航海儀器

用于確定船位和保證船舶安全航行的儀器的統(tǒng)稱，主要是航行定位儀器。航行定位儀器可大致分為用于航跡推算、陸標(biāo)定位、天文定位(見天文航海)和無線電定位(見船舶無線電導(dǎo)航)等四類。有些儀器可供幾種定位方法采用。

供航跡推算用儀器。主要有羅經(jīng)、計(jì)程儀、自動(dòng)操舵儀和航跡記錄器等。①羅經(jīng):確定航向和觀測(cè)物標(biāo)方位的儀器。一般海船都裝有陀螺羅經(jīng)和磁羅經(jīng)兩種，前者精確方便，后者簡(jiǎn)單可靠，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短。羅經(jīng)和海圖同為最重要的航海工具，在海圖上畫出航線后，船舶就依靠羅經(jīng)指示航向，沿航線駛向目的地。②計(jì)程儀:測(cè)量航速、累計(jì)航程的儀器。它和羅經(jīng)同為航跡推算的基本儀器，在海圖上作業(yè)就是根據(jù)計(jì)程儀讀數(shù)在航線上量取航行距離。③自動(dòng)操舵儀:能自動(dòng)控制舵機(jī)(見舵設(shè)備)以保持航向的設(shè)備，又稱自動(dòng)操舵裝置。目前使用較多的是機(jī)電式自動(dòng)操舵儀，可根據(jù)海況和船舶裝載情況由人工調(diào)節(jié)偏舵角、反舵角和壓舵角。20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的自適應(yīng)自動(dòng)操舵儀，能根據(jù)客觀情況自動(dòng)調(diào)整上述各種舵角，使航向更穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)效益更好。④航跡記錄器:能自動(dòng)在海圖上進(jìn)行航跡推算作業(yè)的儀器，簡(jiǎn)稱航跡儀。它根據(jù)輸入的羅經(jīng)和計(jì)程儀(或主機(jī)轉(zhuǎn)速)的信息進(jìn)行工作。此外，還有海圖作業(yè)用具如兩腳規(guī)、平行尺等;計(jì)算工具如計(jì)算尺、航海計(jì)算器等。

供沿岸航行船舶進(jìn)行陸標(biāo)定位的儀器。有測(cè)方位的、測(cè)距離的、測(cè)夾角的和測(cè)水深的四類。①測(cè)方位儀器:主要有方位圈，是套在羅經(jīng)或羅經(jīng)復(fù)示器上，觀測(cè)地物或天體方位的儀器。主要部分是由照門和照準(zhǔn)架組成的照準(zhǔn)儀。方位圈上有 0°~360° 刻度供測(cè)舷角用。在方位圈上裝上望遠(yuǎn)鏡可便于精測(cè)。有的船上裝有啞羅經(jīng)，用以觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)羅經(jīng)視線受阻擋的物標(biāo)方位。啞羅經(jīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有指北部件，要先對(duì)準(zhǔn)航向再觀測(cè)方位。②測(cè)距離儀器:船用測(cè)量物標(biāo)距離的光學(xué)儀器，有基線式和仰角式兩類。前者是根據(jù)測(cè)距儀的基線長(zhǎng)度求物標(biāo)距離;后者是根據(jù)物標(biāo)高度求物標(biāo)距離。用六分儀或用帶有密位標(biāo)尺刻度的望遠(yuǎn)鏡也可根據(jù)物標(biāo)高度測(cè)仰角，從而求物標(biāo)距離。雷達(dá)(見航海雷達(dá))是既可測(cè)方位，又可測(cè)距離的儀器。它能在能見度不良的情況下和夜間進(jìn)行觀測(cè)，是定位精度較高的一種儀器。雷達(dá)測(cè)距離的精度比測(cè)方位的高。③測(cè)夾角儀器:主要有六分儀。用六分儀測(cè)得3個(gè)物標(biāo)的兩水平夾角,再用由一個(gè)圓形刻度盤和三條直尺構(gòu)成的三桿定位儀(又稱三桿分度儀)，按所得水平夾角的數(shù)值在海圖上定位。有一種三桿定位儀帶有一組反射鏡，可代替六分儀直接觀測(cè)水平夾角后在海圖上定位。④測(cè)水深儀器:通常船用測(cè)深設(shè)備有手砣和回聲測(cè)深儀。在等深線形狀合適的水域可用以測(cè)深辨位。正在發(fā)展的利用洋底地形定位的技術(shù)，就是將測(cè)深設(shè)備連續(xù)測(cè)得的水深數(shù)據(jù)通過電子計(jì)算機(jī)處理，然后與已知洋底地貌進(jìn)行比較定位。

