大連海事大學(xué)電航儀器教案：第八章船用磁羅經(jīng)

1、磁羅經(jīng)定義磁羅經(jīng)定義：在羅盤磁針與地磁場(chǎng)相互作用下，羅盤能指向磁北極的航海指向儀器。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，不依賴任何外界條件可獨(dú)立工作。但受船磁場(chǎng)的影響，羅盤偏離磁北會(huì)產(chǎn)生自差。1997年，IMO通過(guò)安裝磁羅經(jīng)的決議，凡大于150總噸以上船舶均應(yīng)安裝：1) 一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)磁羅經(jīng) 2) 一臺(tái)操舵磁羅經(jīng)；若標(biāo)準(zhǔn)磁羅經(jīng)為投影或反射式的，可免裝操舵羅經(jīng) 3) 標(biāo)準(zhǔn)羅經(jīng)與操舵位置間有可靠聯(lián)絡(luò)手段 4) 備用一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)羅經(jīng) 5) 正確校正磁羅經(jīng)自差，并有剩余自差表和自差曲線 磁羅經(jīng)作用磁羅經(jīng)作用：指向及定位，與陀螺羅經(jīng)一起相輔相成保證船舶安全航行 第一節(jié)、磁基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)、磁基礎(chǔ)知識(shí) 第二節(jié)、船用磁羅

2、經(jīng)第二節(jié)、船用磁羅經(jīng) 第三節(jié)、磁羅經(jīng)自差原理第三節(jié)、磁羅經(jīng)自差原理 第四節(jié)、磁羅經(jīng)自差的測(cè)定與校正第四節(jié)、磁羅經(jīng)自差的測(cè)定與校正一一 、磁基本概念磁基本概念 二、二、磁鐵磁鐵三、三、磁鐵的磁場(chǎng)磁鐵的磁場(chǎng)四、四、磁鐵體磁化磁鐵體磁化五、五、地磁地磁FFm1m2rl磁量為m 1和m 2兩磁極所產(chǎn)生的相互作用力為： F K （ m1 m2） / r2 （ m1m2） / r2(在真空，K1) 兩磁極間的作用力 F（庫(kù)侖定律） 單位磁量： 若在真空中，m1= m2, r = 1cm, F =1dyn，則該磁量稱為單位磁量 磁場(chǎng)強(qiáng)度H： 在磁場(chǎng)中某點(diǎn)處，單位正磁量所受到的作用力，稱為該點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度 H

3、= m/r2 (奧） 磁感應(yīng)強(qiáng)度B：磁感應(yīng)強(qiáng)度等于磁化場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)H和鐵磁體被磁化后產(chǎn)生的附加磁場(chǎng)H之和，即 B = H + H （高） B = H 磁導(dǎo)率 l均勻磁場(chǎng) 若在一定范圍內(nèi)各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向平行則稱此范圍內(nèi)的磁場(chǎng)為均勻磁場(chǎng)。 磁性，物體吸引鐵鎳等物質(zhì)的性質(zhì)。 磁極：磁鐵磁性最強(qiáng)處，磁極距端點(diǎn)處為L(zhǎng)/12，磁量|-m|=|+m|。 LSNll-m+mL/12L/12 磁距(moment)：表示磁鐵磁性的強(qiáng)弱。 M2lm磁鐵磁距為同名磁量與兩磁間距的乘積。 如何保持磁鐵磁性： 1) 避免高溫振動(dòng)和恒定磁場(chǎng)干擾； 2) 異名極相靠。 單位正磁量位于磁軸延長(zhǎng)線上A點(diǎn)， N極在A點(diǎn)作用力為

4、 FN m /(r-l)2 S極在A點(diǎn)作用力為 FS m / (r+l) 2 則在A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為： H1 = FN + FS = m/(r-l)2m/(r+l)2 = 4rlm/(r2-l2)2 當(dāng)r l時(shí)，H1 2M / r3 H1指向：由S指向NrFN1.在磁軸延長(zhǎng)線上某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)FsH1A lS-m+mNlolSN-m+ml當(dāng)l1；l 非磁性物質(zhì)：銅，鋁，木，紙，橡膠, 等，磁導(dǎo)率1；l 磁性物質(zhì)可被磁化：磁力線進(jìn)端，呈現(xiàn)S極；磁力線出端，呈現(xiàn)N極。 l 非磁性物質(zhì)不能被磁化。SNH2磁性物質(zhì)依據(jù)其保留磁性程度可分為： 軟鐵：可在弱磁場(chǎng)中被磁化，但其磁性不固定，隨外界磁化場(chǎng)的變化而變化， 可達(dá)

5、上萬(wàn)； 硬鐵：須在較強(qiáng)磁場(chǎng)中磁化，被磁化后可較長(zhǎng)期保留磁性，可達(dá)數(shù)百至上千。 HCHCHCHCOHBBrBr-HAHAOHB 硬鐵 軟鐵 -HAHA3磁滯回線 矯頑力Hc：使B（磁感應(yīng)強(qiáng)度）減小至零的反向磁場(chǎng)Hc稱為矯頑力。 剩磁Br：當(dāng)H變?yōu)榱銜r(shí)，鐵磁體所具有的磁感應(yīng)強(qiáng)度Br稱為剩磁。 硬鐵：Br大，Hc大，磁滯回線面積大，Hc通常大于50奧，如碳鋼等。 軟鐵：Br很小，Hc很小，磁滯回線面積狹小，Hc通常小于幾奧，如矽鋼等。 1地磁極 N,S地磁極位于地球深處，與地理N，S極不重合。 地磁極位置不固定，繞地理N，S極緩慢移動(dòng)。 磁北極具有負(fù)磁量磁南極具有正磁量。磁力線由南指向北PNPs+m

