航海学 大洋航行、大洋航线的选择与注意事项.pdf

第四篇 第四篇 航线与航行方法 航线与航行方法 第四篇第四篇 航线与航行方法航线与航行方法 中国海员之家网站搜集整理 http://www.seaman­ 第一章 第一章 大洋航行与最佳航线 大洋航行与最佳航线 第一章 第一章 大洋航行与最佳航线 大洋航行与最佳航线 大洋航行大洋航行(Ocean navigation)特点特点： ： 大洋宽广、大洋宽广、水较深、障碍物少水较深、障碍物少、航线有较大的选择余地、航线有较大的选择余地 不利因素： 不利因素： 离岸远，离岸远，航行时间长航行时间长，气象，气象、海况变化大，灾害性天气 、海况变化大，灾害性天气 较难避高较难避高，受洋流影响也较大；驾驶员对大洋海区的了 ，受洋流影响也较大；驾驶员对大洋海区的了 解往往只能依赖航海图书资料的介绍与气象预报，因而 解往往只能依赖航海图书资料的介绍与气象预报，因而 对多变的大洋海区的熟悉程度是不够的 对多变的大洋海区的熟悉程度是不够的 有利因素：有利因素：大洋航行可选用以下几种航线大洋航行可选用以下几种航线：： 1．大圆航线．大圆航线(great circle route) 即基本沿着两点间大圆弧航行的航线。

即基本沿着两点间大圆弧航行的航线这是两点间地理航 这是两点间地理航 程最短的航线程最短的航线，特别是在高纬度海区航向接近东西、横跨经差较大 ，特别是在高纬度海区航向接近东西、横跨经差较大 时时，大圆航程比恒向线航程要短达数百海里但是，由于大圆弧和 ，大圆航程比恒向线航程要短达数百海里但是，由于大圆弧和 所有子午线相交角度不等，所有子午线相交角度不等，如果严格沿大圆弧航行，则必须不断改 如果严格沿大圆弧航行，则必须不断改 变航向2．．恒向线航线恒向线航线(rhumb line route) 即沿两点间恒向线航行的航线这不是航程最短的航线， 即沿两点间恒向线航行的航线这不是航程最短的航线， 而是操纵方便的沿单一航向航行的航线；而是操纵方便的沿单一航向航行的航线；但在低纬度海区或航向接 但在低纬度海区或航向接 近南北时，它和大圆航线的航程相差甚小近南北时，它和大圆航线的航程相差甚小 3．等纬圈航线3．等纬圈航线(parallel route)(parallel route) 即出发点与到达点位于同一纬度时沿等纬圈航行的航线，即出发点与到达点位于同一纬度时沿等纬圈航行的航线，是恒 是恒 向线航线的特例。

向线航线的特例 4．混合航线4．混合航线(composite route)(composite route) 为了避开高纬度海区恶劣的气象条件或岛礁危险区，为了避开高纬度海区恶劣的气象条件或岛礁危险区，要求航线 要求航线 不超过某限制纬度不超过某限制纬度(limiting latitude)，，这种情况下所采用的大圆航 这种情况下所采用的大圆航 线和限制纬度上的等纬圈航线相结合的最短距离航线即为混合航线线和限制纬度上的等纬圈航线相结合的最短距离航线即为混合航线 航线拟定的基本原则航线拟定的基本原则：在确保安全的前提下，尽量缩短航行时间 ：在确保安全的前提下，尽量缩短航行时间 大圆航线虽航程短，大圆航线虽航程短，但如果其一直穿越风、流影响大的海区， 但如果其一直穿越风、流影响大的海区， 则不仅影响船舶安全则不仅影响船舶安全，而且降低营运效益；恒向线航线虽应用方 ，而且降低营运效益；恒向线航线虽应用方 便便，如果不视情况选用，也势必造成航行时间的延长如果不视情况选用，也势必造成航行时间的延长因此，因此，应认 应认 真对各种条件和因素进行分析，真对各种条件和因素进行分析，得出适合当时环境的最佳航线得出适合当时环境的最佳航线第一节第一节 大圆航线与混合航线 大圆航线与混合航线 第一节第一节 大圆航线与混合航线大圆航线与混合航线一一、大圆航线 、大圆航线 大圆航线是跨洋航行时所采用的地理航程最短的航线。

