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1、1新世纪优秀学术成果评选大会组委会：因工作原因不能出席大会，敬请谅解。现将参评论文利用 E mail 发送于你们，请查收。另能否寄一份贵社办的杂志，以便了解考虑订阅，谢谢。广州舰艇学院 周坤芳2001 年 9 月 12 日附参评论文：利用无线电导航仪进行大洋航行的探讨周坤芳 徐志刚(广州舰艇学院 广州 510430)摘要：无线电导航仪除能提供准确位置信息外， 还具有许 多导航功能、 专项计算功能等，而且自动化程度高、操作简便。随着大洋航行的船舶广泛装备无线电导航仪（GPS 导航仪、GPS/GLONASS 组合导航仪等）， 为保障船舶既安全又经济 地完成远洋航行任务，航海人 员应充分发挥其在大洋
2、航行中的作用。本文主要就利用无线电导 航仪进行大洋航行的有关问题作一些探讨，以供有关人士参考。关键词：无线电导航仪 大洋航行 气象导航大洋航行的特点是航程远，航行 时间久；远离大陆，水 较深；危 险物较少；水文气象复杂多变；各国助航制度不一致等。 为了确保舰船安全经济地完成大洋航行任 务，一般可采用天文导航、航迹计算、大圆航法、气象导航等方法和手段，但目前大洋航行船舶广泛装 备无线电导航仪（GPS 导航仪、GPS/GLONASS 组合导航仪等），这些仪器除能提供准确的位置信息外，还具有许多导航功能、专用计算功能，而且自动化程度高、操作简便，我们应充分应用无线电导航仪，发挥其在大洋航行中的作用。
3、1、利用无线电导航仪实施大圆航法在大洋航行时，航程较长，尤其是航线所经过的纬度较高、横跨经差较大时，大圆航程较恒向线航程有时会缩短数百海里的距离，所以在大洋航行 时， 经常采用大圆航法。在地球上除子午圈和赤道外，大圆航线上各点的航向是变 化的。要 严格执行大圆弧航行时就必须不断地改变舰船航向，因此，实际执行难以实施。为了执行方便，实际上是将大圆弧分成若干段，每段按恒向线 航行，整个航线基本上接近大圆弧。沿大圆 航线航行的方法（大圆航法）有沿弦航行和沿切线航行两种方法。DCB图 2起点 终点A2如图 1 所示，沿弦线航行，其基本方法是：在起始点 A 到终点 D 的大圆航线上，选取数个分点如 B、
4、C 等，相 邻两点间 按弦线（恒向线）航行。如图 2 所示，沿切线航行，其基本方法是：在起始点 A，用 A 点到终点 D 的大圆方位作为执行航迹向，其航迹线为大 圆 AD 的切线；航行一段距离到达 B 点，再用 B 点到终点的大圆方位作为执行航迹向；依次类推，不断向 终点接近。直至最后一段，直接按 连接两点的恒向线航行。传统实施大圆航法要使用专用的大圆航行图或用解析计算法，整个过程十分烦琐，而利用导航仪实施大圆航法，却简 便易行。1.1 沿弦线航行利用导航仪用沿弦线航行实施大圆航法的方法步骤:(1) 将导航仪的计算方式设定为大圆方式;(2) 将大圆航线起点和终点的经纬度输入到导航仪中,导航仪显
5、示出两点间的大圆方位和距离;(3) 在航 线编辑画面，输入大圆方位（导航仪显示的起点到终点的大圆方位）和选定的距离（通常是取经度为整度数、约 等于一昼夜航程的距离为一段），导航仪计算并显示出第一个分点的经纬度值，将此分点坐 标存到航路点库中。用同 样的方法可得到各个分点点的坐 标。(4) 将各个分点标绘到航行图上，连接相邻两个分点，即可得到大圆航法的恒向线航线。如果航线周围有碍航物，可适当修改分点位置。(5) 将导 航仪的计算方式设定为恒向线方式，然后按前面所述的执行计划航线的方法实施即可。若导航仪没有恒向线方式，则 按海图上量出的航向执行。1.2 沿切线航行利用导航仪用沿切线航行实施大圆航法
