《航海教程》课件

航海教程本课程全面介绍现代航海技术与知识体系，涵盖从基础理论到实践应用的各个方面课程内容适合航海专业学生及从业人员学习，采用理论与实践相结合的教学方式通过系统性的学习，学员将掌握现代航海的核心技能，包括航海仪器使用、海图作业、天文导航、电子导航、气象海洋学等重要内容课程设计符合国际海事组织标准，为培养合格的航海人才奠定坚实基础课程概述1课程基础航海学基础理论与实践应用相结合，建立完整的航海知识体系2教学安排50课时教学内容，包含理论讲授、实操训练与案例分析3标准要求严格遵循国际海事组织IMO标准，确保教学质量与国际接轨4实践导向配套实操训练与案例分析，培养学员解决实际问题的能力第一部分航海学基础基础理论实用工具法规框架航海学的定义与发展历史，从古代指海图与航海出版物的种类、特点及使国际航海法规基础知识，包括南针到现代卫星导航的演进过程基用方法掌握各类出版物的更新周期SOLAS、MARPOL、STCW等重要国本概念与专业术语的准确理解是学习和获取渠道际公约的基本内容的基础航海学的历史发展古代航海指南针、星象导航等传统技术的发明与应用，为人类探索海洋奠定基础近代突破经纬仪、航海钟等精密仪器的出现，大大提高了航海定位的准确性现代发展卫星导航、电子海图等先进技术，使航海进入智能化时代中国贡献郑和下西洋等重大航海成就，展现了中华民族的海洋文明传统地球与坐标系统地球形状坐标系统地球的实际形状为椭球体，经纬度坐标系统是航海定位赤道半径约6378公里，极地的基础经度从本初子午线半径约6357公里扁率约为向东西各180度，纬度从赤道1/297，这种形状对航海计算向南北各90度坐标精度直有重要影响接影响定位准确性航线理论大圆航线是地球表面两点间的最短距离，但在墨卡托海图上呈曲线小圆航线在海图上为直线，便于航行但距离较长航海基本术语航向航迹船位确定航速航程航向是船首指向，航迹船舶在地球表面的位航速指船舶移动速度，是船舶实际运动轨迹置，通过经纬度坐标表以节为单位航程是行两者差异反映风流影响示准确的船位是安全驶距离，以海里计算程度航行的前提偏航漂流风压差造成偏航，海流造成漂流这些因素使实际航迹偏离计划航线第二部分航海仪器传统仪器磁罗经、六分仪等经典航海仪器仍在现代航海中发挥重要作用，是电子设备的重要备份电子设备GPS、雷达、ECDIS等现代电子导航设备大大提高了航海的精度和安全性误差校正各类仪器都存在系统误差和偶然误差，必须掌握正确的校正方法和补偿技术维护保养定期维护和故障排除是确保仪器设备正常工作的关键，需要建立完善的保养制度罗经系统磁罗经陀螺罗经利用地磁场工作，结构简单可靠，但受基于陀螺仪原理，指向真北，不受磁场船磁影响需要自差校正干扰，精度高但需要电源操作要点误差校正正确的读数方法、定期校准程序和应急包括磁差、自差等系统误差的测定和补处理措施偿方法测距与测深设备雷达测距原理雷达通过发射电磁波并接收回波来测量距离和方位脉冲往返时间决定距离，回波强度反映目标特性现代雷达具有自动跟踪和防碰撞功能声呐测深技术利用声波在水中的传播特性测量水深声波速度受水温、盐度影响，需要进行声速校正多波束测深仪能获得海底地形的详细信息精度控制方法测量精度受环境因素、设备状态和操作技术影响通过校准、滤波和多次测量可以提高精度正确记录和分析数据是确保测量质量的关键天文导航仪器观测技能六分仪操作的精确性决定观测质量时间系统天文钟和秒表提供精确时间基准误差控制系统性的误差分析和校正方法仪器基础六分仪的构造原理和调整方法电子导航设备GPS系统全球定位系统提供全天候精确定位服务无线电测向通过接收无线电信号确定方位和距离雷达应用目标探测、防碰撞和导航定位的综合应用AIS系统自动识别系统实现船舶间信息自动交换第三部分海图与航行计划海图分析符号识别理解不同类型海图的特点、用途和熟练掌握