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船舶磁航向 | 磁航向是如何影响船舶导航的

230 2024-10-26 22:50

一、船舶磁航向 | 磁航向是如何影响船舶导航的

船舶磁航向是指船舶在海上行驶时所指向的磁北方向。在海上导航中,正确的磁航向非常重要,它直接影响着船舶的航行安全和准确性。

什么是磁航向?

磁航向是船舶在航行过程中,基于地磁场确定的指向。地球的磁场会对船舶上的磁罗盘产生影响,使其指向磁北方向。船舶通常在船体上安装一台磁罗盘,用来探测地磁场并指示船舶的磁航向。

磁航向的重要性

正确的磁航向对于船舶导航至关重要。它直接影响船舶的航行方向、航速以及航线规划。通过准确的磁航向,船舶可以保持稳定的航行,并且能够避免与其他船舶、障碍物或者岩礁相撞的风险。

在航线规划中,船舶的磁航向是一个重要的参考因素。航海员会根据预定的航线和目的地,计算出船舶需要保持的磁航向,并进行相应的航向调整,以确保船舶能够按照预定的航线安全到达目的地。

如何确定磁航向

确定船舶的磁航向需要使用磁罗盘进行测量。磁罗盘接收到地磁场的影响后,会指示出磁北方向,航海员通过观察磁罗盘上的指针,就可以得知船舶当前的磁航向。

然而,由于磁罗盘受到附近电子设备、钢铁结构或者其他磁场的干扰,可能会产生误差。为了减少误差,船舶上还会安装校准装置,用来对磁罗盘进行定期检查和调整,以确保磁航向的准确性。

磁航向与真航向的区别

磁航向与真航向是两个不同的概念。真航向是指船舶相对于地球表面的实际航向,它是基于地理北极和航向之间的角度关系计算得到的。真航向会受到磁偏角的影响,而磁航向则不受磁偏角影响。

磁偏角是指地磁场与地理北极之间的角度差异,由于地球磁场并不完全与地理北极对齐,因此导致了磁偏角的存在。为了从磁航向转换为真航向,航海员需要测量当前的磁偏角,并进行相应的修正。

总结

船舶磁航向是船舶在海上行驶时所指向的磁北方向。正确的磁航向对于船舶导航至关重要,它能够确保船舶的航行安全和准确性。航海员通过使用磁罗盘来确定船舶的磁航向,并进行相应的航向调整,以确保船舶沿着预定的航线安全到达目的地。

希望本文对你了解船舶磁航向有所帮助。感谢你的阅读!

二、船舶的航向及其对地航向确定方法

船舶的航向及其对地航向确定方法

船舶的航向是指船体直行方向相对于正北方向或其他指定参考方向的角度。船舶根据航向来调整航线,确保航行安全和效率。

确定船舶航向有多种方法,其中最常用的是基于罗盘和GPS技术。船上配备的罗盘可以测量船舶相对于磁北极的方向,而GPS系统则可以提供船舶相对于地球真北的方向。

在罗盘方法中,船舶上装配的罗盘会受到磁场的干扰,因此需要根据罗盘的指示进行磁修正计算,以获得准确的航向。校准计算包括考虑磁偏角(由地球的磁场和地理位置决定)和磁方位角(由磁北极和船上罗盘基准线之间的角度差)。

而GPS方法则更为精准和可靠。GPS系统通过卫星进行定位,可以直接提供船舶相对于地球真北的航向。根据GPS接收器的定位数据,船舶上的导航设备可以实时计算船舶的对地航向。

船舶的对地航向是指船舶相对于大地的真实航向。它考虑了磁偏角、磁偏率以及地球自转的因素,提供了更准确的导航信息。对地航向的确定可以帮助船舶避开障碍物、规避恶劣天气条件,并准确抵达目的地。

此外,船舶的对地航向还受到风向、海流、水流等因素的影响。船舶航向和速度的计算需要考虑这些因素,并结合船舶自身的性能和航行计划,进行综合分析和调整。

综上所述,船舶的航向及其对地航向的确定方法是航行中至关重要的一环。通过准确的航向确定,船舶可以安全、高效地航行。同时,船舶乘员也需要充分掌握航向确定方法,并结合导航设备和外界因素,做出正确的导航决策。

感谢您阅读本文,希望对您了解船舶的航向及对地航向确定方法有所帮助。

三、船舶的航向如何描述?

船舶的航向是指的驾驶室内罗盘指向船艏方向的直线称航问。

四、船舶 GPS 可以测量水深吗?

