22陆标定位.ppt

2.2 陆标定位,1 方位定位2距离定位3单物标方位、距离定位4陆标的识别方法5 移线定位6单一位置线的应用7 交通部海图作业试行规则 对观测定位的要求,1 陆标定位的方法,一、概述二、方位定位三、距离定位四、水平角定位五、辨认物标的基本方法六、船位差七、船位误差三角形,一、概述,船上陆标定位的录像片段,陆标（landmarks）在海图上标有准确位置的陆上物标的统称。陆标定位（fixing by landmarks）是指观测陆标的方位、距离、方位差（称它们为导航参数）或它们的组合等来确定船位的方法和过程。,常用的陆标定位有方位定位距离定位。,陆标船位及海图标注,可用以定位的陆标,end,陆标船位及海图标注,在位置线的交点画一小圆圈作为陆标定位的船位符号，并标时间及计程仪读数。,只要同时观测两个或两个以上陆标的导航参数，可以获得同一时刻的两条或两条以上的船位线，它们的交点即为观测时刻的观测船位（陆标船位）,end,可用以定位的陆标,首选物标灯塔，孤立尖顶小岛,end,用于目测的其它良好物标山峰可选岬角,其它可用物标：只要海图有标注，且有明显的可观测点的物标如油井架、高大的烟囱等。,end,二、方位定位,同时观测两个或两个以上陆标的方位来确定船位的方法和过程称为方位定位，也称为方位交叉定位（fixing by cross landmarks）。在航海实践中，通常采用两方位和三方位定位。,end,1.两方位定位,同时观测两个陆标的方位，可以获得同一时刻的两条方位位置线，其交点即为观测时刻的观测船位。例如：某船1000测得日庄礁灯标TB273，七星礁灯标TB038，则可定得1000船位如图：,1000,日庄礁,七星礁,end,1）测方位的仪器航海雷达,雷达图像,end,测方位的仪器罗经,陀螺罗经复示器或磁罗经,end,2）定位步骤选、测、算、画,（1）选择和确认欲观测的物标，如A、B（2）测 利用磁罗经或陀螺罗经复示器观测A、B物标的方位得到CB1，CB2或GB1，GB2；（3）算将CB1，CB2或GB1，GB2换算成真方位TB，即：A物标 TB1=CB1+C=GB1+GB物标 TB2=CB2+C=GB2+G end,2）定位步骤,（4）画船位 在海图上，分别从物标A按TB1 的反方向（TB1180）画出船位线,从物标B按TB2 的反方向（TB2180）画出船位线,则两船位线的交点P0就是观测时刻的观测船位。,为两船位线的夹角。,end,3）两方位定位举例,例：某船CA280，C-1 5。1000 L308.5，测得日庄礁灯标CB275，七星礁灯标CB0465，请画出1000船位。,解：1）求真方位：TB日=275-1 5=2735TB七=0465-15=0452）作图,end,问题如何保证观测船位是准确的？,保证观测船位准确的前提：（1）辨认物标要准确（2）物标分布要合理（3）观测误差小（4）应同时观测但一般做不到同时观测且以第二次观测时刻作为船位时间如何处理？end,4）物标的选择,选择物标的要求（1）位置准确容易辨认的（孤立的、显著的）、离船近的物标；（2）选择方位位置线交角适当的物标。即，=90时最好。尽可能选择位置线夹角为6090的物标，最低要求应满足30150。,灯塔,精测点,制高点,一般山头,end,5）观测顺序提问,如图，哪个物标的方位变化快？,A,B,end,5）观测顺序白天,（1）对两物标观测顺序的要求先观测方位变化慢的，即船舶首尾线方向附近的物标，如A；后观测方位变化快的，即船舶正横方向附近的物标，如B。