航向、方位和距離第一節

航海上常用的度量單位一、長度單位二、速度單位三、角度單位第二節

能見地平距離與物標能見距離一、能見地平距離二、物標地里能見距離三、燈標射程

第三節

向位與舷角一、方向的確定或劃分二、相位與舷角第四節

相位的測定與換算一、相位的測定方法二、相位換算三、羅經差的測定第五節

航速與航程一、航速及其測定二、航程及其測定一、長度單位①.海里(nauticalmile,nmile)海里等于地球橢圓子午線上緯度一分所對應的弧長。簡寫為1nmile或1＇。它是海上常用的度量距離和航程的單位。因為地球不是正圓的，在地球橢圓體上不同的緯度處，子午線上一分弧長也是不同的。經數學推導得出∶1nmile=1852.25-9.31Cos2

(m)

航海上為了實際應用的需要，必須有一個固定值作為1nmile的統一長度。英國為1853.18m(6080英尺)。我國與世界大多數國家都采用1929年國際水文地理學會議通過的海里標準，即規定1nmile=1852m。約在緯度44

14＇處1nmile的長度才等于1852m。②.鏈(cable,cab)1nmile的十分之一為1鏈。鏈是用來測量較近距離的單位。1鏈=185.2m③.米(meter,m)④.拓(fathom)、英尺(foot,ft)和碼(yard,yd)在舊的英版海圖上用英尺和拓表示水深、山高也以英尺表示。并用海里、碼和英尺來度量距離。1拓=1.829m或6ft、1yd=0.9144m或3ft、1ft=0.3048m。目前英版的拓制海圖正被米制海圖(metricchart)所代替。

⑤.公里(kilometer,km)

二、速度單位

節(knot,kn)∶

航海上計算航速的單位。1節等于1mile/h。船舶的航速是15kn，即每小時的航行速度是15nmile。航海上流速也用節來表示。

三、角度單位

航海上常用的角度單位為六十等分制。一圓周分為360

，1

=60＇，1＇=60〃。在航海學中推導公式時，常用弧度表示角度的大小。角度以弧度計，等于弧長與半徑之比。

一、能見地平距離

測者的地平面(horizon):與測者鉛垂線相垂直的平面。

鉛垂線：通過測者眼睛，并與測者重力方向相重合的直線。由于地球并不是絕對均勻物質所形成的球體，所以地球表面的鉛垂線并不一定都通過地球球心。測者真地平平面(truehorizon)或天文地平平面(celestialhorizon)：與測者鉛垂線相垂直，并通過地心的地平平面。測者地面真地平平面(sensiblehorizon)：通過測者眼睛的地平平面。在研究測者能見地平距離與物標能見距離時，通常把地球看成圓球體。

1．測者能見地平距離在海上觀測者至他所看到的水天線的距離稱為測者能見地平距離(distancetothehorizonfromheightofeye)或視距。用De表示。

De(nmile)=2.09

e(m)式中:e為測者的眼高，單位為m。

2、物標能見地平距離在能見度良好的情況下，當測者眼高為零時，即測者眼晴位于海平面上，物標頂點能被看到的最大距離。(distancetothehorizonfromobject)，用DH表示。

DH(nmile)=2.09

H(m)式中:H--為物標頂點離海平面的高度，單位為m。

二、物標地里能見距離

當能見度良好時，僅由于地面曲率和地面光線的折射率的影響，具有一定眼高的測者，理論上能夠看到物標的最大距離，稱為物標地理能見距離(geographicalrangeofanobject)。用DO

表示。

DO(nmile)=DH+De=2.09

(H(m)+e(m))

顯然，當測者與物標之間的距離大于Do時，測者根本不可能用眼睛看到物標。只有當兩者之間的距離等于或小于Do時，才有可能看到物標。但并不是一定就能看到。這是因為測者要能看到物標，還與當時的能見度、人們眼睛能發現物標的分辨力等因素有關。

三、燈標射程

①燈塔燈光初顯(隱)

