【科普】大海航行靠舵手,舵手靠什么?

航运 / /

 

走海路从大连到秦皇岛有200公里,走到一半我不知道该往哪走,怎么办?有什么准确的方式确定我距离秦皇岛还有多少公里么?



不仅仅是GPS!


船舶导航是一个很系统的工程,主要导航方式有三种:

系统导航有个声音时时刻刻在告诉你:你到西直门了,你到东直门,你到大前门了

惯性导航→你自己闭上眼睛默念:向前走了三步,左转,再走十五步
雷达导航你闭着眼睛问一个睁着眼的人:我到哪了?我到哪了?

系统导航分为陆基和星基星基就是利用卫星导航,全世界现在有四个星基导航系统:美国的GPS,欧盟的伽利略,俄罗斯的GLONASS,还有我大中华的北斗


GPS

最通用的民用导航方式。基本原理就是利用卫星进行定位,获得船舶经纬度,再将坐标输入电子海图用以判断船舶现有的位置。


GPS是94年建成的,而船舶航行的历史已经有几百年了。在GPS出现之前是岸基导航,就是在航海范围内设置信号站,信号站不停的发射信号,船舶接收到多个信号站的信号并将其加以综合得到自己现有的位置。


下图是美国的陆基导航系统罗兰C的分布图

举个栗子

假设你迷路了,现在听到了你爸爸在喊你。他说“3点啦,3点啦,4点啦,4点啦”,当你听到他说3点了的时候你看看表,发现现在已经5点了,你就知道你跟他的距离是声速乘两个小时。


现在如果你知道爸爸在北京,妈妈在上海,老婆在西安。他们仨都在不停地报时,你根据这三个距离信息就能判断自己的位置了。


当然具体的陆基系统并不是简单的直线定位,而是双曲线定位。


陆基导航就需要修建大规模的信号站,我国在68年建设长河一号,87年建设长河二号。此前有美国的罗兰系统和奥米加系统。不过随着GPS的出现,现在陆基导航系统均以停止。

再看几张图:

这是台湾海峡,每一个彩色点都是一艘船。


再看看宁波舟山港:


渤海湾:

在靠岸的情况下船舶要考虑的不是找别人,而是如何不跟别人撞上。


这几张图都是各个港口的情况,也许有些误导倾向,对于各大洋上的情况就没有这么恐怖了。但是船舶是有航线的,就像汽车都要开在马路上一样。为了解释这个需要提到一个概念:恒向线

通俗的讲,就是如果船沿着这条线行驶,指南针的角度是永远不变的。(有一本同名书籍《恒向线》,是讲述船员真实经历的,对远航感兴趣的一定要读一读。)


因为恒向线的特殊意义,所以航线在设计时都是沿着恒向线设计。但是全世界的港口就那么多,航线也是那么多,大家都沿着对应的恒向线去开的话就让航道显得格外拥挤了。


在这个GPS扮演了另一个角色:船舶避碰


要知道开船不像开车,你踩油门它就走。开船的操作是有延迟的,就像你踩了半天油门车纹丝不动,过了半天才慢慢起步,等到你发现速度太快了的时候踩住油门它又要好半天才能停下来。而且是越大的船这种延迟效应越明显。


所以有人对船舶碰撞事件特别不理解,明明那么大一片海,两个这么小的船居然还能撞上!原因就是因为船舶操纵的难度以及航道有限造成的。

为了避免船舶碰撞,国际海事组织要求在300吨以上的货船以及所有客船均安装AIS(自动识别系统)。AIS会经过VHF甚高频通信将船舶的位置、速度、以及船舶信息发送出去,像广播一样,用来提醒周围的船舶注意避让。GPS在里面扮演的就是定位的任务,并且通过时实定位来推测航速航向。

VTS

但是在港口附近,船舶太多了,已经无法自行决策,这里就需要VTS系统(船舶交通导航系统)介入。每个港口都有对应的VTS系统,VTS借由本港内覆盖的雷达信息以及各个船舶发送的AIS信号来统一调度各个船只。


这里还要提到一个职业:引航员


因为港内航道复杂,为了避免驾驶员不熟悉情况,港口还要派一名引航员上船引导驾驶。


尤其大船靠离船舶惯性大需要前后或者也有中间拖轮协作,这是需要引航员长期默契的,除了因为外轮对航道的不熟悉,更是为了避让的统一化,因为各航道区域引水大概属一个系统,方便交流。

在船舶靠港的最后阶段,GPS也是起到重要作用的,因为船长是看不到船离岸边还有多远的,所以就要根据GPS的定位来慢慢靠岸。



(来源:中国海员之家)

发表评论

电子邮件地址不会被公开。