航迹推算船舶航迹绘算的基本原理.ppt

2.1 航迹推算,§1 航迹绘算§2 航迹计算,§1 航迹绘算,一、概述 二、船舶航迹绘算的基本原理 三、风流压差的测定 四、航迹绘算方法,一、概述,1．计划航线和计划航向计划航线——在海图上预先设计好的船舶计划要航行的路线计划航向(Course of advance，CA)——计划航线的前进方向，从真北NT顺时针方向与计划航线的夹角end,,海图上的计划航线和航向,,,,,CA,CA,,,end,2．船舶获得船位的主要方法,推算船位——推算（估算）的方法获得观测船位——观测陆标，天体，无线电台等，GPS船位,end,3. 航迹推算的基本概念,航迹推算——根据船舶航向、航程和风流资料，在不借助外界导航物标的条件下，推算出有一定精度的船舶航行轨迹和船位 作用： 1）是最基本的获取船位的方法2）是观测船位的基础,end,4．航迹推算的方式,航迹绘算法（Track plotting，即海图作业法Chart work）航迹计算法（Track calculating）,end,二、船舶航迹绘算的基本原理,1、航迹绘算的任务 2、风和风向 3、风压差、流压差和风流压差,1.航迹绘算的任务,航迹绘算法即海图作业法——是航迹推算的主要方法。

它主要解决如下两类问题： (１)根据船舶的真航向TC、航程S和风流要素，在海图上作图画出推算船位和推算航迹CG（CA）,,,,,,,,,,,,end,1.航迹绘算的任务,(２)在海图上根据计划航线（CA线）和风流要素，作图预配风流压差，求出应行驶的真航向TC，并根据航程S求出推算船位end,2.风和风向,船风：船风的风向=TC的反方向，风速=VE 真风： 视风：航行中船舶观测到的风——真风与船风的合成风风舷角QW——风向与船首线的夹角end,3.风压差、流压差和风流压差,1）船舶航行态势：受风影响，船舶向下风漂移，其航行轨迹叫风中航迹线（Leeway track）CA（CAα），它与真航向TC线之间的夹角叫风压差αα的符号：左舷受风，α为正（+）右舷受风，α为负（-）CA,TC,TC,α,α,（CAα）,,,,,,2）CA（CAα）与TC之间的关系：CA=TC+α,end,3.风压差、流压差和风流压差,1）船舶航行态势：受流影响，船舶将在本身的推进力（TC方向）和水流（流向CC，流程SC）力的共同作用下沿着其合成力运动其合成运动轨迹叫作推算航迹CA线，它与真航向TC线的夹角叫流压差β2） CG（CA）与TC之间的关系为：CG（CA）=TC+β β的符号：左舷受流，β为正（+） 。

右舷受流，β为负（-）CA (CG),TC,TC,β,β,,,end,3.风压差、流压差和风流压差,1）航行态势：受风流共同作用，如图，船舶的真航向线和推算航迹之间的夹角叫风流合压角γ（Leeway and drift angle），简称风流压差γγ的符号： 船向右偏，γ为正 船向左偏，γ为负三、风流压差的测定,1.影响风压差大小的因素 2.估算风压差的经验公式 3.风流压差的测定方法,1.影响风压差大小的因素,（１）风舷角QW：横风时，风压差值最大，顶风或顺风时，风压差最小，而且可以认为α≈0； （２）风速VW：风速愈大，风压差愈大； （３）船速V：船速愈大，风压差愈小； （４）船船舶吃水：轻载，吃水浅，船体受风面积大，风压差也大；重载时，吃水深，船体受风面积小，因此风压差也小 （5）船体情况：平底船比尖底船的风压差大一点end,1.影响风压差大小的因素,吃水浅的船,end,1.影响风压差大小的因素,受风面积大的船,end,2.估算风压差的经验公式,当α不大于10～15°时，可按下式估算：,式中：VW—视风速（m/s）； VL—船速（m/s）； QW—视风舷角； K°—风压差系数。