国际海图符号系统，准确局限性，选择适合的海图进行航行解读各种标识和缩写计划计划编制航路设计制定详细的航行计划，包括航段划根据船舶性能、气象条件和安全要分、时间安排和应急方案求设计最优航路海图分类与特点1:500001:5000001:3000000大比例尺海图中比例尺海图小比例尺海图用于港口进出和近岸航行，信息详细准确适用于沿岸航行和区域导航规划远洋航行总体航路规划的基础工具墨卡托投影海图具有等角性质，航线在图上呈直线，便于作业电子海图系统ECDIS逐渐替代传统纸质海图，但纸质海图仍是重要备份海图选用应根据航行区域、船舶吃水和作业精度要求综合考虑海图符号系统国际海图符号遵循IHO国际水文组织标准，确保全球统一性水深用数字和等深线表示，浅水区用蓝色标示航标符号包括灯塔、浮标的形状、颜色和灯质特征危险区域用特殊符号和颜色警示，航行时需特别注意这些标识海图作业基础船位标绘航线绘制距离测量使用经纬度坐标在海图上准确标绘船在海图上绘制计划航线和实际航迹，使用分规和比例尺测量航程距离，注舶位置，这是所有海图作业的基础使用标准符号和颜色区分不同类型的意海里与公里的换算关系，1海里等于标绘精度直接影响航行安全线条

1.852公里航线设计原则航行计划编制航段距离海里航向度航行时间燃油消耗吨出发港-转28504524小时

12.5向点1转向点1-42007835小时

18.2转向点2转向点2-15612513小时

6.8目的港总计861-72小时

37.5详细的航行计划包括航线选择、航段划分、时间安排和资源配置需要预估燃油消耗、淡水需求和食品供应应急预案涵盖恶劣天气、设备故障和医疗急救等情况的处理程序第四部分航位推算基础原理根据已知船位、航向、航速和时间推算新船位环境影响考虑风流作用对船舶航迹的影响误差控制分析误差来源并采取相应的校正措施实际应用结合现代导航设备提高推算精度航位推算基础基本概念数学模型航位推算是根据已知起始位推算公式基于平面三角学和置，利用航向、航速和航行球面三角学在短距离航行时间来推算船舶当前位置的中可使用平面推算，远距离方法这是航海中最基本的则需考虑地球曲率的影响定位技术之一误差来源罗经误差、测程仪误差、操舵误差和外界环境因素都会影响推算精度累积误差随时间增长，需定期校正单船航位推算1等速直航最简单的推算情况，船舶保持恒定航向和航速直线航行2变速航行船舶在航行过程中改变航速，需要分段计算各航段的航程3转向航行航向发生改变时的推算，需要确定转向点位置和新航向4综合推算结合多种情况的复杂推算，要求掌握各种推算方法的综合应用风流影响计算风压差横风作用下船舶产生的偏航角度，与风速、船舶载况和上层建筑面积有关海流影响海流使船舶产生漂移，影响实际航迹和到达时间合成计算风流共同作用时需要进行矢量合成计算补偿措施调整航向和航速以补偿风流影响，保持预定航线第五部分天文航海精确定位通过天体观测获得高精度船位数据处理观测数据的计算和船位线确定观测技术六分仪操作和天体识别技能天球知识天体运动规律和坐标系统基础天文航海基础知识天球坐标建立天球赤道坐标系，理解赤经赤纬概念天体识别掌握主要导航恒星、行星的识别方法天文历表学会使用航海天文历查找天体坐标数据运行规律了解日月星辰的视运动规律和周期变化天体观测技术六分仪操作正确握持六分仪，调整望远镜和滤光片保持仪器垂直，缓慢调节臂杆使天体影像与水平线重合读取高度角时要考虑眼高差修正观测时机选择黄昏和黎明时分是最佳观测时间，此时天体和地平线都清晰可见避免在天体高度角过高或过低时观测，最佳角度范围为15-75度数据记录处理精确记录观测时间、高度角和天体名称考虑仪器误差、大气折射和视差等修正多次观测取平均值可提高精度天文定位计算天文船位线每次天体观测产生一条船位线，船舶必定位于该线上船位线与天体地理位置垂直，距离等于观测高度差