6、航行的方法步骤:(1) 将导航仪的计算方式设定为大圆方式;(2) 将大 圆航 线起点和终点的 经纬度输入到导航仪中，组成并启用航线，导航仪显示出两点间的大圆方位和距离；(3) 将显示的大圆方位作为执行航迹向航行;图 1终点DCBA图 1终点起点3(4) 每航行一段航程后，如图 2 所示中的 B、C 点，再将导航仪显示的当前航位到终点的方位作为新的执行航迹向航行即可。2、利用无线电导航仪进行航迹计算的航法航迹计算是根据航行要素用数学方法求出航迹和推算舰位的一种方法。它可以根据起点位置和航向航程计算出到达点的位置，也可根据起点和到达点位置 计算出航向和航程。一般大洋航行中在小比例尺海图上进行航迹绘
7、算时，由于航程长，因作 图引起的推算误差可能很大，这时应采用航迹计算。实际进行航迹计算时，整个计 算过程相当繁琐，稍有不慎可能使计算结果有误，从而影响船舶航行安全。若使用无线电导 航仪进行航迹计算和位置点 计算时， 则操作简便、结果可靠。2.1 根据起点坐标和航向航程求到达点坐标设置导航仪计算方式为恒向线方式。单航向计算时，在航路点操作画面，输入起点坐标至某一点的航向（方位）和航程（距离），导航仪将自动计算并显示出该位置点的经纬度。同 时可将 该点的经纬度值存入导航仪的航路点库中，也可组成一条驶向 该点的快速航线。多航向计算时，在航线编辑画面，输入一段航线的航向（方位）和航程（距离），导航仪便
8、可根据本航段起始航路点和输入的方位、距离，计算出目标航路点的坐标（经纬度）。2.2 根据推算起点和终点求航向航程设置导航仪计算方式为恒向线方式。先将推算起点和终点的经纬度输入到导航仪中，然后利用导航仪的航线编辑功能，将两点组成一段航线，导航仪即显 示两点间的航向和航程。2.3 计算当前船位到某一点的航向和航程设置导航仪计算方式为恒向线方式。先将某一位置点的经纬度输入到导航仪中， 导航仪即可显 示当前船位到该点的航向（方位）和航程（距离）。如果必要可将该点作为目标航路点， 组 成当前船位到该点的只有一段的航线。3、利用无线电导航仪辅助气象导航的航法船舶气象导航是根据大洋气候资料、气象和海况 预报
9、， 结合船舶的性能和任 务，通过定量计算，为船舶优选大洋航线 并在航行中继续给予指导航行的 导航技术。气象 导航可以使横渡大洋的船舶提高安全性，缩 短航行时间，减少因 恶劣天气引致的 损失。气象导航公司在对船舶实施气象导航过程中，被 导船舶应 充分利用无线电导航仪辅助气象导航，以减少气象因素引起船 损，增加船舶航行的安全性。利用无线电导航仪辅助气象导航的方法步骤：启航前将导航公司电告的推荐航线输入于无线电导航仪，并根据电告未来三天气象、海4况等情况设置航迹偏差告警、碍航物告警等，以辅助气象导航。将推荐航线输入于无线电导航仪的方法：（1） 将导航仪的计算方式设定为恒向线；（2） 在导航仪航路点操
10、作画面，将推荐航 线航路点的经纬 度输入导航仪航路点库；（3） 在 导航仪航线编辑画面，利用其航线编辑功能将输入到航路点库的航路点编辑成一条执行航线；（4） 在导航仪告警设置画面，打开航迹偏差、碍航物、航路点到达、时钟告警开关（ON），根据海区的气象条件、航线周 围的碍航物等情况，分 别设置告警距离及告警 时间，充分利用导航仪告警功能助航。启航时被导航舶应及时启用无线电导航仪，实施航线监测 ，充分利用无 线电导航仪显示的各种导航信息，以进一步保 证船舶航行安全。船舶在航行中，船长应在每天中午（世界 时）将无线电导航 仪提供的高精度船舶位置经纬度电告气象导航公司，使气象 导航公司能够监测到船舶的
11、航行 动态，并 为其安全、准确导航提供保证。同时船长根据导 航公司每一二天向船舶发报 所提供的气象预报和航行指导，适时修改告警设置，如更改推荐航 线时， 应及时修改导航仪中的 执行航线，以保证船舶的航行安全。4、利用无线电导航仪为 GMDSS 提供准确船位，确保遇险船舶及时脱险自从 1986 年 GMDSS（全球海上遇险与安全系统）正式确定以来，按照该系统的强制性约束规定，各国航行于不同区的各 类船舶陆续更换了或加装了 GMDSS 指定的设备。国 际海事组织（IMO）规定的期限是到 1999 年 2 月 1 日，所有服务于海上人命安全公约（SOLAS）的船舶必须配齐 GMDSS 指定的设备。G
