一）地球的点、线、圈

1．地轴（PnPs）地球自西向东自转的轴。

2．地极：

地轴与地球表面相交的两点，在北半球的称为北极Pn,在南半球的称为南极Ps。

3．赤道：

通过地心并与地轴垂直的平面与地球表面相交的截痕，它将地球分南、北两个半球。

4．纬度平行圈：

又称纬度圈，是平行于赤道的小圆。

5．子午圈：

包含地轴的平面与地球表面相交的截痕。

6．子午线又称经线：

包含地球南北两极的半个子午圈。

7．格林子午线又称格林经线：

它是通过英国伦敦格林威治天文台的经线。

（二）地理坐标

1．地理坐标：

用来表示地球表面上任一点的位置，其坐标值用地

理经度和地理纬度来表示。

2．地理纬度简称纬度（ф）：

地球椭圆子午线上某点的法线与赤道面的夹角作为该点的地理纬度。

航海上通常用ф或Lat表示。

其度量方法为：

从赤道向北或向南，0°~90°，在赤道以北的称为北纬（N），在赤道以南的称为南纬（S）。

3．地理经度简称经度（λ）：

格林经线与某点经线在赤道上所截的短弧长，或该短弧所对应的球心角和极角作为该点的经度。

航海上通常用λ或Long表示。

其度量方法为：

从格林经线起算，向东或向西由0°~180°，格林经线以东的称为东经（E），格林经线以西的称为西经（W）。

作业：

P2：

2

第二节海图

1．什么是海图：

它是地图的一种，是为航海需要绘制专用地图。

2．海图的功能：

传递地球表面为航海所需要的海洋水域及沿岸地物

的各种信息。

一、海图的比例尺

1．比例尺的定义

2．海图的比例尺：

它是用某点或某线的局部比例来表示的，这个比

例尺作为基准比例尺且标示在标题栏内。

如某海图图名下注有“1：

50000（基准纬度30°）”。

3．比例尺表示方法有：

数字法和直线法，在一张海图上，往往两种

表示方法同时并用。

4．数字比例尺的大小：

比值较大的海图叫大比例尺海图，比值较小的海图叫小比例尺海图。

5．海图比例尺大小的意义：

大比例尺海图描述的范围小，资料记载详细，可以减少作图等方面的误差。

而小比例尺海图，描述范围大，只能记载一些重要的航海资料。

二、海图的分类

按用途可分为三类：

（一）航用海图按比例尺不同可分为四种：

1．总图

比例尺小于1：

1000000，研究海区情况、拟定大洋航线和制

定总的航行计划使用。

2．航海图

航海图是供近海航行的船舶进行航迹推算和测定船位使用。

3．海岸图

比例尺在1：

25000~1：

75000之间，是供沿岸航行或通过狭水道和进出港湾锚地时使用。

4．港泊图

其比例尺为1：

1000~1：

25000之间，研究港湾锚地的地理水文特点，通过港湾内水道和进出港口及锚泊时使用。

（二）航用参考图

标绘有关航海资料供船舶航行参考使用的海图称为航用参考图。

（三）专用海图

为航海上某种特殊需要而绘制的海图称为专用海图。

三、墨卡托投影海图

（一）航用海图的必备条件

必须满足两个条件：

1．恒向线在海图上是直线，即航向线和方位线应是直线。

2．海图投影性质应是等角投影。

（二）墨卡托海图的特点