6、-mNSTHZ2地磁要素 地磁總力T：沿磁力線切線方向。 磁傾角：地磁總力T與水平面之間的夾角，在北緯：，在南緯： 地磁水平和垂直水平分力： HTcos ZTsin 磁差Var：磁子午面與地理子午面間水平夾角。有東西磁差之分 磁赤道：磁傾角為零點(diǎn)的連線 地磁三要素：H，Var 地磁要素地磁極處 磁赤道處 H（指北力 ） 0 Hmax0.4奧 Z Zmax0.7奧 0 90 0 Var 變化范圍0180 有東西磁差之分 一、船用磁羅經(jīng)分類二、磁羅經(jīng)結(jié)構(gòu)三、磁羅經(jīng)的安裝四、磁羅經(jīng)的檢查1. 按用途分類：1) 標(biāo)準(zhǔn)羅經(jīng)：安裝在駕駛臺(tái)頂?shù)穆短旒装迳希虬惭b位置較高，受船磁影響小，故稱為標(biāo)準(zhǔn)羅經(jīng)。2)

7、操舵羅經(jīng)：安裝在駕駛室內(nèi)，用于讀取船舶航向。3) 應(yīng)急羅經(jīng)：安裝在船尾應(yīng)急舵前面，用于應(yīng)急時(shí)操舵用。4) 救生艇羅經(jīng)：供操縱救生艇時(shí)使用。 2.按羅盤直徑分類： 有190mm ， 165mm 和 130mm三種。3.按有無(wú)液體分類： 液體羅經(jīng)：羅盆內(nèi)充滿液體，羅經(jīng)性能優(yōu)良，故被廣泛使用； 干羅經(jīng)：羅盤支在軸針上，當(dāng)船舶搖擺時(shí)羅盤穩(wěn)定性能差，該種羅經(jīng)已被淘汰。組成：組成：羅經(jīng)盆，羅經(jīng)柜，自差校正器1.羅盆(compass bowl) 羅經(jīng)盆由羅盆本體與羅盤組成 羅盆本體羅盆盆體一般用銅材料制造。注液孔:用以消除羅盆內(nèi)氣泡。基線：首基線用于讀取船航向。羅盆液體：多用酒精（45）和蒸餾水（55）的混

8、合液體， 酒精的作用是降低冰點(diǎn)（26）還有使用煤油和防凍液作為羅盆液體。 采取防止液體熱膨脹冷縮措施1)羅盆底部為銅皺片2)羅盆分為上下兩室由毛細(xì)管連通，通過(guò)羅盆內(nèi)的壓力來(lái)調(diào)節(jié)。 為保持羅盆的穩(wěn)定性1) 降低羅盆的重心，在羅盆底部加配重。2) 羅盆架在常平環(huán)上。 羅盤（compass card） 羅盤是指示方向的靈敏部件.羅盤組成：刻度盤，浮室，磁鋼和軸帽1) 刻度盤由銅片,環(huán)氧玻璃布等非磁性材制作,上面刻有0360度刻度和方向點(diǎn)。2) 浮室：為水密空氣室以增加羅盤浮力減小軸針與軸帽之間的摩擦力。3) 軸帽：軸帽中心處嵌有寶石，軸針尖端由銥金等硬金屬制成，以減小與軸帽間的摩擦力。4) 磁鋼：磁

9、鋼軸線與刻度盤0180度對(duì)稱平行羅盤磁鋼有條形磁棒和環(huán)形磁鋼兩種類型。2.羅經(jīng)柜羅經(jīng)柜 (binnacle stand) 羅經(jīng)柜由非磁性材料制作，用于放置羅盆和自差校正器。 自差校正器類型放置位置校正自差 硬 鐵垂直磁棒(Heeling)羅盆中心正下方垂直銅管內(nèi)傾斜自差縱向磁棒(Fore & aft)羅經(jīng)柜內(nèi)左右水平縱向架子半園自差（縱向硬鐵力）橫向磁棒(Athwardship)羅經(jīng)柜內(nèi)水平橫向架子半園自差（橫向硬鐵力） 軟鐵 軟鐵球（片）(soft iron phere羅經(jīng)柜左右正橫支架上象限自差佛氏鐵(Flinders bar)羅經(jīng)柜正前方豎直筒內(nèi)軟鐵半園自差（水平縱向軟鐵力）1.

