《船位誤差一》word版

1、.第七章 船位誤差誤差的研究可分成兩個方面：一是對誤差的定量研究；二是對誤差的定性研究。航海上研究誤差的目的并不是期望通過一系列的數(shù)據(jù)處理進(jìn)一步進(jìn)步觀測結(jié)果精度，而是指導(dǎo)航海人員根據(jù)船位誤差理論確定的原那么采用正確的方法，在原有精度的根底上得到最正確觀測結(jié)果，這就是對船位誤差做定性分析。第一節(jié) 評定船位誤差的根本方法一單一船位線的誤差1方位船位線誤差系統(tǒng)誤差：1的弧度值1/57º.3隨機(jī)誤差：結(jié)論：或一定的條件下，觀測的物標(biāo)越近，船位線誤差越小，應(yīng)盡量觀測近物標(biāo)的方位來求方位船位線。2間隔 船位線誤差間隔 船位線的誤差通常以間隔 的百分率給出。系統(tǒng)誤差： 隨機(jī)誤差： 結(jié)論：或一定條件

2、下，觀測的物標(biāo)越近，船位線誤差越小，因此應(yīng)盡量觀測近物標(biāo)的間隔 來求間隔 船位線。3轉(zhuǎn)移方位船位線的誤差1轉(zhuǎn)移方位船位線的系統(tǒng)誤差包括方位船位線的系統(tǒng)誤差和航跡推算的系統(tǒng)誤差。航跡推算的系統(tǒng)誤差分別為：1由于未考慮水流而引起轉(zhuǎn)移方位船位線的誤差。式中：移線期間內(nèi)水流的流程流向流向與物標(biāo)真方位之間的交角。當(dāng)轉(zhuǎn)移船位線的方位與流向平行時0，誤差最小，垂直時，誤差最大；移線的時間間隔越短，越小，那么越小；在航海實際工作中該項屬于未定系統(tǒng)誤差。2由推算航向的誤差引起轉(zhuǎn)移船位線的誤差。TBTC；移線期間的航程為。當(dāng)90°時，誤差最小。3由推算航程的誤差引起轉(zhuǎn)移船位線的誤差。2轉(zhuǎn)移方位船位線的隨

3、機(jī)誤差包括轉(zhuǎn)移前船位線的標(biāo)準(zhǔn)差和轉(zhuǎn)移期間的推算誤差：4.間隔 差船位線誤差間隔 差船位線的隨機(jī)誤差為： 式中：時差的標(biāo)準(zhǔn)差s；間隔 差的標(biāo)準(zhǔn)差；船對基線的張角。船在基線上,；船在基線延伸線上 ,。二.評定船位誤差的方法觀測船位的誤差一般有系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差1.系統(tǒng)誤差影響下的觀測船位精度1兩條船位線定位時的系統(tǒng)誤差由于系統(tǒng)誤差所引起的兩條船位線的誤差分別為：和由上式可以得到兩條船位線向量誤差分別為：和假設(shè)當(dāng)觀測時，兩條船位線受到同向誤差的影響，即兩條船位線的誤差同為正值，或同為負(fù)值，那么實際的船位位于F1和F2點，船位誤差為：假設(shè)1=2=，那么：結(jié)論：在運用兩條船位線進(jìn)展定位時，為了消除或者減

4、小系統(tǒng)誤差的影響，那么：應(yīng)盡可能地減小觀測值的系統(tǒng)誤差。應(yīng)盡可能地使兩條船位線的交角接近90°，不小于30°，不大于150°。2三條船位線定位時的系統(tǒng)誤差當(dāng)三條船位線的系統(tǒng)誤差相等時，那么消除了系統(tǒng)誤差后的船位點應(yīng)該是在誤差三角形的內(nèi)心或旁心上，即：分布超過180°時，實際船位點位于三角形的內(nèi)心上。分布小于180º時，實際船位點位于三角形的一個旁心上。旁心的判斷：將三角形的三邊向同一方向挪動同樣的間隔 后，交成了一個新的三角形，將新三角形與原三角形的對應(yīng)頂點連起來，三條連線的交點就是所求的旁心。三條船位線定位時，為消除或減小系統(tǒng)誤差對定位精度的

5、影響，應(yīng)盡可能地使各船位線之間的夾角最好均勻分布為60º或120º，至少不小于30º或不大于150º。2隨機(jī)誤差影響下的觀測船位的精度1兩條船位線定位時的隨機(jī)誤差最概率船位：從隨機(jī)誤差的角度而言，同時觀測的兩條船位線的交點即為最接近真實船位的船位。最概率船位的誤差可以采用標(biāo)準(zhǔn)誤差四邊形、標(biāo)準(zhǔn)誤差橢圓或標(biāo)準(zhǔn)誤差圓來評定。標(biāo)準(zhǔn)誤差四邊形船位誤差帶：設(shè)船位線有標(biāo)準(zhǔn)誤差±E，以船位線為中心線左右±E范圍所構(gòu)成的帶域。觀測時真實船位落在：一倍標(biāo)準(zhǔn)誤差四邊形內(nèi)的概率為68.3%。二倍標(biāo)準(zhǔn)誤差四邊形的概率為95.5%。三倍標(biāo)準(zhǔn)誤差四邊形的概率為99

