航海学航海仪器Word文档下载推荐.docx

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船舶沿隅点航向（045、135、225、315）航行时摇摆误差最大。

5）基线误差：

罗经基线与船的首尾线不平行而产生。

基线误差大于0.5°

时，应予以校正。

三、主要类型陀螺罗经的结构与保养：

主罗经由灵敏部分、随动部分和固定部分组成。

安许茨4型（德）

安许茨22型（德）

斯伯利型（美）

阿玛—勃朗型（英、美）

转子数量

双（互成直角）

单

陀螺马达转数

动量矩H方向

指北

指南

陀螺球支承方式

液浮加电磁上托线圈

液浮加轴承

液浮加扭丝或轴承

陀螺球内气体

支撑陀螺球的液体

蒸馏水10L，甘油1L，安息香酸10g（液体导电）

硅油（不导电）

氟油（不导电）

控制力矩、设备

下重式，重心下移8mm

下重式，重心下移8mm

上重式，液体连通器（液体为硅油）

电磁控制式，电磁摆、水平扭丝、水平力矩器

阻尼力矩、设备

液体阻尼器（内装高粘性的甲基硅油）

液体阻尼器（内装高粘性

的甲基硅油）

陀螺球西侧配重

多30克

电磁控制式，电磁摆、垂直扭丝、垂直力矩器

阻尼方式

水平轴（长轴）

垂直轴（短轴）

纬度误差及消除

不存在

存在，内补偿法

速度误差及消除

存在，外补偿法

速度、纬度调节

不需调节装置

速度变化5节，纬度变化5度

速度变化5节，纬度变

化5度

消除摇摆误差措

施

双转子陀螺球

液体连通器内的

高粘度硅油

电磁摆内充满高粘度

硅油

主罗经工作电压

电源系统

变流机

直流逆变器

随动系统

信号电桥

E型随动变压器和衔铁

电磁铁和8字形位置敏

感线圈

传向系统

交流同步式

数字式

直流步进式

传向系统精度

0.1o

（1\6）o

（1\6）o

工作温度

（52±

1）oC

（50±

报警温度

57oC

60oC

环境温度

陀螺球达到额定

转数时间

20min，之后手动启动随动系统

10min，之后自动启动随动系统

10min，之后手动

启动随动系统

10min，之后手动启动随动系统

快速启动

不支持

支持

安许茨4型每12个月更换液体，安许茨22型

每18个月更换液体。

磁罗经总结

地磁规律：

地磁北极在地理北极附近具有负磁量，地磁南极在地理南极附近具有正磁量，地球表面磁力线由南到北，地磁磁力线与当地水平面夹角为磁倾角，磁倾角为90°

处为磁极，磁倾角为0°

位置连线为磁赤道，地磁力分为水平

分力和垂直分力，影响磁罗经指北的力是地磁水平分力，所以磁赤道处指北力最大。

结构：

1．罗经柜作用：

支撑罗盆，安装校正器。

材料：

非铁磁物质。

2．罗经盆材料：

非铁磁质金属，盆内有罗盘和液体，罗盘是指示方向的灵敏部分；

罗盘下方有磁钢（平行于0-180轴线排列），中间有浮子，有轴帽、轴针，液体成分：

45%酒精、55%二次蒸馏水，添加酒精作用：

降低液体的

冰点至-26oC。

3．自差校正器（见表）

4．方位圈用于观测目标方位的附属设备。

磁罗经自差类型、特征、自差校正器名称、种类、存放要求：

自差校正器存放要求：

硬铁校正器

（全在罗经柜内部）

存放：

异名极相靠硬铁含磁性（磁性难来难去）

软铁校正器

（全在罗经柜外部）

存放：

没有磁性（磁性易来易去）

灵敏度的检查：

检查目的：

检查轴帽与轴针之间的摩擦力大小、磨损状况。

环境要求：

平稳环境、码头。

1.检查方法：

用小磁棒将罗盘向左或右引偏2°

～3°

，迅速移开小磁棒，观测罗盘是否回到原来刻度，要求与原航

