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航海学笔记
第一章基础知识
第一节地球形状，地理坐标和大地坐标系
描述地球形状不属于地球的任何模型
大地球体：
由大地水准面所包围的几何体。
使用地球椭圆体为地球数学模型的场合：
定义地理坐标时制作摩卡托投影海图时
使用地球圆球体为地球数学模型的场合：
计算大圆航线时制作简易摩卡托图网时
1海里＝1852m
.所谓“地埋纬度”是指：
某点在地球椭圆子午线上的法线与赤道面的交角
纬度：
lat.，
经度：
Long.，
算经纬差：
终点见减起点
经差的绝对值不应大于180°，否则，应加减360°
经差、纬差的定义、方向性及计算
●
●
纬差，经差为正值，分别表示北纬差和东经差。
负值表示南纬差和西经差。
GPS大地坐标系采用WGS-85
WGS-84大地坐标系就是欧洲1950大地坐标系。
方向的确定和划分
在测者地面真地平上确定方向，南北线为测者真地平与测者子午圈平面的交线；
东西线为测者真地平与测者卯酉圈平面的交线。
方向划分方法有三种：
圆周法半圆周法罗经点法。
圆周法是航海最常用的表示方法，半圆法是天文航海中年常用的方法。
圆周法的表示，不管百位有没有，必须要有数字，哪怕是O！
！
！
半圆周法：
读法与写法的顺序完全一样。
罗经点法（重点）：
基点±45°＝偶点±22.5°＝三字点±11.25°＝偏点
关于偶点：
读法依然按照习惯，写法相反。
45°东北NE135°东南SE225°西南SW315°西北NW
关于三字点：
读法与写法完全一致，
4个区间每个区间2个（在偶点的前面加一个，偏向哪一方加上一个字母）
北北东（NNE）东北东（ENE）东南东（ESE）南南东（SSE）等
关于偏点：
4个区间每个区间4个。
一个罗经点＝11.25°
偶数的读法只限于在基点和偶点基础上，偏向那一方后面加/四个基点之一。
三种方向之间的换算：
在北东半圆NE：
圆周度数＝半圆度数
在南东半圆SE：
圆周度数＝180°－半圆度数
在南西半圆SW：
圆周度数＝180°＋半圆度数
在北西半圆NW：
圆周度数＝360°－半圆度数
SSE＝½（S﹢SE）SSW＝½﹙S＋SW﹚
NW／W＝315°－11.25°
NW／N＝315°＋11.25°
航向：
船舶航行的方向，方位：
物标的方向。
航向线：
首尾线向船首方向的延伸线，称为航向线CL
真航向：
从真北线顺时针量到航向线的角度，TC
方位线：
BL
真方位：
自正北线顺时针量到物标方位线的角度TB
舷角（相对方位）：
有两种表示方法，
注意！
！
！
：
在计算物标舷角时，若本船和物标的方位都存在相同的罗经差，不需要进行罗经差修正。
如果问罗方位不需要修正，如果问磁方位只需要修正自差
如果问正方位，自差，磁差都需要进行修正。
船舶在航行中应经常测定罗经差和自差，应该：
每天尽可能早晚各测—次
长航线改向后尽可能测定一次
磁差Var等于：
GC+
-MCGB+
-MBGB+
-CB-Dev
：
陀螺差
陀罗差随航速和纬度的变化而变化
磁差的变化主要与地区时间磁暴有关
磁罗经自差主要随航向的改变而改变。
.船舶在航行中，应经常测定罗经差和自差，应该：
每天尽可能早晚各测—次
长航线改向后尽可能测定一次
磁北与罗北之间的夹角为自差
磁差的变化主要与地区，时间和磁暴有关
MC表示磁航向MB表示磁方位CC表示罗航向Q表示舷角
船舶转向时不发生改变的：
磁差年差真方位磁方位
船舶转向时发生改变的：
罗北自差
在大比例尺港泊图上，（航海图上）磁差资料一般刊印在向位圈（罗经花）上
在小比例尺大洋海图.L磁差资料通常刊印在：
等磁差曲线上和海图标题栏内
1nmile=l852.25—9.31cos2Ψ
