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航海学基础：从船位确定到航线规划

课程概述

航海学，作为航海技术的核心组成部分，是研究船舶在海上如何安全、经济地从一地航行至另一地的学科。它融合了地理学、天文学、数学、气象学等多门学科知识，是每一位航海从业者必须扎实掌握的理论基础与实践技能。本课程旨在系统介绍航海学的基本概念、原理与方法，重点围绕船位确定、航迹推算、陆标定位、电子定位以及航线设计等关键内容展开，为学习者构建清晰的航海知识框架，并培养其在实际航海情境中的分析与应用能力。

一、地球与坐标系：我们的航行舞台

船舶在浩瀚的海洋中航行，首先需要明确自身所处的位置。这就如同我们在城市中需要知道自己在哪条街道哪个门牌一样。而地球，这个我们航行的舞台，其形状与坐标系统是定位的基础。

1.1地球的形状与地理坐标

我们通常将地球近似看作一个两极略扁、赤道略鼓的旋转椭球体，即大地体。为了便于航海计算，在精度要求不高的情况下，也常将地球视为一个正球体。

为了准确定位地球上任意一点的位置，我们引入地理坐标系统。该系统以地轴为基准，通过假想的经纬线网来确定点位：

*纬度（Latitude,Lat.）：地球表面某点与赤道面的夹角。赤道为0°，向北为北纬（N），向南为南纬（S），两极分别为90°N和90°S。

*经度（Longitude,Long.）：地球表面某点所在的子午面与本初子午线（通常指通过英国格林尼治天文台原址的子午线）平面的夹角。本初子午线为0°，向东为东经（E），向西为西经（W），东西经各180°。

地理坐标的表示方法为：纬度在前，经度在后，例如：北纬30度，东经120度，可表示为30°N,120°E。

1.2方向的确定与划分

在海上，确定方向是航行的基本前提。航海中常用的方向划分方法有：

*圆周法：将圆周等分为360度，以正北为000°（或360°），顺时针方向计量，正东为090°，正南为180°，正西为270°。这是航海中最常用的方向表示法，简洁且精确。

*半圆法：以南北极为基准，将圆周分为南北两个180°半圆。方向由纬度名称（N或S）开头，随后为从0°到180°的角度，最后为经度名称（E或W）。例如：北偏东60°，南偏西30°。

*罗经点法：将圆周分为32个点，每个点11.25°。这种方法在早期航海中使用较多，现在主要用于某些特定场合或口语表达。

二、船位确定：航行的核心

船舶在海上的安全航行，首要任务是精确、及时地确定自身船位。船位确定方法多种多样，各有其适用条件和精度。

2.1航迹推算

航迹推算是根据船舶的航向、航程，并考虑风流等外界因素的影响，从已知起始船位推算出各个时刻船舶位置的方法。它是船舶在任何情况下确定船位的基本方法，尤其在缺乏观测条件时（如大洋航行、能见度不良）更是主要手段。

*基本原理：基于运动学的合成原理，将船舶在静水中的运动矢量与风流引起的漂移矢量合成，得到船舶的实际运动轨迹。

*主要参数：

*航向（Course,C）：船舶航行的方向，通常指真航向（TC），即船舶首尾线指向与真北线的夹角。

*航程（Distance,S）：船舶航行的距离，通常根据计程仪读数结合计程仪改正率求得。

*风流压差（LeewayandCurrentDriftAngle）：风压差是船舶受风影响而偏离航向的角度；流压差是船舶受流影响而偏离航向的角度。

*方法步骤：

1.从起始船位（通常为观测船位）开始。

2.根据计划航向、预计航程以及估算的风流压差，在海图上绘画推算航迹线。

3.按一定时间间隔（如每小时）或航程间隔，在航迹线上标出推算船位（DRPosition）。

*注意事项：航迹推算的精度受多种因素影响，如航向、航程测量的准确性，风流压差估算的准确性等。因此，应尽可能频繁地用观测船位来核对和修正推算船位。

2.2陆标定位

陆标定位是通过观测已知陆标的方位、距离或方位差等数据来确定船位的方法。它是近岸航行中最常用、精度较高的定位方法。

*陆标的选择：应选择显著、准确、易于观测的陆标，如灯塔、导标、山头、岛屿等。优先选择位置准确、高度较高、范围较大的陆标。

*观测方法：

*方位定位：观测单个陆标的方位，可得到一条方位位置线；同时观测两个或三个陆标的方位，其位置线的交点即为观测船位。两方位定位是最常用的方法，三方位定位可用于检查和提高精度。

*距离定位：观测船舶至某陆标的距离，得到一条以该陆标为圆心、观测距离为半径的圆弧位置线。同样，两条或多条距离位置线的交点即为船位。

*方位距离定位：同时观测一个陆标的方位和距离，可直接确定船位。

*位置线与船位：

*位置线（LineofPosition,LOP）：船舶位置必定在其上的一