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1. 船舶氣象導(dǎo)航

船用雷達(dá)是一種傳統(tǒng)的無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備，在船舶近海定位,、引導(dǎo)船舶進(jìn),、出港，窄航道航行以及在避碰中發(fā)揮作用,。GPS導(dǎo)航儀在海洋船舶中已普遍使用,，它與雷達(dá)相比具有全球、連續(xù),、實(shí)時(shí),、高精度,、多功能等優(yōu)點(diǎn)。隨著海用信標(biāo)差分GPS(DGPS)基臺(tái)的不斷建立,，可將使用GPS C/A碼的定位精度提高到米量級(jí),。因此，還可應(yīng)用DGPS或GPS導(dǎo)航儀來(lái)改善雷達(dá)的使用性能,，測(cè)定雷達(dá)測(cè)距,、測(cè)向精度，彌補(bǔ)雷達(dá)在避碰和錨位監(jiān)視等方面的某些局限性,。

2 GPS與雷達(dá)的定位與導(dǎo)航功能

2.1 定位功能

船用雷達(dá)發(fā)射無(wú)線電波,，并接收該電波從目標(biāo)反射的回波，在顯示器上一目了然地顯示周圍物標(biāo)相對(duì)于本船的圖像,。測(cè)定一個(gè)或幾個(gè)固定物標(biāo)相對(duì)于本船的方位和距離,，可在海圖上作出船位。由此可見(jiàn),，雷達(dá)對(duì)于船舶在近岸海區(qū)或窄航道上安全航行發(fā)揮重要作用,，特別是在霧航中更加顯示它的重要性。但是,，由于受到雷達(dá)電波傳播的視距所限,，探測(cè)物標(biāo)的距離通常只有幾至幾十海里，不能用于遠(yuǎn)洋定位,。 GPS導(dǎo)航儀同時(shí)跟蹤3顆或4顆衛(wèi)星信號(hào),，測(cè)定到達(dá)衛(wèi)星的偽距，通過(guò)導(dǎo)航儀內(nèi)部計(jì)算機(jī)解算,，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí),、連續(xù)、全球,、高精度定位,，可彌補(bǔ)雷達(dá)不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)洋定位以及定位不連續(xù)、定位操作工作量大等缺點(diǎn),。

2.2 導(dǎo)航功能

30m左右的中型引航船,。考慮到天津港冬季多大風(fēng),，

錨地?zé)o遮蔽,，以及在海況好時(shí)的工作方便，可考慮配置1艘不小于40m的大型子母引航船,。天氣及海況不好時(shí),，可單獨(dú)執(zhí)行任務(wù)；海況好時(shí)，可將其攜帶的2艘高速艇放下,，共同執(zhí)行任務(wù),。如子母船的設(shè)想不能成立,，也可只配置1艘大型引航船,，另配置2艘高速艇。 無(wú)論任何型號(hào)的引航船(艇),，在設(shè)計(jì)上必須考慮到靠船的要求和引航員上,、下船的方便。

3.3 對(duì)速度和操縱性能的要求 引航船在速度上不能低于16kn,。 高速艇一般不能低于20kn,。 從操縱靈活的要求出發(fā)，采用可變螺距船,；駕駛操縱系統(tǒng),，應(yīng)以方便1人操作為原則；大型引航船,，還應(yīng)加裝首側(cè)推器,。

3.4 要配置先進(jìn)的雷達(dá)及通信設(shè)備

另外，船身應(yīng)為白色,，并在明顯處標(biāo)注英文“引航(PILOT)”,。

以上僅是對(duì)引航船提出一些的初步設(shè)想，根據(jù)規(guī)范化及國(guó)際大港口的要求來(lái)考慮,，配置專用引航船是非常必要的,。