向读数相差小于0.2度。

罗盘磁力（半周期）的检查：

检查罗盘磁性的强弱是否符合要求。

2.检查方法：

用小磁棒将罗盘向左或右引偏40°

，移开小磁棒，观测航向连续两次通过基线时间间隔即为半周期。

比标准大说明磁力减弱

罗盆内气泡的排除：

因为罗盆不水密、渗漏造成，要及时排除，否则影响读取航向和观测方位。

罗经基线误差小于0.o5

校正自差的顺序：

近似消除象限自差及次半圆自差，必须校正磁罗经自差：

修船之后；

经自差不大于±

3°

，操舵罗经

准确消除倾斜自差、半圆自差、象限自差;

船舶校正自差时悬挂OQ旗；

下列情况，每年必须校正一次；

自差曲线应光滑无角点！

剧烈震动；

不计恒定自差A，标准罗

自差不大于±

5°

测深仪总结

原理：

测量超声波从换能器（声能电能转换）发射至被海底反射回，再被换能器接收的时间间隔t，原理公式：

h=1\2Ct

测的是船底到海底的距离。

超声波在海水中的速度C：

1500m/s。

换能器安装注意事项：

1.靠近船头，1/2—1/3船长处。

避免机舱噪音和螺旋桨气泡干扰。

2.保证船体水密结构和强度。

3.工作面应与船底水平面平行，误差小于0.5°

。

4.工作面不得涂油漆，，因油漆对声能吸收很大。

5.引出电缆屏蔽良好。

技术指标：

决定因素

IMO要求

最大测量深度

发射脉冲重复周期T（T＞t）此外，发射功率大、换能器效率高、工作频率低，作用距离就远

远洋400米，沿海100-200米

最小测量深度

发射脉冲宽度τ

计算：

最小测量深度=1500×

τ÷

2

远洋1-2米，浅水测深仪0.2-0.3米

误差：

浅水内允许误差范围：

±

1米，深水内允许误差范围：

5米或±

5%

1.声速误差

声速与温度、含盐量、压力有关，温度影响最大。

声速高于标准声速，声波往返时间短，显示的深度将比实际小；

2.时间电机转速误差

时间电机转速＞额定转数则显示深度＞实际深度

3.零点误差

零点信号超前，显示水深＜实际水深，浅水区要抑制零点信号

4.基线误差

收发兼用换能器造成，水深＞5米可忽略

5.其他因素

船舶摇摆、水中气泡、船速、换能器工作面附着物、换能器剩磁消失（定期对磁

致伸缩换能器进行充磁）、底质和坡度（反射能：

岩石＞砂底＞淤泥）

测深仪显示方式：

机械模拟刻度盘（闪光式）、机械纸介质记录、数字显示机械纸介质记录式的应读取记录回波的前沿。

显示方式一般要求兼有两种以上。

IMO标准规定记录式应为必须具备的显示方式不平坦的海底，信号带前沿读取水深为宜；

水中气泡对声能有削弱作用；

不知水深时，量程由大到小。

计程仪总结

相对计程仪

电磁式

使海水导电切割磁力线产生电动势并与船速成正比，电磁传感器：

平面式、导杆式，可测前进后退速度。

绝对计程仪

风流都计

多普勒

多普勒效应，当声源与接收者存在相对运动时，接收者接收到声波频率与声源频率不同。

接近频率升高，远离频率降低。

多普勒频移公式：

fVCf0看出个值比例关系。

为了产生多普勒频移效应，波速与船底呈60°

发射，为了减轻船舶摇摆颠簸产生的测速误差，向前后发射对称的超声波（一元双波束），种类有：

双波束（一元）、四波束（二元）、六波束（三元）分别能测什么速度？

一元测前后；

二元测前后及船首左右，三元测前后及首尾左右。

两种跟踪模式，水深超过200米只能测对水速度，可以兼测水深

声相关

三个换能器：

前：

前向接收，中：

发射，后：

后向接收原理：

利用相关技术检测前向与后向换能器接收信号的幅值包络完全一样的接收时间延迟，船速V，船速正比于前后两换能器间距s，反比于接收延迟τ测量精度不受声速影响，精度高，可兼做测深仪。