10、磁羅經(jīng)安裝位置應(yīng)滿足的條件:1) 羅經(jīng)應(yīng)安裝在船首尾面內(nèi)，否則因船鐵不對(duì)稱，易使羅經(jīng)產(chǎn)生較大的剩余自差；2) 船舶上特別是頂甲板上的鋼鐵器件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離羅經(jīng)，至少大于1米以上；3) 羅經(jīng)周圍應(yīng)是開(kāi)敞的，以便于觀測(cè)方位。 2、羅經(jīng)的安裝 首先用尺測(cè)量將羅經(jīng) 安放在船首尾面內(nèi) 利用方位圈，借助位 于船首尾內(nèi)的桅桿和 煙囪等目標(biāo)，校對(duì)羅 經(jīng)的基線是否準(zhǔn)確 羅經(jīng)基線誤差小于0.5煙囪磁羅經(jīng)桅桿1.羅盤靈敏度1) 該項(xiàng)檢查實(shí)際上是檢查軸針與軸帽間摩擦力的大??；2) 檢查方法：用小磁鐵將羅盤從原平衡位置向左和向右分別引偏23度，然后移去小磁鐵，視羅盤是否恢復(fù)原位；3) 要求與原航向讀數(shù)相差小于0.2度。2、

11、羅盤擺動(dòng)周期1）測(cè)量羅盤的擺動(dòng)半周期來(lái)檢查羅盤 磁力大小。2）檢查方法：用磁鐵將羅盤從原來(lái)平衡位置分別向左右引偏40度，移去磁鐵，用秒表測(cè)量羅盤的擺動(dòng)半周期，取其平均值。 羅盤擺動(dòng)半周期應(yīng)不小于 秒。H2600（H微特，1奧100微特）3、排除羅盆氣泡1） 氣泡產(chǎn)生的原因： a. 因膠皮墊圈老化導(dǎo)致羅盆密封處漏水； b. 浮室漏水。2） 羅盆內(nèi)有氣泡，會(huì)影響觀測(cè)航向和方位，應(yīng)及時(shí)予以排除。3） 消除氣泡方法： a. 先鑒別羅盆內(nèi)是何種液體； b. 配制相同的液體； c. 注液孔朝上，用注射器注入液體，直至氣泡完全消除為止。 5.自差校正器的檢查1) 硬鐵校正器：應(yīng)無(wú)銹，磁棒的極性應(yīng)與標(biāo)記相符；

12、2) 軟鐵校正器：應(yīng)不含永久性磁性； 軟鐵球：將球貼近羅經(jīng)柜原位轉(zhuǎn)動(dòng)，若基線所指的度數(shù)發(fā)生了變化，說(shuō)明軟鐵球含有永久性磁性。 佛氏鐵：船位于東或西航向上，將佛氏鐵分段正反向放入筒中，若航向發(fā)生變化，說(shuō)明佛氏鐵含有永久磁性。 可采用敲擊，加熱的方法退磁。自差：指羅北偏離磁北的角度。自差產(chǎn)生的原因：由船磁力（硬鐵船磁力和軟鐵船磁力）產(chǎn)生。一、波松方程二、船舶正平時(shí)自差三、傾斜自差1.坐標(biāo)系（右手直角坐標(biāo)系）：ox：向船首為正；oy：向右舷為正；oz：向下為正。 xoNm H2.地磁場(chǎng)對(duì)羅經(jīng)的作用力： 地磁力在羅經(jīng)三個(gè)坐標(biāo)軸上投影力為： （“”使三角函數(shù)與坐標(biāo)系正負(fù)號(hào)相一致）XYox：XHcos o

13、y：YHsin oz：Z = Z3.永久船磁對(duì)羅經(jīng)的作用力1）船硬鐵力F在三坐標(biāo)軸上投影力為： ox：P oy：Q oz：R2）相對(duì)于羅經(jīng)坐標(biāo)系，硬鐵力的大小和方向固定不變，取決于造船時(shí)船首方向及羅經(jīng)安裝位置。軟鐵本身沒(méi)有磁性。 船上軟鐵可分解成縱向，橫向和垂直向的軟鐵桿，它們分別被地磁力投影力X，Y和Z磁化后，才獲得磁性，即對(duì)羅經(jīng)產(chǎn)生作用力。4、感應(yīng)船磁對(duì)羅經(jīng)的作用力船上所縱向軟鐵桿被X力磁化后對(duì)羅經(jīng)產(chǎn)生總作用力為lX系數(shù)l取決于羅經(jīng)的位置，縱向軟鐵桿的數(shù)量和性質(zhì)oxyzlxaxdxgx1) 縱向軟鐵桿對(duì)羅經(jīng)的作用將lX分解到羅經(jīng)三個(gè)坐標(biāo)軸上： OX： aX OY： dX OZ： gX 類似

14、的，船上所有的橫向軟鐵桿被Y力磁化后，對(duì)羅經(jīng)產(chǎn)生的總作用力為mY，將其分解到三個(gè)坐標(biāo)軸上： oxyzmybyeyhy2) 橫向軟鐵桿對(duì)羅經(jīng)的作用 OX：bY ； OY：eY ； OZ：hY ； 船上所有垂直向軟鐵桿被Z力磁化后，對(duì)羅經(jīng)產(chǎn)生的總作用力為nZ，其在三個(gè)坐標(biāo)軸上投影為：oxyznzczfzkz 3) 垂直方向軟鐵桿對(duì)羅經(jīng)的作用 OX：cZ ； OY：fZ ； OZ：kZ ；XX+aX+bY+cZ+PYY+dX+eY+fZ+Q Z Z+gX+hY+kZ+R地磁力硬鐵力軟鐵力-YXHoNm4).柏松方程：5 、 軟鐵系數(shù)： a，b，c，d，e，f，g，h，k均稱為軟鐵系數(shù)當(dāng)羅經(jīng)的位置和軟