人们如果想深入了解海洋、在海上开展科学实验,开发或保护海洋资源,都需要获得一个最基础的海洋信息——水深。地球上海洋的平均深度大约为3800米,其中最深处是太平洋马里亚纳海沟“挑战者深渊”,深度大约11000米。

那么,这11000米水深是如何测量出来的呢?

有人问,用激光可以吗?陆地上我们就常用激光测量物体间的距离。

抱歉,答案还是

因为包括激光在内的电磁波在水中传播时衰减非常快,传播几百米就没能量了,所以肯定无法用于11000米深海域探测。

又有人问,用“尺子”怎么样?我把绳子绑上重物放入水中,等重物沉到底后,通过测量绳子的长度获得水深。

绳子(测深垂线)测量(图/中科院声学所)

再次抱歉,这个方法看似直观,实则……效率又低,测量结果误差又大,而且只有特殊制作的绳子才能身负重物沉到11000米水深还不断裂,反正也是

这也不可以那也不可以,到底怎么样才可以呢?

这个测量海洋深度的问题,当然早就有人思考过,并确实有几种方法是可行的,不然咱们怎么知道的大海有多深呢~

一种方法是布放深度计(或压力计)到海底进行测量。

不过这种方法布放回收过程需要很长时间,而且水深结果是根据压力和海水特性反演出来的,结果会有一定误差。因此,这种方法虽然空间分辨能力非常高,但探测效率(单位时间所探测的面积)非常低。

深度计测量(图/中科院声学所)

还有一种方法,是根据重力影响下不同深度的海平面高度不同这一特性,利用卫星遥感测量海平面高度进而反演水深的方法。

这种方法的探测效率非常高,但是探测结果的空间分辨能力较低,无法得到精确的海底地形数据。

卫星遥感测量(图/中科院声学所)

第三种,就是目前最常用的声学方法。

因为声波在水中传播时衰减远小于电磁波,频率越低衰减越小,所以通过合理选择频率,可实现11000米深海域探测。

一开始,科学家们使用的是单波束测深仪,它安装在船底,工作时向船的正下方发射一束声波信号,声波到达海底反射回来再由单波束测深仪接收。结合声波在水中传播速度、发射到接收所用传播时间,就可以计算出海底深度。

单波束测深仪可以快速有效地测量海洋深度,但一次测量只能获得一个位置的水深结果,效率还是比较低。

单波束测深(图/中科院声学所)

为了进一步提高11000米海域的声学探测效率,满足不断提高的科研需求,科学家们搞出了一个叫“全海深多波束测深系统”的东西

全海深多波束测深(图/中科院声学所)

全海深多波束测深系统也是安装于船体,工作频率一般为12kHz,从外观上看是两条阵,第一条是发射阵,沿着船体龙骨方向安装,它发出的声波信号会形成一个“发射扇面”,“照射”到垂直船体龙骨方向的海底条带的各个位置。在“发射扇面”上,波束沿着龙骨方向张开的角度较小,为0.5至2度,当波束角度为1度时,发射阵的长度约为8米。

第二条是接收阵,垂直于船体龙骨的方向安装,用于接收从海底反射和散射回来的声波信号。利用声学信号处理方法,接收阵可以只接收来自特定方向的声波信号,形成定向的“接收扇面”。在“接收扇面”上,角度为1至2度的多个窄波束垂直龙骨方向回收,当波束角度为2度时,接收阵的阵长约为4米。

全海深多波束测深系统的发射阵列和接收阵列示意图(图/中科院声学所)

“接收扇面”与“发射扇面”相交方向“照射”到的海底就是被测区域,根据声波信号传播回来的方向与往返时间,可以计算出被测区域的水深和距离船体的水平位置。

船下方的浅色区域即被测区域(图/中科院声学所)

多波束测深系统的接收阵可以同时接收成百上千个特定方向上的回波,也就是说,一次测量就可以获得成百上千个位置的水深。

因此,全海深多波束测深是目前既高效又准确的11000米海域(包括深海海域)水深测量方法,其空间分辨能力显著高于卫星遥感测量方法。

通常情况下,船一边向前航行,一边测量水深,这样一次又一次的测量结果拼接起来,就能够得到一片区域的水深图,也就是海底地形图。

而在实际测量中,全海深多波束测深系统必须面临的难题是波束稳定技术。

众所周知,大部分时间里海洋不会风平浪静。

不光海面上波涛翻滚,有时看似平静的海面下也不平静

海水中的声速约为1500米/秒,探测11000米海域时,全海深多波束一次测量过程(从开始发射声波到接收完最远端返回的声波)需要几十秒,在这段时间里船的姿态始终随着风浪变化,此时声波的发射方向和回波接收方向可能都不再是预设的方向,得到的水深结果就会存在误差,拼接起来的水深图可能会发生扭曲。

风浪导致船体姿态变化,测深的波束难以稳定(图/中科院声学所)

这时候就要放大招了!