1nmile的实际长度在赤道附近最短在两极附近最长
海图
在图上某一点的各个方向上的局部比例尺都相等，则该点处的微小图形与对应的地面形状保持相似（在该处可保持角度不变），这就是等角投影（正形）投影，如墨卡托投影等。
普通比例尺（基准比例尺）：
一般地图采用，可能是图上某点或某条线上的局部比例尺
（★该点或线也可不在该图内）
可能是图上各个局部比例尺的平均值
海图比例尺表示方法：
一般多采用某纬度线上的局部比例尺作为基准比例尺，该纬度叫作基准纬度（standardparallel）
决定海图的制图精度和海图作业的作业精度。
海图作业时，应尽可能选择大比例尺海图，这样既可获得较多航海资料，又可提高海图作业精度。
地图投影的分类
按投影变形性质分类：
等角投影是图上无限小的局部图像与地面上相对应的地形保持相似的一种投影方法。
地面上某地一个角度，投影到地图上后仍能保持其角度的大小不变
地面上一个微圆，投影到地图上仍能保持是一个圆。
在等角投影中，不能保持其对应的面积成恒定的比例。
在等角投影中，从局部来看能够保持其形状相似，但从整体来说地图形状仍然是有变形的。
等积投影保持地面上与图上相对应处的面积成恒定比例的一种投影方法（等积不等角
任意投影是指既不等角又不等积的各种投影方法
按构成地图图网的方法分类
平面投影（方位投影）方位投影属于透视投影，
根据视点的位置不同，平面投影又可分为：
①外射投影
②极射投影（又称等角方位投影，航海上常用它来绘制半球星图）
③心射投影（又称日晷投影，由于这种投影图上的任意直线都是
大圆弧，所以航海上设计大圆航线的大圆海图就是心射平面投影图。
另外，某些大比例尺港湾图（英版平面图）
及极区海图也常用心射投影图）
根据投影平面与地球面相切的位置不同，又分为：
极切投影、赤道切投影和任意切投影三种。
圆锥投影：
圆锥投影是用一个圆锥相切或相割于地球仪的纬度圈，圆锥轴与地轴重合，并以地心为视点，将地球仪的经线和纬线投影到圆锥表面上去，然后沿圆锥母线切开展平即为圆锥投影图网。
圆柱投影：
圆柱投影是用一个圆柱套在地球仪上，将地球仪的经线和纬线投影到圆柱面上去，然后沿圆柱母线切开展平，即成为圆柱投影图网。
正圆柱投影——圆柱轴与地轴重合。
投影中若能保持等角正形，称等角正圆柱投影，又叫墨卡托投影（Mercatorprojection），它是航用海图投影的主要方法。
横圆柱投影：
如果圆柱轴在赤道面上与地轴垂直。
投影中若能保持等角正形，称等角横圆柱投影，又叫高斯投影（Gaussprojection），它是大比例尺海图和极区海图的常用投影方法。
斜圆柱投影——圆柱轴与地轴斜交。
条件投影凡不属于上述三种的投影方法，而按一定的数学关系绘制成图网的，叫作条件投影。
恒向线
恒向线：
又称等角航线，在地球表面，恒向线一般表现为一条与所有经线相交成恒定角度、具有双重曲率的球面螺旋线，它无限趋近于地极，但不能到达地极。
地面上两点之间的最短连线（圆球体）：
大圆劣弧但严格按大圆弧航行，必须不断改变航向。
恒向线一般并不是地面上两点之间的最短连线：
①航向000˚或180˚的子午线；
②航向090˚和270˚的赤道上除外），但驾驶船舶方便。
恒向线的特点：
1.当航向为000°或180°时，船舶沿经度线（子午线）航行，故子午线就是恒向线；
2.当航向为090°或270°时，船舶沿着等纬度圈航行，故纬度圈是恒向线，赤道既是恒向线又是大圆弧；
3.当航向不为000°（180°）和090°（270°）时，恒向线与同一等纬圈只有一个交点，与同一子午线相交无数次，且交点的纬度愈来愈高，最后接近地极，但不能到达地极。
墨卡托投影海图
航用海图必须满足的两个条件：
图上恒向线为直线
等角投影
墨卡托海图的图网特点：
①子午线被画成相互平行的直线