,A,B,end,5）观测顺序夜间,在夜间或能见度不良时，“先难后易”，即 先观测闪光周期长的灯标B，后观测闪光周期短的灯标A；先观测弱光灯标，后观测强光灯标；先观测闪光灯标，后观测定光灯标 目的：缩短两次观测之间的时间间隔。,A,B,Fl 15s,Fl 5s,end,（2）不同观测顺序引起的船位差别,观测A、B物标定位，设M1为第一次观测T1时的实际船位，M2为第二次观测T2时的实际船位。,试比较：先测A，后测B和先测B，后测A的差别,结论,A,B,CA,M1,M2,end,若先测A，后测B,（2）不同观测顺序引起的船位差别先测A，后测B,得到观测船位F1，F1 与第二次观测时的实际船位M2之间的差为M2F1。,结论,B,B,A,CA,M1,M2,T1,T2,F1,end,（2）不同观测顺序引起的船位差别先测B，后测A,若先测B，后测A,得观测船位F2，F2 与第二次观测时的实际船位M2之间的差为 M2F2。end,结论,A,B,CA,M1,M2,T1,T2,F2,结论,当观测船位与M2比较时，F1比 F2准确，即应先测A，后测B。,A,B,CA,M1,M2,先测A，后测B的船位F1,先测B，后测A的船位F2,当观测船位与M1比较时，F2比 F1准确，即应先测B，后测A。,结论：船舶习惯于以第二次观测时刻作为船位时间。因此，一般应先测A，后测B。但若以第一次观测时刻记船位时间，则先测B，后测A。,end,2三方位定位,两方位定位简单、方便，但一般相交于唯一点，测者只能以此为观测船位，无法判断观测的差错及船位的准确性。,end,1）三方位定位方法,同时观测三个陆标的方位，可以获得同一时刻的三条方位位置线，其交点即为观测时刻的观测船位。end,2）三方位定位优点,三方位定位时，其中的一条方位线可以检验另两条是否有差错。如有差错，则可能会形成较大的三角形。因此，在条件许可时，应尽可能同时观测三个物标的三个方位来进行定位。end,3)三物标的选择,三物标定位的物标选择（方位分布考虑）最好：两两夹角为120最低要求：两两夹角为30 150,end,三、距离定位1.两物标距离定位,同时观测两个或两个以上物标的距离，然后在海图上以观测物标的位置为圆心，以观测距离为半径画出距离位置线，则两条或两条以上距离位置线的靠近推算船位的交点就是观测时刻的观测船位。,end,1.航海上测定距离的方法,（1）用雷达测（2）用六分仪测物标的垂直角求距离,（3）用灯标的初显(隐)估算距离 end,1）六分仪测物标垂直角求距离,已知高程H且垂足B在测者能见地平之内的物标，当测得物标的垂直角后，船到物标的距离为?可近似以代 求船到物标的距离D：,H,B,D,e,E,end,2）六分仪测距注意事项,影响测距精度的因素：(1)标高H误差的影响应选择垂直角大的物标，潮差较大的海区，应对标高H进行潮高改正。(2)测角误差的影响应选择离船近、垂直角大的物标。(3)近似以代影响眼高和岸距的影响应选择观测一侧较陡峭，垂足在视距内的物标。结论：一般，当满足D he，且Hd时，测距误差3e,H,B,D,d,e,E,end,2.两距离定位,同时测得视界内两个物标的距离，在海图上分别以两个物标为圆心，以所测距离为半径画圆弧，得到两个交点，靠近推算船位的交点为观测时刻的观测船位。也可用某物标的大概方位判断哪一交点为观测船位。end,3.物标的选择和观测顺序,（1）选择物标的要求与方位定位相同（2）对两物标观测顺序的要求 先观测距离变化慢的，即船舶正横方向附近的物标B；后观测距离变化快的，即船舶首尾线方向附近的物标A。,A,B,在夜间或能见度不良时测灯标，与测方位的要求相同,end,观测顺序思考,1000，测两方位，先测哪个灯标？1030，测两距离，先测哪个灯标？