绝对计程仪不是永远绝对，超出跟踪范围也只能对水跟踪（比如水深超过200米只能水层跟踪，也是相对计程仪了，也可以说：

绝对计程仪可以兼做相对计程仪。

VDR总结记录发生事故前后一段时间内的船舶位置、动态、物理状况、命令、操纵手段等。

VDR声音数据来源：

VHF，麦克风

VDR的数据：

数据存储时间＞12小时，如果主电源、应急电源均停电，备用电源可连续再记录驾驶台音频2小时

LRIT总结

LRIT功能：

海上保安、海上搜救、船舶船队管理、保护海洋环境LRIT船载设备：

通信设备—Inmarsat-C；

供电设备；

传感器；

信息：

LRIT信息时间间隔：

默认位置报告：

6h；

预先设置位置报告：

15min-6h；

长时间不动的，船长或主管机关可以增加到24h，或暂停发射，特种船；

遇险、装运危险货：

15min。

沿海国有权获得沿岸1000海里船舶LRIT信息，船长认为可能发射信息有危险，可以停止信息发射或关闭，并及时通知主管机关，停止原因、期限

GPS总结

工作原理：

高精度、全天候、连续、近于实时三维定位与导航，GPS通常采用伪码法进行测距

GPS系统组成：

卫星、地面站、用户（地面站分：

主控站、跟踪站、注入站）3部分（与下面的DGPS进行比较）

GPS系统参数：

GPS接收机启动模式

卫星

21+3颗，分布在6个轨道

运行周期

11h58min

轨道高度

20183千米，高轨道

GPS每帧电文需时30秒，完整的历书需时12.5分钟

启动模式

接收机存有的信息

特点

1冷启动：

（啥也没有）

需要初始化输入

2温启动

历书、时间、

位置

断电24小时内，启动耗时5分钟内

3热启动

星历、历书、时间、

启动耗时2分钟内

GPS卫星工作频率：

波段

频率

序列码

双频作用：

修正信号传播延迟

L1

1575.42MHZ

P码、CA码

CA码精度20-30米，低速、短周期，码率；

1.023MHZ

L2

1227.60MHZ

P码

P码精度1米，连续、快速、长周期，码率；

10.23MHZ

任何地方，地平线上至少可观测到5颗卫星，在地平线7.5°

以上至少有4颗卫星。

三维定位：

至少用4颗卫星，二维定位：

至少用3颗卫星。

GPS系统误差：

伪测距误差

卫星误差

星历表误差

卫星钟剩余误差

1ns精度相当于0.3米误差

群延迟误差

信号传播误差

电离层折射误差

赤道附近大，通过双频收发消除

对流层折射误差

选取仰角5～85°

的卫星、数学模型校正

多径效应

GPS接收机误差

接收机通道间偏差

接收机噪声

接收机量化

几何误差（精度几何因子GDOP）

三维PDOP

水平HDOP

水平位置误差=等效测距误差×

HDOP

高程VDOP

位置高度误差=等效测距误差×

VDOP

时间TDOP

时间误差=等效测距误差×

TDOP×

10÷

0.3

海图标绘误差

WGS-84坐标系

DGPS系统组成：

卫星、基准站、用户、数据链4部分（与上面的GPS进行比较）

DGPS的分类：

DGPS根据差分作用范围分类：

局域差分、广域差分、广域增强

DGPS系统误差：

公共误差：

卫星钟、星历、电离层折射、对流层折射、SA政策（能消除）

非公共误差：

多径效应、导航仪噪声、导航仪量化、通道间偏差（不能消除）

最佳选星的原则是：

选择4颗仰角满足要求（5o<

仰角<

85o），构成的空间几何图形能使精度几何因子GDOP值最小

GPS位置更新时间约1s左右

GPS警报：

到达警、偏航警、锚更警、距离警等。

卫星状态一般HDOP小于等于10，如果用2D模式必须根据吃水输入海面到桅顶高度；

坐标系要用WGS-84；

导航仪电池4年一换。

AIS总结

基于VHF（87/88）的船对船、船对岸的识别、导航和通信的综合系统。

不需人工干预，自动发射静态、动态、

航次及安全信息。

时分多址一帧分2250时隙1时隙为26.67ms

工作模式：

自主连续、分配、轮询

AIS信息：

信息种类

更新报告间隔

1.静态信息

6min

2.动态信息

取决于航行状态、航速、航向的变化，最快2秒

3.航次相关信息

4.安全短信息

根据使用者需要

工作信道：

一、VHF87B，161.975MHZ，二、VHF88B，162.025MHZ，两个接收机一个发射机，AIS内置一个70信道DSC接收机，在不能正常使用AIS1和AIS2两信道地区，接收主管机关信道分配信息，完成收发机应答器转换。

