航法

sailings

?? 用數(shù)學(xué)計(jì)算或查表來(lái)確定航向、航程或推算船位的航行作業(yè)方法，又稱航跡計(jì)算。一般涉及航向、航程和經(jīng)差、緯差的換算，經(jīng)差和東西距的換算等問(wèn)題。15～17世紀(jì)，航海家們經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐和研究總結(jié)出八大航法，形成以平面三角和球面三角的解算為基礎(chǔ)的航海學(xué)。這八大航法為平面航法、流中航法、折航法、等緯航法、中分緯度航法、墨卡托航法、大圓航法和混合航法。

平面航法把地球面看作平面的航法。航向、航程、緯差、東西距之間的數(shù)學(xué)關(guān)系可用直角平面三角形表示（圖1[平面航法示意圖]）。圖中,緯差＝航程×cos(航向)；東西距＝航程×sin（航向）。此法計(jì)算簡(jiǎn)單，曾使用了數(shù)世紀(jì)。但除用于近距離航行外，準(zhǔn)確性差。

流中航法把流向、流程當(dāng)作一個(gè)附加的航向、航程的航法。用于流中推算船位或計(jì)算能抵消流的影響的駕駛航向。

折航法多航向的航法。計(jì)算時(shí)先分別求出各航向段的緯差和東西距的總和，再求直航向和直航程，即相當(dāng)?shù)膯我缓较蚝秃匠獭?436年出現(xiàn)折航表，簡(jiǎn)化了計(jì)算過(guò)程。過(guò)去帆船搶風(fēng)曲折航行常使用此航法，現(xiàn)在機(jī)動(dòng)艦船也使用此法。

等緯航法東西向航行時(shí)，涉及東西距和經(jīng)差換算的航法。這是最簡(jiǎn)單的球面航法,其關(guān)系式為：

????????????經(jīng)差＝東西距×sec（緯度）過(guò)去在海上不能測(cè)定經(jīng)度的時(shí)代常用此法。現(xiàn)在混合航法中也仍使用。

中分緯度航法斜向航行時(shí)用中分緯度解決經(jīng)差和東西距換算問(wèn)題的球面航法(緯差計(jì)算同平面航法)。其關(guān)系式為：

?????????? 經(jīng)差＝東西距×sec（中分緯度）當(dāng)兩地（緯度同名）的經(jīng)度線在某緯度圈上所截弧長(zhǎng)等于該兩地的東西距時(shí),此緯度稱為中分緯度,在該兩地平均緯度附近。航程200海里以內(nèi),可用平均緯度作為中分緯度。航程小于600海里，而且緯度小于60°時(shí),用平均緯度代替中分緯度計(jì)算經(jīng)差所產(chǎn)生的誤差約為 1％。如果要求得到準(zhǔn)確值，則要按航海表中的中分緯度修正量表加以修正。中分緯度航法出現(xiàn)于17世紀(jì)，用以解決平面航法不準(zhǔn)確的問(wèn)題，雖不如墨卡托航法準(zhǔn)確，但仍有用。

墨卡托航法利用墨卡托投影中經(jīng)度線上的緯度漸長(zhǎng)率差進(jìn)行航行計(jì)算的航法，又稱恒向線航法。其關(guān)系式為：

大圓航法采用地球面上兩地間最短航線，即大圓航線的球面航法。已知起迄兩點(diǎn)的經(jīng)緯度，可用球面三角的邊余弦公式解算由地極和起迄兩點(diǎn)形成的三角形求得航程，再用正弦公式計(jì)算起迄點(diǎn)的航向。也可利用大圓頂點(diǎn)將該球面三角形分為兩個(gè)直角三角形以簡(jiǎn)化計(jì)算。這些解法和天文三角形的解法相似，可借用天文航海用表計(jì)算。大圓航法發(fā)表于1537年，由于當(dāng)時(shí)對(duì)風(fēng)、流的知識(shí)和測(cè)定經(jīng)度的方法尚未掌握，直到19世紀(jì)才獲得推廣。

混合航法當(dāng)大圓航線受陸地、冰山或惡劣天氣的限制，將大圓航法和其他航法混合使用的航法。此法是將限制緯度作為大圓頂點(diǎn)計(jì)算大圓航線，其余按有關(guān)航法計(jì)算。

航法計(jì)算不如海圖作業(yè)直觀、簡(jiǎn)單，所以一般僅在如下情況使用：①海圖比例尺太小，圖上作業(yè)的準(zhǔn)確度不夠高時(shí)；②在無(wú)線電定位和天文定位中，不能直接在海圖上作圖時(shí)；③轉(zhuǎn)向頻繁，難以進(jìn)行海圖作業(yè)時(shí)。