15、鐵數(shù)量不變時(shí)，軟鐵系數(shù)的大小和符號(hào)固定不變。 系數(shù)a，e 1） 船體結(jié)構(gòu)可分解為很多縱橫向軟鐵 因此a，e系數(shù)較大； 2）大部分縱橫向軟鐵是沿船首尾和左 右舷連續(xù)的，因此a，e均為負(fù)值； 3）因?yàn)闄M軟鐵兩端磁極比縱向軟鐵兩端磁極至羅經(jīng)的距離近。故|e|a|。系數(shù)c 船上羅經(jīng)總是安裝在頂甲板的前方，與煙囪較為接近，故系數(shù)c較大，且為負(fù)值。系數(shù)k 因羅經(jīng)位置較高，位于羅經(jīng)下面的垂直軟鐵較多，故系數(shù)k較大，且為正值。系數(shù)g 系數(shù)g較小，其符號(hào)隨羅經(jīng)安裝位置而定。系數(shù)b，d，g，h 因船舶結(jié)構(gòu)都是左右舷對(duì)稱的，所以安裝在船首尾面上的羅經(jīng)系數(shù)b，d，f，h都是正負(fù)值同時(shí)存在，幾乎可相互抵消，因此，一般船

16、上的軟鐵系數(shù)b，d，f，h約為零。 1、羅盤平面上作用力(1)船正平時(shí)，只有泊松方程中的X和Y 兩個(gè)力對(duì)羅經(jīng)產(chǎn)生影響。(2) 把X 和Y 分別投影到磁子午線上和垂直磁子午線方向上。 NmNmcossincosHYX在磁子午線上的投影為：在垂直磁子午線上投影為：sincossinHYXH-YX YXH XcosPcZbYaXXXQfZeYdXYY2sin2cossincoscosHEHDHCHBHH2cos2sincossinsinHEHDHCHBHAH代入以上兩式整理后得：將： A ，B，C ，D，E 稱為準(zhǔn)確自差系數(shù)稱為準(zhǔn)確自差系數(shù)A B C =D E 2bd HPcZHQfZ2ea2bd

17、21ea 軟硬鐵自差力大小比較軟硬鐵自差力大小比較 B H A H C H E H D H 羅盤平面上共六羅盤平面上共六個(gè)力：一個(gè)指北個(gè)力：一個(gè)指北力力H，五個(gè)自，五個(gè)自差力差力A H，B H，C H，D H和和E H。Nm HHA HB HC HD HE H2、各自差力作用方向及其產(chǎn)生的自差各自差力作用方向及其產(chǎn)生的自差與航向和船磁緯度之間的關(guān)系：與航向和船磁緯度之間的關(guān)系：1）指北力指北力H 由在磁子午線和垂直于磁子午線上由在磁子午線和垂直于磁子午線上的投影公式：的投影公式：H COS = HH Sin = 02sin2cossincoscosHEHDHCHBHH2cos2sincossi

18、nsinHEHDHCHBHAH2、各自差力作用方向及其產(chǎn)生的自差各自差力作用方向及其產(chǎn)生的自差與航向和船磁緯度之間的關(guān)系：與航向和船磁緯度之間的關(guān)系：1）指北力指北力H H沿磁子午線指向沿磁子午線指向磁北磁北， H不產(chǎn)不產(chǎn)生生 自差。自差。 稱為指北力系數(shù)，稱為指北力系數(shù)，0 1， 標(biāo)標(biāo)0.8 0.9 操操=0.6 0.8 0， AH指向東指向東；A 0， BH指向船首。指向船首。 B 0, C H指向右舷，指向右舷， C 0, D H指向指向2 ; D 0, E H指向指向2 +90 E 0, E H 指向指向2 90 E H產(chǎn)生自差產(chǎn)生自差E：HHHEEEE)2cos()902sin(si

19、noHH E HE 當(dāng)當(dāng)E較小時(shí)：較小時(shí)： EE cos2 E隨隨2倍羅航向余弦關(guān)系變化，倍羅航向余弦關(guān)系變化，E稱為象限自差，稱為象限自差，E 稱為象限自差系數(shù)。稱為象限自差系數(shù)。 E 2bd 因系數(shù)因系數(shù)d,b和和 與磁緯度變化無(wú)關(guān)與磁緯度變化無(wú)關(guān) 故故E 不隨磁緯度發(fā)生變化。不隨磁緯度發(fā)生變化。090180 270 E 3、正平時(shí)自差公式：正平時(shí)自差公式： 磁羅經(jīng)在某航向上的自差應(yīng)是各種自差磁羅經(jīng)在某航向上的自差應(yīng)是各種自差的總和的總和，即自差公式：，即自差公式： A B C D E ABsin Ccos Dsin2 +Ecos2 自差公式應(yīng)用的條件是自差較小，自差公式應(yīng)用的條件是自差較

20、小， 要求要求:誤差小于誤差小于0.1時(shí)，時(shí)， 3 誤差小于誤差小于0.2時(shí)，時(shí)， 5 1.傾斜自差產(chǎn)生原因傾斜自差產(chǎn)生原因 船傾斜時(shí)，羅盤仍保持水平，船傾斜時(shí)，羅盤仍保持水平，磁化軟鐵的地磁力投影力發(fā)生變化磁化軟鐵的地磁力投影力發(fā)生變化,船船軟硬鐵力相對(duì)于羅盤的作用方向也發(fā)軟硬鐵力相對(duì)于羅盤的作用方向也發(fā)生變化生變化羅盤水平面上作用力與正平時(shí)相比發(fā)羅盤水平面上作用力與正平時(shí)相比發(fā)生了變化。生了變化。2. 傾斜自差公式傾斜自差公式： ii 3.縱橫傾斜自差縱橫傾斜自差：（1）橫傾自差橫傾自差 當(dāng)船橫傾時(shí)，縱向軟鐵仍被當(dāng)船橫傾時(shí)，縱向軟鐵仍被X力磁化，力磁化，而橫向及垂直軟鐵則被地磁力而橫向及垂