1569年荷兰制图家格拉德.克列密尔发明，他的拉丁名字叫墨卡托，所以称为墨卡托海图，其特点：

1．经线为南北向互相平行的直线，其上有量取纬度的纬度尺；纬线为东西向互相平行的直线，其上有量取经度的经度图尺，且经线与纬线互相垂直。

2．存在纬度渐长现象，图上纬度1'即1海里的长度是随着纬度升高而增长的。

图上经度1'的长度均相等。

3．具有等角的性质，在图上量取物标的方位与地面对应角相等。

`四、识图

海图图式：

把航行障碍物、助航标志、港湾设施和潮流海流要素等，用一定的符号和缩写绘画到海图上。

这种绘制海图的符号和缩写，叫做海图图式。

（一）海图标题栏与图廓注记

1、海图标题

印在海图内陆处，或航行不到的水面上，特殊情况下也可能印在图廓外适当的地方。

标题栏的内容包括：

1）出版机关的徽志

2）图幅的地理位置：

所属地区、国家和海区

3）图名：

图内较重要的地名作起讫点来命名

4）比例尺

5）编图资料：

投影、深度和高程的基准面及计算单位、图式版

别、基本等高线和坐标系等。

6）说明和重要注意事项或警告

2．图廓注记

1）海图图号：

中版海图图号是按海图所属地区编号的，四个角

上，不论该图怎样放置，图号在右下角。

2）出版和发行情况：

下边中间，新图的出版和发行单位、日期。

右边还印有该图新版或改版日期。

3）小改正：

左下角，登记该图出版（新版或改版）以来改正过的所有小改正的通告年份和通告号码。

4）图幅：

右下角，在括号内给出海图内廓界限尺寸，以毫米为单位。

5）对数图尺：

大比例尺的港湾图和航行图通常印有对数图尺，图右下方或左上方。

6）阅图号：

图廓外或图廓内适当地方，表示相同或相近比例尺的邻接图图号。

（二）海图基准面

海图基准面：

海图的高程基准面和深度基准面，总称为海图基准面。

1、高程基准面

我国海图上标注的山头、岛屿及明礁告示等的高程起算面称为高程基准面。

我国采用黄海平均海面作为高程起算面的。

英版海图上的高程基准面采用平均大潮高潮面或平均潮面，无潮夕区则以平均海面作为高程起算面。

2、深度基准面

海图上标注水深的起算面称为深度基准面。

我国海图深度基准面采用理论深度基准面。

英版海图的深度基准面采用平均大潮低潮面。

英国各港现已全部改用最低天文潮面作为深度基准面。

（三）重要海图图式

1、高程、水深和底质

1）高度

自高程基准面至物标顶端的海拔高度，单位为米。

海图陆上所标数字，及部分水上带括号的数字，都表示该数字附近物标的高程。

A、灯高：

一般系自平均大潮高潮面至光源中心的高度。

中国沿海地区中版海图，灯高不足10m的，注至0.1m；大于10m的，注至整米，舍去小数。

B、干出高度：

指深度基准面以上的高度。

C、比高：

自地貌基部地面至其顶端的高度，即物标本身的高度。

D、山高：

高程点一般用黑色圆点表示，其它各点高程用等高线描绘。

2）水深

水深是海图深度基准面至海底的深度，凡海图水面上的数字均表示水深。

中版海图水深浅于21m的注至0.1m；21m~31m的注至0.5m，小数0.9，0.1，0.2，0.3化至相近的整米数，小数0.4~0.8化至0.5m；深于31m的注至整米。