燈塔燈光初顯：船駛近燈塔，在燈塔燈芯初露測者水天線的那一瞬間。燈塔燈光初顯時，測者與燈塔之間的距離等于燈塔的地理能見距離Do。燈塔燈光初隱：當船舶駛離燈塔時，測者看到燈塔燈芯剛剛沒于水天線的那一瞬間。燈塔燈光初隱距離也等于燈塔地理能見距離Do。但并不是所有的燈塔都有初顯(隱)現象的，這要根據燈塔的光力強度和射程來判斷是否有初顯(隱)現象

②中版射程

中版燈塔射程∶睛天黑夜，當測者眼高為5m時，能夠看到燈塔燈光的最大距離。它等于光力能見距離(或稱光力射程)與5m眼高的燈塔地理能見距離(或稱地理射程)中較小者。所謂光力能見距離(光力射程)是指晴天黑夜燈塔燈光所能照射的最大距離。③中版燈塔的最大可見距離我國的燈塔分為兩種∶強光燈塔和弱光燈塔。所謂強光燈塔，是指燈塔射程等于或大于(一般不超過1nmile)測者5m眼高時的燈塔地理能見距離(地理射程)。即∶燈塔射程≥2.09

(H(m)+5(m))強光燈塔有初顯(隱)現象。初顯(隱)距離等于燈塔的地理能見距離。初顯(隱)距離=2.09

(H(m)+e(m))

所謂弱光燈塔：是指燈塔的射程小于測者眼高5m時的燈塔地理能見距離(地理射程)。弱光燈塔標的是光力射程，無初顯(隱)現象。這種燈塔的燈光只能在標記的射程內才有可能看到。即燈塔射程〈2.09

(H(m)+5(m))

④英版射程

英版海圖和英版《燈標霧號表》中提供的燈塔射程的定義是指燈光的光力能見距離(或稱光達射程)。有兩種情況：光力射程和額定光力射程。

光力射程(luminousrange)：是指在某一氣象能見度條件下，該燈塔燈光所能照射的最大距離。

額定光力射程(nominalrange)：是指在氣象能見度為10nmile條件下，該燈塔燈光的光力射程。采用額定光力射程的國家和地區在英版《燈標霧號表》的特殊說明(SpecialRemark)中注明。以上兩種射程，只與燈光強度和氣象能見度有關，而與燈高、眼高、地面曲率等均無關。

⑤英版燈塔的最大可見距離因此，英版資料中的燈塔燈光的最大可見距離是等于初顯(隱)距離與射程兩者之中較小的一個，即：當射程大于該燈塔的地理能見距離Do時，燈光最大可見距離等于Do，當射程小于Do時，燈光最大可見距離等于射程。

一、方向的確定與劃分①．方向的確定

基準線：南北線和東西線

南北線：測者子午圈平面與測者地面真地平平面的交線。指向北極（ＰＮ）的方向是正北（Ｎ）方向，其反方向為正南（Ｓ）方向。

東西線：測者東西圈平面與測者地面真地平平面的交線。當測者面北背南時，左西（W），右東（E）。位于不同地點的測者地面真地平平面，南北線和東西線是不同的。位于兩極的測者無法確定北、東、南、西四個基本方向。位于北極的測者無真北方向，其任意方向都是真南方向;位于南極的測者，其任意方向都是真北方向。

②．方向的劃分劃分方法有以下三種：A．圓周法(three-figuremethod)

以正北000°為基準，按順時針方向計算，由000°～360°。因此，北(N)為000°或360°，東(E)為090°，南(S)為180°，西(W)為270°.圓周法始終用三位數字表示.它是航海上最常用的表示方向的方法.B．半圓法(semicircularmethod)

以正北或正南為基準，向東或向西分別計算，各從0°～180°計算到正南或正北.其方向的表示方法除度數外，還要標出起算點和計算方向。例如110

NE、60°NW、130°SW，80°SW。度數后綴的方向，前者表示該方向是由北(N)還是由南(S)起算的;而后者則表示該方向是向東(E)還是向西(W)來計算的.半圓法主要用在航海天文計算中，表示天體的方位。

C．羅經點法(compasspointmethod)