1000，首尾方向（日庄灯标）。1030，先测正横方向（七星礁灯标）,end,4.三距离定位,同时测得视界内三个物标的距离后，在海图上分别以三个物标为圆心，以所测距离为半径画圆弧，得到一个交点或小三角形，即为观测时刻的观测船位。,end,四、水平角定位,1.定位方法：用三杆定位仪(three arms protractor)；透明纸 在海图上平移对物标，在三杆定位仪中心小孔点船位；几何作图：原理：同弧的圆周角是圆心角的一半。作法：A.作两物标连线的垂直平分线，在EP侧的垂直平 分线上向物标作 角，得圆心，作圆弧位置线。B.90，由物标向EP侧的垂直平分线作(90)角，得圆心；90，由物标向EP另一侧的垂直平分线作(90)角，得圆心。,定位：两圆弧位置线的交点(RF)。EP侧，或以大致方位确定之。,2.水平角定位的特点,优点：定位精度高(sextant 测角精度高达1)；不用罗经，不受罗经差不准的影响；观测位置灵活自由(不受遮挡)。缺点：观测麻烦(测水平角不如测方位简便)；航行中观测必须快速、熟练；不会形成误差三角形，精度判定困难；需要视界内三个合适的物标。用途：航道测绘、扫海、航标设置、重要锚位、打捞沉 船、安装平台、测旋回要素、布雷、扫雷等，精 确定位的经典方法，随着DGPS的应用，它便退 出历史舞台。,3.水平角定位的注意事项,注意事项：1)正确选标 基本在同一水平面的物标，高度相差不大(易测，误差小)；选船标距离近而标标距离远的，尤其中间标应选近(提高精度，避免四点共圆)；切忌四点(M1、M2、M3、F)共圆或接近四点共圆(无法定位)；位置线交角(两边标对船位与中间标连线的张角之和1+2)90最佳，一般30120；2)切忌把 角搞反；3)观测顺序：先测水平角变化慢的同一舷物标之间的夹角，后测异舷 物标。4)若测得三标方位，但C不知道或怀疑C可能不准确，可将三方 位定位改为两水平角定位。,五、辨认物标的基本方法,1.利用对景图识别 2.利用等高线识别 3.利用实测船位识别,1.利用对景图识别,在航用海图上或航路指南中附有如下所示的某些山形的照片或图片,即对景图，并注明该图是在某一方位、距离上观看时的形状。,end,1.利用对景图识别对照,.利用等高线识别,在大比例尺(大于1:150 000)海图上，山形通常是用等高线描述出来的。,等高线愈密，表示山形愈陡峭；等高线愈疏，表示山形愈平坦。,方位000，距离15海里,方位315距离15海里,end,.利用实测船位识别,1)在利用已认识的物标测定船位时，同时观测前方待识别物标的方位。在海图上画出船位后，从船位画出待识别物标的方位线。,（1）如图，A，B为已知物标，C为待识别物标。（2）当测定A，B物标的方位时，同时测定待识别物标C（3）在海图上用A，B方位画出船位后，从船位出发画待识别物标的真方位线。此线近似通过待识别物标。end,3.利用实测船位识别,则从两（三）个实测船位所画出的两（三）条方位线将基本交于海图上的某一物标，该物标即为待识别的物标。,下一次定位时，重复上述步骤。,end,4.利用GPS船位识别,2）利用GPS船位识别未知物标。即在读取GPS船位经纬度的同时测定待识别物标的真方位TB。,如图，读GPS船位F1时测待识别物标的真方位TB1,F1,F2,F3,TB1,TB2,TB3,读F2时测待识别物标的真方位TB2。,end,六、船位差1.船位差的定义,同一时刻的推算船位与观测船位之间的位置差称为船位差，它是同一时刻的推算船位到观测船位的方向和距离，用符号P表示。,如图P 0558.5 n mile，表示船位差是从推算船位到观测船位的方向为055，距离8.5 n mile。