②赤道和纬度圈也被画成相互平行的直线；
③子午线与纬度线相互垂直
④纬度渐长现象——图上纬度1΄的长度随纬度升高而渐长。
在同一张海图上，纬度不同其局部比例尺也不同，纬度越高比例尺越大；
在墨卡托海图上，图上1′经度的图长（1赤道里的图长）称为该图的海图单位，用e表示。
海图的其它投影方法：
在航用海图中，有些大比例尺港泊图，可能采用
高斯投影（Gaussprojection）（高斯-克吕格投影）
我国出版的一部份大比例尺的港泊图是采用高斯投影的方法绘制的。
高斯投影是等角横圆柱投影，投影圆柱面与某子午线相切。
该子午线称为轴子午线或中央子午线。
圆柱轴位于赤道面，与地轴垂直。
高斯投影具有等角正形的投影特点。
圆柱投影中，与圆柱相切的部分是不变形的，正圆柱投影中的赤道，横圆柱投影中的轴子午线，在投影中都是不变形的。
离轴子午线越远，放大与变形越大。
因此，高斯投影图仅将轴子午线附近的狭长地带制成大比例尺港口图。
高斯投影图的特点：
（1）具有等角正形投影的性质；
（2）轴子午线附近长度变形很小，因此它适宜用来描绘经差小而纬差大的狭长地带；
（3）图上极区的变形也较小，因此它也适宜用来描绘高纬度地区的地图；
（4）我国海图中采用高斯图法的，仅仅是1：
10000左右的大比例尺港泊图。
平面图
英版大比例尺港泊图大都采用平面图法（Plans）。
它是将小范围内的地面作为平面进行测量和绘制成图的。
由于图区范围小，图网投影变形小于制图的误差。
平面图的特点：
图区范围内各点的局部比例尺都相等，可以认为整个地图不存在投影变形。
心射平面投影
在心射平面投影中，切点及其附近是没有或很少有变形的。
所以也采用心射平面投影来绘制大比例尺港泊图。
在切点处没有变形，图上随着与切点的距离的增加，变形将愈来愈大。
因此，用心射平面投影来绘制切点附近小范围内的大比例尺地图，可以认为是不存在投影变形的。
中版海图图号是按海图所属地区编号的
英版海图图号刊印在海图图廓外右下角和左上角。
英版图号与地区无关，是按出版海图的时间先后编号的
海图基准面包括高程基准面和水深基准面。
高程基准面：
高程基准面是物标高程的起算面。
我国沿海：
1985国家高程基准当地平均海面
英版海图：
平均高高潮面起算当地平均海面
深度基准面：
海图深度基准面是海图上标注水深的起算面和干出高度的起算面，通常也潮高的起算面。
我国海图采用理论深度基准面，即理论最低潮面作为海图基准面。
英版海图多采用略天文最低低潮面或平均大潮低潮面
高程（Height）
陆上物标自高程基准面至物标顶端的海拔高度，简称高程。
中版海图高程单位为米。
高程不足10米的，注记精确到0.1m；大于10m的，舍去小数，注记整米数。
英版米制海图高程单位为米，拓制海图单位为英尺。
灯高：
自平均大潮高潮面（MHWS）至光源中心的高度。
桥梁净空高度：
自平均大潮高潮面或江河高水位（设计最高通航水位）到桥下净空宽度中下梁最低点的垂直距离。
英版海图净空高度：
一般自平均大潮潮面、平均高高潮面或平均海面起算。
干出（Dries）高度深度基准面以上的高度
比高系自地物、地貌基部地面至其顶端的高度，即物标本身的高度。
在1:
500000或更小比例尺图上，水深注记一律用斜体表示。
中版海图
水深浅于21m的注至0.1m。
21m～31m的注至0.5m；深于31m的注至整米。
表示未测到底的水深，它是指测到一定深度且尚未着底的深度。
表示未曾精测过或未曾改正潮高的水深
底质：
底质类型主要有沙（sand，S）、泥（mud，M）、粘土（clay，Cy）、淤泥（silt，Si）、石（stone，St）、岩石（rock，R）、珊瑚和珊瑚藻（coral，Co）以及贝（shells，Sh）等。
常用形容沙的形容词有细（fine，f）、软（soft，so）等。
