发明杯-刘晓峰-航海学院 - 图文

海里，方位线角度误差值取1°，带入公式计算得到，M=0.03海里。当夹角取60°，距离取2海里时，M=0.06海里；如物标的距离达到5海里，这一误差将达到0.14海里。

上述数据看似误差不大，但考虑到我们取的都是1°的方位误差，如方位误差增加，误差将按照同等倍数增加。并且，该项误差并非单独存在，在定位过程中还有其他随机误差和系统误差。综合考虑，这些因素都会对船位差生较大影响，进而影响航行安全，我们需要将各种误差都作出适当评估，并缩小或者消除这些误差带来的影响。

图2 传统航海平行尺在海图上度量方位示意图

除了利用平行尺平移度量方向外，传统航海平行尺还在尺侧一段画出以垂直尺身的90°线为基准的左右各80°范围的方位线，配合海图上度量位置附近的经线来进行角度的度量，只要稍微移动平行尺，使度量的线与这些刻度线中某条线相重合，根据重合的角度数值判断度量的角度。这种方法虽然克服了上述平行尺在移动过程中产生的角度随机误差，但由于尺身较窄，这些线条不够长，不容易判断是否重合，其中产生的误差甚至大于平行移动产生的误差。

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3改进后的航海平行尺 3．1改进的主要思路

上述分析中，我们发现了平行尺度量角度误差的主要误差源为移动尺身过程中产生的偏移，很显然，只要能够减少平行尺的移动次数，就能在很大程度上缩小甚至近乎消除这种误差。传统航海平行尺尺侧的方位线给了我们以思路，这种利用尺身自带的方位线来度量的方法，可以最大程度上减少移动的次数从而减少移动产生的误差，其线条过短，不宜对齐的缺陷可以通过扩大尺身的宽度，增加线条的长度来实现，同时，尺身增加的部分，还可以镂空制作一些航海常用的形状和符号的模板，便于驾驶员在进行海图作业及海图改正时使用。

3．2对平行尺中方位线部分的改造

增加平行尺绘有方位线的那部分尺身的宽度，从原来的35MM增加到65MM，并将原来的方位线进行延长，使其中16个整十刻度横向投影长度达到48MM，其他刻度的横向投影长度达到37MM，经过改造， 性能得到了明显提高。

在误差分析理论中，对于随机误差的度量，航海上主要依据白塞尔（Bessel）观测标准差计算公式，在未知真实值的情况下，观测值的标准差m为 ：

????

m=± ???18

其中ν为最概率值与真实值之间的差值，n为有效采样的次数。 为了验证思路的合理性，我们制作了样尺（图3），并由同一个人，对同张海图上的同个方位线分别进行了8次测量，其中，利用传统航海平行尺得出的标准差为±0.87°，利用改进后的平行尺得出的标准差为±0.34°。由此可见，依次方法改进的平行尺度量精度得到了很大的提高，高于传统航海平行尺。具体观测原始数据及标准差结果见表1和表2。

图3多功能航海平行尺

表1 利用改进后的平行尺测量的数据标准差 测量值 100.8 100.9 99.9 100.5 100.6 νi 0,39 0.29 -0.61 0.09 -0.41 ν 0.1521 0.0841 0.3721 0.0081 0.0361 测量值 100.4 100.5 100.0 L=100.43 νi -0.01 0.09 -0.41 m=0.34° ν 0.0001 0.0081 0.1681 0.8288

表2 利用改进前的平行尺测量的数据标准差

测量值 101.5 101.2 100.5 99.6 99.5 νi 1.09 0.79 0.09 -0.81 -0.91 ν 1.1881 0.6241 0.0081 0.6561 0.8281 测量值 101.4 99.5 100 L=100.41 νi 0.99 -0.91 -0.41 m=0.87° ν 0.9801 0.8281 0.1681 5.2808

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3．3在平行尺中增加新功能

由于为了满足上述度量方位需要，我们增加了平行尺的宽度，将上半部尺的宽度从35MM增加到了65MM，如果下半部尺的尺寸仍然维持原来的35M不变，则在实际运用中，一侧重一侧轻，平移时也会产生移动导致误差。在设计时，我们也考虑将这部分作拓宽，由原来的35MM增至55MM。这样增加后，就不会产生上述移动了。

由于驾驶员在海图作业及海图改正作业时，经常会用到一些常用的菱形、圆、波状曲线和点线，用于在海图上绘制转向点符号、引航站符号、无线电标志符号、海底电缆、石油管线等常见标志的标注。这些符号的绘制中，各种圆形一般都是利用圆规绘制，但圆规在使用时会在海图上留下针孔，损坏海图。各种菱形、波状曲线、点线，一般利用直尺绘制，但画出来不美观，还可能污染海图。

考虑到下半部尺拓展出来的这部分空间没有任何东西，我们在尺上镂空刻出不同的图形模板，以满足一般作图需要，其中，包括半径1MM到7MM的七个圆形模板，五个不同尺寸的菱形模板，一条用于绘制海底电缆的波状曲线模板和一条用于绘制海底石油管线点线结合的线条模板。这样即有效利用了拓宽的那部分空间，也拓展了平行尺的功能，提改了工具的利用率。

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