以正北為基準，將地面真地平劃分為32等分，得出32個方向點，每一個方向點稱為一個羅經點，32個羅經點都給予相應的名稱。每個羅經點等于11

.25(11

15‘)或4點等于45

。具體劃分如下：

以北(N)、東(E)、南(S)、西(W)為四個基點(cardinalpoint);平分相鄰兩基點之間的角度得出四個方向點，稱為四個隅點(intercardinalpoint)。即北東(NE)、南東(SE)、南西(SW)和北西(NW)。又平分基點和隅點之間的角度得出八個方向點，稱為八個三字點(intermedicatepointfalsepoint)。其名稱是用基點名稱之后加上隅點名稱來組成，即北北東(NNE)……北北西(NNW)，再平分上述十六個方向的所有相鄰兩方向之間的角度，所得出另外十六個方向點，稱為十六個偏點(bypoint)。其名稱是在基點或隅點名稱之后加上偏向的方向來組成，即北偏東(N/E)……北偏西(N/W)。

由于羅經點劃分得不夠精確，目前僅用它來表示風、流的方向。③．三種方向劃分系統之間的換算A．半圓法換算成圓周法的法則：

在北東

(NE)半圓，圓周度數等于半圓周度數，

在南東

(SE)半圓，圓周度數等于180°減半圓周度數;

在南西

(SW)半圓，圓周度數等于180°加半圓周度數;

在北西(NW)半圓，圓周度數等于360°減半圓周度數;

B．羅經點法換算成圓周法的法則

1點＝11

.25＝11＝11

15＇

二、相位與舷角①．航向線(courseline，CL)∶當船正平時，通過船舶鉛垂線的縱剖面，是船舶的首尾面。它與船舶地面真地平平面相交的直線，稱為船首尾線(foreandaftline)。船首尾線向船首方向的延長線，稱為航向線，代號為CL。②．真航向(truecourse，TC)∶船舶航行時，在船上測者的真地平平面上，真北(truenorth，NT，即測者正北方向)線與航向線之間的夾角，稱為船舶的真航向，代號為TC。它是從真北線開始順時針計量到航向線。用圓周法表示，從000

~360

，例∶TC002

。③．船首向(heading，Hdg)∶指在任何情況下，船舶某一瞬間的船首方向。代號為Hdg。它常于船舶在港內操縱或錨泊時用。

④．方位線(bearingline)∶在測者地面真地平平面上，由測者向物標的連線A＇M＇，稱為方位線。在地球球面上，由測者A與物標M連接的大圓弧AM稱為物標的方位圈。⑤．真方位(truebearing，TB)∶在測者地面真地平平面上，真北線與方位線之間的夾角，稱為物標的真方位，代號為TB。它是從真北線開始，順時針計量到方位線，用圓周法表示，

從000

～360

，例∶TB046

。⑥．舷角(relativebearing)∶在測者地面真地平平面上，以航向線為基準，從航向線到方位線之間的夾角，稱為物標的舷角或相對方位，代號為Q。它有兩種計量方法：

A．圓周法∶從航向線開始順時針計量到物標方位線。由000

~360

。

B．半圓法∶從航向線開始，向右或向左由00

~180

計量到物標方位線，它們分別稱為物標的右舷角Q右或左舷角Q左。

船首線與物標方位線垂直時稱為正橫(abeam)。代號為D。當物標舷角Q=90

或Q右=90

時，稱為物標的右正橫；而當物標舷角Q=270

或Q左=90

時，則稱為物標的左正橫。通過以上定義我們可以看出∶物標的真方位與船和物標的相對位置有關，而與船的航向無關。而物標的舷角不僅與船和物標的相對位置有關，而且還與船的真航向有關。因此真航向、真方位與舷角之間的關系是∶

真方位(TB)=真航向(TC)+舷角(Q)或

真方位(TB)=真航向(TC)±舷角(Q)(Q右Q左)

在運算中，當被減數小于減數，則在被減數中加上360

；當相加結果大于360

時，則減去360

，對結果并無影響。

一、相位的測定方法航海上是用羅經(compass)測定航向和方位的。目前海船上配備的羅經又分為磁羅經(magneticcompass)和陀螺羅經(gyrocompass)(俗稱電羅經)兩大類型。