AIS与雷达相比各自优势、局限性比较：

优势

局限

AIS

不受天气海况影响发现、跟踪距离较雷达远无近距盲区，可接收障碍物后面的目标

雷达

受天气海况影响大有阴影扇形区，盲区，物体遮蔽探测不到有跟踪延迟，尤其在目标机动后

P384图必须认识休眠、激活、危险、轮廓丢被失选！

！

雷达总结

雷达图像特点：

雷达回波图像与真实的物标形状并不一致；

迎向天线面的垂直投影；

只能探测目标前沿；

脉冲宽度主

要造成回波径向扩展；

水平波束宽度造成回波方位左右扩展；

光点直径和目标闪烁会造成回波向四周扩展；

水平波束

宽度主要影响荧光屏边缘，光点直径主要影响屏幕中心附近。

雷达原理与目标分辨力、测量精度：

测距

测方位

原理

测量雷达波（微波）在雷达天线与目标之间的往返时间，得到目标距离。

R=1/2·

C×

t，所以1μs代入公式探测距离150m。

雷达波水平辐射宽度只有1°

，在某一个特定时刻（瞬间）只能向一个方向发射、接收雷达波。

雷达水平波束宽度：

1°

，垂直波速宽度：

20°

分辨力

定义

分辨相同方位上相邻两个点目标的能力

分辨相同距离上相邻两个点目标的能力

设备因素：

脉冲宽度，造成径向扩展（如上1μs探测

150m）、屏幕像素（量程大像素影响大）、信息处理失真，

水平波速宽度（角向肥大）（水平波束宽度1°

，X海里处能分辨等距离相距1852X÷

57.3米的两目标）、屏幕像素、量程

操作技术

使用小量程，窄脉冲，调整雷达最佳状态，调小增益、亮度，不适用回波扩展，使用FTC

能包含目标的最小量程，调整雷达最佳状态，

调小增益、亮度，不适用回波扩展

IMO性能标准

用小于等于1.5海里量程50%-100%范围内，两个点目标距离分辨力不低于40M

用小于等于1.5海里量程50%-100%范围内，两个点目标方位分辨力好于2.5°

测量精度

系统误差

随机误差

操作误差

雷达校准、雷达调整（同分辨力）、目标测量：

1、目标在海面雷达地平之内：

VRM內缘与目标前沿相切

2、目标在海面雷达地平之外：

VRM外缘与目标后沿相切

1、点目标：

测中心，

2、大型延展目标：

○1目标在海面雷达地平之内：

同侧外缘

○2目标在海面雷达地平之外：

测中心

测目标误差应不超过所用量程的1%或30米中的较大值

测量位于显示器边缘的目标回波方位，系统误差应该在1°

以内，船首线精度在1°

内

雷达测距精度高于测方位精度，近距离目标测量精度高，目标位于屏幕2／3附近时测量精度最高，

雷达探测范围：

目标最大探测距离

目标雷达探测地平

标准大气下Rmax12.2（hh），S波段雷达探测地平略远于X波段雷达探测地平

目标雷达最大作用

距离

雷达发射功率强、增益高、波长长、接收门限功率小、目标RCS大，则目标发现距离远

结论IMO性能标准

目标的雷达最大探测距离取目标雷达探测地平与目标雷达最大作用距离中较小者

目标最小探测距离

理论最小探测距离

取决于发射脉冲宽度，通常在30米内

安装最小探测距离

取决于天线安装高度

目标最小探测距离取理论最小探测距离与安装最小探测距离中较大者，一般取决于安装最小探测距离

