航海上陸標(biāo)方位定位精度分析 畢業(yè)論文

1、 1航海上陸標(biāo)方位定位精度分析 航海上陸標(biāo)方位定位精度分析1 緒論 緒論船舶定位方法和精度以及與電子海圖能否有效結(jié)合是判斷航海技術(shù)水平的方法之一。全球定位系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱 GPS）可在全球范圍內(nèi)全天候地為海陸空三方的用戶提供連續(xù)的高精度的定位，GPS 也已然成為了航海上主要的定位導(dǎo)航系統(tǒng)。但是，GPS 畢竟是美國(guó)以軍事目的發(fā)展的產(chǎn)物，對(duì)于我國(guó)的使用者來講，時(shí)時(shí)被人控制或是監(jiān)控下，實(shí)屬不利。而我國(guó)的“北斗”定位衛(wèi)星，技術(shù)尚未成熟，覆蓋區(qū)域也不是

2、很廣，所以，如何在特殊情況下保持綜合導(dǎo)航系統(tǒng)的有效性是急需解決的問題。方位定位是最簡(jiǎn)單，最直接方便的定位方法，但在實(shí)際操作過程中仍然存有較大的誤差，這給船舶的航行到來了一定的安全隱患。所以我們有必要了解方位誤差的來源和實(shí)際操作中應(yīng)采取的應(yīng)對(duì)措施，從而提高船舶定位精度，保障遠(yuǎn)洋船舶的航行安全。2 方位定位概述 方位定位概述利用羅經(jīng)同時(shí)觀測(cè)兩個(gè)或兩個(gè)以上陸標(biāo)的方位來確定船位的方法和過程稱為方位定位。方位定位具有觀測(cè)與作圖簡(jiǎn)單、迅速、直觀等優(yōu)

3、點(diǎn)，是最基本和最常用的定位方法之一。理論上講，船上測(cè)者 P 觀測(cè)某已知坐標(biāo)的固定物標(biāo) M 的方位時(shí)，這種“船測(cè)岸”方位位置線是通過測(cè)者 P、物標(biāo) M 和近極點(diǎn) Pn（Ps）的恒位線上任何一點(diǎn)，對(duì)所測(cè)物標(biāo) M 都具有相同的大圓方位。當(dāng)測(cè)者和物標(biāo)同位于北半球或南半球時(shí)，恒位線在墨卡托海圖上表現(xiàn)為一條凸向赤道的曲線。但由于所測(cè)物標(biāo)都位于測(cè)者視界之內(nèi)，兩者之間的距離一般小于 30n mile，因此除了在極區(qū)航行外，我們可以用圖上兩點(diǎn)間的直線（恒

4、向線）來代替恒位線進(jìn)行方位定位。同時(shí)觀測(cè)兩個(gè)或兩個(gè)以上的陸標(biāo)方位，可以獲得同一時(shí)刻的兩個(gè)或兩個(gè)以上的方位位置線，其交點(diǎn)即是觀測(cè)時(shí)刻的觀測(cè)船位。海圖作業(yè)時(shí)，在交點(diǎn)上繪畫一小圓圈○作為陸標(biāo)定位的船位符號(hào)。2.1 兩方位定位 兩方位定位2.1.1 定位的步驟 定位的步驟（1）選擇、辨認(rèn)物標(biāo)：選擇易于觀察、明顯孤立、海圖上位置準(zhǔn)確的物標(biāo)。（2）觀測(cè)：觀測(cè)物標(biāo)一的陀螺羅經(jīng)方位或磁方位（GB1/CB1） ；物標(biāo)二的陀螺羅經(jīng)方位或磁方位（GB2/CB