1．陀螺羅經陀螺羅經是船舶上比較理想的測定向位的儀器。有較強指北力，不受地磁場和電磁場的影響。①.陀羅北(gyrocompssnorth,NG):陀螺羅經刻度盤上0°所指的方向。②陀螺北(NT)的角度。羅經差或陀羅差(gyrocompasserror,△G):陀羅北(NG)偏開真陀羅北偏在真北右面(東面)時，△G為偏東，用E或(+)標示。陀羅北偏在真北的左面(西面)時，△G為偏西，用W或(－)標示

③.陀羅航向(gyrocompasscourse,GC)：陀羅北線與航向線之間的夾角。從陀羅北線開始，順時針計量到航向線，用圓周法表示。④.陀羅方位(gyrocompassbearing,GB)：陀羅北線與物標方位線之間的夾角。以陀羅北線開始，順時針計量到物標方位線，用圓周法表示。⑤.陀羅航向GC和陀羅方位GB與真航向TC和真方位TB之間的關系是：

TC=GC+△G(△G偏E為+,偏W為-)TB＝GB+△G(△G

偏E為+,偏W為-)

⑥.注意：陀羅差△G與航向無關。在陀螺羅經工作正常時,△G為固定值。但在地理緯度變化時，或在航速和航向正在改變時，△G會發生暫時的改變。

2．磁羅經①．羅北(compassnorth,Nc)：磁羅經刻度盤0°所指的方向。②．羅經差(compasserror,△C)：羅北偏開真北的角度。羅北偏在真北右面(東面)時，

△C為偏東，用E或(+)標示。羅北偏在真北左面(西面)時，△C為偏西，用W或(-)標示。

由磁差和自差組成。即∶△C=Var+Dev③．羅航向（CC）：羅北線與航向線之間的夾角。從羅北線開始，順時針計量到航向線，用圓周法表示（如圖）

。④．羅方位（compassbearing,CB）：羅北線與物標方位線之間的夾角。從羅北線開始，順時針計量到物標方位線，用圓周法表示（如圖）

。CBMNCCC⑤.羅航向CC和羅方位CB與真航向TC和真方位TB之間的關系是：

TC=CC+△C(△C偏E為+,偏W為-)TB＝CB+△C(△C

偏E為+,偏W為-)⑥．磁差(variation,Var)：真北線與磁北線之間的夾角。當磁北線偏在真北線的東面則磁差偏東，用E或(+)標示；當磁北線偏在真北的西面則磁差偏西，用W或(-)標示。磁差的產生（見圖）磁差的變化：A.地區不同，磁差不同

B.

時間不同，磁差不同

C.特殊地區，磁差異常⑦．磁航向(magneticcourse,MC)∶磁北線與航向線之間的夾角。從磁北線開始，順時針計量到航向線，用圓周法表示。代號為MC。

地磁北極地磁南極磁赤道NS⑧．磁方位(magneticbearing,MB)∶磁北線與物標方位線之間的夾角。從磁北線開始，順時針計量到物標方位線，用圓周法表示，代號為MB。⑨．磁向位與真向位之間的關系如下：MC=TC-VarMB=TB-Var⑩．磁差的查取

有以下三種方法∶A．在航海圖、沿岸圖和某些港泊圖的向位圈(即羅經花compassrose)上，一般都給出該向位圈中心附近地區的、出版海圖當年的磁差資料(磁差值的大小和符號，所給磁差值的年份，以及它近幾年內的年差)。

如果船舶航行海區是在海圖上的兩個向位圈之間時，則應該先分別求出兩個向位圈地點的磁差值，然后進行目視內插，以便求得船舶航行地點的當時正確磁差值。

B．在大洋圖和總圖上，用等磁差曲線形式給出磁差資料。在每條等磁差曲線上都注有該曲線所在地區的磁差值和符號，并在它的后面括號內給出與所在地區相適應的年差值。而所給磁差的年份，則在海圖標題欄內加以說明。如∶“MagneticVaviationCurvesarefor1995”，表示該圖的等磁差曲線資料是1995年的。在求取航行地區的磁差時，應該首先將航行地區附近的兩條等磁差曲線改正年差，將它們的磁差值換算到航行年份，然后再進行必要的目視內插，求出航行地點的當年磁差值。