实测水深一般以斜体数字表示，直体数字注记的水深表示深度不准或采自旧水深资料或小比例尺图。

水深注记（整数）的中心即为水深的实测点位。

3）底质

底质注记顺序为先形容词后底质种类，先注上层后注下层，两种混合的底质，先注成分多的，后注成分多的，后注成分少的。

如：

“细沙泥贝”。

2、碍航物

碍航物包括天然和人为的，表1—3—2所示的是重要的碍航物。

1）在碍航物外加点线圈者，应予以特别注意。

2）凡碍航物位置未被准确测定者，在图式旁加注“概位”，英版图式为“PA”；

3）对位置有疑问者，应加注“疑位”，英版图式为“PD”；

4）对碍航物是否存在尚有疑问时，应加注“疑存”，英版图式为“ED”。

五、海图使用与保管

（一）海图质量

海图质量好坏的判断：

1．海图的测量时间和资料来源

测量日期越近（因测量的仪器更加完善），测量的精度越高，测量的资料越能反映实际。

2．出版

新版或改版日期应是最近期的。

3．海图比例尺大小

大比例尺海图描绘海区的范围小，资料记载详细，物标、水深点、航标的位置愈准确，应选用大比例尺海图。

4．测深的详尽程度

可从测深线的间距和水深点的密集程度，以及水深变化是否剧烈来加以判断。

5．地形地貌表示的精度

岸线、等高线用实线表示。

（二）使用海图注意事项

1尽量选用质量好的海图。

2海图海面空白处，并不表示该处无危险物，而仅仅说明该处未曾经过测量，很可能有碍航物存在。

3海图也可能存在误差和不准确处，特别是资料陈旧的旧版海图，不应盲目相信它。

4的线条和字迹应用软质橡皮轻轻擦净，擦后图上不留痕迹。

严禁在海图上乱涂乱画或把海图当草搞纸使用。

一张海图使用完应按顺序放入海图桌抽屉内，直到本航次结束才可把海图作业的内容擦干净。

5海图应存放在干燥处，防止受潮变形。

在雨雪天进行海图作业时不要弄湿海图。

如果海图已受潮，应平放阴干，切不可曝晒和用火烤。

6海图应尽量平放，不要折叠。

若图幅过大不折叠抽屉内放不进去，则应尽量虚折，避免重要航海资料和罗经花在摺痕处。

携带海图时，应将海图面向里卷起，最好放在海图筒内，以防损坏。

（三）海图作业的基本常识

1海图作业中使用的工具

三角板、平行尺、两脚规、圆规、三杆定位仪、铅笔、橡皮、放大镜。

2海图作业的基本方法

（1）由已知经纬度在海图上画出一点位置

（2）量出海图上已知点的经纬度

（3）画航向及方位线

（4）在海图上量取已知直线的方向

（5）在海图上量取两点间的距离

作业：

P31：

2、3、4、7、8

第三节航向与航程

一、方位的确定和划分

测者铅垂线——通过测者眼睛，并与视点重力方向重合的直线。

测者地平平面（水准面）——与测者铅垂线相垂直的平面无数个。

测者真地平平面——通过地心的地平平面。

测者地面真地平平面——通过测者眼睛的地平平面。

方向的确定：

在地面真地平平面上——面北背南，右东左西。

1．圆周法

以正北为000°（360°），按顺时针方向计量；

圆周法是航海上最常用的表示方向的方法。

注意：

圆周法必须用三位数字来表示。

2．半圆法

以正北或正南为0°，向东或向西，由0°到180°计量到正高或正北。

注意：

采用半圆法必须标明起算点和汁算方向。

如

24°NE，135°Nw，145°SE或175°SW。

等。

3．罗经点（32个）法

常用来表示风向。

四个基点——北、东、南、西。

四个隅点——东北（NE）、东南SE、西南（SW）、和西北（NW）。

八个三字点——北北东（NNE）、东北东（ENE）、东南东（ESE）、

南南东（SSE）、南南西（SSW）、西南西（WSW）、西北西（WNW）和北北西（NNW）。

十六个偏点——北偏东（N／E）、北东偏北（NE／N）、

南西偏西（SW／W）等。

（1）半圆法与成圆周法的关系：

135°NE=45°SE

135°=45°SE或135°NE

215°=35°SW或145°NW

71°NW=289°或109°SW

（2）罗经点法与圆周法的关系：

1点=11°.25。

二、航向、方位和舷角

航向线（courseline）：

船首尾线向船首方向的延长线，代号CL.

真航向（truecourse）：

从真北（truenorthNT）方向顺时针计算到航向线的角度，代号TC。

船首向（heading）：

船舶某一瞬间的船首方向，代号Hdg.

