方位与航向
一、方向的确定与划分 过测者(A)，作一个与测者铅垂线相垂直的地平平面ANESW(测者地面真地平平面)，其与测者的子午圈平面PnAPsO的交线就是测者(A)的南北线。其中近北极(Pn)的一方是正北方向；近南极(PS)的一方是正南方向。通过测者铅垂线AO与测者子午圈平面相垂直的平面叫做测者A的卯酉圈平面，它与测者地平平面相交的直线EAW为测者的东西线。当测者面北背南时，测者东西线的右方是正东方向，左方是正西方向，如图4-2-1所示。还应知道，位于不同地点的测者地面真地平平面、南北线和东西线是不同的。位于两极的测者无法确定北、东、南、西四个基本方向。位于北极的测者无真北方向，其任意方向都是真南方向；位于南极的测者，其任意方向都是真北方向。 航海上，仅在测者地面真地平平面上确定四个基本方向远不能满足需要，必须将方向作进一步划分。其划分方法有以下三种： 1．圆周法：以正北为000º，按顺时针方向计算到正东为090º，正南为180º，正西为270º，计算到止北为360º(即000º)。圆周法始终用三位数字来表示方向，它是航海上最常用的表示方向的方法。 2．半圆法：以正北或正南为0º，向东或向西，由0º到180º计算至正南方或正北方。其方向的表示方法是：除度数外，还要标明起算点和计算方向，如124ºNE。度数后缀的字母，其第一个字母表示该方向是由北点(N)或是由南点(S)起算的；第二个字母表示是向东(E)，或是向西(W)来计算方向的。在天文定位中，常用半圆法来表示天体的方位。 3．罗经点法：由四个基点、四个隅点、八个三字点和十六个偏点共32个方向点——罗经点构成，每点为11º.25，四点为45º。如图4-2-2所示。东南西北为四个基点：平分相邻两基点之间的角度得出四个方向点，如北东(NE)、南西(SW)等称为隅点；在平分基点和隅点之间的角度所得八个方向点，如北北东(NNE)、东南东(ESE)、等称为三字点；再平分上述16个方向的所有相邻两方向之间的角度所得出的另外16个方向点，如北偏东(N／E)、东南偏南(SE／S)等称为偏字点。由于罗经点方向划分不够精确， 目前大多仅用于表示风、流的方向。 根据航海实际需要，有时需对上述三种方向划分进行换算，将半圆法和罗经点法所表示的方向换算为相应的圆周法方向。半圆法换算成圆周法的法则为： 在北东(NE)半圆：圆周度数=半圆度数 在南东(SE)半圆：圆周度数=180－半圆度数 在南西(SW)半圆：圆周度数=180＋半圆度数 在北西(NW)半圆：圆周度数=360－半圆度数 例：将半圆法方向25ºNE，135ºSE，45ºSW，135ºNW换算为圆周法方向。 解： 半圆法方向 圆周法方向 25º NE 025º 135º SE 180º－135º=045º 45º SW 180＋45º=225º 135º NW 360º－135º=225º 在罗经点法换算成圆周法时，可根据该罗经点在罗经点法中的点数乘以11º.25的法则确定。 二、航向、方位和舷角 1．真航向：当艇平正时，通过游艇铅垂线的纵剖面，是艇的首尾面。它与测者地面真地平平面相交的直线叫艇首尾线。艇首尾线向艇首方向的延长线称为艇首线。当艇航行时该线即为航向线。以真北(NT)线为基准，顺时针方向计量到游艇的航向线的角度称为真航向，缩写为TC，真航向的度量方法是：以真北线000º为起点，顺时针方向由000º到360º计算，计算到游艇航向线。如图4-2-3所示。 (2)真方位：在测者地面真地平平面上，由测者向物标的连线叫做方位线。以真北(NT)线为基准，顺时针方向计量到物标方位线的角度称为真方位，缩写为TB。真方位的度量方法是：以真北线为000º，顺时针方向由000º到360º计量，计算到物标方位线。 (3)舷角：航向线与方位线之间的夹角，从航向线开始顺时针计量到方位线，000º到360º，用Q表示：或从艇首向右或左，由0º—180º计量到物标方位线，称为物标的右舷角(Q右)或左舷角(Q左)。当Q=090º或Q=90º(右)时称为物标右正横；当Q=270º或Q=90º(左)时称为物标左正横。 真航向、真方位和舷角之间的关系是： 真方位(TB)=真航向(TC)＋舷角(Q) 真方位(TB)=真航向(TC)±舷角(Q)（右+，左－） 例：某艇真航向200º，测得物标舷角为025º，求物标的真方位。 解：TB=TC+Q=200º+025º=225º 三、向位的测定与换算 游艇在海上航行时是通过罗经来指示航向和观测物标方位，目前，艇上配备的罗经有陀螺罗经和磁罗经两种： 1．陀螺罗经：陀螺罗经也称电罗经。它是根据高速旋转的陀螺仪，在受到适当的阻尼力后，能迫使其旋转轴保持在其子午圈平面内的原理而制成的。陀螺罗经是一种不受磁场影响的、具有较强指北力的电动机械仪器，它能带动若干个分罗经，分别安装在驾驶台、驾驶台两翼、海图室和艇长房间等，还能为雷达、自动舵和航向记录仪等提供指北信息。陀螺罗经所指的北称为陀螺北NC，由于和其他仪器一样，它也存在一定误差，因此陀螺北通常不是指向真北。