[發明專利]船舶大圓航法航行航跡偏差的測定方法

有效

• 申請號: 201510089844.2
• 申請日: 2015-02-27
• 公開（公告）號: CN104808659B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 王紅波;劉洋;朱顯明;楊樹仁;劉廷偉;孫志鵬;吳欽;李小剛
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司22100
• 代理人: 陳宏偉

1.一種船舶大圓航法航行航跡偏差的測定方法，其特征在于，該船舶大圓航法航行航跡偏差的測定方法，結合大圓航法航線上已知兩點的經緯度，計算兩點間的最短距離和兩點各自計劃航向，以及已知起點經緯度、起點計劃航向和大圓航法航行兩點間最短距離，計算終點經緯度和終點計劃航向，計算大圓航法航跡偏差，具體包括以下幾個步驟：

步驟一、計算期望航線兩點間最短距離；

步驟二、計算起點到當前位置間的航線最短距離；

步驟三、尋找期望航線上輔助參考點；

步驟四、計算輔助修正偏差角；

步驟五、計算航跡偏差，并回到步驟二；

其中，

1)已知起點和終點的經緯度，計算大圓航法兩點間的最短距離以及起點和終點的計劃航向，具體方法為：

已知起點A和終點B的經緯度坐標分別為和計算起點A和終點B的歸化緯度U_A,U_B計算經度差λ_AB,計算大圓航法起點A和終點B間的最短距離S_AB以及起點A和終點B的計劃航向ψ_A,ψ_B,某點的計劃航向即該點所在弧切線方向與正北向的夾角；

2)計算起點A和終點B的歸化緯度U_A和U_B:

其中和分別為起點A和終點B的經緯度坐標，f為地球扁率；

3)計算經度差λ_AB：

λ_AB＝Δλ_AB-(1-M)fsinψ_AB{θ_AB+Msinθ_AB[cos2θ_m+Mcosθ_AB(-1+2cos²2θ_m)]}；

其中經度差初值Δλ_AB＝λ_B-λ_A,θ_m為赤道到A,B所在弧線連線中點間的角距，ψ_AB為起點A與終點B所在弧的延長線與赤道交點的航向角，θ_AB為起點A和終點B間的角距，M為引入的參數；

4)計算大圓航法起點A和終點B間的最短距離S_AB以及起點A和終點B的計劃航向ψ_A,ψ_B：

S_AB＝bN(θ_AB-Δθ_AB)；

N=1+u216384{4096+u2[-768+u2(320-175u2)]}P=u21024{256+u2[-128+u2(74-47u2)]}]]>

式中：

ψA=arctan(cosUBsinλABcosUAsinUB-sinUAcosUBcosλAB);]]>

ψB=arctan(cosUAsinλAB-sinUAcosUB+cosUAsinUBcosλAB);]]>

其中a為地球長半軸長，b為地球短半軸長，θ_AB為起點A和終點B間的角距，Δθ_AB為起點A和終點B之間的角距偏差；

5)已知起點經緯度、起點計劃航向和大圓航法航行兩點間最短距離，計算終點經緯度以及終點計劃航向，具體方法為：

已知起點A經緯度坐標起點A計劃航向ψ_A和大圓航法起點A和終點B間的最短距離S_AB；計算起點A的歸化緯度U_A以及赤道到A點的角距θ_A，計算起點A和終點B間角距θ_AB，計算終點B的經度值λ_B，緯度值以及B點計劃航向ψ_B；

6)計算起點A歸化緯度U_A以及赤道到A點的角距θ_A：

θA=arctantanUAcosψA;]]>

其中為起始點A的經緯度坐標，f為地球扁率，ψ_A為A點計劃航向；

7)計算起點A和終點B間角距θ_AB：

θAB=SABbN+ΔθAB;]]>

其中S_AB為大圓航法起點A和終點B間的最短距離，Δθ_AB為起點A和終點B之間的角距偏差；b為地球短半軸長；N為待定參數；

8)計算終點B經度值λ_B，緯度值以及B點計劃航向ψ_B：

λ_S＝λ_A+Δλ_AB；

ψB=arctansinψAB-sinUAsinθAB+cosUAcosθABcosψA]]>

9)計算起點到當前位置間的航跡最短距離：

已知船舶起點A和當前位置C的經緯度坐標和計算起點A到船舶當前位置C的最短距離S_AC；

10)找期望航線上輔助參考點：

在計劃航線上取一參考點使其與起點A的最短距離等于船舶當前位置到起點的距離；過D點做AB的切線，其計劃航向為ψ_D；

計算輔助修正偏差角的方法中,直線CD與正北方向夾角為ψ_C；則計算得到輔助修正偏差角β：

β＝ψ_D-ψ_C

計算航跡偏差中，計算CD長度為S_CD,最終計算得到航跡偏差η：

η＝S_CD*sinβ。