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1、目录第一章 地面方向第一节 测者的南北线和东西线第二节 航向、方位和舷角第二章 船位误差的分析方法第一节 观测误差及其分类第二节 观测值的标准差及其传播规律第三节 凑整误差第四节 船位线和观测船位第五节 船位线的误差第六节 两条船位线的船位误差分析方法第七节 三条船位线的船位误差分析方法第三章陆标定位第一节方位定位第二节 距离定位第三节 单物标方位、距离定位第四节 陆标的识别方法第四章航行方法第一节大洋航行第二节 沿岸航行第三节狭水道航行第四节 特殊条件下的航行第五节 相对运动第五章 航行计划第一节 拟定航行计划的工作第二节 拟定航行计划的工作内容第三节 航行计划参考表格第四节 拟定航行计划的
2、注意事项第一章 地面方向第一节 测者的南北线和东西线1测者南北线图 1-1地面方向是在测者地面真地平平面上确定的。如图1-1所示，通过测者A的眼睛并与测者铅垂线AO正交的平面叫做测者地面真地平平面（Sensible horizon）。测者子午圈平面与测者地面真地平平面的交线NAS是A测者的方向基准线南北线。其指向地理北极pn的方向称为A测者的真北（True North），简称北，代号为NT或N；与其相反的方向称为南，代号为S。 2测者东西线通过测者铅垂线AO，并与测者子午圈平面垂直的平面，叫做测者的东西圈平面，旧称卯酉圈平面。东西圈平面与地球面的截痕称为东西圈。东西圈平面与测者地面真地平平面相
3、交的直线EAW，叫做A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，其代号为E；左方是正西方向，其代号为W。对于不在赤道上的不同地点的测者来说，他们有不同的东西圈，因而有不同的东西线。第二节 航向、方位和舷角一、航向和船首向图1-2航向 （True Course）是船舶航行时，在船上测者的地面真地平平面上，从基准北方向N线顺时针方向到航向线之间的夹角，代号C。它在地面上是测者基准子午圈平面的北方顺时针方向到船舶首尾面之间的两面角，如图1-2所示。航向用圆周法表示。以真北为基准时，得到真航向TC。以陀螺北为基准时，得到陀螺航向GC。以磁罗经北为基准时，得到罗经航向CC。以磁北为基准
4、时，得到磁航向MC。船首向（Heading）是船舶某一瞬间的船首方向。它常用于船舶在港内操纵或锚泊时表示船首方向，代号为Hdg。二、方位和舷角1物标的方位线在地球面上，连接测者与物标的大圆AM（图1-3），叫做物标的方位圈。而物标方位圈平面与测者地面真地平平面的交线AL（图1-3）叫做物标的方位线 （Bearing line）。2物标的方位图1-3物标的方位（True Bearing）是在测者地面真地平平面上，从基准北方向N线顺时针到物标方位线之间的夹角B（图1-3），代号B。在地面上，方位是测者基准子午圈平面的北方顺时针到物标方位圈平面的两面角（图1-3）。方位用圆周法表示。以真北为基准时，
5、得到真方位TB。以陀螺北为基准时，得到陀螺方位GB。以磁罗经北为基准时，得到罗经方位CB。以磁北为基准时，得到磁方位MB。3物标的舷角物标的舷角（Relative bearing）是在测者地面真地平平面上，以航向线为基准，从航向线到物标方位线之间的夹角。在地面上，舷角是船舶首尾面和地面相交的大圆与物标方位圈之间的球面角。舷角也叫相对方位，代号Q。1）圆周舷角圆周舷角是以船首方向为基准（000），向右由000到360计量到物标方位线的夹角。2）半圆舷角以船首方向为基准（0），向右或向左由0到180计量到物标方位线的夹角。向右计量的，叫做物标的右舷角Q右。向左计量的，叫做物标的左舷角Q左。3）物标
6、正横当物标处于舷角Q=090或Q =90右时，叫做物标右正横；而当物标处于Q=270或Q =90左时，叫做物标左正横。它们总称为物标正横（Abeam）。第二章 船位误差的分析方法第一节 观测误差及其分类观测是人们认识世界的基本方法之一。但是，任何一种测量或观测，都不可避免地存在误差，绝对准确的测量是不存在的。船舶在海上航行，驾驶员通过观测的方法来确定船舶位置，因而船位会存在误差。驾驶员必须了解误差的性质，懂得分析和处理误差的方法，对船位的误差作出准确的估计，寻求产生船位误差的主要原因，采取提高船位精度的措施，确保航行安全。一、观测误差 观测的分类1）直接观测和间接观测观测按其方式可分为直接观测
7、和间接观测。直接观测是指对某一对象进行直接观测，从而得到直接观测结果，如测量桌面的长或宽。间接观测是指对某一对象无法进行直接观测时，通过测量其相关的量，从而通过某种函数关系的运算求得该对象的观测结果，如测量矩形桌面的面积，可通过测量其长和宽间接求得。2）等精度观测和非等精度观测按观测条件可将观测分为等精度观测和非等精度观测。等精度观测是指在相同观测条件下（如同一个人使用同一种观测仪器，具有相同的观测环境等）对某一对象进行观测。显然，这样的观测对各次观测结果具有同等的信赖程度，即各个观测值被认为具有同等的精度。非等精度观测是指在并不相同的观测条件下对某一对象进行观测。如不同的人对某个对象进行观测