目标观测特性：

目标观测特

性影响因素

材质（钢、木、玻璃钢）、尺寸、纹理与雷达视角形状（粗燥、光滑、散射、反射）、形状（球、柱、锥），理解425、426页图形

几种典型目

过江电缆（点）、飞机——跳跃的点

标观测特性

雷达航标

导航雷达航标

无源：

角反射器、透镜反射器

有源：

○1、雷达应答信标（雷康Racon）（X波段雷达）（存在应答延迟误差）（《无线电信号表》第二卷查询）、○2、雷达目标增强器（RTE）、○3、AIS航标

搜救寻位雷达航标

○1、搜救雷达应答器SART、○2、自动识别系统搜救发信器AIS-SART

影响雷达正常观测的因素：

大气传播条件

超折射（多发热带干燥区，上热下冷上干下湿）、大气波导、

次折射（多发寒冷潮湿区，上冷下热上湿下干）

雷达杂波干扰

海况海浪

鱼鳞状闪亮随机斑点，范围小，3-6海里，风浪大时8-10海里，上风侧干扰严重，随距离的增加急剧下降

影响因素

雷达波长短、发射脉冲宽、天线高、天线水平波速宽、转数慢，海浪回波强

海浪抑制STC

适当降低增益，使用STC，抑制近处杂波

自动海浪抑制的

使用注意问题

只适用于回波环境简单的开阔水面，港区、狭水道等船舶密集区不适合使用

气象雨雪

无明显边缘，疏松、棉絮状亮斑区，强降雨回波呈辉亮状强干扰，与降水量有关

雷达波长短、发射脉冲宽、天线水平波速宽、雨雪回波强

雨雪抑制FTC

适当降低增益，使用FTC，抑制雨雪杂波，只保留并凸显目标前沿

自动雨雪抑制的

FTC的特殊使用

目标在雨雪之中，使用FTC配合降低增益，目标在雨雪之外附近，使用FTC配合提高增益，目标在雨雪之外远距离，不使用FTC直接提高增益，无降水天气，适当使用可以提高距离分辨力用于抑制假回波

同频干扰

频率相同（近量程）辐射状光点；

频率相近螺旋状光点；

频率相差较大（远量程）散乱光点

注意问题

对于同频干扰抑制的使用要注意避免与其他抑制干扰的方法同时使用

抑制措施

选择另一个雷达波段，尽量选择近量程，使用扫描相关

雷达假

回波

间接假回波

近距离，阴影扇形区内，假回波的距离、方位、强度、形状、移动均与真回波不同，真回波移动，假回波可能不动或突然消失降低增益、使用FTC，辅以STC消除

多次反射假回拨

近距离，本船正横附近等间距、间隔，向外假回波强度逐渐减弱，移动与真回波一致降低增益、使用FTC消除

旁瓣假回波

近距离，分布在目标真回波等距两侧的圆弧上，强度弱，

降低增益、使用STC，辅以FTC消除

二次扫描假回波

远距离，发生超折射时，假回波与真实目标方位相同距离近了CT/2，

与真实目标形状不符，V字形，改变量程假回波距离改变或消失，移动不合理通过改变量程消除

雷达定位中选则目标的原则：

孤立小岛、突堤、灯塔、岬角等，位置精确、近距离、位置线交角合适

雷达定位中观测物标的顺序：

先慢后快，先难后易（首尾方向距离变化快，正横方向方位变化快）按照精度从高至低的顺序排列雷达定位方法：

（见445页）

雷达的6种显示方式、各自特点：

（见395页）

RMH-up相对运动-船首向上

无需接入任何传感器，当THD故障时的应急显示方式，且有报警