方位线（bearingline）：

连接测者与物标的大圆，代号BL。

真方位（truebearing）：

从正北方向线顺时针计算到物标方位线的角度，代号TB。

舷角（relativebearing）或相对方位：

以航向线为基准，从航向线到方位线之间的夹角，代号Q.

圆周法：

以船首方向为0°，按顺时针方向由0°到360°计量。

半圆法：

以船首方向为0°，向右或向左由0°到180°计量，应加以标注；Q右或Q左。

Q右为（+）

TB＝TC＋Q

Q左为（-）

例⒈某船真航向235°，测得两物标舷角分别为QA36°和QB315°，求物标的真方位。

解：

TBA＝TC＋QA＝235°＋36°=271°

TBB=TC＋QB＝235°＋315°=550°即190°

例⒉某船真航向070°，求物标左正横时的真方位。

解：

TB＝TC＋Q左＝070°十（－90°）=－020°即340°

三．罗经（compass）

1.陀螺罗经（gyrocompass）

工作原理：

根据高速旋转的陀螺仪，在受到适当的阻尼作用后，逼使其旋转轴能稳定地指向空间一定的方向的原理而制成的。

陀螺罗经差简称陀罗差（gyrocompasserror,ΔG）：

指陀螺罗经北（gyrocompassnorthNG）偏离真北的角度。

陀罗差（ΔG）与航向无关。

2.磁罗经（magneticcompass）

磁罗经是用了指南针指向的特性原理制作的一个指向仪器。

磁罗经差（compasserror,ΔC）

磁罗经差简称罗经差：

真北线与罗北（compassnorth，Nc）线的夹角，用△C表示）

罗经差均以真北为基准，当罗北偏在真北以东时是东罗经差，用E或（＋）表示；当罗北偏在真北以西时称西罗经差，用w或（－）。

磁差（variation,Var）：

指真北线与磁北线之间的夹角。

磁差的大小和方向因地而异，一般随着纬度升高而磁差变大。

航用海图的罗经花上均印有其中心附近地区的磁差资料。

例如：

磁差偏西5°14＇（1980），年差约（＋）5＇．0，

本年度磁差＝图上磁差十（年差×相隔年数）

自差（deviation,Dev）:

指磁北线与罗北线的夹角。

自差随航向的改变而改变。

3．罗航向、罗方位

罗航向（compasscourse,CC）:

罗北线与航向线之间的夹角.

罗方位（compassBearing,CB）:

罗北线与物标方位线之间的夹角.

四.向位换算

真航向（TC）＝罗航向（CC）十罗经差（△C）

罗经差（ΔC）＝磁差（Var）十自差（Dev）

TC＝CC十Var十Dev

真航向（TC）＝陀罗航向（GC）十陀罗差（ΔG）

真方位（TB）＝罗方位（CB）十罗经差（ΔC）

＝CB+Var十Dev

真方位（TB）＝陀罗方位（GB）十陀罗差（ΔG）

例⒈｜999年5月4日某船的罗航向CC＝150，测得某物标的罗方位CB＝045°，求真航向TC和真方位TB。

海图上该处磁差资料为：

“西5°28＇.0（1996，）年差十2＇.6，Dev=－3°.1

解：

（l）求航行年份磁差

Var99＝5°28＇.0W＋2＇．6×（1999－1996）＝5°35＇．8w＝5．°6W

（2）求罗经差

△C＝Var十Dev＝－5°．6＋（－3°.l）

＝－8°．7=8＇.7W

（3）求真航向和真方位

TC＝CC＋△C＝150°十（－8°.7）=141°．3

TB＝CB＋△C＝045°＋（－8°.7）＝036°．3

六、航速与航程

船海上，船速（shipspeed）一般是指船相对于水的速度；

实际航速（speedoverground）是指船相对于海底的速度。

航速的单位为节（knot,kn）,1kn=1nmile/h.

