地文航海筆記

航海學簡介

推算(dead reckoning ; DR)

由一已知船位，及本船所航駛之航向、航速與時間以推算出到達點之船位或現在之船位

引航(piloting)或引水術(pilotage)

引導船隻安全航行的方法

航海三大問題

1. 測定船位
2. 測定A到B的船駛方向
3. 求A B間的距離、速率、航行時間

位置 position

1. 指特定地點或座標系統上一點
2. 南北緯、東西經

方向 direction

1. 兩點假想直線所指方向
2. 極座標系統，無關距離
3. 真北 Ture North
4. 三位數（000° ~360° )

距離 distance

1. 兩點之空間間隔，無關方向
2. 直線長度
   > 碼 yards
   > 海浬 nautical mile ; nm 約等於1852M 6076.1英尺 赤道一分弧長度
   > 法定哩 statute mile 約等於1690M 5280英尺
   > 浬＞哩
   > 鏈 = 1/10 浬

時間 time

1. 時hours 分 minutes 秒 seconds
2. 航海四位數 天文航海六位數

速率 speed

1. 浬數/時 、 節（Knots)

地球及其座標

扁率(ellipticity or Compression):e=(a-b)/a
a為長軸
b為短軸
e為扁率
國際上地球的e=1/297

大圓(great circle)

一平面經過一個圓球球心與球面所交之點集

在橢圓體之地球上兩點間最短之線稱為大地線

小圓(small circle)

一平面不經過球心而與球面相交之點集

赤道(equator)

垂直於地軸的大圈

平行圈(parallel or parallel of latitude)

平行於赤道面之圓圈

子午線(meridian)

經過兩極之大圈線稱子午線。子午線垂直於赤道平面。在球面上任何一點均可作為一子午線

基準子午線(prime meridian)

經過英國格林威治天文臺之子午線上半部稱為基準子午線

球面位置(position on earth)

地球球面位置除兩極外，常以緯度與經度表示之

緯度(latitude or L)

緯度係由赤道沿著某一點之子午線向北或向南量至該點之弧度度量。向北量稱作北緯，向南量稱作南緯

經度(longitude or λ)

由基準子午線沿著赤道或平行圈至某一點子午線之裂劣弧弧度之度量即為該點之經度。經度分為東經與西經
經度範圍由0～180(15度一小時)

位置之標示
先標精度再標緯度
例如:F(L 30°25.2'N , λ 122°21.5'E)

緯度差(difference of latitude or d'lat or ℓ)

兩地緯度之差

經度差(difference of longitude or DLo ot d'long)

兩地精度之差

求法皆為同名相減異名相加

橫距(departure or p or Dep)

兩子午線在平行圈所截取裂弧之距離
$Dep=DLo\times cosL_A$

證明很重要
證:
$\cfrac{AB}{QQ^{\prime}}=\cfrac{AO}{CQ}=\cfrac{AO}{AC}$ (CQ=同圓半徑)
$\cfrac{AO}{AC}=\cos∠OAC=\cos∠OAC=cosL_A$
$\cfrac{AB}{QQ^{\prime}}=cosL_A$
$\cfrac{Dep}{DLo}=cosL_A$
$Dep=DLo\times cosL_A$

中緯度(middle latitude or mid-latitude or Lm)

中緯度系指兩地緯度間之平行圈其弧長等於橫距時之緯度。此值難求，因此平時使用平均緯度(mean latitude)，此值用於實際航海已可獲致滿意的結果。

中緯度計算
在赤道同側：(La+Lb)/2
在赤道異側：(La~Lb)/2
在赤道異側原應用兩個中緯度，即每一地點與0度之中緯度，然後再相減

恆向線(rhumb line or loxodrome)

指球面上一線與各子午線交成等角者。
當角度等於90度時則可為平行圈或赤道，當角度等於0度時則與子午線重合
橫向線會趨向於極，而且會比大圓更偏向赤道

方向(direction)

詳見第七章
暫定

真方向(true direction)

由真北順時針量到目標物而得到之方向

磁方向(magnetic direction)

由磁北順時針量到目標物而得到之方向

羅經方向(compass direction)

由羅經北順時針量到目標物而得到之方向

相對方向(relative direction)

由艏向量度而得到之方向

恆向線方向(rhumb line direction)

通常用來表示航向

大圈方向(great circle direction)

通常用來無線電測向、天體觀測

地磁差(variation ; Var.)

地磁差或稱磁偏差，指在任一地點，地磁子午線與地理子午線間所形成之角度，並以偏東或偏西若干度以指示磁北距真北之度數所在之方向

在海圖上有

自差(deviation ; Dev.)

由於船體之磁性影響

羅經差(compass error ; CE)

地磁差和自差的代數和

電羅經誤差(gyro error ; GE)

電羅經盤軸偏出真子午線方向的差角

航向(course ; Cn)

一船隻所駛之水平方向或一船隻欲按其所定之方向航駛，此方向稱作航向

航向角(course ; C)

依近極點由正北或正南為基準向正東或正西量到90度之航向
例如:N030°E、N030°W、S030°E、S030°W等

航向線(course line)

預定航向之行動路線

艏向(heading or ship's heading ; Hdg or SH)

任一瞬間一船隻所指的方向或艏所指的方向

航跡(track ; TR)

乃預期船隻在地球表面上所行駛之方向，故亦稱預期航跡

對地航向(course over the ground ; COG)

船隻實際在地球表面走的航向

實際航向(course made good ; CMG)

起航點至抵達另一位子之實際合方向

方位(bearing ; B)

目標所在之方向
一樣有真方位，磁方位等等

距離(distance)

航海使用緯度1度等於一浬
量地之間最短距離應沿兩地之間大圈所量之距離

大圈距離(great circle distance)

連接兩點之大圈劣弧之距離

橫向線距離(rhumb line distanse)

沿兩點之橫向線所量得之距離，在航海學上除非特別說明否則一班距離都是表示橫向線距離
赤道跟子午線都是大圈兼橫向線

海圖投影