普通船用雷達(dá)要獲得航速、航向航跡等航行數(shù)據(jù),，需通過(guò)幾次定位,，由人工標(biāo)繪實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)雷達(dá)標(biāo)繪儀(ARPA)雖然自動(dòng)顯示上述數(shù)據(jù),，但存在跟蹤延遲和雷達(dá),、計(jì)程儀、羅經(jīng)等傳感器引入的誤差,。另外,，由于ARPA設(shè)備昂貴，不能在所有的船上安裝,。 GPS導(dǎo)航儀采用現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)技術(shù),，可實(shí)時(shí)計(jì)算并顯示航速，航向,，航跡偏差,，風(fēng)、流壓差，還具有設(shè)置航路點(diǎn),、計(jì)劃航線,、顯示到達(dá)航路點(diǎn)的距離、時(shí)間等導(dǎo)航功能,。

3 GPS的避碰功能

船用雷達(dá)測(cè)定海上運(yùn)動(dòng)物標(biāo)和靜止物標(biāo)的距離,、方位等相對(duì)參數(shù)，通過(guò)人工標(biāo)繪得到最近會(huì)遇距離(CPA)和到達(dá)最近會(huì)遇點(diǎn)的時(shí)間(TCPA)等避碰數(shù)據(jù),，駕駛員根據(jù)這些數(shù)據(jù)及時(shí)采取避讓措施,。但是，有些物標(biāo)反射回波微弱,，操作人員難以看清它們的回波圖像,，ARPA有可能對(duì)它們漏跟蹤或錯(cuò)誤跟蹤而不能提供避碰數(shù)據(jù)。在氣象條件惡劣時(shí),，出現(xiàn)嚴(yán)重的海浪回波干擾或雨,、雪回波干擾，上述丟失物標(biāo)的現(xiàn)象時(shí)有出現(xiàn),。對(duì)于未露出海面的暗礁,、沉船、淺灘等潛在物標(biāo),，雷達(dá)更是無(wú)能為力,。根據(jù)海圖和航海通告事先查出在航線附近水面危險(xiǎn)的小物標(biāo)和水下的潛在障礙物，把它們作為航路點(diǎn)在GPS導(dǎo)航儀中存貯,，并根據(jù)障礙物和船舶狀況設(shè)置報(bào)警范圍,。在航行中，駕駛員可以隨時(shí)檢查這些物標(biāo)相對(duì)于本船的距離和方位,。一旦船舶進(jìn)入所設(shè)定的報(bào)警范圍的邊界,，GPS導(dǎo)航儀立即發(fā)出報(bào)警，駕駛員作出避讓措施,。

4 GPS輔助雷達(dá)定位

雷達(dá)定位的難點(diǎn)是正確識(shí)別物標(biāo),，對(duì)于不大熟悉雷達(dá)觀測(cè)的駕駛員更是如此。若用雷達(dá)觀測(cè)幾個(gè)比較接近的非獨(dú)立物標(biāo),，由于物標(biāo)回波圖像邊緣擴(kuò)大,、失真等原因，這些物標(biāo)的回波圖像難以清楚分開(kāi),，因而觀測(cè)雷達(dá)圖像找不出與海圖所對(duì)應(yīng)的物標(biāo),，或把一物標(biāo)回波圖像錯(cuò)認(rèn)為另一物標(biāo)的回波圖像，獲得錯(cuò)誤的雷達(dá)船位或造成不能允許的船位誤差,。又由于在海圖上查找雷達(dá)回波反射點(diǎn)要耽誤時(shí)間,，因而定位是不連續(xù),、不實(shí)時(shí)的，獲取船位的時(shí)間滯后于實(shí)測(cè)船位的時(shí)間,。滯后時(shí)間的大,、小與觀測(cè)者對(duì)雷達(dá)觀測(cè)的熟練程度有關(guān)。