C．在一些大比例尺港泊圖上，圖上磁差資料有時僅在海圖標題欄內給出

除了以上三種方法外，在現代電子定位設備(GPS接收機)中，還可以根據當時船位直接從機器中讀取當地、當時的磁差數據。

?自差(deviation，Dev或者δ)：磁北線與羅北線的夾角稱為磁羅經自差。以磁北為基準，向東向西計量。當羅北偏在磁北之東稱為東自差，用E或(+)標示；當羅北偏在磁北之西時稱為西自差，用W或(－)標示。產生自差的原因：安裝在鋼鐵制成的船上的磁羅經，除受地磁的作用外，還將受到船上鋼鐵在地磁磁場中磁化后形成的磁場──船磁場的影響，以及磁羅經附近的電氣設備形成的電磁場的影響。從而產生了自差。

自差的變化：

A航向改變，自差改變

B船磁改變，自差改變

C航行磁緯變化較大時，自差也會有所改變。

查取自差的方法：

A利用磁羅經自差曲線或自差表查取自差

B利用磁羅經自差記錄簿查取。這種記錄簿是每次測定自差后的實測記錄。可以從近期相同航行條件下測定的記錄中查取自差值。

C根據航海日志查取。它是過去航行中采用自差的實際記錄，同樣可以從近期相同航行條件情況下相同航向的記錄中查取自差值。

二、相位換算向位換算(conversionofdirections)：是各種航向之間或各種方位之間互相變換的方法和過程。向位換算的方法有二種∶圖解法：首先根據已知條件畫出各種不同的基準子午線，以及航向線和方位線，然后從各種不同的基準子午線起算，即可求出各自算到航向線或方位線之間的數值。公式計算法

：

TC=GC+△G=CC+△C=(CC+Dev)+Var=MC+VarTB=GB+△G=CB+△C=(CB+Dev)+Var=MB+VarMC=CC+Dev=TC－VarMB=CB+Dev=TB－Var

△C=Var+Dev

例已知真航向090°、羅方位270°和磁差12°E、自差2°W，求羅航向和真方位。

解∶其作圖步驟(如圖所示)。向位換算的具體步驟是∶(1)先從海圖上查出船舶航行海區的磁差資料，并將它改正到航行年份，精度只要求到0.1

；

(2)按羅航向，或在沒有羅航向的情況下用磁航向代替羅航向，從自差表或自差曲線圖中查出當時航向上的自差值，精度也只要求到0.1

；

(3)按公式∶

△C=Var+Dev求得羅經差，或設法掌握陀羅差△G，一般精度要求僅0.5

；

(4)按向位換算公式進行計算。

三、羅經差的測定

為了精確地確定船舶的航向或物標的方位，駕駛人員必須隨時掌握羅經差的大小及變化，這就需要經常測定羅經差。按照測定羅經差的不同原理，可分為觀測物標方位法（方位比較法）（comparebearing)觀測船舶航向法（航向比較法）（comparecourse)。1．

利用陸標測定羅經差1

)觀測疊標方位求羅經差

在一條方位線上的兩個以上的陸標稱疊標。（如圖）

因為疊標具有方位線精確的特點，所以觀測疊標方位求羅經差是利用陸標測定羅經差的主要方法。觀測疊標方位求羅經差的方法、步驟如下：（1）

在海圖上根據船舶所在海區量取疊標的真方位TB。（2）

當船舶過疊標方位線時用磁羅經或陀螺經觀測疊標的羅方位CB或陀螺方位GB。計算羅經差：△C=TB-CB或陀螺差：△G=TB-GB。觀測疊標方位求羅經差的特點是求得的羅經差精度最高。這是因為從海圖上量取的疊標的真方位精度高。缺點是此方法只能在有疊標的海區使用，所觀測的疊標必須是海圖上標出的疊標，否則不能用來觀測羅經差。觀測疊標方位求羅經差，應注意選擇相互垂直的兩組疊標和不要太靠近觀測點的疊標，以方便觀測。

1）

觀測單一陸標方位求羅經差（1）

已知船位求羅經差和羅經自差

觀測單一陸標的方位時，若已知觀測時的船位，求羅經差和陀螺差的方法、步驟如下：①在海圖上根據觀測時的船位量取觀測陸標的真方位TB。②在船位位置用羅經或陀螺經觀測陸標的羅方位CB或陀螺方位GB。③計算羅經差：△C=TB-CB或陀螺差：△G=TB-GB。④從海圖上船位附近的“羅經花”中查得到磁差數據，將其改正為觀測時間（年）的磁差Var。⑤計算磁羅經自差Dev=△C-Var