通过预测船体的姿态,全海深多波束测深系统采取相应的补偿措施,无论船的姿态如何变化,最终发射和接收的声波都能稳定在预定的方向上,获得更加均匀的探测结果。

为了使声波条带尽可能与船航行方向垂直,发射时采用向不同方向分别发射多个声波扇面拼成整个声波条带的策略,此时各个扇面“照射”海底区域的中心的连线垂直于船行方向。

波束稳定效果(图/中科院声学所)

此外,为更好地实现11000米海域水深探测,全海深多波束测量还采取多种消除误差和偏差的措施,包括选择合理的发射信号,进行姿态、位置、声速偏差修正以及多普勒效应修正等。

全海深多波束测深系统可实现波束实时稳定(图/中科院声学所)
多种测深手段的比较(图/中科院声学所)

在实现11000米深海域高效准确探测的同时,全海深多波束测深系统还具备最浅在20米深海域进行探测的能力,并利用声波探测海底地貌与水中目标,为深海海域探测提供更丰富的探测信息。

全海深多波束测深系统绘制的海底地形图(图/中科院声学所)

而且近期,以中科院声学所为核心的科研团队,经过十年的艰苦研制与技术攻关,成功研制出了我国首套具有自主知识产权的全海深多波束测深系统,并且已安装于科学考察船开展了6000多公里测线应用示范,使我国成为继挪威、德国和丹麦之后第四个研制出现代全海深多波束测深系统的国家!

良器在手,深海地图我有(图/中科院声学所)

作者:中国科学院声学研究所 海洋声学技术中心 王舒文 刘晓东

出品:科普中国 科普融合创作与传播项目

监制:中国科学院计算机网络信息中心

科普融合创作与传播项目是中国科普博览团队在做的科普中国子项目,欢迎投稿(原创科普),邮箱yddzptj@cnic.cn,稿费多,平台广,速来~

五、使用自动舵能否改变船舶航向?

可以的用手挖自动舵,不用手工舵一样能改变船的航向,我最初上船那几年干的工作就是一名水手,白天在甲板或生活区干4个小时维修保养工作晚上在驾驶台与驾驶员一起值4个小时的航行班,有时到了船舶航向转向点了得转向了,只耍海面上情况不复杂,就用手去转动自动舵系统的力转轮,慢慢把船转到新航向上去,但是这是不允许的,只能偷着干,另外海面有渔船或有其它情况必须改手舵转向,如果船長在也不行,只祝偷摸进行。

六、gps里的航向是什么意思?

航向是前进方向,就是GPS前一时间所在点与当前时间所在点连线的方位角。因为GPS的精度问题,静止时GPS所得到的位置点也是变化的。

航向,这是反映沿水平方向GPS接收器移动的方向,并不需要你把GPS接收器确切地指向这个方向。在你移动时可以看到这个值,航向的值是按0~359度顺时针方向分布的,和指南针的值相对应。

七、船舶航迹线和航向线的区别?

船舶航迹线和航向线的本质区别是一个是船舶真实在海上所航行过的航迹,另一个是在船舶出航前就计划好了的航线,二者有着本质的不同,从而形成了船舶在海上的一项最重要的工作之一,就是航航作业。就是按要求不断地检查船舶的航行轨迹,使船舶可靠地按照出航前的计划航行,从而确保船舶整个航行的安全准确。

八、船舶GPS查询-了解船舶GPS系统的功能、原理和使用方法

船舶GPS系统简介

船舶GPS系统(全球定位系统)是现代航海中一种不可或缺的导航设备,它利用卫星定位技术来确定船舶的精确位置、速度和航向信息。船舶GPS系统的主要组件包括卫星接收器、天线和相关传感器。有了船舶GPS系统,船舶可以在大海中准确导航,提高航行的安全性和效率。

船舶GPS系统的工作原理

船舶GPS系统利用卫星信号进行定位。卫星发射的无线电信号会在船舶上的天线接收器中接收到,并解释成船舶的位置信息。通过接收到的多个卫星信号,船舶可以进行三维定位,确定船舶所处的经度、纬度和海拔高度。船舶GPS系统还可以通过比较位置和时间信息,计算出船舶的速度和航向。

