第四能見地平距離和物標(biāo)

1、第四 能見地平距離和物標(biāo)地理 能見距離 一、航海上距離的單位 航海上最常用的距離的單位是海里(n mile)，它等于地球橢圓子午線上緯度1所 對應(yīng)的弧長?？梢酝茖?dǎo)出1 n mile的公式 為： 1 n mile1 85225931cos2 (m) 可見，地球橢圓子午線上1緯度弧長，即 1 n mile的長度不是固定不變的，它隨緯 度的不同而略有差異：在赤道上最短， 為1 84294m；在兩極最長，為 186156 m；在緯度4414,處1 nmile的長 度約為1 852 m。 為了航海上實(shí)際應(yīng)用的需要，必須用一 個(gè)固定值作為1n mile的標(biāo)準(zhǔn)長度。目前， 我國和世界上許多國家均采用1929

2、年國 際水文地理學(xué)會(huì)議推薦的1 852m作為 1n mile的標(biāo)準(zhǔn)長度值。 某輪沿赤道自西向東航行，無航行誤差， 計(jì)程儀改正率為00，則實(shí)際船位位 于在海圖上按計(jì)程儀航程推算的船位的 (不考慮風(fēng)流影響) 。 A東面 B西面 C同一點(diǎn) D不 一定 某輪沿赤道自西向東航行航速15Kn，無 航行誤差，2天后，實(shí)際船位位于航程推 算的船位的(不考慮風(fēng)流影響) 。 A東面 B西面 C同一點(diǎn) D不 一定 = 測者能見地平距離 一、在海上，具有一定眼高的測者A向周 圍大海眺望，所能看到的最遠(yuǎn)處，水天 似相交成一個(gè)圓圈BB，這圓圈所在的 地平平面或者自測者至BB，這一小塊球 面，叫做測者能見地平平面或視地平平

3、 面，圓圈BB，就是測者能見地平或視地 平，俗稱水天線。自測者A至測者能見地 平的距離AB，稱為測者能見地平距離。 De(n mile)二209 e(m) 式中：De測者能見地平距離，單位： n mllc； e測者眼高，單位：m。 三、物標(biāo)能見距離 1物標(biāo)能見地平距離 假如測者眼睛位于物標(biāo)頂端，此時(shí)測者 的能見地平距離，叫做物標(biāo)能見地平距 離，用表示它等于能見度良好情況下， 測者眼高為零時(shí)，理論上所能看見物標(biāo) 的最大距離。與測者能見地平距離一樣， 物標(biāo)能見地平距離可由下式求得： Dh=2.09 H(m) 式中Dh一物標(biāo)能見地平距離，單位： nmile； H物標(biāo)頂端距海平面的高度，單位： m。

4、2.物標(biāo)地理能見距離 能見度良好時(shí)，僅由于地面曲率和地 面蒙氣差的影響，測者理論上所能看到 物標(biāo)的最大距離叫做物標(biāo)的地理能見距 離，用D。表示。由圖142可見，物 標(biāo)地理能見距離可由下面公式求得： D。 (n mile)=209 e(m)+2.09 H(m) 式中：e測者眼高，單位m； H物標(biāo)高度，單位m； D。物標(biāo)地理能見距離,單位n mile。 四、燈標(biāo)最大可見距離 在地面曲率和地面蒙氣差一定的情況下， 白天能見度良好時(shí)，物標(biāo)的最大可見距 離取決于測者眼高和物標(biāo)的高度。但是， 夜間觀測燈標(biāo)時(shí)，其最大可見距離還與 該燈標(biāo)的發(fā)光強(qiáng)度有關(guān)。 1燈標(biāo)射程 中版海圖和航標(biāo)表中射程的定義為： 晴天黑夜