普通的GPS導(dǎo)航儀,，除了直接存貯任一位置的經(jīng),、緯度以外，還可輸入當(dāng)前位置到達(dá)雷達(dá)測(cè)量位置的距離,、方位,，計(jì)算并顯示物標(biāo)的所在位置的經(jīng),、緯度,。若把雷達(dá)測(cè)定的物標(biāo)的距離、方位數(shù)據(jù)迅速輸入GPS導(dǎo)航儀,，根據(jù)它顯示的經(jīng),、緯度數(shù)據(jù)，可迅速在海圖上找到對(duì)應(yīng)的物標(biāo),，由此作出雷達(dá)船位,。用此方法取得的雷達(dá)船位比用常規(guī)法作得的船位準(zhǔn)確、可靠,，避免因識(shí)別反射物標(biāo)錯(cuò)誤而引起雷達(dá)船位錯(cuò)誤或偏差,，標(biāo)繪所用的時(shí)間也可明顯縮短。如果將雷達(dá)測(cè)定的距離和方位數(shù)據(jù)通過(guò)接口和控制裝置輸入GPS導(dǎo)航儀,，導(dǎo)航儀就不需人工干預(yù)直接顯示相應(yīng)物標(biāo)所在位置的經(jīng),、緯度。

5 錨位監(jiān)視功能

在船舶錨泊時(shí),，船用雷達(dá)可通過(guò)測(cè)定陸標(biāo)的方位和距離監(jiān)視本船的錨位偏離狀況,，也可通過(guò)測(cè)定到達(dá)他船的方位和距離監(jiān)視他船的漂移狀況，一旦發(fā)現(xiàn)本船和他船走錨,，便可采取相應(yīng)的措施避免發(fā)生事故,。GPS的錨位監(jiān)視是以錨位點(diǎn)為中心，輸入的設(shè)定距離為半徑,，一旦天線所在位置超出此范圍,，即被認(rèn)為走錨而發(fā)出報(bào)警。監(jiān)控半徑大,、小的選擇要根據(jù)GPS導(dǎo)航儀的定位精度,、周圍環(huán)境及船舶狀況而定。由于GPS具有較高的定位精度,，可以減小設(shè)置監(jiān)控半徑,，提高監(jiān)控靈敏度,。若采用DGPS可進(jìn)一步減小監(jiān)控半徑，提高監(jiān)控靈敏度,。通常,，GPS導(dǎo)航儀的最小設(shè)置監(jiān)控半徑為0.1n mile。 雖然GPS不能監(jiān)視他船的錨移狀況,，但對(duì)本船的錨移監(jiān)視具有不需通過(guò)測(cè)定物標(biāo)定位,、監(jiān)視靈敏度高、快速實(shí)時(shí)等優(yōu)點(diǎn),。GPS與雷達(dá)相結(jié)合的錨位監(jiān)控手段,，對(duì)防止大風(fēng)造成的損失可起到很大的作用。

6 DGPS測(cè)定船用雷達(dá)測(cè)向,、測(cè)距誤差

7 GPS與雷達(dá)配合應(yīng)用需注意的問(wèn)題

2. 船舶氣象導(dǎo)航公司

海務(wù)是指在船公司指導(dǎo)和負(fù)責(zé)船舶安全,、貨物配載、氣象導(dǎo)航等事物的專業(yè)人員,，一般都由船長(zhǎng)級(jí)別的人員擔(dān)任,。

機(jī)務(wù)是指在船公司指導(dǎo)和負(fù)責(zé)船舶機(jī)械安全、工況研究,、燃油成本控制,、設(shè)備物料維護(hù)的專業(yè)人員，一般都由輪機(jī)長(zhǎng)級(jí)別的人員擔(dān)任,。

3. 船舶氣象導(dǎo)航應(yīng)用指南

船舶起居處所是船舶結(jié)構(gòu)中不可或缺的一個(gè)重要組成部分,，簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是指公共處所,、走廊,、盥洗室、住室,、辦公室,、醫(yī)務(wù)室、電影院,、游戲室,、娛樂(lè)室、理發(fā)室,、無(wú)烹調(diào)設(shè)備的配膳室和類似處所,。