6、.7%。標(biāo)準(zhǔn)誤差四邊形：以同時測得的兩條船位線之船位誤差帶所構(gòu)成的平行四邊形。觀測時真實船位落在：一倍標(biāo)準(zhǔn)誤差四邊形內(nèi)的概率為46.6%。二倍標(biāo)準(zhǔn)誤差四邊形的概率為91.1%。三倍標(biāo)準(zhǔn)誤差四邊形的概率為99.5%。標(biāo)準(zhǔn)誤差橢圓標(biāo)準(zhǔn)誤差橢圓:四邊形相切的誤差橢圓。真實船位落在標(biāo)準(zhǔn)誤差橢圓內(nèi)的概率是39.4%；二倍標(biāo)準(zhǔn)誤差橢圓的概率為86.5%；三倍標(biāo)準(zhǔn)誤差橢圓的概率為98.9%。真實船位出現(xiàn)的概率為等值的，可以反映觀測船位誤差的大小和方向。是最為理想的反映觀測船位精度的誤差圖形。繪畫復(fù)雜，在實際航海當(dāng)中較少使用。標(biāo)準(zhǔn)誤差圓標(biāo)準(zhǔn)誤差圓又稱均方誤差圓，它是標(biāo)準(zhǔn)誤差四邊形的外接圓。當(dāng)兩條船位線的誤差差

7、異較大時，或者是船位線的夾角較小時，一般用標(biāo)準(zhǔn)誤差四邊形而不宜用標(biāo)準(zhǔn)誤差圓。標(biāo)準(zhǔn)誤差圓具有作圖簡便、直觀和在標(biāo)準(zhǔn)誤差圓內(nèi)真實船位出現(xiàn)的概率大的優(yōu)點。但它無法反映誤差的方向。所謂的標(biāo)準(zhǔn)誤差圓，它是以最概率船位點F為圓心，以為半徑所作的圓。因為所以即 從上式中可以看出，為了減小觀測船位的均方誤差即均方誤差圓半徑M，應(yīng)該：盡量使兩位置線交角接近90°；盡量減小觀測值的標(biāo)準(zhǔn)誤差和。真實船位在觀測船位均方誤差圓內(nèi)的概率值是一個變量，它是隨著標(biāo)準(zhǔn)誤差橢圓的長短半軸的比值b/a的變化而變化的。下表為不同的b/a值的均方誤差圓的概率值。b/a00.10.30.50.70.91.0P%68.368.2

8、67.766.364.363.363.2三種觀測船位標(biāo)準(zhǔn)誤差圖形的比較在評定船位精度方面，誤差橢圓是最為準(zhǔn)確和最有利的圖形，四邊形次之，橢圓和四邊形均能反映誤差的方向，誤差圓無法反映誤差的方向。誤差圓作圖簡易和方便，橢圓作圖最為復(fù)雜。實際航海當(dāng)中常用誤差圓。為了表征誤差的方向有時也用四邊形來評定船位精度；真實船位出現(xiàn)的概率，誤差圓的概率最大，其次為四邊形，橢圓的概率最?。患僭O(shè)將三種圖形的面積畫成同樣大小時，船位出如今橢圓內(nèi)的概率最大，四邊形次之，誤差圓最小。2偶爾誤差影響下三條船位線確定最概率船位的方法。反中線法作圖示意第二節(jié) 推算船位的誤差一、推算船位誤差的主要影響因素如下：1推算起始點的誤

9、差the error of initial estimating point起始點必須是準(zhǔn)確的觀測船位，目的是為了減小其后航跡推算的誤差。2航程誤差the error of running distance1計程儀讀數(shù)的誤差；2計程儀改正率的誤差；3水流要素掌握不準(zhǔn)產(chǎn)生的航程誤差；4航線上截取航程的作圖誤差。3航向誤差course error1航線作圖不準(zhǔn)造成航向誤差；2從羅經(jīng)讀取航向的誤差；3羅經(jīng)差的誤差；4操作舵不穩(wěn)定產(chǎn)生的航向誤差；5風(fēng)流壓差與實際不符產(chǎn)生的航向誤差。二無風(fēng)無流情況下航跡推算的誤差航向誤差 。推算船位的左右偏移量為：推算航程的誤差：BDBC1%SL。推算船位的誤差為：一般