若将地 大圆航线是跨洋航行时所采用的地理航程最短的航线若将地 球当作圆球体时，地面上两点间的距离，球当作圆球体时，地面上两点间的距离，以连接两点的小于以连接两点的小于180°的 的 大圆弧弧长为最短大圆弧弧长为最短但由于大圆弧与各子午线的交角但由于大圆弧与各子午线的交角，，除赤道与子 除赤道与子 午线外午线外，都不相等，，都不相等，因此，因此，所谓沿大圆航线航行，实际上并不是船 所谓沿大圆航线航行，实际上并不是船 舶不断改变航向、严格沿着大圆弧航迹航行，而是将大圆弧分成若 舶不断改变航向、严格沿着大圆弧航迹航行，而是将大圆弧分成若 干小段干小段，每一段仍然是沿恒向线航线航行这样，就整个航线来 ，每一段仍然是沿恒向线航线航行这样，就整个航线来 说说，只是基本上接近大圆弧航线 ，只是基本上接近大圆弧航线 大圆航线可以取大圆弧内接分段恒向线，大圆航线可以取大圆弧内接分段恒向线，如图如图(a)所示的所示的AB，， BC，，CD…； ； 也可以取大圆弧外切分段恒向线，也可以取大圆弧外切分段恒向线，如图如图(b)所示的所示的AA1，， A1A2，，A2A3… 综上所述，大圆航线设计主要是解决两个问题综上所述，大圆航线设计主要是解决两个问题： ： 第一第一,求分点求分点(intermediate point of great circle),即将整个大圆航线划 即将整个大圆航线划 分若干段。

划分分点的原则分若干段划分分点的原则,一般是取分点经度为整度的一般是取分点经度为整度的、一昼夜左 、一昼夜左 右航程的距离右航程的距离(5°～～10 °经差经差)为一段来划分这样，既可一昼夜改变 为一段来划分这样，既可一昼夜改变 一次航向一次航向,又基本上保持在大圆弧上航行，使用比较方便又基本上保持在大圆弧上航行，使用比较方便第二，求各分点间的恒向线航向与航程 第二，求各分点间的恒向线航向与航程 求算大圆航线的几种具体方法：求算大圆航线的几种具体方法： 1．大圆海图法 ．大圆海图法 大圆海图大圆海图(gnomonic chart)是根据日晷投影原理绘制，具有所有 是根据日晷投影原理绘制，具有所有 大圆弧在图上均绘成直线的特点，大圆弧在图上均绘成直线的特点，如下图所示为北大西洋大圆海图 如下图所示为北大西洋大圆海图 的一部分，在图上，的一部分，在图上，从诺福克到法国的布勒斯特的大圆航线即为直 从诺福克到法国的布勒斯特的大圆航线即为直 线线，而恒向线为曲线 ，而恒向线为曲线 利用大圆海图求算大圆航线，是利用大圆海图上大圆为直线这 利用大圆海图求算大圆航线，是利用大圆海图上大圆为直线这 一特点实现的一特点实现的，具体方法如下：，具体方法如下： (1)根据航行海区查根据航行海区查《《航海图书总目录航海图书总目录》》抽选相应的大圆海图抽选相应的大圆海图。

2)根据以下原则选择大圆航线的起始点和到达点：起始点最好选择 根据以下原则选择大圆航线的起始点和到达点：起始点最好选择 在能够利用灯塔、陆标和雷达测得准确船位的地点；到达点附近最 在能够利用灯塔、陆标和雷达测得准确船位的地点；到达点附近最 好不存在暗礁和其他障碍物等，并有从远处可看见的显著物标和有 好不存在暗礁和其他障碍物等，并有从远处可看见的显著物标和有 利于雷达观测的物标利于雷达观测的物标 (3)将起始点和到达点按其坐标标在大圆海图上，将起始点和到达点按其坐标标在大圆海图上，用直线连接两点， 用直线连接两点， 即为大圆航线即为大圆航线 (4)在大圆航线上确定各分点：在大圆航线上确定各分点：通常取整度经线与该线的交点为一分 通常取整度经线与该线的交点为一分 点点，然后量出各分点的经、，然后量出各分点的经、纬度 (5)将各分点按其经、纬度移画到航用海图上去，将各分点按其经、纬度移画到航用海图上去，并用直线连接相邻 并用直线连接相邻 分点，分点，便得折线状大圆航线，每段折线即为分点间恒向线航线便得折线状大圆航线，每段折线即为分点间恒向线航线 (6)量出各段恒向线的航向和航程，并列表备航。