高度法定位通过测量天体高度角确定船位线需要查阅天文历获取天体坐标，计算理论高度并与观测高度比较方位法定位观测天体方位角获得方位线当天体位于正东或正西时方位观测最准确，此时方位线为南北向计算表应用使用HO-214或HO-249等航海天文表简化计算过程现代计算器和电脑软件可提高计算效率和精度第六部分电子导航GPS应用ECDIS系统全球定位系统提供连续、精确的位电子海图显示信息系统整合多种导置信息，是现代航海的核心技术航信息于一体综合导航故障处理集成各种电子设备形成统一的导航电子设备故障诊断与应急处理程序平台GPS导航技术24卫星数量至少24颗卫星确保全球覆盖3M定位精度民用GPS精度约3米范围内1SEC更新频率位置信息每秒更新一次4最少卫星至少需要4颗卫星进行定位差分GPSDGPS技术通过地面参考站修正误差，可将精度提高到1米以内广域增强系统WAAS为航空和海事提供更高精度服务接收机应定期检查天线连接和软件更新，确保最佳性能电子海图系统显示功能航路规划安全监控ECDIS能够显示系统提供航路设实时监控船舶偏电子海图、船舶计工具，可自动离预定航路、进位置、航路和各检查安全水深、入危险区域等情种导航信息支桥梁限高等约束况，及时发出警持多层显示和信条件，优化航行报提醒值班人息筛选功能路径员数据更新电子海图需要定期更新，包括新的水深测量、航标变更和临时通告等重要信息雷达导航技术第七部分航海气象与海洋学航海气象学研究大气现象对航海的影响，包括风、浪、能见度等要素海洋学关注海流、潮汐、水温等海洋环境因素准确的气象海洋信息是安全航行和航路优化的重要依据航海气象要素气压系统风场分析高低气压系统控制天气变风向风速直接影响船舶航化低压系统通常带来恶劣行地转风、海陆风和山谷天气，高压系统相对稳定风等局地风系需要特别关气压变化趋势比绝对值更重注风的阵性和持续性影响要，快速下降预示天气恶船舶操纵和货物安全化能见度观测雾、霾、降水等现象影响能见度能见度不良时需要使用雷达导航，加强瞭望，降低航速能见度的时空变化规律有助于航行计划调整天气图解读符号识别掌握地面天气图的基本符号，包括等压线、锋面、气旋和反气旋标识天气系统识别冷锋、暖锋、闭塞锋等锋面系统，理解其移动规律和天气影响趋势预测根据天气图分析未来12-24小时的天气发展趋势，为航行决策提供依据航路调整结合天气预报调整航路和航行时间，避开恶劣天气区域热带气旋与规避气旋结构移动路径台风眼、眼壁、螺旋雨带构成热带气旋热带气旋移动受副热带高压、西风槽等的基本结构大尺度环流影响规避策略危险半圆根据船位和气旋位置选择合适的规避路位于气旋移动方向右侧的区域风浪更径和时机强，应尽力避开海洋环境因素海况评估技术潮汐预报应用根据风速、有效波高、波周期等参数评估海流系统识别掌握潮汐表的使用方法，计算任意时刻的海况等级海况影响船舶航行安全、货物了解主要海流的分布特征、流向流速和季潮高考虑潮流对船舶航行的影响，特别状态和人员舒适度恶劣海况下需要调整节变化大洋环流影响全球气候和航行时是在浅水区域和狭窄水道潮汐窗口影响航向航速或寻找避风港间，近岸流系影响港口进出海流数据可大型船舶的港口操作从海流图和实时观测获得第八部分船舶操纵与避碰操纵原理船舶推进、操舵系统工作原理和操纵性能特点避碰规则国际海上避碰规则的具体条款和实际应用特殊操船港口、狭水道等特殊环境下的操船技巧应急处理紧急情况下的船舶操纵和应急程序船舶操纵基础精确控制熟练掌握各种环境下的船舶精确控制技术环境效应理解浅水效应、岸壁效应对船舶操纵的影响操纵性能掌握船舶的回转、停船等基本操纵性能参数推进系统了解主机、舵机、侧推器等推进操舵设备国际海上避碰规则基本规则会遇局面信号识别瞭望规则要求保持适当瞭望，安全航对遇局面双方各向右转向，交叉相遇船舶灯光配置表明船舶类型、长度、速要求根据能见度、交通密度等调整时