一般設(shè)置在船舶的中部或艉部，采用鋼結(jié)構(gòu)或其他等效的材料制造而成,，一般高度在5～12米間,，分為2～4層，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)類似于陸上的樓房,。但是,，由于受到空間的限制,，其內(nèi)部設(shè)置緊湊、走道寬度狹小,，層間高度低矮,，樓梯坡度較大，出入口小,，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,。又因起居處所的上層空間一般是船舶的大腦;駕駛室，在駕駛室內(nèi)一般設(shè)置有駕駛設(shè)備,、導(dǎo)航通訊設(shè)施,、氣象水文設(shè)備以及船舶火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)等重要設(shè)施。在起居處所下方設(shè)有船舶的心臟;機(jī)艙,，其間主要設(shè)置著船舶動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng),。

4. 船舶氣象導(dǎo)航相關(guān)外文資料

導(dǎo)航衛(wèi)星的特點(diǎn)是：可以為全球船舶、飛機(jī)等指明方向,，導(dǎo)航范圍遍及世界各個(gè)角落,；可全天候?qū)Ш剑谌魏螑毫拥臍庀髼l件下,，晝夜均可利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為船舶指明航向；導(dǎo)航精度遠(yuǎn)比磁羅盤高,，誤差只有幾十米,；操作自動(dòng)化程度高，不必使用任何地圖即可直接讀出經(jīng),、緯度,；導(dǎo)航設(shè)備小，很適宜在艦船上安裝使用,。于是,，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生了。

　　至于功能,，就是導(dǎo)航,，導(dǎo)航衛(wèi)星可以說(shuō)是當(dāng)今的“羅盤”。

5. 船舶氣象導(dǎo)航類型

雷達(dá)所起的作用和眼睛和耳朵相似,，當(dāng)然,，它不再是大自然的杰作，同時(shí),，它的信息載體是無(wú)線電波,。 事實(shí)上，不論是可見(jiàn)光或是無(wú)線電波,，在本質(zhì)上是同一種東西,，都是電磁波,，在真空中傳播的速度都是光速C，差別在于它們各自的頻率和波長(zhǎng)不同,。

其原理是雷達(dá)設(shè)備的發(fā)射機(jī)通過(guò)天線把電磁波能量射向空間某一方向,，處在此方向上的物體反射碰到的電磁波；雷達(dá)天線接收此反射波,，送至接收設(shè)備進(jìn)行處理,，提取有關(guān)該物體的某些信息（目標(biāo)物體至雷達(dá)的距離，距離變化率或徑向速度,、方位,、高度等）。

測(cè)量距離實(shí)際是測(cè)量發(fā)射脈沖與回波脈沖之間的時(shí)間差,，因電磁波以光速傳播,，據(jù)此就能換算成目標(biāo)的精確距離。

測(cè)量目標(biāo)方位是利用天線的尖銳方位波束測(cè)量,。

測(cè)量仰角靠窄的仰角波束測(cè)量,。根據(jù)仰角和距離就能計(jì)算出目標(biāo)高度。

測(cè)量速度是雷達(dá)根據(jù)自身和目標(biāo)之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的頻率多普勒效應(yīng)原理,。

雷達(dá)接收到的目標(biāo)回波頻率與雷達(dá)發(fā)射頻率不同,，兩者的差值稱為多普勒頻率。

從多普勒頻率中可提取的主要信息之一是雷達(dá)與目標(biāo)之間的距離變化率,。

當(dāng)目標(biāo)與干擾雜波同時(shí)存在于雷達(dá)的同一空間分辨單元內(nèi)時(shí),，雷達(dá)利用它們之間多普勒頻率的不同能從干擾雜波中檢測(cè)和跟蹤目標(biāo)。

