航海小知识：向位测定与换算

一、向位的测定方法

航海上是用罗经(compass)测定航向和方位的。目前海船上配备的罗经又分为磁罗经(magnetic compass)和陀螺罗经(gyrocompass)(俗称电罗经)两大类型。

1．陀螺罗经

1）陀罗北(gyrocompass  north, NG)：陀螺罗经刻度盘上0°所指的方向。

2）陀螺罗经差或陀罗差(gyrocompass error, △G)：陀罗北(NG)偏开真北(NT)的角度。

陀罗北偏在真北右面(东面)，△G偏E或(+)；陀罗北偏在真北的左面(西面)时，△G偏W或(－)。

3）陀罗航向(gyrocompass course, GC)：陀罗北线与航向线之间的夹角。

从陀罗北线开始，顺时针计量到航向线，用圆周法表示。

4）陀罗方位(gyrocompass bearing, GB)：陀罗北线与物标方位线之间的夹角)。

以陀罗北线开始，顺时针计量到物标方位线，用圆周法表示

5）陀罗航向GC和陀罗方位GB与真航向TC和真方位TB之间的关系

           TC=GC+△G   

           TB＝GB+△G    G偏E为（+）；G偏W为（-）

例7、某船陀罗航向GC=314º，测得某物标陀罗方位GB=075º，若陀罗差△G=1ºW，求真航向和真方位。

6）陀罗差△G与航向无关。地理纬度变化时，或在航速和航向正在改变时， △G会发生暂时的改变。

2．磁罗经

1）罗经分类

标准罗经(standard compass)；

操舵罗经(steering compass)，或反射罗经；

应急磁罗经(emergency compass)；

舢舨罗经(boat compass)等。

2）罗北(compass north, Nc)：磁罗经刻度盘0°所指的方向。

3）磁差 

(1)磁差的产生

磁力线方向垂直于地面的点称为地磁磁极(geomagnetic pole)；

地磁场有两个极，近地理北极的称为地磁北极；近地理南极的称为地磁南极。

磁北(magnetic north,NM)：将磁罗经放置在地球上某一点，它要受到地磁磁场的作用，磁针的N—S线将与该点的地磁磁力线的切线相重合，其N极所指的方向即磁罗经罗盘上零度的方向在地面真地平平面上的投影。

磁差(variation,Var)：真北线与磁北线之间的夹角称为，代号为Var。

磁北线偏在真北线的东面则磁差偏东，用E或(+)标示；磁北线偏在真北的西面则磁差偏西，用W或(－)标示。

(2)磁向、位

①磁航向(magnetic course,MC)：磁北线与航向线之间的夹角；

从磁北线开始，顺时针计量到航向线，用圆周法表示。

②磁方位∶磁北线与物标方位线之间的夹角；

从磁北线开始，顺时针计量到物标方位线，用圆周法表示，代号为MB。

磁向位与真向位之间的关系如下：

MC=TC-Var

MB=TB-Var

(3)磁差的变化

①地区不同，磁差不同。

在低纬度地区一般磁差比较小，随着纬度升高而磁差变大；在地极与相应的地磁磁极之间的磁差，最大可以到达180º左右。

等磁差曲线(isogonic line)：地相同的磁差用曲线连接起来。

②时间不同，磁差不同

地磁磁极不断地按椭圆轨迹绕地极作缓慢地移动。

③特殊地区，磁差异常

磁力异常区或磁差异常区(abnormal magnetic variation)

(4)磁差的查取

①在航海图、沿岸图和某些港泊图的向位圈(即罗经花compass rose)

例如，利用我国1984年出版的75－1002海图[磁差偏西4º56＇ (1982年)年差+0.9＇、磁差偏西5º37＇(1982年)年差+0.5＇]，求取123º00＇E、34º00＇N处1998年的磁差值。则先根据海图上的磁差资料，求出向位圈32º20＇N、123º25＇E和35º12＇N、122º20＇E两处1998年的磁差值，分别为∶