标注顺序为：
颜色+形容词+底质名，如：
“黑软泥”（blsoM）、“黄粗沙”（ycS）
两种混合的底质，先注成分多的，后注成分少的，如“沙石”（SSt）。
上下层底质不同的，先注上层后注下层，如“沙/泥（S/M）”。
明礁：
平均大潮高潮时露出的孤立岩石，与小岛表示方法相同，括号内注记数字表示高程
干出礁：
位于平均大潮高潮面以下深度基准面以上的孤立岩石。
高潮时淹没，低潮时露出
适淹礁：
在深度基准面适淹的礁石即礁石顶端与深度基准面平齐
暗礁：
深度基准面以下的孤石，数字注记系深度基准面至礁石顶部的深度，即礁石上水深。
如“+（68）”，指该暗礁顶端在深度基准面下6.8米
危险沉船是指其上水深小于等于20m（英版海图小于等于28m）的沉船，或深度不明、但有碍水面航行的沉船。
非危险沉船是指其上水深大于20m（英版海图大于28m）的沉船，或深度不明、但不影响水面航行的沉船。
部分露出深度基准面的沉船，不按比例绘画
仅桅杆露出深度基准面的沉船
船体露出大潮高潮面的沉船，按比例绘画
深度基准面下深度不明的沉船，按比例绘画
中版水深大于20m（英版大于28m）的沉船
中版水深小于等于20m（英版大于28m）的沉船
经扫海已知最浅深度的沉船
未进行精确测量，沉船最浅深度不明的沉船
某张墨卡托海图的基准纬度可能不在该图内
在墨卡托海图上，图上某个图形与地面上对应图形相似是指无限小的图形
海图的极限精度是海图存在的不可避免的误差，它相当于海图上1mm的实地水平长度
航用海图的基本要求是无投影变形
任意大圆可能不是恒向线
纬度渐长率是指墨卡托海图上自赤道到某纬线的距离与图上1赤道里的比
在墨卡托海图上，相邻纬线间的经线长度等于两纬线纬度渐长率差与图上1赤道里长度之积
在不同的墨卡托海图上，同一纬度的纬度渐长率相等
制作简易墨卡托图网的基本原理是经差=东西距
平均纬度
在简易墨卡托图网的制作中，是用相邻两纬线间平均纬度的正割的放大倍数作为相邻纬线之间经线上的平均放大倍数。
大比例尺港泊图可以采用：
高斯投影平面图心射投影
在用平面图制作的大比例尺港泊图中，图上任意两点的局部比例尺相等
高斯投影将地球当作圆体
高斯投影图上有两种图网，经纬线图网和公里线图网：
公里线图网垂直正交
轴子午线和赤道垂直正交
经纬线均被投影成曲线
.高斯投影仅适宜用来描绘轴子午线经差小、纬差大的狭长地带
大圆海图非等角投影，一般不能直接在图上量取方向或夹角。
同纬度处变形不同，一般不能在图上量取距离
在大圆海图上，任意等纬圈不是直线
在心射平面投影图上：
所有子午线是由极内外辐射的直线
所有子午线是南北向平行的直线
心射平面投影图上，经线为南北向相互平行的直线，则投影而与赤道相切
海图的主要主意和警告在海图的标题栏中
新版图不属于新图
海图水面处带下划线的数字表示：
实测水深或小比例尺海图上所标水深
通常情况下，物标的实际高度与中版海图所标注的高程大小无法确定
英版海图图式中：
缩写“SD”是指深度可能小于已注明的水深注记
缩写“ED”是指礁石、浅滩等的存在有疑问
缩写“PA”是指危险物的位置未经精确测量
缩写“PD”是指对危险物的位置有怀疑
中版海图图式巾，缩写“疑深”是指深度可能小于已注明的水深注记
英版海图图式“”表示危险沉船，水深<28m
中版海图图式“
”表示危险沉船，水深≤20m
英版海图图式“”表示非危险暗礁
英版海图图式“
Wk”表示未经精确测量，最浅水深不明的沉船
英版海图图式“
”或“
”表示干出礁
英版海图图式“
”或“
”表示适淹礁
英版海图图式“+”或“
”表示深度不明危险暗礁
中版海图图式“”表示未经精确测量，最浅水深不明的沉船
中版海图图式“+”或“
”表示深度不明危险暗礁
英版图式“
Foul表示沉船残骸及其它有碍抛锚和拖网的地区