（2）

未知船位時求磁羅經自差如果觀測單一陸標的方位求取主要航向上的磁羅經自差，進行自差校正，觀測時往往沒有準確船位，可采用如下方法求得自差（如圖）。

①船舶在距觀測陸標適當的海區旋回并觀測N、NE、E、SE、S、SW、W、NW8個航向時的同一個陸標的羅方位CBN、CBNE、CBE、CBSE、CBS、CBSW、CBW、CBNW。②計算８個航向上的平均羅方位作為８個航向上的近似磁方位ＭB：MB＝(CBN+CBNE+CBE+CBSE+CBS+CBSW+CBW+CBNW)/8③計算８個航向上的自差：ＤevN=ＭＢ-CBNＤevNE=ＭＢ-CBNEＤevE=ＭＢ-CBEＤevSE=ＭＢ-CBSEＤevS=ＭＢ-CBSＤevSW=ＭＢ-CBSWＤevW=ＭＢ-CBWＤevNW=ＭＢ-CBNW

④從海圖上船位附近的“羅經花”中得到磁差數據，將其改正為觀測時間（年）的磁差Var。⑤８個航向上的自差ＤevN、ＤevNE、ＤevE、ＤevSE、ＤevS、ＤevSW、ＤevW、ＤevNW分別加磁差Var可得8個航向上的羅經差。

rD注意：船舶的旋回點距離陸標至少在200倍回旋半徑以上否則所測自查的精度太差.2.陀螺航向與羅航向比對求羅經差步驟如下:(1)

同時讀取羅航向CC和陀螺航向GC.(2)

計算真航向:ＴＣ＝ＧＣ+△Ｇ(3)

計算羅經差：△C＝ＴＣ-ＣＣ(4)

從海圖上船位附近的羅經花中查得磁差數據，將其改正為觀測時間的磁差計算磁羅經自差Ｄev=△C-Var.

一、航速及其測定船速（ship’sspeed）:船舶在靜水中的航行速度。航速：受外界條件影響時船舶航行的速度。分兩種情況：

對水航速（記程儀速度）：在航船舶相對水運動的速度

稱為航速。

對地航速（實際航速）(speedoverground)：船舶相對地運動的速度。航程(distancerun)：是由起始點至到達點船舶航行的里程。

實際航程=對水航程+流程航海上測定航速和航程的方法有兩大類∶

利用主機轉速和計程儀

1．用主機轉速測定船速主機船速(speedbyRPM)：無風時船舶相對于水的速度。滑失比：螺旋漿的理論速度與主機船速的差值與理論速度之比。螺旋漿理論速度－主機船速滑失比

=

螺旋漿理論速度

×１００％

滑失比是一個變數，它與主機航速、船型、吃水、吃水差、風浪、水深及污底等因素有關。實際船速一般只能通過船舶在船速校驗線上航行，進行實際測定來求得。船速校驗線一般設立在一些重要港口附近的測速場上，有專供船舶試航時用來測定航速和計程儀改正率用的橫向疊標組。它一般由三對橫向疊標，一對導航疊標構成.

橫向疊標組導航疊標S1S2，圖1-3-201)良好的船速校驗線應具備的條件

（１）船速校驗線的長度要適當，過短或過長都會影響測定的精度。一般用于18kn以下的船舶，其長度應為1～2nmile；而用于18kn以上的船舶，其長度應為2～3nmile。（２）船速校驗線上的水深不應小于：ｈ＝1.5Ｖ２／g＋d

式中：ｈ－－水深（ｍ）；Ｖ－－航速（ｍ／ｓ）；ｇ－－重力加速度（ｍ／ｓ２）；

d－－船舶吃水（ｍ）。（３）在船速校驗線的兩端，應該有寬廣的旋回余地。（４）船速校驗線應該設立在能避風浪和沒有水流影響的地方。（５）船速校驗線附近應該完全沒有航海危險。

２）在船速校驗線上測定主機航速

（１）在無水流影響時，只要在船速校驗線上