8、，同一个人使用不同的观测仪器，观测的环境或者条件发生了变化等。显然，这样的观测对各次观测结果不能给予同等的信赖程度，或认为各个观测值含有不同的误差，具有不同的精度。所以，观测可分为：等精度直接观测，等精度间接观测，非等精度直接观测和非等精度间接观测。航海上主要研究等精度观测结果的误差或精度问题。 误差 设U为某量的真值，对其进行观测得到观测值U0，则真误差观测值U0真值U （2-1）由于实际测量中被观测对象的真值往往是未知的，因而真误差一般也是未知的。例1：平面三角形内角之和等于180（真值已知），若某次测量一平面三角形内角的和为18001.0，则真误差U0U18001.01801.0 改正量
9、 改正量C真值U观测值U0真值U 观测值U0改正量C （2-2）误差与改正量在数值上相等，符号相反。例2：某人用测角仪器测量某山的垂直角为801.0，已知测量的真误差为2.0，则山的垂直角U0+C801.0+（2.0）=759.0误差产生的原因了解观测误差产生的原因是为了指导人们改进观测的方法，减少观测误差。误差产生的主要原因有：1）仪器误差：任何测量仪器的精密度均有一定限度；2）方法误差：测量方法和数据处理方法存在一定的局限性。3）人员误差：观测者感觉器官的鉴别力有一定的局限性，技术熟练程度上也有差别；4）环境影响：观测环境的温度、湿度、气压、风力、大气折光和能见度等都会对观测值产生影响；5
10、）粗差：人为过失、仪器紊乱、环境异常、方法谬误等。除粗差外，观测误差源于观测条件和方法的不完美，产生于观测和处理的过程中。二、观测误差的分类及处理观测误差按其性质可分为系统误差、随机误差和粗差。1粗差粗差（Gross error）不是不可避免的。它是观测中的人为过失或错误（如认错物标、看错读数等）、或者测量仪器的工作紊乱，以及外界环境的反常现象引起的误差。观测中的粗差是不允许存在的，一般可用检验或重复观测的方法来发现和消除粗差。在对观测结果的数据处理过程中应将含有粗差的观测结果剔除。2系统误差 对于每一次观测，若观测结果中均含有固定不变的误差或者有规律变化的误差，则这样的误差叫系统误差（Sys
11、tematic error），它又称固定误差。观测用的仪器误差属于系统误差。如不法水果商贩用动了手脚的量具出售其水果，每次出售的水果都缺失相同比例的分额，用经过剪接修补的皮尺丈量长度，每次丈量的结果都偏长或偏短同一长度。另外，测者的习惯误差也属于系统误差。 消除系统误差的方法主要有： 1）了解系统误差的规律，并设法将它求出或测出来，然后从测量结果中加以改正消除。例如：假定某测量身高的仪器有固定的1cm误差，则在测量身高时将每次的测量值修正1cm即得准确身高。 2） 有时无法直接求得该系统误差，则可采用适当的测量方法和步骤，将系统误差的影响消除掉。3随机误差随机误差（Random error）
12、旧称偶然误差。在相同的观测条件下对某一对象进行多次重复观测中，若观测结果中的误差的大小和符号的变化是随机的，则这样的误差叫随机误差。就个别的随机误差而言是完全无法知道其大小和方向的，即个别的随机误差没有任何规律可循，但就随机误差的总体而言它却服从以下的统计分布特征： 1） 对称性：绝对值相等的正误差和负误差出现的概率是相等的，即随机误差的均值（数学期望）等于零； 2） 单峰性：绝对值小的误差出现的概率比绝对值大的误差出现的概率大； 3） 有界性：随机误差不会超过某一值。随机误差的概率分布一般服从正态分布（高斯分布）的规律，它的概率分布密度函数为：f（D）= （2-3） 式中： 随机误差值； m
13、 随机误差的标准差（Standard error），旧称均方误差。它是衡量随机误差的尺度，也叫单一观测的标准差。标准差m的理论计算公式为：m= （2-4）式中，i （i=1，n）是假设对某一已知真值的对象进行了n次等精度观测后得到的n个真误差。 是高斯求和符号。 分析f（D）式可知： （1）f（）为偶函数，曲线对称于纵轴（图2-1）。它说明绝对值相等的正负误差出现的概率是相等的。当=0时，f（）有极大值，f（）随着的 增大而下降，开始陡急，逐渐趋于平缓，其拐点的横坐标定义为随机误差的标准差m。当=m时，f。当时，曲线渐近于横轴。由图可见，绝对值小的误差出现的概率比绝对值大的误差出现的概率大，且
14、绝对值小于m的随机误差出现的概率要大于绝对值大于m的随机误差出现的概率（分别为68.3%和31.7%）。图 2-2图2-1（2）标准差m的大小决定了曲线的峰值和形状（图2-1），反映了观测误差的大小。m小，曲线的峰值高，形状窄，表示观测中绝对值小的误差多，说明观测质量高。反之，m大，曲线的峰值低，形状宽，表示观测中绝对值大的误差多，说明观测质量差。4随机误差的标准差m对于单一观测来说，观测的具体误差是不可能知道的，因此，衡量该观测的随机误差大小是用标准差m及其概率来表示的。因此，标准差m是某一概率意义下的衡量观测误差的尺度。我国和世界上许多国家都规定采用标准差m作为随机误差的衡量标准，是因为它比其它参数（如误差的算术平均值、误差绝对值的算术平均值等）更具有以下的突出优点：1）m不可能为0，因为绝对不含误差的观测是不存在的，因而m能反映误差本质；2）m与i的符号无关，事实上，在评价观测精度时i的符号是没有意义的；3）m对较大的误差反映更灵敏（式2-2）；4）m较稳定，在观测次数足够的情况下，任意多一次或少一次观测，几乎不影响m的变化；5）m是观测随机误差概率分布曲线拐点的横坐标，表明了误差的集中程度，即具有一定的概率。观测误差出现在t m内的概率P（图2