Var1=4º56＇W+(1998－1982)×0＇.9=5º10＇W≈5.20W

Var2=5037＇W+(1998－1982)×0＇.5=5º45＇W≈5.80W

因此，34º00＇N、123º00＇E处的磁差 

②在大洋图和总图上，用等磁差曲线形式给出磁差资料。

③在一些大比例尺港泊图上，有时仅在海图标题栏内给出；

GPS接收机中，还可以根据当时船位直接从机器中读取当地、当时的磁差数据。

2)自差 

(1)自差的产生

罗经北或罗北(Nc)：安装在钢铁制成的船上的磁罗经，受船磁场的影响以及磁罗经附近的电气设备形成的电磁场影响，磁针从磁子午面所指示的北。

磁罗经自差(deviation，Dev)：磁北线与罗北线的夹角

以磁北为基准，向东向西计量。当罗北偏在磁北之东称为东自差，用E或(+)标示；当罗北偏在磁北之西时称为西自差，用W或(－)标示

(2)罗向位

①罗航向(compass error,ΔC)：罗北线与航向线之间的夹角。

从罗北线开始，顺时针计量到航向线，用圆周法表示。

②罗方位（compass bearing,CB）：罗北线与物标方位线之间的夹角。

从罗北线开始，顺时针计量到物标方位线，用圆周法表示。

(3)自差的变化 

①航向改变，自差改变

②船磁改变，自差改变

当船舶修理后，尤其是电焊后；船上装载钢铁和带磁性的货物后；长期停泊装卸，或长期在一个固定航向上航行后；船磁都可能发生变化，自差也随之改变。

③航行磁纬变化较大时，自差也会有所改变。

(4)查取自差的方法

①利用磁罗经自差曲线或自差表查取自差

例题见教材。

②利用磁罗经自差记录簿查取。

③根据航海日志查取。

3)罗经差 

定义：磁罗经误差，代号为△C。船上磁罗经的磁针在受到地磁和船磁的合力的影响下的罗北(Nc)偏开真北(NT)的夹角。

从真北起算，向东或向西，由00到180º计算到罗北。当罗北偏在真北之东时是东罗经差，用E或(+)标示；当罗北偏在真北之西时是西罗经差，用W或(－)标示。

罗经差是磁差与自差的代数和。

例10、A船某航向上的磁罗经自差Dev = 2º E，而当地的磁差 Var = 14º W，求该航向上的罗经差。

二．向位换算(conversion of directions)

1．图解法

首先根据已知条件画出各种不同的基准子午线，以及航向线和方位线，然后从各种不同的基准子午线起算，即可求出各自算到航向线或方位线之间的数值。

例11、已知真航向090º、罗方位270º和磁差12ºE、自差2ºW，求罗航向和真方位。

例12、已知某叠标线的真方位为250º，而船上用磁罗经测得该叠标线的罗方位为258º，该地区磁差为4ºW，求磁罗经自差。

2．公式计算法

运算公式如下∶

TC=GC+△G=CC+△C=(CC+ Dev)+ Var = MC+ Var

TB=GB+△G=CB+△C=(CB+ Dev)+ Var = MB+ Var

MC=CC+ Dev=TC－Var

MB=CB+ Dev=TB－Var

△C = Var+ Dev

在进行公式运算的过程中，磁差Var、自差Dev、罗经差△C和陀罗差△G均应缀以符号，误差偏东(E)为正(+)；误差偏西(W)为负(－)。

3．向位换算的具体步骤是∶

1)先从海图上查出船舶航行海区的磁差资料，并将它改正到航行年份，精度只要求到0.1º；

2)按罗航向，或在没有罗航向的情况下用磁航向代替罗航向，从自差表或自差曲线图中查出当时航向上的自差值，精度也只要求到0.1º；

3)按公式∶△C=Var+Dev求得罗经差，或设法掌握陀罗差△G，一般精度要求仅0.5º；

4)按向位换算公式进行计算。

例13∶1998年5月4日某船的CC=150º，测得某物标的CB=045º，求TC和TB。海图上该处磁差资料为∶“偏西5º28¹.0(1981)，年差+2.6¹ (自差从表2－2－2查取)。

例14、1998年6月1日某轮TC070º，并拟以某物标TB=160º时转向，求CC及转向时该物标的CB。海图上该处磁差资料为：“偏西7º15¹ (1987)年差－3¹(自差从表2－2－2查取)。

例15、某船陀GC=039º，比对当时CC=043º，已知△G=1ºW和航行海区Var=8ºW，求该航向上的Dev。