系数K的求取方法：船舶在一定吃水时，实际测定不少于25～30个风压差值，并记录对应于各个风压差时的视风速VW、船速VL和视风舷角QW，将对应数据代入上式，可列出25～30个方程式用最小二乘法解出系数K较准确的估算公式为：,end,3.风流压差的测定方法,１）连续实测船位法 ２）雷达观测法 ３）叠标导航法 4）正横方位和最小距离方位法 5）单物标三方位求航迹向 6）尾迹流法,１）连续实测船位法,,②作直线使,,,,,,,,γ,CA,d1,d2,d3,……各观测船位到直线的距离,γ=CA-TC,③此直线即航迹CA线,①连续观测3～５个船位,,,,end,２）雷达观测法,观测方法,返回4,①首向上显示方式 ②观测一孤立的固定物标 ③调节电子方位线，使其与各回波的连线平行 ④电子方位线所指读数（方位线与船首的夹角）即γγ,end,３）叠标导航法,返回4,,,,,,,,γ,γ=TB-TC,γ,end,4）正横方位和最小距离方位法,D3最小，TB3为最小距离方位TBCPA,D1,TB1,D2,TB2,D3,TB3,D4,TB4,,TBCPA,γ=TBCPA –TB⊥,,,,,,D2＞D3＜ D4,,NT,,end,5）单物标三方位求航迹向,作图方法：①在第三方位线P2上截取MD:DC=(T1-T0):(T2-T1) ②过D点作第一方位线P0的平行线，交第二方位线P1于B点 ③连接B和C点，则直线BC方向就是实际航迹向CA。

从而γ=CA-TC,应用条件： ①期间风流情况不变，②航向、速度不变end,举例,例：某船TC139°，0830测得某物标M的TB为045°， 0900测得某物标M的TB为005°， 0940测得某物标M的TB为345°求期间的CA和风流压差γCA=130°,045°,γ= 130°－ 139°=－9°,005°,345°,,,end,6）尾迹流法,尾迹流法仅能测α,end,课堂思考,1）能否用位置未知的物标求航迹向？2）能否用单一飘流物标求航迹向？答案：可以，但只能求得风中航迹向CAα和风压差αend,四、航迹绘算方法,1.无风流情况下的航迹绘算 2.有风无流情况下的航迹绘算 3.有流无风情况下的航迹绘算 4.风流共同影响下的航迹绘算 5.海图作业中航向、船位的标注,1.无风流情况下的航迹绘算,1）无风流的概念：海区无风流，或风流影响使船偏离航线小于1°2）船舶航行态势：航行轨迹CA与真航向TC线一致 即：CA=TC SG=SL,,,end,1.无风流情况下的航迹绘算,3）作图方法 ①从起始点画出计划航线CA=TC ②求推算船位——根据计程仪航程SL直接在计划航线上截取推算船位,,,0800,0.0,1000,27.0,,,,SG=SL,CA=TC,SL=（L2-L1）×（1+△L）,无风流情况下的推算船位又称积算船位DR（Dead Reckoning Position）。

end,2.有风无流情况下的航迹绘算,1）船舶航行态势：受风影响，船舶向下风漂移，其航行轨迹叫风中航迹线（Leeway track）CA（CAα），它与真航向TC线之间的夹角叫风压差αα的符号：左舷受风，α为正（+）右舷受风，α为负（-）CA,TC,TC,α,α,（CAα）,,,,,,2）CA（CAα）与TC之间的关系：CA=TC+α,end,2.有风无流情况下的航迹绘算,3）作图方法 （1）已知TC，求推算航迹CA及推算船位CA=TC+α例：0800 L0′.0，某船真航向TC045°，计程仪船速VL12kn，△L+10%，△G-2°航行海区有北风六级，风压差α取6°1000 L26′.5试求推算航迹向CG和推算船位end,2.有风无流情况下的航迹绘算,解：①从0800船位画出推算航迹CA（=TC+α）线,,08000.0,,,,CA,SG≈SL (26.5×1.1=29.15),,1000 26.5,,CA051°GC047°(△G-2°, α+6°),,②求1000的推算船位,,,,,,,end,2.有风无流情况下的航迹绘算,（2）已知CA，求预配α的TC 有TC=CA-α,例：0800 L0′.0，某船CA045°，计程仪船速VL12kn，△L+10%，△G-2°。