21、直軟鐵則被地磁力Y和和Z的的投影力投影力Yi和和Zi磁化。磁化。 （i傾斜角傾斜角 右傾為右傾為“” 左傾為左傾為“”） YoZZiYil若船向右舷傾斜，船上的軟硬鐵相對(duì)于傾斜若船向右舷傾斜，船上的軟硬鐵相對(duì)于傾斜后的坐標(biāo)系后的坐標(biāo)系OXiYiZi的位置時(shí)不變的，軟鐵的位置時(shí)不變的，軟鐵系數(shù)和硬鐵力與正平時(shí)相同，但磁化軟鐵的系數(shù)和硬鐵力與正平時(shí)相同，但磁化軟鐵的力卻為力卻為Yi和和Zi;l對(duì)于傾斜后的坐標(biāo)系對(duì)于傾斜后的坐標(biāo)系OXiYiZi , 泊松方程為：泊松方程為：Xi XaXcZiPYi YieYiQZi ZigXkZiRYoZZiYi 羅盤平面縱橫軸上作用力的變化情況為：羅盤平面縱橫軸上

22、作用力的變化情況為： 與正平時(shí)相比，羅盤平面上產(chǎn)生了橫向附與正平時(shí)相比，羅盤平面上產(chǎn)生了橫向附加力加力 ， 羅經(jīng)將產(chǎn)生橫傾自羅經(jīng)將產(chǎn)生橫傾自差差iZekR)(iZekRQeYYYPcZaXXXiZiYYXXiiiiiii sincos 代入代入Yi 和和Zi 得：得： 仿照正平時(shí)橫向自差力仿照正平時(shí)橫向自差力CH的討論，得橫傾自的討論，得橫傾自差公式：差公式： iJicos HZekRJ其中：其中： 稱為橫傾自差系數(shù)稱為橫傾自差系數(shù)(2) 仿照橫傾自差仿照橫傾自差,得縱傾自差公式：得縱傾自差公式： i Jisin HZakRJ 其中：其中： 稱為縱傾自差系數(shù)稱為縱傾自差系數(shù)4.傾斜自差性質(zhì)傾斜

23、自差性質(zhì) 隨航向變化，隨航向變化，N，S航向，橫傾自差航向，橫傾自差最大；最大；E，W航向，縱傾自差最大。航向，縱傾自差最大。 隨船所在磁緯度變化，因隨船所在磁緯度變化，因J和和J中中H，Z均隨磁緯度變化。均隨磁緯度變化。 與船的傾斜角度成正比，通常羅盤與船的傾斜角度成正比，通常羅盤均偏向高舷。均偏向高舷。因船左右搖擺具有周期性，故傾斜自因船左右搖擺具有周期性，故傾斜自差不用東或西表示，而用偏向哪一舷差不用東或西表示，而用偏向哪一舷來(lái)表示。來(lái)表示。一、自差校正的必要性二、自差測(cè)定方法三、自差校正原則四、傾斜自差校正五、半園自差校正六、象限自差校正七、校正前準(zhǔn)備工作和校正自差順序八、自差系數(shù)的計(jì)

24、算和自差表1. 校正的必要性校正的必要性自差較大，使用磁羅經(jīng)航行危險(xiǎn)；自差較大，使用磁羅經(jīng)航行危險(xiǎn)；由于自差較大，羅盤可能無(wú)法克服由于自差較大，羅盤可能無(wú)法克服摩擦力而不能指示方向摩擦力而不能指示方向; 或在某些航向上羅盤出現(xiàn)或在某些航向上羅盤出現(xiàn)“呆滯呆滯”現(xiàn)象現(xiàn)象; 或在船舶轉(zhuǎn)向后，羅盤大幅或在船舶轉(zhuǎn)向后，羅盤大幅度擺動(dòng)。度擺動(dòng)。2. 需校正自差的條件需校正自差的條件1）修船后）修船后，特別是駕駛臺(tái)附近結(jié)構(gòu)有較，特別是駕駛臺(tái)附近結(jié)構(gòu)有較大變動(dòng)時(shí)；大變動(dòng)時(shí)；2）船舶劇烈震動(dòng)，碰撞，擱淺，或遭雷）船舶劇烈震動(dòng)，碰撞，擱淺，或遭雷擊后；擊后；3）羅經(jīng)移位后；）羅經(jīng)移位后；4）裝運(yùn)磁性貨物卸貨后，