12、MDSS 除了发布大量的正常业务通信、海上安全航行信息及其它紧急信息外，重点在于船舶遇险的可靠报警、对遇 险报警船舶的可靠识别与定位，并通过全球的通信网络迅速、高效地实施求助。船舶在远洋航行遇险时，在发 出的遇险报警信息中，除了包含船舶识别码、遇险性质等必要内容外，还必须有准确可靠的遇 险船位，以便及 时救助。因此，船舶在海上航行遇险时获取准确可靠的船位是救助能否成功的一个重要因素。以前船舶遇险时主要通过测天、推算等方法 获取船位，其精度易受气象条件的限制而很能难满足要求。随着美国全球定位系统（GPS）最后一颗卫 星入轨并达到全运行能力，使得船舶海上遇险时通过 GPS 导航 仪可获取高精度的船
13、位（民用 C/A 码定位精度 100 米，2 培均方差，以下同），从而为海上遇险 救助提供有力的保障。1996 年 1 月俄罗斯的导航星全球定位系统（GLONASS ）满星座运行，既打破了全球卫星导航定位系统单国垄断的局面，又为船舶海上安全航行与遇险救助时提供一个获取高精度船位的导航系统（由于 GLONASS 系统没有实施 S/A 政策，其定位精度可达到 20 米）。尽管两系统的建成，为船舶导 航与海上遇险救助提供保障，但由于这两系统分别为该国军方控制，实际使用易受他国控制。为此，船舶应尽早装备 GPS/GLONASS 组合导航仪，这样既提高了卫星的可用性、完善性，又提高船舶的定位精度（GPS
14、/GLONASS 组合导航仪为5精度为 16 米）。因此，利用无线电导航仪为船舶提供高精度的船位，使得船舶海上遇 险时通过 GMDSS 向外救助更为有效、更有保障。5、利用无线电导航仪监测和校正罗经，保证船舶航行安全大洋航行航程长，时间久，如何监测校正罗经也是保证航行安全的一个因素。为了保证船舶航行的安全，可充分利用无线电导航仪的功能，正确 实 施对罗经的监测和校正。船舶定向定速航行时，导航仪 能显示准确的对地航迹向，当显示的对地航迹向与罗经航向相差较大时，可能是风流、车舵的影响，也可能是罗经差的误差。若排除了风流、车舵的影响后，仍有较大的误差，此时可认为是罗经误差。这也是发现较大罗经差的方法
15、之一。当陀螺罗经故障及磁罗经指向不可靠时，也可用 导航仪显 示的对地航迹向，校正 罗经的罗经差，供操舵使用。无线电导航仪在大洋航行中应用较为广泛，利用无 线电导 航仪进行大洋航行的航法还有待于使用者去开发，我们在航行中 应充分利用导航仪，但也不能过分依赖一种方法或手段，尽量多种方法与手段共用，以确保航行安全。参考文献1、刘印明、周坤芳编：无线电导 航 广州舰艇学院 1997。82、杜新海等：航海学 海潮出版社 1996。83、温铁江等：关于 GMDSS 的一项建议 98 船舶导航自动化学术交流 1998。8Discuss Use of Radio Navigator Ocean VoyageZ
16、hou Kun Fang Xu Zhi Gang（Guangzhou Naval Academy Guangdong Guangzhou 510430）Abstract Besides giving accurate position for mariner, radio navigator has many functions of navigation and caculation with high automation and easy operation. Nowdays various radio navigator (such as GPS navigator,GPS/GLONASS combined navigator and so on) have been widely equiped on ocean voyage ships. Mariner should make full use of these kind of navigators to meet the needs of e