量出各段恒向线的航向和航程，并列表备航 2．大圆改正量法 ．大圆改正量法 当两点间距离不太远时在航用海图上两点间的大圆方位和恒向 当两点间距离不太远时在航用海图上两点间的大圆方位和恒向 线方位相差一个大圆改正量值 线方位相差一个大圆改正量值 大圆改正量大圆改正量ψψ可按下列公式计算：可按下列公式计算：1 ()sin 22 AB BA ϕϕ ψλλ + =− 实际工作中，实际工作中，可在航用海图上用恒向线接起始点、到达点可在航用海图上用恒向线接起始点、到达点，量 ，量 出其恒向线航线出其恒向线航线RLC，利用上式算出或从航海表中的，利用上式算出或从航海表中的“大圆改正量 大圆改正量 表表”查得查得ψ，ψ，于是于是 1 RLCRLC ψ =− 如图所示，如图所示，RLC 1 为 为 沿大圆弧切线航行时沿大圆弧切线航行时A 点的大圆始航向点的大圆始航向，，即第 即第 一段恒向线航向一段恒向线航向航行 航行 约一昼夜之后，根据当约一昼夜之后，根据当时的准确观测船位，时的准确观测船位，用大圆改正量法求出下 用大圆改正量法求出下 一段的大圆切线航向一段的大圆切线航向，即得第二段恒向线航向。

即得第二段恒向线航向以此类推，直至到 以此类推，直至到 达点，达点，亦可结合推算亦可结合推算，在开航前作出整个折线状大圆航线大圆改 ，在开航前作出整个折线状大圆航线大圆改 正量公式在出发点与到达点之间距离较远时会出现较大误差正量公式在出发点与到达点之间距离较远时会出现较大误差，，所以 所以 这种方法只适用于距离较近的大圆航行这种方法只适用于距离较近的大圆航行3．公式计算法 ．公式计算法 解算大圆航线的公式即球面三 解算大圆航线的公式即球面三 角公式，角公式，这类公式较多这类公式较多可以利用 可以利用 计算机求解，亦可利用诸多导航仪 计算机求解，亦可利用诸多导航仪 和组合导航系统的辅助航线计算功 和组合导航系统的辅助航线计算功 能求解，能求解，尽管所利用的数学模型不 尽管所利用的数学模型不 尽相同，尽相同，结果基本都一样结果基本都一样 (1)求大圆航向和航程公式求大圆航向和航程公式 1212 cossinsincoscoscos SD ϕϕϕϕλ =⋅+⋅⋅ 121 sin cossincos I D tgC tgD λ ϕϕϕλ = ⋅−⋅ 21 1 sinsincos cos cossin I S C S ϕϕ ϕ −⋅ = ⋅式中：式中：C I ——大圆始航向大圆始航向(initial great circle course)；； S——大圆航程大圆航程(great circle distance)。

由于经由于经、纬度均有名称和符号，在利用以上公式求取航向和航 、纬度均有名称和符号，在利用以上公式求取航向和航 程时，程时，可适用以下规律：可适用以下规律： ①①起始点纬度，无论南或北，一律取正值；起始点纬度，无论南或北，一律取正值；到达点纬度，到达点纬度，与起始点 与起始点 纬度同名时取正值，纬度同名时取正值，与起始点纬度异名时取负值与起始点纬度异名时取负值 ②②经差无论东或西经差无论东或西，一律取正值，一律取正值 ③③若按上述取值解算的若按上述取值解算的cosS为正值，则航程为正值，则航程S为小于为小于5 400 n mile (90°)的值；若的值；若cosS为值为值，则航程，则航程S为大于为大于5 400 nmile(90°)值 ④④按上述取值求取始航向时，按上述取值求取始航向时，求得的航向为用半圆周法表示的。