航海学航海仪器Word文档下载推荐.docx

1、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 8m

2、m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

3、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0.1 o（16 ） o（16 ）o工作温度（521）o C（50报警温度57 o C60 o C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10 min ，之后自动启动随 动系统10min ，之后手动启动随动系统10 min ，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

4、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-26 oC。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

5、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

6、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=12Ct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

7、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（Tt ） 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 计算：最小测量深度 =1500 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

8、%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。 IM

9、O 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： f VC f 0 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

10、： 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 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。VD

11、R 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 1

12、000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

13、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L11575.42MH ZP 码、CA 码CA码精度 20-30 米，低速、短周期 ，码率； 1.023 MHZL21227.60 MH ZP码P 码精度 1 米 ，连续、 快速、长周期 ，码率； 10.23 MHZ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

14、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 100.3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

15、、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

16、。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6min2. 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，161.975 MHZ，二、VHF88B，162.025 MH Z，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

17、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

18、目标之间的 往返时间，得到目标距离。 R = 1/2 C t，所 以 1s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 1 s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 ，

19、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

20、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 23 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 Rmax1 2.2（ h h ） ，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

21、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

22、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

23、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

24、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）RM H-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