25、或使用電磁吊）裝運(yùn)磁性貨物卸貨后，或使用電磁吊裝卸貨物后。裝卸貨物后。5） 標(biāo)準(zhǔn)羅經(jīng)自差大于標(biāo)準(zhǔn)羅經(jīng)自差大于3，操舵羅經(jīng)自，操舵羅經(jīng)自差大于差大于56） 每年重新校正一次自差。每年重新校正一次自差。1.利用疊標(biāo)方位測(cè)定自差利用疊標(biāo)方位測(cè)定自差 疊標(biāo)方位準(zhǔn)確，測(cè)量方便；疊標(biāo)方位準(zhǔn)確，測(cè)量方便； 船需位于疊標(biāo)線上才可測(cè)得方位，船需位于疊標(biāo)線上才可測(cè)得方位，測(cè)定自差花費(fèi)時(shí)間較多；測(cè)定自差花費(fèi)時(shí)間較多；為方便測(cè)量，至少應(yīng)選取互相垂直為方便測(cè)量，至少應(yīng)選取互相垂直的兩組疊標(biāo)的兩組疊標(biāo)2.利用太陽(yáng)方位測(cè)定自差利用太陽(yáng)方位測(cè)定自差利用太陽(yáng)方位測(cè)定自差準(zhǔn)確度高，且可利用太陽(yáng)方位測(cè)定自差準(zhǔn)確度高，且可連續(xù)測(cè)定自

26、差，操作快捷，方便。連續(xù)測(cè)定自差，操作快捷，方便。受天氣影響大，陰天無(wú)法利用太陽(yáng)方位受天氣影響大，陰天無(wú)法利用太陽(yáng)方位測(cè)定自差。測(cè)定自差。3.利用單一目標(biāo)方位利用單一目標(biāo)方位選擇肉眼可見(jiàn)的遠(yuǎn)距離單一目標(biāo)選擇肉眼可見(jiàn)的遠(yuǎn)距離單一目標(biāo);由由GPS確定其真方位，修正磁差后得到確定其真方位，修正磁差后得到其磁方位其磁方位;與該目標(biāo)的羅方位進(jìn)行比對(duì)獲得自差。與該目標(biāo)的羅方位進(jìn)行比對(duì)獲得自差。4.與陀螺羅經(jīng)航向比對(duì)求自差與陀螺羅經(jīng)航向比對(duì)求自差 電電gVar 電電陀螺羅經(jīng)航向陀螺羅經(jīng)航向g 陀螺羅經(jīng)誤差陀螺羅經(jīng)誤差 利用航向比對(duì)法求自差，一定要注意利用航向比對(duì)法求自差，一定要注意同時(shí)觀測(cè)陀螺羅經(jīng)和磁羅經(jīng)航

27、向，否同時(shí)觀測(cè)陀螺羅經(jīng)和磁羅經(jīng)航向，否則航向上的誤差將全部反映在自差中。則航向上的誤差將全部反映在自差中。5. 無(wú)論上述哪種方法，船舶轉(zhuǎn)至新航向無(wú)論上述哪種方法，船舶轉(zhuǎn)至新航向后，必須待羅盤完全穩(wěn)定時(shí)，方可進(jìn)后，必須待羅盤完全穩(wěn)定時(shí)，方可進(jìn)行自差的測(cè)定。行自差的測(cè)定。 校正羅經(jīng)自差是用靜力學(xué)力抵消的校正羅經(jīng)自差是用靜力學(xué)力抵消的方法，即方法，即以大小相等，方向相反，性質(zhì)以大小相等，方向相反，性質(zhì)相同的校正磁力，去抵消相應(yīng)的船磁力。相同的校正磁力，去抵消相應(yīng)的船磁力。 性質(zhì)相同是指船硬鐵自差力須用校性質(zhì)相同是指船硬鐵自差力須用校正磁棒去抵消，軟鐵船磁力須用軟鐵校正磁棒去抵消，軟鐵船磁力須用軟鐵校

28、正器去抵消。正器去抵消。1.校正原理校正原理 船傾斜后，羅盤平面上將產(chǎn)生：船傾斜后，羅盤平面上將產(chǎn)生： 橫向附加力：橫向附加力：R+(k-e)zi 縱向附加力：縱向附加力：R+(k-a)zi-R+(k-e)ZiFsin iFii1.校正原理校正原理 船傾斜后，羅盤平面上將產(chǎn)生：船傾斜后，羅盤平面上將產(chǎn)生： 橫向附加力：橫向附加力：R+(k-e)zi 縱向附加力：縱向附加力：R+(k-a)zi 要抵消縱，橫向附加力，可使要抵消縱，橫向附加力，可使 R0， k e， k a。2ea 若若D = 0則則ae，即可使，即可使 R0， k e。 船正平時(shí)船正平時(shí)，Z ZgXkZR 若船在磁若船在磁E，磁

29、，磁W航向上：航向上： 因因 X= H COS MC ； MC =90；則則 X= H COS MC 0 gX0則則 Z EWZkZRZ EWZkZR 在船正平時(shí)，調(diào)整垂直磁鐵，在船正平時(shí)，調(diào)整垂直磁鐵， 若使若使Z EW中的中的 R=0，k= e 則：則： Z EW = Z+eZ = (1+e)Z=(1+a/2+e/2- a/2+e/2)Z =(-D ) =Z 其中其中d=(a-e)/2； Z EW =(-D ) 其中其中D=(a-e)/2；通常，校正傾斜自差至少是在粗略校正通常，校正傾斜自差至少是在粗略校正象限自差系數(shù)象限自差系數(shù)D之后進(jìn)行的，即之后進(jìn)行的，即D0，實(shí)現(xiàn)了，實(shí)現(xiàn)了a = e