10、條件下，無風(fēng)無流情況下推算船位的標(biāo)準(zhǔn)誤差圓半徑約為推算航程的2%。以上推算船位誤差的計算公式，只是在航程較短一般不超過100n mile時，比較理想；航程較長時，運用上述計算公式計算得到的推算船位誤差，往往大于實際存在的誤差。當(dāng)在下述情況下，最好應(yīng)繪畫概率航跡區(qū)，以保證船舶航行平安。1遠(yuǎn)航歸來，接近海岸、海峽、航海危險物和禁區(qū)時；2當(dāng)能見度不良，船舶航行在航海危險物附近時。三有風(fēng)無流情況下航跡推算的誤差假設(shè)風(fēng)壓差是由實際觀測求得的，那么可以認(rèn)為有風(fēng)無流情況下推算船位標(biāo)準(zhǔn)誤差是推算航程的3.2%。四有流無風(fēng)情況下航跡推算的誤差主要決定于對流資料掌握的準(zhǔn)確程度，約為推算航程的4%7%。五有風(fēng)有流情

11、況下航跡推算的誤差約為無風(fēng)無流的24倍；約為推算航程的5%8%。六、航跡推算誤差歸納如下：無風(fēng)流 航跡推算誤差為：±有風(fēng)無流航跡推算誤差為：±有流無風(fēng) 航跡推算誤差為：有風(fēng)有流航跡推算誤差為：<100 n mile時上述結(jié)果與實際較為相符；>100 n mile時上述結(jié)果大于實際結(jié)果實際誤差小于上述推算誤差。推算船位的誤差主要有航向誤差和航程誤差，其產(chǎn)生的主要原因包括：航向誤差：羅經(jīng)差的誤差、操舵不穩(wěn)、風(fēng)流壓差的誤差。航程誤差：計程儀改正率的誤差、水流要素的誤差。第三節(jié) 陸標(biāo)定位的船位誤差一、方位定位的船位誤差1兩方位定位的船位誤差系統(tǒng)誤差：隨機(jī)誤差：M=式中：

12、兩方位船位線的交角；，分別到兩物標(biāo)的間隔 ；兩物標(biāo)之間的間隔 結(jié)論：為了進(jìn)步兩方位定位的精度，應(yīng)盡量減小觀測方位系統(tǒng)誤差 和隨時機(jī)誤差；應(yīng)盡量選用離船較近的物標(biāo)；兩方位船位線的交角盡量接近90°為好，至少應(yīng)大于30°或小于150°。下面，從定位原理的角度討論如何進(jìn)步兩方位定位的精度。假設(shè)以Q1和Q2分別表示物標(biāo)A和B在船位M點時的舷角，那么在三角形MF1M'和三角形MF2M'中可以得到：和故：當(dāng)Q2Q1時，F(xiàn)1MF2M。為了盡量縮短觀測兩方位之間的時間間隔，在觀測方位時，先首尾后正橫：先方位變化慢后測方位變化快。但在夜間觀測燈標(biāo)定位時，先周期長后閃

13、光周期短，先難后易。用兩方位定位的方法在拋錨測定錨位時，應(yīng)與上述觀測順序相反。在兩方位定位時，那么：1盡量減小觀測系統(tǒng)誤差和 隨機(jī)誤差；2觀測顯著的、海圖上有準(zhǔn)確位置的近物標(biāo)減小和； 3交角取30º150º，取60º120º為好，趨近90º最好。4先首尾后正橫。2三方位定位的船位誤差1船位誤差三角形cocked hat的處理在沿岸海圖上，每邊小于5 mm者，可視為小船位誤差三角形；反之，可視為大船位誤差三角形。對小船位誤差三角形的處理假設(shè)為等邊三角形，取三角形中心作為觀測船位假設(shè)為等腰三角形，取三角形底邊中點稍向內(nèi)處的一點作為觀測船位假設(shè)為狹長

14、的等腰三角形，取三角形短邊中點作為觀測船位假設(shè)為直角三角形，取三角形內(nèi)靠近直角的一點作為觀測船位假設(shè)為鈍角三角形，取三角形內(nèi)靠近短邊鈍角的一點作為觀測船位當(dāng)船舶接近危險物時，應(yīng)取船位誤差三角形前進(jìn)方向上最靠近危險物的一點作為觀測船位原那么：三角形內(nèi)靠近短邊大角處。原因?qū)⒂^測船位取在三角形最靠近航進(jìn)前方的危險物處。對大船位誤差三角形的處理在短時間內(nèi)重復(fù)觀測定位23次：假設(shè)船位誤差三角形明顯縮小為合理的小三角形，那么一般可以認(rèn)為該大誤差三角形是粗差造成，應(yīng)糾正。假設(shè)變化無規(guī)律，那么可以認(rèn)為是觀測定位過程中存在較大的隨機(jī)誤差。最好采用其他有效的定位方法來進(jìn)展核對，判斷最概率船位的所在。當(dāng)船位誤差三角