航程是由起航点至到达点船舶航行的里程，

航程的单位是海里。

计程仪是船舶测量航程的仪器。

目前大多数船舶上装备的是相对计程仪。

计程仪改正率△Ｌ为正，表示计程仪慢了，或少记了，读数修正时应加上（去）。

思考与练习

1．北、东、南、西四个基本方向如何确定？

2．航海上有几种划分方向的方法？

它们的关系如何？

3．何谓真航向、真方位和舷角？

它们的关系如何？

4.将半圆法方向10°Nw、70°SE换算成圆周法？

NNE和NE／E为多少度？

5.什么是磁差、自差、磁罗经差？

6.向位换算

1）TC＝154°，△G=+2°，求GC。

2）TB＝209°，△c＝－2，求CB。

3）磁差偏西4°25′（ly）6），年差约＋1＇．5，Deu＝2°．0E，CC＝304°，求TC。

7.什么是航速、实际航速和航程？

它们的单位？

第四节物标识别

一、航海上的距离单位

航海上的距离单位为海里（nmile）。

地球椭圆子午线上纬度l分的弧长随纬度的变化而变化,在赤道上lnmile的长度最短为1843m；在两极最长为1861。

6m。

为了应用方便,目前我国和许多国家均采用标准长度：

lnmile（l′）=1852m。

公、英制单位的换算：

链：

十分之一海里，约为185米，用cab（cable）表示。

米：

是物标高程和水深的单位，用m（metre）表示。

英尺：

l英尺等于0.3048m，用ft,foot（feet）表示。

码：

l码等于3ft或0.9144m，用yd（yard）表示。

拓：

l拓等于6ft或1．8288m，用fm（fathom）表示。

二、测者能见距离

（distancetothehorizonfromheightofeye,De）

水天线——具有一定眼高的测者，看到海面最远处的水天交界线（圆圈）。

1.测者能见地平距离

（distancetothehorizonfromheightofeye,De）

De（nmile）=2.09√e

式中：

e——单位为米。

2.物标能见地平距离

（distancetothehorizonfromobject,Dh）

Dh（nmile）＝2.09√H

式中：

h——眼/物标的高度，m。

3.物标地理能见距离

（geographicalrangeofonobject,Dg）

Dg（nmile）＝De＋Dh

＝2．09（2√e+√H）

例⒈某船眼高e=9m，某灯塔灯高H=64m,求灯塔地理

能见距离。

解：

Dg＝2.09（√9十√64＝23.0nmile

三.灯光射程（lightrange）

我国海图和《航标表》中关于灯标射程的含义：

晴天黑夜，测者眼高5m实际能看到灯光的最大距离。

它等于光力能见距离（或称光射程）与5m眼高的灯标地理能见距离（或称地理射程）中较小者。

四.初显与初隐｀

灯光初显——晴天黑夜，测者看到灯塔灯光中心刚刚露出

水天线的瞬间。

灯光初隐——船舶驶离灯塔时，测者看到灯塔灯光中心刚刚

没于水天线的瞬间。

D=Dg（nmiIe）

式中：

D——初显或初隐距离，nmile；

显然，灯光的初显和初隐与否取决于灯光的射程。

思考与练习

1.什么是物标的地理能见距离？

2.说出航海上距离采用的单位？

3.说出航海上常用的公、英制单位的换算关系？

4.我国海图和航标表中关于灯光射程任何定义？

第五节助航标志

一.

助航标志的种类与作用

（l）指示航道

（一）作用

（2）供船舶定位

（3）标示危险区

（4）供特殊需要

（二）种类

1．沿海航标（coastalaids）

（l）固定航标

灯塔（lighthouse）：

光力较强、射程较远的发光器：

灯塔一般都有专人看管，工作可靠，海图上位置准确。

灯桩（lightbeacon）：

灯光强度不及灯塔，一般无人看管。

立标（beacon）：

普通的杆状标，顶端有球形或三角形等标志.