30、； 只要使羅盤的垂直作用力只要使羅盤的垂直作用力ZEW=Z，即，即不產(chǎn)生傾斜自差。不產(chǎn)生傾斜自差。因此，在消除了橫傾自差的同時(shí)，縱傾因此，在消除了橫傾自差的同時(shí)，縱傾自差也被消除了。自差也被消除了。2.校正方法校正方法 1） 船正平時(shí)校正方法船正平時(shí)校正方法將將傾差儀傾差儀置于岸上，無(wú)磁性干擾的置于岸上，無(wú)磁性干擾的地方，離地一米以上，移動(dòng)滑重，地方，離地一米以上，移動(dòng)滑重，使磁針?biāo)绞勾裴標(biāo)?，測(cè)得地磁力，測(cè)得地磁力Z的格數(shù)的格數(shù)n。將傾差儀帶回船上，將滑重移至將傾差儀帶回船上，將滑重移至n 處，處， n Z EWZ n （標(biāo)標(biāo)0.8-0.9 操操0.6-0.8） 船正平，航向?yàn)榇?，航?/p>

31、為E或或W，用傾差儀，用傾差儀取代羅盆，傾差儀磁針與羅盤磁針取代羅盆，傾差儀磁針與羅盤磁針在同一水平面上。在同一水平面上。 調(diào)垂直磁鐵直至傾差儀磁針?biāo)?。調(diào)垂直磁鐵直至傾差儀磁針?biāo)健；謴?fù)羅盆?；謴?fù)羅盆。2） 船搖擺時(shí)校正方法船搖擺時(shí)校正方法： 當(dāng)船在風(fēng)浪中航行，若隨著船的當(dāng)船在風(fēng)浪中航行，若隨著船的搖擺，羅盤也左右或前后來(lái)回?cái)[動(dòng)，搖擺，羅盤也左右或前后來(lái)回?cái)[動(dòng)，可直接調(diào)整垂直磁鐵的位置，直至可直接調(diào)整垂直磁鐵的位置，直至羅盤穩(wěn)定為止。羅盤穩(wěn)定為止。 半圓自差力半圓自差力 BHcZP C HfZQ 一般船上一般船上fZ0，近似用佛氏鐵消除，近似用佛氏鐵消除cZ0則則 B HP C HQ 抵消抵

32、消P，Q兩力，采用愛(ài)利法，即在兩力，采用愛(ài)利法，即在四個(gè)四個(gè) 主航向上通過(guò)觀測(cè)自差，用縱主航向上通過(guò)觀測(cè)自差，用縱橫磁鐵分橫磁鐵分 別抵消別抵消P，Q產(chǎn)生的自差。產(chǎn)生的自差。1.抵消抵消CHQ力力1) 當(dāng)當(dāng) 0時(shí)，時(shí)，Nm0f2HBHD H（AE )HCHHSNH Ff1Nm0f2 HBHD H（AE )HCHHSNH Ff1Nm01.抵消抵消CHQ力力1) 當(dāng)當(dāng) 0時(shí)，時(shí)，f2HBHD H（AE )HCHHSNH Ff1l 調(diào)整橫向磁鐵使調(diào)整橫向磁鐵使N=0，F(xiàn)（AE )HCH令令Ff1f2，則，則f1CH，f2（AE )Hl不能用硬鐵力不能用硬鐵力f2去抵消去抵消軟鐵力（軟鐵力（AE）H，

33、為消除多余的為消除多余的f2力，力，將船轉(zhuǎn)至將船轉(zhuǎn)至 18002) 180 D HHBHf2（AE )HNSCHf1H /2l 自差自差s是由是由大小相等，方大小相等，方向相同的軟鐵向相同的軟鐵力（力（AE ）H和硬鐵和硬鐵力力f2共同產(chǎn)生共同產(chǎn)生的。的。0 D HHBHf2（AE )HNSCHf1H /202) 180 D HHBHf2（AE )HNSCHf1H /2l調(diào)整橫向磁鐵，消調(diào)整橫向磁鐵，消除一半自差，即抵消除一半自差，即抵消了多余的硬鐵力了多余的硬鐵力f2，而僅由橫向磁鐵產(chǎn)生而僅由橫向磁鐵產(chǎn)生f1力抵消了力抵消了C H力。力。2.抵消抵消BHP力力1) 在在 90 0HCHBHS

34、NH f2(A-E )HD Hf1FE H0CHBHSNH f2(A-E )HD Hf1FE2.抵消抵消BHP力力1) 在在 90 l 用縱向磁鐵力用縱向磁鐵力F將自差將自差E校為零，即：校為零，即：F（AE）HBH令令Ff1f2 則則f1 BH，f2（AE）Hl不能用硬鐵力不能用硬鐵力f2去抵消去抵消軟鐵力（軟鐵力（AE）H，為消除多余的為消除多余的f2力力將船轉(zhuǎn)至將船轉(zhuǎn)至 2700HCHBHSNH f2(A-E )HD Hf1FE2) 270 0NmCHSNH BHf2Wf1 HD H(A-E )H 自差自差W是由大小是由大小相等，方向相同的軟鐵力相等，方向相同的軟鐵力（AE）H和硬鐵力和