5、2）（3）求取物標(biāo)真方位： TB=GB+ΔG=CB+ΔC（TB：真方位；GB：陀螺方位；CB：羅方位；△G：陀螺差；△C：羅差）3峰的島嶼以伸向海的岬角為觀測(cè)點(diǎn)；沿岸如有顯著的建筑物，且海圖上有記載，則以該建筑物為觀測(cè)點(diǎn)。要選擇交角合適的物標(biāo)應(yīng)按以下方法：1、用兩標(biāo)方位定位時(shí)，兩標(biāo)方位線的交角應(yīng)大于 30°小于 150°，以接近 90°為最好。2、用三標(biāo)方位定位時(shí)，相鄰兩標(biāo)方位線的交角應(yīng)大于 90°

6、;，以 120°為最好。因?yàn)樵谶@種交角下，如儀器有誤差，其準(zhǔn)確船位將在誤差三角形內(nèi)，容易求得準(zhǔn)確的船位；當(dāng)物標(biāo)分布范圍小于 180°時(shí)，如儀器有誤差，其準(zhǔn)確船位將在誤差三角形外，就不好判別，因此如有可能，應(yīng)選擇分布范圍大于 180°的物標(biāo)。當(dāng)只能選擇分布在 180°范圍內(nèi)三個(gè)物標(biāo)時(shí)，應(yīng)選擇夾角接近 60°的物標(biāo)；避免出現(xiàn)四點(diǎn)共圓，因?yàn)楫?dāng)四點(diǎn)共圓時(shí)三條方位線交于一點(diǎn)，并和實(shí)際船位在同一圓周

7、上，很可能存在誤差很大船位誤差。所以，三標(biāo)方位定位時(shí)，不論三個(gè)物標(biāo)分布在 360°范圍內(nèi)還是分布在 180°范圍內(nèi)，兩物標(biāo)之間的船位線不宜小于 30°。要選擇近距離的物標(biāo)，為了防止四點(diǎn)共圓，中間物標(biāo)應(yīng)比左、右兩側(cè)物標(biāo)近。每個(gè)人觀測(cè)測(cè)物標(biāo)時(shí)產(chǎn)生的誤差與正確值的大小各不相同。4.1.2 觀測(cè)順序 觀測(cè)順序?qū)嶋H工作中，一個(gè)駕駛員往往是不可能同時(shí)用羅經(jīng)觀測(cè)兩個(gè)物標(biāo)的方位的，而是在短時(shí)間內(nèi)先后觀測(cè)所選物標(biāo)方位，并以觀

8、測(cè)第二個(gè)物標(biāo)的時(shí)間作為定位時(shí)間，這就必將因船舶的航行而產(chǎn)生船位誤差。除了盡量縮短觀測(cè)兩物標(biāo)方位的時(shí)間間隔外，還應(yīng)掌握正確的觀測(cè)順序，以減小上述誤差。如圖 2 所示，在船首尾線附近和正橫附近各有一物標(biāo) M1 和 M2，而 A,B 為 T1,T2 前后兩個(gè)觀測(cè)時(shí)刻的實(shí)際船位。假設(shè)先觀測(cè)正橫附近物標(biāo) M2，得 T1 時(shí)刻的方位位置線 P1,在測(cè)船首尾線附近物標(biāo) M1,得 T2 時(shí)刻的方位位置線 P2,兩條位置線的交點(diǎn) F1 即為 T2 時(shí)刻的

9、觀測(cè)船位，F(xiàn)1B 即為鄭重觀測(cè)順序所產(chǎn)生的誤差。若改換觀測(cè)順序，先觀測(cè) M1，再觀測(cè) M2，則相應(yīng)的觀測(cè)船位和誤差分別為 F2 和 F2B。顯然，誤差 F2B 比誤差 F1B 小得多。可以證明，為了減小由于不同時(shí)觀測(cè)所產(chǎn)生的觀測(cè)船位誤差，白天應(yīng)先觀測(cè)首尾附近的、方位變化慢的物標(biāo)，后觀測(cè)正橫附近的、方位變化快的物標(biāo)。如果以第一次觀測(cè)的時(shí)刻 T1 作為定位時(shí)間，則觀測(cè)順序剛好相反，即應(yīng)先觀測(cè)正橫附近的方位變化快的物標(biāo)，后觀測(cè)首尾附近的方位變