（2）水上标志

灯船（lightvessel）：

在甲板高处设有发光设备的特殊船舶。

浮标（buoy）：

浮标是具有规定的形状、尺寸、颜色等的浮动标志，其水线以上部分的基本形状主要有罐形、锥形、球形、柱形和杆形5种。

一般不能用来定位。

装有发光器的浮标称为灯浮标（light-buoy）。

1.内河航标（inlandriveraids）

2.船闸航标（lockageaids）

二、航标的灯质、周期

1．灯质（character）

灯光的性质——以灯光亮、灭的规律、颜色来相互区别的。

基本灯质有：

定光、闪光、明暗光和互光4种。

常见的几种灯质及其说明见P46表2－3。

2．周期（period）

灯光自开始到以同样的节奏重复时所经过的时间间隔。

3．光弧（sectors）

表示扇形光灯的扇形区域，

注意：

所注方位为观测者由海上观测灯标的真方位，顺时针

方向计算。

三.国际海区水上助航标志制度

1.A系统：

1977年4月首先由英国实施；

侧面标志为左红右绿，左罐右锥。

2.B系统：

1980年初完成，美洲、日本、韩国和菲律宾等采用。

侧面标志为左绿右红，右罐左锥。

3.中国海区水上助航标志

中国海区水上助航标志采用A系统。

（一）侧面标（lateralmarks）

确定航道走向的原则：

船由海向里；

在外海、海峡或岛屿之间的水道，原则上按围绕大陆顺时针航行的方向。

1．左侧标

设在航道的左侧，标示航道的左侧界限。

红色罐形（柱形）或杆形浮标，顶标为单个红色罐形。

2．右侧标ˉ．

设在航道的右侧，标示航道的右侧界限；

绿色锥形（柱形）或杆形浮标，顶标为单个绿色锥形。

3．推荐航道左侧标

设在航道的分叉处，标示推荐航道在该标的右侧。

浮标形状与左侧标同，红色中间绿色横纹，顶标为单个红色罐形。

4．推荐航道右侧标

设在航道的分叉处，标示推荐航道在该标的左侧。

浮标形状与右侧标同，绿色中间红色横纹，顶标为单个绿色锥形。

（二）方位标（cardinalmarks）

1．北方位标

设在危险物或危险区的北方。

形状为柱形或杆形、上黑下黄，顶标为黑色双锥形，锥尖朝上。

2．东方位标

设在危险物或危险区的东方。

柱形或杆形浮标，上、下为黑色中间为黄色，

顶标为黑色双锥形，锥底相对。

3．南方位标

设在危险物或危险区的南方。

柱形或杆形浮标，上黄下黑，顶标为黑色双锥形，锥尖向下。

4.西方位标

设在危险物或危险区的西方。

柱形或杆形浮标，上、下为黄色中间为黑色，

顶标为黑色双锥形，锥尖对锥尖。

（三）孤立危险物标（isolateddangermarks）

设在或系在孤立的危险物之上，或尽量靠近危险物的地方，

标示孤立危险物所在。

柱形或杆形浮标，标身为黑色中间一道或二道红色横纹，顶标为两个垂直黑球；灯质为闪

（2）5s。

（四）安全水域标（safewatermarks）

设在航道中央或航道的中线上，标示该标周围均为可航水域。

球形浮标，红白直纹，顶标为单个红球.

（五）专用标（specialmarks）

用于标示某一特定水域或特征。

形状不限，标身为黄色，顶标为黄色x形；

灯质：

不同用途采用不同灯光节奏，黄光，周期12s。

锚地：

莫（Q）；

禁航区：

莫（P）；

海上作业：

莫（O）；

四、国际浮标系统

1、国际浮标系统A区域

该系统与我国的浮标系统基本一致。

2、国际浮标系统B区域。

思考与练习

1.什么是灯光的性质和灯光的周期？

有哪几种基本灯质？

2.我国海图和航标表中关于灯光射程任何定义？

3.中国海区水上助航标志的种类