35、硬鐵力f2共共同產(chǎn)生的同產(chǎn)生的2) 270 調(diào)整縱向磁鐵，消除調(diào)整縱向磁鐵，消除一半自差，即抵消了硬一半自差，即抵消了硬鐵力鐵力f2，而僅由縱向磁，而僅由縱向磁鐵產(chǎn)生鐵產(chǎn)生f1力抵消了力抵消了B H力力.0NmCHSNH BHf2Wf1HD H(A-E )H3. 校正口訣校正口訣： 東東上，西西上，東東上，西西上，東西下，西東下東西下，西東下口訣中第一字表示自差的東或西；口訣中第一字表示自差的東或西； 第二字表示磁棒紅端的朝向；第二字表示磁棒紅端的朝向； 第三字第三字“上上”表示磁棒上移或增加表示磁棒上移或增加磁棒；磁棒；“下下”表示磁棒下移或減少磁棒；表示磁棒下移或減少磁棒； 口訣亦可簡(jiǎn)化為

36、口訣亦可簡(jiǎn)化為：同名上，異名下。：同名上，異名下。4. 為節(jié)省校正時(shí)間，校正自差可采取順時(shí)為節(jié)省校正時(shí)間，校正自差可采取順時(shí)針或逆時(shí)針的順序。針或逆時(shí)針的順序。 因商船上，因商船上， EH約為零，故只消除約為零，故只消除DH力。力。Hea2Hbd21. 校正原理校正原理 象限自差力象限自差力 DH EHXYoaX+eYXX+eYX-aXl因商船上系數(shù)因商船上系數(shù) a0，e |a|.故故D 0 0。 若校正軟鐵的象限自若校正軟鐵的象限自差系數(shù)差系數(shù)2eaD1 0時(shí)，時(shí)，當(dāng)使當(dāng)使D0 + D1 0，象，象限自差為零。限自差為零。XYoaX+eYXX+eYX-aX 軟鐵球或軟鐵片對(duì)軟鐵球或軟鐵片對(duì)羅

37、經(jīng)產(chǎn)生羅經(jīng)產(chǎn)生a和和e系系數(shù)，其象限自差數(shù)數(shù)，其象限自差數(shù)為：為：D1 0 2ea故滿足消除象故滿足消除象限自差的要求。限自差的要求。2.校正象限自差方法校正象限自差方法 在校正半圓自差后進(jìn)行在校正半圓自差后進(jìn)行 在兩相鄰的象限航向上在兩相鄰的象限航向上 校正校正 1) 45 當(dāng)用軟鐵力當(dāng)用軟鐵力F把自差把自差NE 消除為零時(shí)，消除為零時(shí)， F AH DH令令Ff1f2 則則 f1 DH，f2 AHH D H0NmAHEHHNEf1f2FH D H0NmAHEH HNEf1f2F2.校正象限自差方法校正象限自差方法 在校正半圓自差后進(jìn)行在校正半圓自差后進(jìn)行 在兩相鄰的象限航向上在兩相鄰的象限航

38、向上 校正校正 1) 45 當(dāng)用軟鐵力當(dāng)用軟鐵力F把自差把自差NE 消除為零時(shí)，消除為零時(shí)， F AH DH令令Ff1f2 則則 f1 DH，f2 AHH D H0NmAHEHHNEf1f2FNm0AHEHSED H 因因f2為象限自為象限自差校正力，差校正力，AH為船磁固為船磁固定自差力，定自差力，故故f2為多余的為多余的力，為去掉力，為去掉f2力，將船轉(zhuǎn)力，將船轉(zhuǎn)至至SE航向。航向。 f1f2HNm0AHEHSED Hf1f2 HNm0AHEHSED Hf1f22) 135 lSE是由大是由大小相等，方小相等，方向相同的多向相同的多余軟鐵力余軟鐵力f2和和AH力共力共同產(chǎn)生的，同產(chǎn)生的，H

39、 調(diào)整校正軟鐵，去掉一半自差，即抵調(diào)整校正軟鐵，去掉一半自差，即抵消了多余的軟鐵力消了多余的軟鐵力f2，而僅由軟鐵力，而僅由軟鐵力f1抵消了抵消了D H力力3.校正口訣：校正口訣： 一，三象限，東近西遠(yuǎn)一，三象限，東近西遠(yuǎn) 二，四象限，東遠(yuǎn)西近二，四象限，東遠(yuǎn)西近 口訣中的東或西指自差的東或西；口訣中的東或西指自差的東或西；遠(yuǎn)或近指軟鐵球遠(yuǎn)離或靠近羅經(jīng)柜。遠(yuǎn)或近指軟鐵球遠(yuǎn)離或靠近羅經(jīng)柜。1.校正前準(zhǔn)備工作校正前準(zhǔn)備工作 在岸上用傾差儀測(cè)量地磁力在岸上用傾差儀測(cè)量地磁力Z的格的格數(shù)數(shù)n； 檢查羅盤靈敏度，擺動(dòng)半周期，校檢查羅盤靈敏度，擺動(dòng)半周期，校對(duì)羅經(jīng)首基線，若羅盆有氣泡應(yīng)予對(duì)羅經(jīng)首基線，若羅盆有氣泡應(yīng)予以消除；以消除； 準(zhǔn)備好備用的軟硬鐵自差校正器；準(zhǔn)備好備用的軟硬鐵自差校正器；1.校正前準(zhǔn)備工作校正前準(zhǔn)備工作船舶應(yīng)保持正平，吊桿，艙蓋特別船舶應(yīng)保持正平，吊桿，艙蓋特別是駕駛臺(tái)附近可移動(dòng)鐵器設(shè)備應(yīng)位是駕駛臺(tái)附近可移動(dòng)鐵器設(shè)備應(yīng)位于船正常航行狀態(tài)；于船正常航行狀態(tài)； 確定校