15、形較大又無法縮小時，應(yīng)取三角形反中線之交點為最概率船位。假設(shè)航進(jìn)前方有危險物時，那么應(yīng)將觀測船位取在三角形最靠近前方危險物處。假設(shè)無多大變化，那么可以認(rèn)為是系統(tǒng)誤差造成的。可將三條方位船位線均加或減一一樣小角度2°4°，那么形成另一新船位誤差三角形abc，然后用直線連接兩三角形對應(yīng)頂點。假設(shè)連線相交于一點，那么點就是消除了羅經(jīng)差引起的方位系統(tǒng)誤差后的觀測船位；假設(shè)連線相交成一個合理的小三角形，那么它就是消除了方位系統(tǒng)誤差后，由于仍存在隨機(jī)誤差而形成的小船位誤差三角形，可按上述處理小船位誤差三角形的方法求出觀測船位。消除了系統(tǒng)誤差的船位位于：a分布在180º以內(nèi)時在

16、同一側(cè)，在誤差三角形之外中標(biāo)方位線的外側(cè)；b在180º以上時，船位在誤差三角形之內(nèi)。假設(shè)是非等精度的，那么船位不在旁切圓或內(nèi)切圓的圓心。2最概率船位的誤差三方位定位最概率船位誤差即標(biāo)準(zhǔn)誤差圓半徑為：在概率一定的前提下，當(dāng)60º或120º時，誤差圓的半徑最小，即最概率船位的精度最高。3三方位定位的本卷須知：1盡量減小觀測誤差。2選擇顯著的、在海圖上有準(zhǔn)確位置的近物標(biāo)。3盡量縮短三次觀測的時間間隔。4當(dāng)三標(biāo)分布在180º以內(nèi)時，相鄰兩物標(biāo)的方位角趨近60º最好。當(dāng)三標(biāo)分布在180º以上時，相鄰兩物標(biāo)的方位差角趨近120º最好。5

17、方位定位時，應(yīng)盡可能選用在360º程度范圍內(nèi)均勻分布的三個物標(biāo)，誤差三角形趨近于等邊三角形。無論系統(tǒng)誤差還是隨機(jī)誤差的影響，處理誤差后的觀測船位均在誤差三角形的中心。二間隔 定位的船位誤差1兩間隔 定位的船位誤差系統(tǒng)誤差： 隨機(jī)誤差：為減小觀測船位的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差應(yīng)注意以下幾個方面：1盡量減小觀測系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。2觀測顯著的、海圖上有準(zhǔn)確位置的近物標(biāo)減小和。3兩間隔 船位線交角取30º150º，取60º120º為好，趨近90º最好。4先正橫后首尾。2三間隔 定位的船位誤差均方誤差圓半徑在等精度觀測條件下為：三、單物標(biāo)方位間隔

18、定位的船位誤差系統(tǒng)誤差：隨機(jī)誤差：除了要進(jìn)步觀測精度以外，觀測近間隔 物標(biāo)是進(jìn)步船位精度的主要指標(biāo)。航海上常用的是雷達(dá)觀測近間隔 物標(biāo)的方位和間隔 定位。四、單物標(biāo)方位移線定位的船位誤差單物標(biāo)兩方位移線船位的系統(tǒng)誤差考慮水流影響而產(chǎn)生的移線船位誤差FF´EcscSCsin流向TB1csc式中：E一因未考慮水流影響而引起的轉(zhuǎn)移船位線誤差； SC 兩次觀測時間間隔內(nèi)的流程 一兩方位船位線交角。為減小移線船位誤差，應(yīng)盡可能縮短兩次觀測之間的時間間隔，并且應(yīng)使船位線交角趨近于90°。綜合考慮，以30°60°為好。當(dāng)流向與第一條方位船位線平行或接近平行條件下移線，可消除或減小水流對轉(zhuǎn)移船位線的影響由推算航向誤差引起的移線船位誤差FF´而 A´A"所以FF´式中：因存在 C而產(chǎn)生的移線船位線的誤差；兩方位船位線交角；第一次觀測方位時物標(biāo)舷角TB1一TC；A´A"因存在C而產(chǎn)生的兩次觀測時間間隔內(nèi)推算船位的偏向；兩次觀測時間間隔內(nèi)的推算航程。由推算航程誤差引起的移線船位誤差FF´·式中：第一次觀測方位時物標(biāo)舷角TB1一TC；兩方位船位線交角從上述移線船位誤差公式可知，移線船位誤差與推算航程和兩船位線交角有關(guān)，綜合考慮這兩者因素