航海技术的发展.ppt

航海技术的发展 一 航海技术概述 航海技术是指导船舶安全经济地从一个港口航行到另一港口的科学，它的内容很丰富，主要包括： 拟定既安全又经济的航线、制定切实可行的航行计划； 保证船舶航行在计划航线上—应用多种定位方法检查并调整使船舶航行在计划航线上； 一 航海技术概述 3. 不同条件下的航行方法 大洋、沿岸、狭水道、冰区、渔区、能见度不良等。 4. 充分利用潮汐和各种航海资料为安全航行服务： 潮汐的利用 航海图书资料的有效利用 各种航行服务系统的有效利用－TSS、VTS、PORTS等。 二 航海技术的发展 航海的起源可以追溯到远古时期、人类试图引导木板船的时间。据史书记载的足够大到能够进行货物运输的木船是大约公元前3500 年。 人类最初的跨洋航行始于公元前221－220年，即中国秦代徐福船队远航日本以及西汉远洋船队驶出马六甲海峡到达印度半岛南端的航海壮举。 鉴于时间只对航海技术有关几方面的发展介绍如下： 1. 船舶技术发展简介 船舶条件在很大程度上决定了航行海域，首先简介船舶的发展情况： (1)远古时代的船舶—独木舟 由独木刻凿而成, 航行在小河道,导航手段为看地而行. 图示为古代刻凿独木舟的情况. (2)古代船舶—帆船 帆船的出现使得跨洋航行成为可能. 动力为风帆和人工摇橹. 帆船时代的导航包括: 推算:从早期的基于看天计向、即时辰估距离到后来基于简单的罗盘和计程仪。 天文定位：早期看天航行，后来出现了测天工具。 早期帆船定位手段误差太大，因此出现了西方的首次跨洋航行是由于风吹偏航发现不了和舵工操舵失误造成的一说。图示为该故事主角－Viking号。 其它帆船实例： （3）近代气轮机船 动力采用以木材或煤炭等为燃料产生的蒸汽，定位手段为推算、天文及早期无线电定位系统；航区已经比较全面。但船舶种类较少。由于缺少适当的探测设备，出现了最有名的邮轮“泰坦尼克”的悲剧。 (4) 现代船舶－内燃机船 动力为内燃机；船舶种类多；吨位大，50万吨巨型油轮以及出现；船舶吃水大，对水深要求严格；航区基本可达世界任何地方；定位手段先进，早期出现过的由于偏航造成事故（跃进号）的情况已经不存在；对驾驶员的业务水平要求越来越高。以下展示几种船舶： 2.海图发展简介 海图是船舶航行的基础，它的出现在一定程度上标志着盲目航行到有序航行的开始，它的精度在很大程度上决定了航行的精度。以下简单介绍海图的发展： （1）海图的产生与发展 尽管海图产生的初始日期不能确定，但可以说它在史前几百年就出现了，且不是基于任何投影方式。以下十几种海图投影方式产生的年代： 日晷投影产生与公元前640－546年间； 外射投影和极射投影产生与公元前2世纪； 圆锥投影起源于公元2世纪； 墨卡托投影海图出现于1569年 圆锥等角投影产生于1728－1777年间。 （2）古代的海图 早期海图常画在羊皮上，非常稀少和昂贵，且精度很低。一般为持有者秘密保藏，不为他人所知。如图为古代海图实例。 （3）现代海图 世界很多国家出版覆盖国界全部水域乃至世界水域的海图，精度完全满足现代航海需要。 航用海图95％采用墨卡托投影，大比例尺港泊图采用日晷投影、等角圆锥投影、高斯投影等，如图为现代海图实例： （4）电子海图 电子海图系统的组成： 海图数据库 海图改正系统 附加功能设备 微处理机 显示装置 右图为一系统实例，后页图为显示实例。 3. 导航定位系统的发展 （1）推算技术的产生与发展 推算方法是人类最早应用的航海方法之一，可以说是伴随着船舶的出现即已开始。但是，早期的推算只是基于看陆标和天体大概确定方向、通过计算时辰概算航程的方法进行。13世纪磁罗经在船上应用，使得推算方法进了一步。使得推算更进一步的是1500－1600年间计程仪的出现。从此开始推算方法逐步走向完善，精度也越来越高。这种方法也贯穿整个航行过程。但是，随着20世纪后期高精度定位系统的出现，推算方法发生了改变，借助实测风流压差和航速进行推算代替了绘画矢量三角形的方法。 （2）天文定位的发展情况 天文定位也是人类最早使用的方法之一，人类自从走出河道离开岸边航行起便开始使用天体指航并大概估计位置，开始只是能够确定南北方向（纬度）上的位置，而东西方向（经度）上的位置只是到了18世纪钟表的发现后才能测定。此后逐渐形成了完整天文定位并应用了几百年。 现在，随着高精度定位系统的出现，天文定位的位置已发生了根本性的变化。 （3）电子定位导航系统的产生与发展 电子定位与导航系统的出现，开创了精确航行的新时代： 最早出现的具有导航功能的电子系统是测向系统。 其次是雷达； 排在第三位的是双曲线导航系统； 第四是卫星导航系统。 三 航海技术的未来 组合数字导航系统：以电子海图为基础，将雷达、GPS、AIS、罗经等数据组合在一起，作出适当