英版图式“
Obstn”表示深度不明的障碍物
灯质"AIFIRW"表示一个周期内交替闪一次红光和一次白光
灯质"AIRW"表示互光灯，一个周期内红、白交替发光，常明不灭
灯质"FIRW"表示闪光灯有红光弧和白光弧
每分钟闪光50次～80次（我国：
60次）的灯质为快闪光
每分钟闪光80次～160次（我国：
120次）的灯质为甚快闪
每分钟闪光160次以上的灯质为超快闪
颜色不变，在一个周期内明的时间长于暗的时间的灯光灯质为明暗光
英版海图图式中，灯质缩写"Iso"表示等明暗光
灯质缩写“Oc”表示明暗光
灯质缩写"ILlQ”表示间断超快闪光
缩写"LtHo"表示灯塔
缩写“Q”表示连续快闪光
缩写“UQ’表示连续超快闪光
缩写“VQ，’表示连续甚快闪光
在一个周期内相继出现几个不同闪光次数的联闪光为混合联闪光
在一个周期内以两次或两次以上的闪光组成一个组的灯光灯质为联闪光
英版海图图式中，缩写“DW”代表深吃水航路
英版海图图式中，缩写"LANBY"代表大型助航浮标
英版海图上入海口附近，往往可以看到紫红色图式“
”，表明该处有回转流
海田按作用可分为：
航用海图、参考用图
要了解某张海图的现行版日期时可查阅：
现行版航海图书总目录
英版航海通告累积表
ECDIS能够记录每隔1分钟的船位、航速航向
光栅海图由纸质海图经数字化处理形成，受原图比例尺所限，不能任意放大
光栅扫描海图的显示方向不能任意旋转
光栅扫描海图不能进行选择性查询、显示和使用数据
船速是船舶在无风流情况下的航行速度
第七章航海仪器
GPS卫星导航系统分为距离型、多普勒型和距离多普勒混合型系指按工作原理分类。
GPS卫星导航系统是一种测距卫星导航系统
GPS卫星导航系统由3部分组成
GPS卫星经过某一地区上空，每天约提前4分钟
利用CPS卫星定位：
以地平线7.5°为界限，大于可以看到4颗星小于也可以看到4颗星，在地平线上可以看到5颗星
GPS卫星导航中：
单频道，接收的频率是1575.42兆赫
双频道，接收的频率是1575.42兆赫、1227.60兆赫
单频道GPS卫星导航中，接收的频率是1575.42兆赫（精度100米）
双频道GPS卫导仪：
所接收的1575.42兆赫频率的信号是用CA码和P码调制的（精度100米）
1227.60兆赫频率的信号仅用P码调制了（精度1米）
GPS卫星导航仪采用：
码片搜索方式搜索GPS卫星信号
频率搜索方式搜索GPS卫星信号
GPS卫星信号波的调制信号是：
P码
卫星导航仪中所使用的CA码是一种低速、短周期的伪随机码，码率为1.023兆赫
P码是快速、长周期的伪随机码
GPS卫星每帧电文需时30秒，完整的历书需时8.5分钟
商船上用的最多的GPS卫星导航仪是单通道、单频、CA码、时序型GPS卫星导航仪
GPS卫星导航系统测速原理核心问题讲的是测多普勒频移求速度。
卫星升起时，接收到的频率高于发射频率，且逐渐减小
GPS卫星导航系统中，精度几何因子为GDOP（小好）
GPS卫星导航系统中，时钟偏差因子为TDOP
GPS卫星导航系统中，水平方向（二维位置）精度几何因子为HDOP（范围10）
GPS卫星导航系统中，高程精度几何因子为VDOP
GPS卫星导航系统中，三维位置精度几何因子是PDOP。
对于1纳秒导航精度，其时间误差相当于距离误差为0.3米
在GPS卫星导航系统中，量化误差星历表卫星钟剩余误差群延迟误差属于卫星误差
GPS卫星导航仪电离层折射误差主要在赤道附近，采用数学模型，误差可减少1/2
双频GPS卫星导航仪能测定与校正电离层传播延时
GPS卫星导航仪为了减小对流层折射引起的定位误差，采用只接收仰角为5～85°内的GPS卫星信号
GPS卫星导航系统的定位精度主要取决于时钟的精度