船舶GPS系统的功能

  • 船舶位置跟踪:船舶GPS系统可以实时追踪船舶位置,提供准确的经纬度信息。
  • 导航和航行计划:船舶GPS系统可以帮助船舶制定航行计划,并提供路线指示。
  • 船舶安全:船舶GPS系统可以提供船舶的精确定位信息,帮助避免碰撞和其他危险情况。
  • 警报和预警:船舶GPS系统可以提供警报和预警功能,及时通知船舶主要岛屿和障碍物。
  • 日志记录和回放:船舶GPS系统可以记录船舶的航行轨迹,并支持航行回放功能。

使用船舶GPS系统的注意事项

在使用船舶GPS系统时,船舶操作人员需要注意以下几点:

  • 了解船舶GPS系统的功能和操作方法。
  • 定期检查船舶GPS系统的天线和接收器是否正常工作。
  • 及时更新船舶GPS系统的地图和软件。
  • 根据航行计划和导航指引,正确使用船舶GPS系统。
  • 在使用船舶GPS系统时,保持警觉,及时应对突发情况。

船舶GPS系统是一种可靠、高效的航海导航工具。通过了解船舶GPS系统的功能、原理和使用方法,船舶操作人员可以更好地使用船舶GPS系统,提高航行的安全性和效率。

感谢您的阅读,希望本文对您了解船舶GPS查询有所帮助。

九、船舶的方位和航向是什么意思?

一、航向

相关定义

船舶首尾线:当船舶无横倾时,船舶首尾面(通过船舶铅垂线的纵剖面)与测者地面真地平平面所相交的直线。船舶的航向线:船舶首尾线向船首方向的延伸线。

真航向:船舶航行时,在测者地面真地平平面上,自真北线顺时针方向计量到航向线的角度。计量范围000°至360°。

真航向在地面上的形式:船舶纵剖面与地理子午面之间的夹角。即航向线与真北(NT)线之间的夹角。二、方位

方位圈:在地球表面上连接测者与物标的大圆弧AM。

方位线:物标方位圈平面与测者地面真地平平面相交的直线AM′。

物标的真方位:在测者地面真地平平面上,自正北方向线顺时针方向计量到物标方位线的角度。

度量:

①圆周法——由基准北线向右(顺时针)度量到物标方位线。计量范围:000°~ 360°。

②半圆周法——由N(或S)向E(或W)度量到物标方位线。计量范围:0°~180°。并命名。

十、了解船舶有效航向及其重要性

什么是船舶有效航向?

船舶有效航向是指船舶在给定航线上的理想航向,通常用航向角度表示。船舶在航行过程中,受到各种因素的影响,如风力、风向、海流等,这些因素会引起船舶偏离原定航线,从而影响船舶航行的效率和安全性。了解船舶有效航向,可以帮助船舶船员选择合适的航向,减少偏离航线的情况,提高航行的效率和安全性。

船舶有效航向的重要性

船舶有效航向对船舶航行的效率和安全性具有重要影响。

  • 提高航行效率:了解船舶有效航向可以帮助船舶船员选择适当的航向,减少船舶偏离航线的情况,从而减少航行距离和节约燃油。有效航向还可以帮助船舶在逆风和逆流情况下减少航行阻力,提高船速。
  • 保障航行安全:船舶偏离航线会增加与其他船只的相撞风险,尤其是在狭窄的航道或高流量的航线上。了解船舶有效航向可以减少潜在的事故风险,提高航行的安全性。
  • 应对不利气象条件:在遇到强风、大浪、恶劣天气等不利气象条件时,了解船舶有效航向可以帮助船舶船员选择安全航线,避免遭受严重损害。

如何确定船舶有效航向?

确定船舶有效航向需要综合考虑多个因素:

  • 风力和风向:了解当前的风力和风向可以帮助船舶船员预估风对船舶的偏移影响,从而调整舵角和航向。
  • 海流:海流对船舶航行的影响也非常重要,了解海流的强度和方向可以帮助船舶船员做出相应的航向调整。
  • 船舶性能:不同的船舶在不同的航行条件下,具有不同的最佳航向。船舶船员需要了解船舶的性能参数,如最大航速、油耗率等,以确定最优航向。

总之,了解船舶有效航向对船舶航行的效率和安全性至关重要。船舶船员需要综合考虑风力、风向、海流和船舶性能等因素,选择合适的航向,确保船舶按照预定航线安全、高效地航行。

感谢您阅读本文,希望通过了解船舶有效航向及其重要性,能为您提供有关航行的相关知识和帮助。

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