真北(NT)线与陀螺北(NG)线之间的夹角称为陀螺经差(ΔG)。如图4-2-4所示。当陀螺北偏在真北之东时，称为东陀螺经差，在陀螺经差的度数后面用符号“E”或在度数之前冠以“＋”号表示。例如： ΔG=1.5ºE或ΔG =＋1.5º；当陀螺北偏在真北之西时称为西陀螺经差，在陀螺经差的度数后面用符号“W”或在度数之前冠以“－”号表示，例如：ΔG =1.0ºW或ΔG=－1.0º，航行中，可利用每天的日出、日没时太阳方位测定陀螺罗经差(ΔG)。 陀螺罗经刻度盘0º所指示的方向称为陀螺罗经北，简称陀螺北，用NG表示。陀螺北线和游艇航向线之间的夹角叫陀螺航向(GC)。陀螺北线和物标方位线之间的夹角叫陀螺方位(GB)。其计量方法是：以陀螺北线为基准，按顺时针方向计量至航向线或物标方位线，由000º~360º。如图4-2-4所示。 陀螺差ΔG 主要随航速和游艇所处纬度的变化而变化，与航向等无关。真向位、陀螺向位和陀螺差之间的关系是： TC=GC＋ΔG TB=GB＋ΔG 式中：ΔG 偏东为“＋”， ΔG 偏西为“－”。 2．磁罗经：磁罗经是根据在水平面内自由旋转的磁针受到地磁磁力的作用后，能稳定指示地磁磁北方向的特性而制成的。它结构简单，不用电源，不易损坏，是游艇的必备仪器之—。 由于地磁北极与地理北极并不在同一点，地磁磁场本身又很不规则，所以地面上某点的磁北线与真北线往往不重合。磁北(NM)偏离真北(NT)的角度称为磁差(Var)。磁北偏在真北的东面称磁差偏东，用E或“＋”标示；磁差偏在真北的西面称磁差偏西，用W或“－”标示。磁差随地区、时间、地磁异常和磁暴而变化。 不同的时间和地点，磁差是有所不同的。尤其在沿海某些地区，可能由于地下埋藏着大量磁性矿物质，使得该地区的磁差与附近其他地区的磁差有明显的变化。此外，由于太阳黑子的爆发等原因造成的磁差偶然和罕见的波动也应引起注意，应特别谨慎。完整的磁差资料应包含：测量当时的磁差值(大小和方向)、年份和年差。磁差资料一般可在某些航海图或港湾图上的罗经花上或总图和远洋航行图上的等磁差线上或在大港泊图上的标题栏内查取。 将磁罗经放置在地球上的某一点，当它仅受到地磁场的作用时，其N极所指的方向在地面真地平平面上的投影即为磁北。磁北线与航向线之间的夹角称为磁航向(MC)。磁北线与方位线之间的夹角称为磁方位(MB)。磁航向与磁方位均以磁北为基准，分别按顺时针方向计量至航向线和物标方位线，计量范围000º~360º。磁向位、磁差和真向位的关系是： TC=MC＋Var TB=MB＋Var 安装在艇上的磁罗经，除了受到地磁的作用外，还会受到艇磁及电磁等影响，致使磁罗经的指北端不再指示磁北方向，而指向上述各磁场的合力方向上。此时，磁罗经刻度盘上0º所指示的北称为罗北(NC)。罗北偏离磁北是由于游艇自身的磁场引起的，因此将罗北线与磁北线之间的角度称为自差(Dev)。若罗北偏在磁北以东称为东自差，用E或“＋”际示；若罗北偏在磁北以西，则为西自差，用W或“－”标示。自差随航向的变化而变化。磁罗经自差可以罗航向为引数在自差表或自差曲线上查取。若仅知游艇的真航向而不知其罗航向时，应用磁航向近似代替罗航向为引数来查取自差，否则，有时误差很大。 艇上磁罗经的磁针在地磁和艇磁的合力影响下，其罗经刻度盘0º所指示的罗北NC偏离真北NT的角度称为磁罗经差，用ΔC表示。当罗北偏在真北东面时，罗经差偏东，用E或“＋”标示；罗北偏在真北西面，罗经差偏西，用W或“－”标示。罗经差(ΔC)是磁差(Var)和自差(Dev)的代数和。即： ΔC=Var＋Dev。 以罗北为基准的航向和方位统称为罗向位。如图4-2-5所示，罗北线和航向线之间的夹角叫罗航向(CC)；罗北线和物标方位线之间的夹角叫罗方位(CB)。罗航向和罗方位均以罗北(NC)为基准，各自按顺时针方向计量到航向线或物标的方位线，计量范围000º—360º。 例：1991年5月4日某艇的罗航向CC=150º，测得某物标的罗方位CB=045º。海图上该处磁差资料为：“西5º28'.0， (1981)、年差+2'.6，，以CC=150º查自差表得Dev=－3.1º求真航向TC和真方位TB。 (1)求航行年份磁差 Var=5º28'.0 W＋2'.6(1991—1981)=5º54'.0 W=5º.9 W (2)求罗经差 ΔC=Var＋Dev=－5º.9+（－3.1º）=－9.0º=9.0º W AC=Var+Der=－5.9º+(－3.1º)=－9.0º=9ºW (3)求真航向和真方位 TC=CC＋ΔC=150º+(－9º)=141º TB=CB＋ΔC =045º+(－9º)=036º 真向位、罗向位、磁向位以及罗经差、磁差和自差之间的关系是： TC=CC＋ΔC =CC＋Dev＋Var=MC＋Var TB=CB＋ΔC=CB＋Dev＋Var=MB＋Var MC=CC＋Dev=TC＋Var MB=CB＋Dev=TB－Var ΔC =Var＋Dev=TC－CC=TB－CB |