end,船位差举例,end,2.船位差P的处理,仍按推算船位继续进行航迹推算，仅仅从观测船位画一小箭头，指向同一时刻的推算船位点，以表示它们之间的相互关系。end,1）船位差P不大时,2）船位差P较大时,当船位差P较大时，且认定观测船位比较可靠时，应在报经船长同意后，可将航迹推算转移到观测船位上去，然后再从观测船位画出计划航线，作为继续航迹推算的起点。称此过程为船位转移。,注意:船位转移的船位差P必须记入航海日志。end,2 移线定位,一、概述二、位置线的转移方法三、单物标方位移线定位四、特殊方位移线定位五、有准确船位后的单物标两方位移线定位六、距离移线定位,一、概述,问题：在同一时刻只能测得一条位置线，如何确定船位？,用移线的方法定位,end,1）使用时机,2）移线原理：船舶按CA航行，T1与T2的推算航程为SG。如图,视界内仅有一个物标可供观测，且在同一时刻只能测得该物标的一条位置线而无法确定船位时,CA,SG,end,3）移线方法,根据两次观测之间的推算航迹CA和推算航程SG，将前一时刻T1的位置线转移到后一时刻T2。,CA,SG,end,4）转移位置线的定义,转移位置线将位置线从一个时刻根据推算航迹向CA和推算航程SG转移到另一个时刻上去得到的位置线。,转移位置线具有位置线的一切特性时间性和必然性转移位置线的表示法在转移位置线的两端画双箭头。,end,5）移线船位的定义,移线船位用移线方法获得的观测船位,end,二、位置线的转移方法,按位置线形式分：1.直线位置线用平移位置线的方法转移2.圆弧位置线用转移圆弧中心的方法转移,按转移期间的航线形态分：1.直航线（单航向）可直接转移 2.曲折航线（转移期间转过向）作出合成航线（直航线）后用直航线法转移 end,1.直线位置线的转移方法,（1）确认转移前后的推算航程SG,（2）从观测位置线P与推算航迹（CA）线的交点A起沿推算航迹线截取推算航程SG得一截点A,M,CA,T1L1,A,A,T2L2,AA=SG,SG,（3）过截点A作位置线P的平行线，即得转移位置线P。,P,P,end,2.圆弧位置线的转移方法,圆弧位置线转移的实质是转移圆弧位置线的圆心,转移方法：1）过被观测物标(即圆弧位置线的圆心)点作推算航迹线的平行线,2）在该线上截取推算航程得截点,3）再以截点为圆心，以观测值距离1为半径画圆弧，即得转移后的圆弧位置线。end,.曲折航线的位置线转移,如果在位置线转移期间，船舶进行过改向，则可按期间的合成（直）航线和合成（直）航程进行位置线转移。,转移方法：1）作出转移前后的推算船位（如图）end,2）作出合成航线,用直线连接两推算船位，,3）从观测位置线与合成线的交点起沿合成线截取得。,量出合成航程合成航线上两推算船位间的航程,4）将观测位置线平行移到便得转移位置线。,end,三、单物标方位移线定位1.移线定位方法,T1,T2,SG=T1T2,A,AA=SG,2.提高移线定位的精度,减小两观测方位线的误差。减小航迹推算的误差，即移线间隔时间要短。应使两条方位位置线的交角接近90，一般不应小于30。当有水流影响时，将与水流平行的一根位置线进行移线end,T1,T2,3.最佳移线定位时机,为兼顾移线间隔时间要短和位置线的交角大的矛盾，单物标两方位移线定位应该在物标正横前后进行。end,四、特殊方位移线定位 定义,利用转移特殊的方位线将单物标方位移线定位转化为单物标方位距离定位，从而简化移线定位的海图作业。,TC,TC,D,2.使用时机：无风流或风流不大，船舶定向、定速航行。