右侧来船有优先权，追越局面被追航行状态号型在白天显示船舶状航速每艘船舶都有义务避免碰撞，越船保持航向航速机动船让路给帆态，音响信号用于表明操船意图和警但在会遇局面中责任有所区别船、渔船和受限船舶告其他船舶•对遇局面处理•航行灯配置•保持适当瞭望•交叉相遇规则•号型显示规定•安全航速航行•追越操作要求•音响信号使用•评估碰撞危险特殊水域操船技巧锚地操作选择合适锚地，考虑水深、底质、避风条件和交通情况狭水道航行保持在航道中央，注意来往船舶和分道通航规则港口进出遵循港口交通管制，合理使用引航员和拖轮服务限制视线降低航速，加强雷达瞭望，按规定鸣放雾号紧急情况处理机械故障恶劣天气走锚搁浅主机故障时及时通强风巨浪中保持船走锚时立即起动主知附近船舶，准备首向浪，控制航速机，收起部分锚链应急锚泊舵机故避免船舶剧烈摇重新抛锚搁浅后障时启用应急操舵摆必要时寻找避检查船体损伤，评系统，必要时使用风锚地或改变航向估潮汐变化，制定主机操纵船舶避开风暴中心脱浅计划人员救助人员落水立即投放救生设备，调转船舶回救保持与落水者目视接触，协调救助艇实施救援行动第九部分航海通信GMDSS系统通信设备全球海上遇险与安全系统确保海上1VHF、MF/HF、卫星通信等多种通信通信覆盖，提供可靠的遇险报警和手段互为补充，确保通信畅通安全信息服务遇险通信标准用语规范的遇险通信程序能够在紧急情国际海事组织制定的标准航海通信况下快速获得救助用语确保信息准确传递GMDSS系统概述船舶通信设备VHF设备中高频通信甚高频设备用于近距离通中频MF和高频HF设备用信，视距范围约20-30海里于远距离通信传播距离受16频道为国际呼叫和遇险频电离层条件影响，需要根据道，必须持续守听DSC功时间和频率选择最佳通信窗能能够自动发送遇险报警口卫星通信INMARSAT卫星系统提供全球覆盖的语音和数据通信服务终端设备包括INMARSAT-C、Fleet-77等不同型号，满足不同船舶需求标准航海通信用语100+26标准短语语言版本IMO制定的标准航海通信用语多种语言版本确保国际交流24/7使用时间全天候标准化通信保障标准通信用语包括例行航海通信、交通管制通信、搜救通信等各种场景使用标准用语能够避免语言障碍造成的误解，提高通信效率和安全性船员应熟练掌握常用短语的正确发音和使用场合遇险与安全通信遇险报警遇险时立即发送MAYDAY信号，说明遇险性质、船位、所需援助使用DSC自动报警系统能够快速传达遇险信息安全通告收听航行警告、气象预报等安全信息定时收听NAVTEX广播获取最新的航行安全信息和港口通告搜救协调与搜救协调中心保持通信联系，提供详细的遇险信息和现场情况协助其他遇险船舶的搜救行动医疗咨询通过无线电医疗咨询服务获得医疗指导描述症状时要准确详细，按照医疗建议实施救治措施第十部分航海实务值班制度建立科学的值班制度和明确的职责分工，确保24小时安全航行值班人员必须具备相应的资质和经验记录管理航海日志是法定文件，必须如实记录航行过程中的重要事件和决策记录格式要规范，内容要完整准确港口操作港口进出需要遵循当地交通规则，与港口当局、引航员、拖轮等各方协调配合，确保操作安全资料管理航海资料包括海图、航行通告、技术文件等，需要及时更新和妥善保管电子资料要定期备份驾驶台值班制度值班时间值班人员主要职责交接要点00:00-04:00二副夜间航行监控航行状态，天气变化04:00-08:00大副晨间例行检查设备状态，航行计划08:00-12:00船长日间航行管理港口联系，航路调整12:00-16:00二副午间值班气象更新，设备维护16:00-20:00大副傍晚准备夜航准备，安全检查20:00-00:00船长夜间指挥值班安排，应急准备驾驶台值班实行三班制，确保始终有合格的值班驾驶员在岗交接班时要详细交代航行状态、天气情况、设备运行状态和注意事项。