6. 船舶氣象導(dǎo)航用途

船舶儀表是說(shuō),，船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)ais（automaticidentificationsystem)是一種船舶導(dǎo)航設(shè)備,，通過(guò)ais使用能增強(qiáng)船舶間避免碰撞的措施，能加強(qiáng)arpa雷達(dá),、船舶交通管理系統(tǒng),、船舶報(bào)告的功能，能在電子海圖上顯示所有船舶可視化的航向,、航線,、航名等信息，達(dá)到改進(jìn)海事通信的功能和提供一種船舶進(jìn)行語(yǔ)音和文本通信的方法,，增強(qiáng)了船舶的全局意識(shí),。

ais用船舶全球唯一編碼體制，即mmsi碼來(lái)作為識(shí)別手段,。每一船舶從開(kāi)始建造到船舶使用解體,，給予一個(gè)全球唯一的mmsi碼。

asi技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：每分鐘劃分為2250個(gè)時(shí)間段,。每個(gè)時(shí)間段可發(fā)布一條布長(zhǎng)于256比特的信息,，長(zhǎng)于256比特的信息需要增加時(shí)間段,。

每條船舶會(huì)通過(guò)詢問(wèn)選擇一個(gè)與他船埠發(fā)生沖突的時(shí)間段和對(duì)應(yīng)的時(shí)間段來(lái)發(fā)布本船的信息。ais(applicaitoninterfacespecification)應(yīng)用程序接口規(guī)范ais(alarmindicationsignal)告警指示信號(hào),，常見(jiàn)于電信設(shè)備上的紅色指示信號(hào),。ais簡(jiǎn)明受傷分級(jí)，是由美國(guó)醫(yī)學(xué)協(xié)會(huì)一個(gè)專門委員會(huì)在70年代初期針對(duì)汽車安全性而制定的標(biāo)準(zhǔn),。

7. 船舶氣象導(dǎo)航公司有哪幾家

雪龍?zhí)枠O地考察船,，遠(yuǎn)望5號(hào)是中國(guó)第三代航天測(cè)量船。

       雪龍?zhí)柺侵袊?guó)第三代極地破冰船和科學(xué)考察船,，由烏克蘭赫爾松船廠在1993年3月25日完成建造的一艘維他斯·白令級(jí)破冰船,。中國(guó)于1993年從烏克蘭進(jìn)口后按照中國(guó)需求進(jìn)行改造而成?！把垺碧?hào)是中國(guó)最大的極地考察船,。

遠(yuǎn)望5號(hào)是中國(guó)第三代航天測(cè)量船，具有國(guó)際先進(jìn)水平的大型航天遠(yuǎn)洋測(cè)量船,，集船舶建設(shè),、航海氣象、電子,、機(jī)械,、光學(xué)、通信,、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域最新技術(shù)于一身,，由通用船舶平臺(tái)和航天測(cè)控裝備兩大部分組成，分為船舶,、測(cè)控、通信,、氣象4個(gè)系統(tǒng),。滿載排水量2.5萬(wàn)噸，抗風(fēng)能力可達(dá)12級(jí)以上,，能在南北緯60度以內(nèi)的任何海域航行 ,。

8. 船舶氣象導(dǎo)航軟件

方法如下：

雷達(dá)對(duì)高空風(fēng)的測(cè)量，需要?dú)庀髿馇虻呐浜?。通過(guò)釋放氣象氣球,，追蹤其空中運(yùn)行軌跡，可以計(jì)算出高空風(fēng)的風(fēng)向,、風(fēng)速,。

雷達(dá)的定位是根據(jù)仰角、方位角和斜距,，相對(duì)于經(jīng)緯儀通過(guò)仰角,、方位角和高度對(duì)氣球定位的方法,，雷達(dá)測(cè)風(fēng)要簡(jiǎn)單得多。

雷達(dá)天線發(fā)射出電磁波,，電磁波在空中傳播,，遇到障礙物被反射回來(lái)，后被雷達(dá)天線接收,。

因?yàn)殡姶挪ㄔ诳罩械膫鞑ニ俣仁且欢ǖ?，乘以雷達(dá)發(fā)射和接收電磁波的時(shí)間差，則可計(jì)算出雷達(dá)至目標(biāo)物的斜距,。

再借助雷達(dá)自身的測(cè)角系統(tǒng),，測(cè)定雷達(dá)與目標(biāo)物之間的仰角和方位角，即可計(jì)算出風(fēng)速和風(fēng)向,。