航速的计算方法
GPS 是远洋船舶计算航速的常用方法。船舶上的 GPS 接收器可以精确地获取船舶在不同时间点的位置信息(经度和纬度)。通过计算两个时间点之间的距离,再除以时间间隔,就能得到航速。例如,在时间船舶的位置是,在时间船舶的位置是,根据地球大圆距离公式(其中是地球半径)计算出两点间的距离,航速。GPS 的优点是精度较高,可以提供船舶的对地速度,并且不受船舶自身设备性能和海洋环境(如水流)的直接干扰,能够实时、连续地提供数据。
拖曳式计程仪:这是一种比较早期的计程设备。它的工作原理是利用船舶航行时拖在船尾的计程仪转子,通过水流的推动而旋转。旋转的圈数与船舶航行的距离有一定的比例关系。例如,假设计程仪转子每旋转一圈代表船舶前进一定的距离(如 1 米),当船舶航行一段时间后,统计转子旋转的圈数,就可以计算出船舶行驶的路程。然后根据航行时间,用路程除以时间就能得到航速。但是这种计程仪受水流等因素影响较大,在有海流的情况下,测得的速度是船舶相对水流的速度,而非对地速度。
电磁计程仪:它是利用电磁感应原理来测量船舶航速。在船底安装有传感器,当船舶航行时,海水切割传感器产生的磁场,根据电磁感应定律产生感应电动势,其大小与船舶航速成正比。电磁计程仪可以测量船舶相对于海水的速度。不过它也有一定的局限性,比如传感器的精度会受到海水的电导率、温度、盐度等因素的影响。
传统方法 - 计程仪测量
现代方法 - 卫星定位系统(如 GPS)
航程的计算方法
在远洋航行中,船员也会结合航迹推算和卫星定位系统来计算航程。航迹推算(DR)是一种传统的航海方法,它根据船舶的航向、航速、风流情况等来推算船舶的位置和航程。船员先确定船舶的航向,比如磁罗经或电罗经指示的航向,再考虑风、流对船舶航行的影响,估算船舶在一定时间内的航程。同时,利用卫星定位系统(如 GPS)来定期修正航迹推算的误差。例如,通过航迹推算估计船舶行驶了 100 海里,然后通过 GPS 定位发现实际位置与推算位置有偏差,根据偏差修正航程计算结果,从而得到更准确的航程数据。
如果航速是随时间变化的函数,那么航程。例如,船舶在一段时间内的航速是按照(单位:节,的单位是小时)的规律变化,从到小时,那么航程海里。
当航速已知且相对稳定时,可以通过简单的公式来计算航程,其中是航程,是航速,是航行时间。例如,船舶以 15 节(1 节 = 1 海里 / 小时)的航速航行 10 小时,那么航程海里。不过在实际远洋航行中,航速可能会因为各种因素(如风向、海流、船舶动力系统的调整等)而发生变化。
累计航速与时间
积分计算(对于变速情况)
结合航迹推算与定位系统
介绍一下航速的单位及其换算关系
远洋航行中可能会遇到哪些影响航程计算的特殊情况
除了航速和航程,远洋船舶还需要监测哪些航行数据
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