,移线船位,end,基本原理,如图，由平面三角形的正弦公式可得关系式：,当船舶不同时刻观测同一物标方位得Q1和Q2，期间航程为SL，则按式求出D和D。即可用观测方位P2和距离D定位，P 和D定位。,转特殊角法,end,1）倍角法,即第二次观测的舷角Q2是第一次舷角Q1的2倍。,（而 D SLsinQ2）,由式：,end,即：第一次测得舷角Q1时，记下计程仪读数L1，航行中当测得第二个舷角Q2是Q1的2倍时，记下计程仪读数L2，画出该方位线P2。则第二次观测时的船位在P2方位线上，距物标SL海里处。,当 Q2=2Q1时，D=SL,例1,1410 已知第一次观测物标M所得方位位置线P1与航向线交成15，第二次观测物标M所得方位位置线P2与航向线交成30，且两次观测之间的航程为14海里，则船与物标M正横时的距离为_。A7海里 B12海里 C14海里 D28海里,倍角A,倍角C,1411 已知第一次观测物标M所得方位位置线P1与航向线交成15，第二次观测物标M所得方位位置线P2与航向线交成30，且两次观测之间的航程为14海里，则第二次观测时船与物标M的距离为_。A7海里 B12海里 C14海里 D28海里,end,2）四点方位法,当Q1=45，Q2=90即物标正横时，有：D SL即当第一次测得舷角为45时，记下计程仪读数L1，航行到物标正横时，记下计程仪读数L2。则物标正横时的船位：在物标的正横方位线上，距物标SL处。,end,3）特殊角法,航海上，常用Q1=26.5，Q2=45作为一对特殊角,由基本原理知,经三角函数变换可得：,若能观测到Q1和Q2，使得,则有：,end,思考,上述各法在有风流影响下？也能使用，但Q1和Q2不是物标的舷角，而是计划航线或推算航迹线与方位线的交角；SL不是计程仪航程，而是推算航程；所求得的D不是正横距离，而是物标的最近距离DCPA。end,应用举例2,1412 某船L=-6，0800L=100，TC=352，测得某灯塔真方位0145，0830 L=1080，再测得该灯塔TB=037，风流很小，忽略不计，则该灯塔正横距离等于_。A85 B53 C75 D60,1413 设某轮首次观测甲物标的舷角是右舷375，第二次对同一物标进行观测得右舷角75，两次观测间的航程是S海里，则第二次观测物标时该轮距物标的距离是_。A4S B3S C2S DS,1419 无风流条件下移线定位时，若第一次观测物标的舷角为_，第二次观测物标的舷角为_，则两次观测之间的航程即为该物标的正横距离：265，45；45，90；225，45。A B C D,倍角B,倍角D,A,end,五、有准确船位后的单物标两方位移线定位,假如某轮在To时刻获得准确船位A后，该轮定向、定速航行。,在风流影响不变的情况下，又在不同时刻T1和T2测得视界内同一物标M的两条方位位置线P1和P2,CA,end,则可根据单物标三方位求航迹向的方法，可求得受风流影响后的移线船位,实际航迹线CA,平均风流合压差。,单物标三方位求航迹向回顾,作图方法：在第三方位线P2上截取MD:DC=(T1-T0):(T2-T1)过D点作第一方位线P0的平行线，交第二方位线P1于B点连接B和C点，则直线BC方向就是实际航迹向CA。,end,有准确船位后的单物标两方位移线定位作图方法,.由准确船位A点作任意直线(为了方便可取真航向线)交第一条方位线P1于B点；,end,.在该直线上取C点，并满足：AB:BC=(T1T0):(T2T1)kt1:kt2,T0,T1,T2,C,CA,.连接A点与RF点的直线即为实际航迹线；其与真航向TC之间的夹角即为平均风流合压差。,3.将P1平移过C。,RF,求实际流向、流速,.若当时航区内仅有水流影响，则可以求出平均流向、流速。