5、，當(dāng)測者眼高為5 m時(shí)，理論上 能夠看見燈標(biāo)燈光的最大距離。 英版海圖和英版燈標(biāo)表中，燈標(biāo)射 程分光力射程和額定光力射程兩種。光 力射程是指某一氣象能見度條件下，燈 光光力的最大能見距離。額定光力射程 是指氣象能見度為10 n mile 時(shí)，燈光光 力的最大能見距離。 光力射程和額定光力射程都僅和氣象能 見度有關(guān)，而與測者眼高、燈高、地面 曲率和地面蒙氣差無關(guān)。通常大多數(shù)國 家采用額定光力射程作為燈標(biāo)射程。 2初顯與初隱 燈塔是一種重要的航標(biāo)，其燈光強(qiáng)度較強(qiáng)。夜 間觀測燈塔燈光時(shí)，如燈塔的燈光強(qiáng)度足夠強(qiáng)， 則可能會(huì)出現(xiàn)初顯(初隱)現(xiàn)象。晴天黑夜，船 舶駛近(駛離)燈塔時(shí)，燈塔燈芯初露(初沒)測

6、者 水天線的瞬間，即測者最初(最后)能夠直接看 到燈塔燈光的時(shí)刻，叫做燈光初顯(初隱)。顯 然，并不是所有的燈塔都會(huì)出現(xiàn)初顯(初隱)現(xiàn) 象。通常，只有當(dāng)燈塔的光力能見距離大于或 等于該燈塔的地理能見距離時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)初顯 (初隱)現(xiàn)象。 中版海圖和航標(biāo)表中所提供的射程， 是該燈塔光力能見距離和5 m眼高地理能 見距離中較小者。鑒于航海上測者眼高 普遍都在5 m以上，因此，只有強(qiáng)光燈塔 才可能有初顯(初隱)，弱光燈塔一般不會(huì) 有初顯(初隱)。 判斷中版航海資料中某燈塔是否是強(qiáng)光燈塔， 應(yīng)將該燈塔5m眼高的地理能見距離取整后再與 其射程相比較，如前者小于或等于后者，表面 該燈塔為強(qiáng)光燈塔，可能有初顯

7、(初隱)；否則， 就是弱光燈塔，無初顯(初隱)。 燈光初顯(初隱)時(shí)，測者與燈塔之間的距離 等于燈塔地理能見距離，即： D顯/隱(n mile)D。209 e(m)十209 H(m) 中版海圖和航標(biāo)表中燈塔的初顯(初 隱)距離還可用下式求?。?D顯/隱(nmile)D。射程 +209e(m)一2095 例141：中版海圖某燈塔燈高84 m， 圖注射程18 n mile，測者眼高16 m，問該 燈塔是否有初顯初隱? 解： D=2.09e+2.09H =2.095+2.0984 =23.818 無初顯初隱。 3燈塔燈光最大可見距離 中版海圖和航標(biāo)表中燈塔燈光最大可見距 離，取決于該燈塔的燈光強(qiáng)度。

8、能見度良好件 下，強(qiáng)光燈塔，可能存在初顯(初隱)，燈光最 大可見距離等于燈塔的初顯(初隱)距離，即該 燈塔的地理能見距離；弱光燈塔，一般無初顯 (初隱)，該燈塔燈光最大可見距離等于其射程。 英版海圖和燈標(biāo)表中燈塔燈光最大可見 距離，等于該燈塔射程(額定光力射程或光力射 程)與該燈塔地理能見距離中較小者 例144：中版海圖某燈塔燈高40 m， 圖注射程16 n mile，已知測者眼高16 m， 求該燈塔燈光的最大可見距離Dmax。 解：D（e=5）=2.09 (5+40)=17.9 因?yàn)?79 nmile取整為17 nmile，大 于射程16 nmile，該燈塔無初顯或初隱， 所以Dmax射程=