主要是在看不到陸標(biāo)的情況下，觀測(cè)天體定位用的儀器,包括六分儀,天文鐘、星球儀、索星卡、眼高差測(cè)定器以及天文計(jì)算器等。六分儀、天文鐘是傳統(tǒng)的定位儀器,雖然現(xiàn)在有了無線電定位設(shè)備,但由于它們結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠和隱蔽性好，仍是主要航海儀器之一。①六分儀:主要是用以觀測(cè)天體高度定船位的手持光學(xué)儀器。普通六分儀利用水天線作為觀測(cè)基準(zhǔn)。也有利用氣泡水準(zhǔn)提供人工地平的氣泡六分儀和用簡(jiǎn)易陀螺儀提供人工地平的陀螺六分儀，它們?cè)谒炀€不清時(shí)也能觀測(cè)天體高度，但其精度尚不能滿足航行中定位精度的要求。此外，還有利用光的增強(qiáng)裝置將夜間灰暗的水天線增亮的微光夜視六分儀，能接收天體輻射的無線電波和用人工平臺(tái)自動(dòng)觀測(cè)天體高度的射電六分儀，它們都有待改進(jìn)和完善。②天文鐘:是指示世界時(shí)的精確時(shí)計(jì)。觀測(cè)天體高度時(shí)需記下準(zhǔn)確時(shí)刻，以便在航海天文歷中入表，查找天體坐標(biāo)。③星球儀:用以辨認(rèn)星體或選擇適于觀測(cè)的星體的天球模型。星球儀上畫有常用恒星,也可臨時(shí)標(biāo)上日、月、行星。④索星卡:按不同緯度將星空投影在平面上的一組圖卡，用途同星球儀。⑤眼高差測(cè)定器:是測(cè)量真地平與視地平(即水天線)之間夾角的儀器。以水天線為基準(zhǔn)觀測(cè)天體高度須修正眼高差，其數(shù)值除可由航海表查得外，還可用眼高差測(cè)定器實(shí)測(cè)。在實(shí)際氣溫、水溫與航海表采用的標(biāo)準(zhǔn)值有較大差別時(shí)，用眼高差測(cè)定器求取眼高差更準(zhǔn)確。⑥天文計(jì)算器:能簡(jiǎn)化天文定位中人工計(jì)算作業(yè)的電子計(jì)算器。它能迅速解算天文三角形。有的內(nèi)存有常用天體視坐標(biāo)數(shù)據(jù);有的還內(nèi)裝準(zhǔn)確時(shí)計(jì)，如與六分儀相聯(lián)自動(dòng)記時(shí)，可在很大程度上減輕駕駛員負(fù)擔(dān)。

供船舶利用無線電技術(shù)定位的儀器。目前通用的有測(cè)向儀、康索爾等方位系統(tǒng)和羅蘭、臺(tái)卡、奧米加、子午儀導(dǎo)航等雙曲線系統(tǒng)。它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，可以配合使用以取長(zhǎng)補(bǔ)短，但不能相互替代。理想的定位系統(tǒng)還有待研制，它要求全球性、全天候、自備式、被動(dòng)式、完全可靠和高精度。奧米加和子午儀導(dǎo)航系統(tǒng)曾被稱為20世紀(jì)60年代以來航海技術(shù)的兩大成就，但它們都只具備部分上述條件。80年代后期將正式投入使用的美國(guó)新的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，稱為 GPS全球定位系統(tǒng)。它可以連續(xù)定位，精度比子午導(dǎo)航儀系統(tǒng)更高，是向著理想定位系統(tǒng)跨進(jìn)一步的新的技術(shù)成就。

此外，航海儀器還包括氣象、水文觀測(cè)儀，如氣壓表、干濕溫度計(jì)、風(fēng)速計(jì)等。

由于航海儀器對(duì)保證航行安全有重要意義，國(guó)際海上人命安全公約和國(guó)際海事組織通過的有關(guān)決議對(duì)航海儀器的安裝和性能標(biāo)準(zhǔn)分別作出了規(guī)定。

①航跡推算儀器。用于航跡推算。包括羅經(jīng)、計(jì)程儀、自動(dòng)操舵儀和航跡記錄器。羅經(jīng)是供確定航向和觀測(cè)物標(biāo)方位用的儀器。通常有陀螺羅經(jīng)和磁羅經(jīng)兩種，前者精確方便，后者簡(jiǎn)單可靠。在海圖上劃出航線后，船舶就靠羅經(jīng)指示方向航行。計(jì)程儀在海圖的航線上量取航行距離，用于測(cè)量航速和累計(jì)航程。自動(dòng)操舵儀用作自動(dòng)控制舵機(jī)以保持航向。航跡記錄器用作自動(dòng)在海圖上進(jìn)行航跡推算作業(yè)。其他還有一些常規(guī)的儀器，如兩腳規(guī)、計(jì)算器等。②陸標(biāo)定位儀器。供沿岸航行船舶進(jìn)行陸標(biāo)定位用，主要有測(cè)方位用的方位圈等測(cè)方位儀器;測(cè)量物標(biāo)距離用的測(cè)距離儀器;用于測(cè)量物標(biāo)水平夾角用的測(cè)夾角儀器，如六分儀等;測(cè)水深儀器，如船用回聲測(cè)深儀等。③天文定位儀器。主要是在陸標(biāo)看不見時(shí)，用以觀測(cè)天體定位，包括六分儀、天文鐘、星球儀、索星卡、天文計(jì)算器等儀器。其中六分儀和天文鐘是傳統(tǒng)定位儀器。④無線電定位儀器。它是船舶利用無線電技術(shù)定位的儀器，包括通用的測(cè)向儀、康索爾方位系統(tǒng)，羅蘭、臺(tái)卡、奧米加、子午儀導(dǎo)航等雙曲線系統(tǒng)。此外，船上使用的航海儀器還有常規(guī)的水文、氣象測(cè)量等儀器、儀表。