,T0,T1,T2,CA,方法：求出T2时刻的推算船位E，则,E,RF,end,平均流向E指向RF的方向；,平均流速VC=ERF/（T2-T0）,六、距离移线定位,end,T1,T2,S,S,D1,CA,D2,D1,3 综合定位,综合定位（联合定位，Combined fixing)当用单一方法不能测定船位时，可利用各种不同性质的船位线来测定船位，以增加定位的机会。主要的综合定位方法有：方位和距离定位方位和水平角定位方位或距离与等深线定位等。end,一、方位距离定位,方法同时观测单一物标的方位和距离，则同一时刻的该物标的方位位置线和距离位置线的唯一交点就是观测时刻的船位。,应用如雷达方位距离定位灯塔灯光初显或初隐距离方位定位垂直角距离方位定位等。end,方位距离定位的优点,单物标方位距离定位的最大优点在于：位置线的交角始终等于90。因此，单物标方位距离定位的船位误差完全取决于观测方位和距离的精度。end,思考,单物标方位距离定位的观测顺序有何要求？,原则：先测被测值变化慢的、难测的 end,二、方位水平角定位,水平角位置线是船与两物标所连的三角形的外接圆圆弧的一部分。end,三、方位等深线定位,应用场合某物标的方位线与等深线接近垂直时。定位方法先测深，当到达等深线时，再观测物标的方位。end,end,四、距离等深线定位,应用场合某物标的距离位置线与等深线接近垂直时。定位方法先测深，当到达等深线时，再观测物标的距离。,end,4 单一位置线的应用,一、导航二、转向三、避险四、测定仪器误差五、判断船位误差六、其它应用,end,一、导航,若单一位置线是一条导航线(leading line)，那么船舶只要沿着这条导航线航行，尽管不能确定船位，却能保证船舶的航行安全。,end,二、转向,为了确保船舶从一个航向改向到新航向上去，通常选择一条通过既定转向点的转向位置线，来控制转向时机。例如：1.物标正横转向。,2.利用导标或叠标转向,end,三、避险,为避离危险水域，通常选用一条位置线作为安全水域与危险水域的分界线，该线被称为避险线(clearing line)。只要保证船舶航行在避险线的安全一侧，即可使船舶安全通过危险水域。例如：1.方位避险线,2.距离避险线,end,四、测定仪器误差,如图，叠标真方位290o，若用罗经观测该叠标的罗方位292o，则 罗经差=真方位-罗方位=290o-292o=-2o。,end,290o,五、判断船位误差,1)船位线与计划航线平行，则用以确定船位偏离航线的方向与距离；,2)船位线与计划航线垂直可用以确定推算船位是超前还是落后及大概相差多少；,end,3)船位线与子午线平行则可确定船位的经度；,4)船位线与纬线平行则可确定船位的纬度。,end,五、判断船位误差,5)任意一条船位线结合同一时间的推算船位误差圆，可以判断船位所在的最可能的界限范围。,end,5 交通部海图作业试行规则对观测定位的要求,定位时间间隔的要求观测船位：(一)沿岸航行，船速在15节以下，每半小时定位一次。接近危险地区或船速在15节以上，均应适当缩短定 位时间间隔。能见度不良情况下，应充分使用雷达进行定位。(二)远离海岸航行，应充分利用天测，无线电测向仪等 定位方法。天测定位，在正常情况下，每昼夜至少有三个天测船位(晨、昏 和上午或下午太阳位置线间或与中午船位纬度间的移线船位各 一个)。,end,无线电测向定位，在有条件观测时，每两小时定位一次(当大圆改正量大于半度时，应予修正)。其他定位如使用劳兰定位等，可参考上述规定进行。接近浅滩、礁石和水深变化显著地区，在上述定位前后应进行测深，互相核对。,end,