9、16 M 例145：中版海圖某燈塔燈高81 m， 圖注射程23 nmile，已知測者眼高16 m， 求該燈塔燈光的最大可見距離Dmax。 解：D(e=5)=2.09(5+81)=23.5 n mile 因?yàn)?35 n mile取整為23 n mile，等于 射程，該燈塔有初顯 或 初 隱 ， 所 以 Dmax=D。 =2.09(16+81)=27.2 n mile 例146：英版海圖某燈塔燈高36m， 額定光力射程24nmile，求測者眼高16m 時(shí)，該燈燈光最大可見距離。 解：D。=2.09(16+36)=20.9n mile 因?yàn)樯涑?4nmile 大于20.9n mile，所以 Dmax

10、D。=20.9 M 第五節(jié) 航速與航程 一、航速與航程 航程是船舶航行經(jīng)過的距離，用S表示， 航海上一般采用海里作為航程的單位。 單位時(shí)間內(nèi)的航程稱為船舶的航行速度 航海上習(xí)慣將船舶在無風(fēng)流影響下的航 行速度稱為船速 一. 計(jì)程儀測定航程 船用計(jì)程儀的種類很多，它是船舶測定航程和 航速的主要儀器。目前，計(jì)程儀可分為相對計(jì) 程儀和絕對計(jì)程儀兩大類。相對計(jì)程儀所顯示 的是船舶相對于水的航程和航速，它只能記錄 船舶受風(fēng)影響后的對水航程和航速，但不能顯 示水流影響后的航程和航速，因此，人們稱它 為“計(jì)風(fēng)不計(jì)流”的計(jì)程儀，絕對計(jì)程儀可以 測量船舶相對于海底的，即船舶受風(fēng)流影響后 的實(shí)際航程和實(shí)際航速。

11、計(jì)程儀的主要類型有：回轉(zhuǎn)式計(jì)程儀、水壓式 計(jì)程儀、電磁式計(jì)程儀、多普勒計(jì)程儀和聲相 關(guān)計(jì)程儀。前面三種計(jì)程儀均為相對計(jì)程儀。 目前，商船上用得較多的是后面三種計(jì)程儀。 由于商船用多普勒計(jì)程儀和聲相關(guān)計(jì)程儀的有 效作用距離為幾米至幾十米，只有當(dāng)水深不太 深，計(jì)程儀所發(fā)射的超聲波能作用到海底時(shí)， 它們才可作為絕對計(jì)程儀使用，因此，通常情 況下，多普勒計(jì)程儀和聲相關(guān)計(jì)程儀也是相對 計(jì)程儀。 相對計(jì)程儀應(yīng)該準(zhǔn)確地顯示船舶相對于 水的航程和航速，但它與任何其他儀器 一樣，也存在著-定的誤差，從計(jì)程儀上 讀到的僅僅是計(jì)程儀航程讀數(shù)，還必須 對它進(jìn)行誤差改正后，才能得到準(zhǔn)確的 對水航程。航海上，習(xí)慣用計(jì)程儀

12、航程 誤差與計(jì)程儀讀數(shù)差比的百分率來表示 計(jì)程儀誤差L， L=SL-（L2-L1）/（L2-L1）*100% 式中： L計(jì)程儀改正率，用百分率表 示； SL準(zhǔn)確的船舶對水航程，又稱為計(jì) 程儀航程； L1，L2對應(yīng)計(jì)程儀航程：的前后兩 次計(jì)程儀讀數(shù)。 2)在恒流影響下。往返重復(fù)測定兩次， 分別求出V1 、 V2、和L1、L2再按下 式求取平均船速和平均計(jì)程儀改正率： VE=（V1+V2）/2 L=（L1+L2）/2 3)在等加速水流影響下，往返重復(fù)測定 三次，分別求出V1、V2、V3和L1、 L2、L3，再按下式求取平均船速和平 均計(jì)程儀改正率 VE=（V1+2V2+V3）/4 L=（L1+2L