航行海区有北风六级，风压差α取6°,求TC 1000 L26′.5求推算船位end,2.有风无流情况下的航迹绘算,解：①从0800船位画出CA线，并求TC（CA-α）,,08000.0,,,,SG≈SL (26.5×1.1=29.15),,1000 26.5,,CA045°GC041°(△G-2°, α+6°),,②求1000的推算船位,,,,,,TC,,end,3.有流无风情况下的航迹绘算,1）船舶航行态势：受流影响，船舶将在本身的推进力（TC方向）和水流（流向CC，流程SC）力的共同作用下沿着其合成力运动其合成运动轨迹叫作推算航迹CA线，它与真航向TC线的夹角叫流压差β2） CG（CA）与TC之间的关系为：CG（CA）=TC+β β的符号：左舷受流，β为正（+） 右舷受流，β为负（-）CA (CG),TC,TC,β,β,,,end,,3）水流三角形 水流三角形——SL（VL）、SC（VC）、SG（VG）,,,,三角形要素——计程仪航程（船速）、流程（速）、推算航程（速）、流压角β,,流,,分解：未受流时,受流后的合成轨迹,分解：流推船,end,,4) 作图方法 （1）已知TC，流向CC、流速VC，求推算航迹CG（CA）及推算船位。

SL,T1 L1,,,,,T2 L2,,,β,,,TC,CA,SC,SG,左舷受流，β为+ 总结：已知TC时，先求推算船位，再求推算航迹,CA×××°，CC×××°（△C×°β×°）,,,end,,（2）已知CA，流向CC、流速VC，求预配流压差β后的TC及T2时刻的推算船位SL,T1 L1,,,,T2 L2,,,β,,,TC,CA,nVG,左舷受流， β为+ 总结：已知CA时，先从起始点作流向线求水流三角形，得到TC，后求推算船位CA×××°，CC×××°（△C×°β×°）,,,nVL,nVC,,,,end,,5）解析法求水流三角形 （1）已知TC，计程仪船速VL，流向CC和流速VC，求CA,,TC已知,,,,x,y,VL,Vc,,q,由图： q=TC～CC X=VCsin q y=VCcos q tgβ=x/(y+VL)= VCsin q/（VCcos q+ VL）,作辅助线与TC线垂直,,,β,,end,,例：0800 L0′.0，某船TC045°，计程仪船速VL12kn航行海区有北流 3 kn，求CA,解：q=TC～CC= 045°～000°=45° X=VCsin q=3×sin45°=2.12 y=VCcos q=3×cos45°=2.12 tgβ=x/(y+VL)= VCsin q/（VCcos q+ VL）=2.12/(2.12+12)=0.15β=8°.53 CA=045°- 8°.53 = 036°.5,end,,（2）已知CA，计程仪船速VL，流向CC和流速VC，求TC,,CA已知,,,x,y,VL,Vc,q,由图： q=CA～CC X=VCsin q y=VCcos q sinβ=x/VL= VCsin q/VL,作辅助线与CA线垂直,,β,,,,,end,,例：0800 L0′.0，某船CA045°，计程仪船速VL12kn。

航行海区有N流 3 kn，求TC,解：q=CA～CC= 045°～000°=45° X=VCsin q=3×sin45°=2.12sinβ=x/VL = VCsin q/VL= 2.12/12=0.1767β=10°.2 TC=045°+ 10°.2 =055°,end,4.风流共同影响下的航迹绘算,1）航行态势：受风流共同作用，如图，船舶的真航向线和推算航迹之间的夹角叫风流合压角γ（Leeway and drift angle），简称风流压差γ。