在GPS卫星导航仪启动时，所输入的世界时误差不大于15分钟
在利用GPS卫星导航仪进行定位导航时，精度几何因子GDOP是小好
GPS卫星导航仪天线高度误差引起的GPS定位误差，随着GPS卫星仰角的增大而增大
GPS卫星导航仪天线与罗兰C等鞭状天线距离应大于1米
MX5400GPS卫星导航仪颗显示水平方向和垂直方向加速度，船在抛锚时应置选用0.00／0.00
GPS卫星导航仪内的锂电池通常应该在4年更换
通常GPS卫星导航仪显示的航迹偏差是指卫星船位到计划航线的垂距
AIS可以提高搜索救助的效率
AIS的工作频率是：
161.975千赫和162.025千赫
GPS卫星每帧电文需时30秒，完整的历书需时8.5分钟
GPS每1秒更新一次船位AIS每2秒更新一次
AIS每分钟可以处理2000个报告
AIS用于船舶避碰，可以克服ARPA避碰的盲区，物标遮挡假回波错误跟踪或丢失的缺陷
对于一个点目标，造成其雷达回波横向扩展的因素是：
目标闪烁水平波束宽度光点直径
造成雷达荧光屏：
边缘附近雷达回波方位扩展的主要因素是水平波束宽度
中心附近雷达回波方位扩展的主要因素是CRT光点直径
船用导航雷达显示的物标回波的大小与物标的逆向面垂直投影有关
抑制雷达的雨雪干扰的方法是：
使用FTC电路（雨雪干扰抑制）使用网极化天线
CFAR电路使用S波段雷达（使用10厘米雷达）适当减小增益使用窄脉冲
抑制雷达海浪干扰的方法是：
适当使用STC钮使用对数放大器C.使用S波段雷达（10厘米雷达）采用高转速天线采用CFAR处理电路
用雷达为探测雨雪区域后面的远处物标，应选用S波段雷达
雷达荧光屏上海浪干扰显示的范围一般风浪时为6～8海里，大风浪时可达10海里
雷达工作波长越长，海浪干扰的强度越弱
CFAR处理电路（恒虚警率）适用于海浪干扰抑制
两部雷达重复频率相同时，其干扰图像是辐射状光点
两部雷达重复频率相差不大时，其干扰图像是螺旋线状光点
两部雷达重复频率相差很大时，其干扰图像是散乱光点
雷达使用同频干扰抑制器后应注意关掉FTC
当雷达荧光屏上出现明暗扇形干扰时，你应该关掉AFC，改用手动调谐继续使用
雷达出现间接反射回波的必要条件附近存在强反射体
间接反射回波通常出现在阴影扇形内采用暂时改变航向方法判断其真假
二次扫描回波出现的条件：
出现超折射现象非常强烈，雷达波传播的异常远
判断方法，改变量程段
雷达观测时，若荧光屏上出现多个目标船回波聚集成片的现象，可采取减少量程方法继续观测
为减小雷达测距误差，在测量物标岸线回波时，应该用VRM内缘与回波内缘相切
为减小雷达测距误差，在测量远处山峰回波时，应该用VRM外缘与回波外缘相切
在检查雷达有无方位误差时，测量物标的雷达弦角时，该弦角的基准是船首线
天线水平波束宽度越窄，方位误差越小
为减小雷达测方位定位误差，应先测首尾方向，后测正横方向
为减小雷达测距离定位误差，应先测方正横向，后测首尾方向
为减小雷达方位定位误差，应尽量选用真北向上显示方式和用EBL测量
在要求船位精度较高的情况下，应选用距离定位方法
雷达更换磁控管或调制管后，应注意重新测定方位误差
雷达测量物标方位定位时，为消除天线水平波束宽度在所测方位上减去
/2
雷达测量大目标方位时，为消除CRT光点直径对回波的扩大效应，应该用电子方位线与回波同侧外缘相切
选用三物标雷达定位时，物标交角最好的是120°
雷达应答器的回波图像是在应答器台架回波后的编码回波
雷达应答器发射的无线电波的极化方式水平极化X波段
搜救雷达应答器的信号在雷达荧光屏上是在应答器位置后一串（至少12个）等间隔短划信号，总长度约8海里
要在雷达荧光屏上显示全搜救雷达应答器的12个脉冲信号，量程至少应为
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