13、2+L3）/4 (4)在變加速水流影響下，往返重復(fù)測定 四次，分別求出V1、V2、V3、V4和L1、 L2、L3、L4，再按下式求取平均船 速和乎均計(jì)程儀改正率： VE=（V1+3V2+3V3+V4）/8 L=（L1+3L2+3L3+L4）/8 第六節(jié)航用海圖投影方法 一.地圖投影和比例尺 1地圖投影 2局部比例尺與基準(zhǔn)比例尺 ； (1)局部比例尺 設(shè)A為地面上的任意一點(diǎn)，在它的某個(gè)方向 上有線段AB，如果將它投影到地圖上去，變 成圖上線段ab，則該地圖在A點(diǎn)這個(gè)方向的局 部比例尺(C)為 :C=Limab/AB AB-0 由于存在投影變形，同一張圖上各點(diǎn)的局部比 例尺可能都不相同，有時(shí)同一點(diǎn)

14、各個(gè)方向的局 部比例尺也各不相同。局部比例尺在投影中的 變化，可以反映出地圖投影的變形特點(diǎn)。如圖 上某點(diǎn)各個(gè)方向的局部比例尺相等，則該圖在 這點(diǎn)上能夠保持與地面對應(yīng)處形狀相似，并在 這一點(diǎn)上能保持角度不變，這在地圖投影中叫 做正形或等角；相反，如果地圖上某點(diǎn)各個(gè)方 向的局部比例尺不相等，則該圖在這一點(diǎn)上就 不能保持正形或等角 (2)普通比例尺與基準(zhǔn)比例尺 一般地圖上所注明的比例尺，稱為普通 比例尺或基準(zhǔn)比例尺。它可能是圖上各 個(gè)局部比例尺的平均值，或者是圖上某 點(diǎn)或某線的局部比例尺。航海上，有時(shí) 為了便于幾張海圖聯(lián)合起來使用，常取 某點(diǎn)或某線的局部比例尺作為幾張圖共 同的基準(zhǔn)比例尺。此時(shí)，上述

15、基準(zhǔn)點(diǎn)或 基準(zhǔn)線可能不在某張圖的覆蓋范圍內(nèi)。 二、地圖投影分類 按投影變形的性質(zhì)分類 (1)等角投影 (2)等積投影 (3)任意投影 (1)等角投影， 又稱為正形投影。它是一種投影圖上無 限小的局部圖像與地面上對應(yīng)的地形保 持相似的投影方法。在等角投影中，地 面上一個(gè)微分圓，投影到圖上仍能保持 是個(gè)圓；或者說地面上某地的一個(gè)角度， 投影到圖上后仍能保持其角度的大小不 變。 (2)等積投影 它是保持地面上與圖上對應(yīng)處的面積 成恒定比例的一種投影方法，等角與等 積在同一投影中不可能同時(shí)被滿足。 (3)任意投影 它是既不等角也不等積，而是根據(jù)某 種特殊需要或?yàn)榱私鉀Q某種特定問題來 制作地圖的投影方法

16、。 按構(gòu)成地圖圖網(wǎng)的方法分類 (1)平面投影 (2)圓錐投影 (3)圓柱投影 (4)條件投影 (1)平面投影 它是將地面上的經(jīng)緯線直接投影到與地球表面 相切或相割的平面上去的一種投影方法。在平 面投影中，從投影中心到任意一點(diǎn)的方位角均 保持與實(shí)地相等，故又稱為方位投影。方位投 影屬透視投影，即以某一點(diǎn)為視點(diǎn)，將球面上 的事物直接投影到投影面上去的投影方法。常 用的方位投影的視點(diǎn)位于垂直于投影面的直徑 或其延長線上，根據(jù)視點(diǎn)位置的不同， 外射投影：視點(diǎn)在球外，如圖162(a)。 極射投影：視點(diǎn)在球面上，如圖162(b)。 心射投影：視點(diǎn)在球心，如圖162(c)。 (3)圓柱投影 利用可以展開的圓

17、柱面為輔助面，通過某種數(shù) 學(xué)法則將地面上的經(jīng)緯線投影到圓柱面去，再 沿圓柱母線切開展平，構(gòu)制地圖圖網(wǎng)的投影方 法。如圖l64所示，按圓柱軸與地軸重合、 垂直或斜交三種相對位置關(guān)系，圓柱投影可分 為正圓柱投影、橫圓柱投影和斜圓柱投影三種。 航海上常用等角正圓柱投影，即墨卡托投影 來繪制航用海圖。等角橫圓柱投影，又稱高斯 投影，常用于繪制大比例尺海圖或極區(qū)海圖。 三、恒向線 將地球作為圓球體時(shí)，地面上兩點(diǎn)間的最短連 線，并不是通過該兩點(diǎn)的恒向線，而是連接這 兩點(diǎn)的大圓弧。但是，一般大圓弧與所有子午 線相交成不等的角度，這也就是說，如果要駕 駛船舶沿著大圓弧航行，就必須不斷地改變航 向。為了駕駛船舶

18、的方便起見，在航程不太長 時(shí)，或者當(dāng)航向接近南北向或在低緯近赤道航 區(qū)航行時(shí)，一般都采用兩點(diǎn)間的恒向線航線。 實(shí)際上，即使兩點(diǎn)間的大圓航線，也是由若干 段恒向線航線組成的近似大圓 恒向線與每一條經(jīng)線相交無數(shù)次。恒向 線每繞地球一周，都將與該子午線相交 一次，且交點(diǎn)緯度越來越高；逐漸接近 地極，但達(dá)不到地極?？梢?，除了航向C 000180，或者C090270 外，在地球表面上，恒向線表現(xiàn)為一條 與所有子午線相交成恒定角度的、具有 雙重曲率的球面螺旋線，它逐漸趨向地 極，但永遠(yuǎn)達(dá)不到地極。 四、墨卡托投影 為了便于在航用海圖上繪畫恒向線航線 和方位線，航用海圖應(yīng)滿足以下兩個(gè)條 件：(1)圖上的恒向

19、線是直線；(2)投影性 質(zhì)是等角的。這樣，駕駛員就可以根據(jù) 測得的航向和方位，用直尺在海圖上畫 出恒向線航線和方位線來。 3墨卡托海圖的特點(diǎn) 墨卡托海圖是利用墨卡托投影，即等角正圓柱 投影原理所繪制的。通常，墨卡托海圖具有以 下特點(diǎn)： (1)圖上經(jīng)線為南北向相互平行的直線，其上 有量取緯度或距離用的緯度圖尺；緯線為東西 向相互平行的直線，其上有量取經(jīng)度的經(jīng)度 圖尺，且經(jīng)線與緯線相互垂直。 (2)圖上經(jīng)度1，(1赤道里)的長度相等，但緯度 1，(1nmile)的長度隨緯度升高而逐漸長，存在 緯度漸長現(xiàn)象。 (3)恒向線在圖上為直線。 (4)具有等角特性，在圖上所量取的物標(biāo) 方位角與地面對應(yīng)角相等

20、。 (5)圖上同緯度緯線的局部比例相等，不 同緯度的局部比例尺，隨緯度的升高而 增大。 (2)墨卡托圖網(wǎng)的簡易繪制方法 簡易墨卡托圖網(wǎng)，是將地球作為圓球體， 利用兩點(diǎn)間的東西距，即相鄰兩子午線 之間的等緯圈弧長Dep，與兩點(diǎn)間的經(jīng)差 D,和該兩點(diǎn)所在緯度甲之間的下列關(guān)系 而繪制成的： 根據(jù)墨卡托投影原理，圖上任意一點(diǎn)經(jīng)線的局 部比例尺與其緯線的局部比例尺相一致。因此， 墨卡托圖網(wǎng)中經(jīng)線局部比例尺也要隨緯度的升 高而放大sec倍。但是，相鄰兩緯線間的經(jīng)線 上各點(diǎn)的緯度不同，其放大倍數(shù)也各不相同。 為了方便起見，制作簡易墨卡托圖網(wǎng)時(shí)，是采 兩條緯線之間平均緯度處的放大倍sec作為相 鄰兩緯線間經(jīng)線上的平均放大倍數(shù)的。 五、港泊圖與大