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磁針羅盤根據(jù)指南針原理制成的,，用以指示方位的儀器,，又稱磁羅經(jīng)。主要由若干平行排列的磁針,、刻度盤和磁誤差校正裝置組成,，磁針固裝在刻度盤背面，在地磁影響下,，磁針帶刻度盤轉(zhuǎn)動,，用以指出方向。常在船舶和飛機上作導航用,。

13世紀,，海運事業(yè)發(fā)展起來，逐漸采用磁羅盤導航,，并有了“針路”的記載,，表示船行應取的方向。早期飛機上就裝有磁羅盤,，但是由于飛機上鋼鐵構件和電氣設備所形成的磁場干擾影響很大,，必需采用補償?shù)姆椒ㄒ缘窒w機本身的磁場干擾。

航空磁羅盤有兩種基本類型,。①直讀式：優(yōu)點是簡單可靠,，但因裝在磁干擾較大的駕駛艙內(nèi),，故誤差較大。②遠讀式：把磁羅盤改成磁航向傳感器,，安裝在駕駛艙外,，將檢測到的磁航向信息遠距離送到駕駛艙的儀表板上顯示，其優(yōu)點是可把磁傳感器安裝在機上磁干擾較小的位置,。磁羅盤在飛機作非勻速飛行或轉(zhuǎn)彎時,，會產(chǎn)生較大的誤差，也不適宜在磁性異常地區(qū)和高緯度地區(qū)使用,，因此近代飛機上遠讀式磁羅盤已由性能較完善的陀螺磁羅盤或航向系統(tǒng)所取代,。

船上的雷達都有那些功能？

船用雷達是一種傳統(tǒng)的無線電導航設備,，在船舶近海定位,、引導船舶進、出港,，窄航道航行以及在避碰中發(fā)揮作用,。GPS導航儀在海洋船舶中已普遍使用，它與雷達相比具有全球,、連續(xù),、實時、高精度,、多功能等優(yōu)點,。隨著海用信標差分GPS(DGPS)基臺的不斷建立，可將使用GPS C/A碼的定位精度提高到米量級,。因此,，還可應用DGPS或GPS導航儀來改善雷達的使用性能，測定雷達測距,、測向精度,，彌補雷達在避碰和錨位監(jiān)視等方面的某些局限性。

2 GPS與雷達的定位與導航功能

2.1 定位功能

船用雷達發(fā)射無線電波,，并接收該電波從目標反射的回波,，在顯示器上一目了然地顯示周圍物標相對于本船的圖像。測定一個或幾個固定物標相對于本船的方位和距離,，可在海圖上作出船位,。由此可見，雷達對于船舶在近岸海區(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，由于受到雷達電波傳播的視距所限,，探測物標的距離通常只有幾至幾十海里,，不能用于遠洋定位,。 GPS導航儀同時跟蹤3顆或4顆衛(wèi)星信號，測定到達衛(wèi)星的偽距,，通過導航儀內(nèi)部計算機解算,，實現(xiàn)實時、連續(xù),、全球、高精度定位,，可彌補雷達不能實現(xiàn)遠洋定位以及定位不連續(xù),、定位操作工作量大等缺點。

2.2 導航功能

30m左右的中型引航船,?？紤]到天津港冬季多大風，

錨地無遮蔽,，以及在海況好時的工作方便,，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,，可單獨執(zhí)行任務,；海況好時，可將其攜帶的2艘高速艇放下,，共同執(zhí)行任務,。如子母船的設想不能成立，也可只配置1艘大型引航船,，另配置2艘高速艇,。 無論任何型號的引航船(艇)，在設計上必須考慮到靠船的要求和引航員上,、下船的方便,。

3.3 對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),，應以方便1人操作為原則,；大型引航船，還應加裝首側(cè)推器,。

3.4 要配置先進的雷達及通信設備

另外,，船身應為白色，并在明顯處標注英文“引航(PILOT)”,。

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

普通船用雷達要獲得航速,、航向航跡等航行數(shù)據(jù),，需通過幾次定位，由人工標繪實現(xiàn),。自動雷達標繪儀(ARPA)雖然自動顯示上述數(shù)據(jù),，但存在跟蹤延遲和雷達、計程儀,、羅經(jīng)等傳感器引入的誤差,。另外，由于ARPA設備昂貴,，不能在所有的船上安裝,。 GPS導航儀采用現(xiàn)代電子計算機技術，可實時計算并顯示航速,，航向,，航跡偏差，風,、流壓差,，還具有設置航路點、計劃航線,、顯示到達航路點的距離,、時間等導航功能。

3 GPS的避碰功能

船用雷達測定海上運動物標和靜止物標的距離,、方位等相對參數(shù),，通過人工標繪得到最近會遇距離(CPA)和到達最近會遇點的時間(TCPA)等避碰數(shù)據(jù)，駕駛員根據(jù)這些數(shù)據(jù)及時采取避讓措施,。但是,，有些物標反射回波微弱，操作人員難以看清它們的回波圖像,，ARPA有可能對它們漏跟蹤或錯誤跟蹤而不能提供避碰數(shù)據(jù),。在氣象條件惡劣時，出現(xiàn)嚴重的海浪回波干擾或雨,、雪回波干擾,，上述丟失物標的現(xiàn)象時有出現(xiàn)。對于未露出海面的暗礁,、沉船,、淺灘等潛在物標，雷達更是無能為力,。根據(jù)海圖和航海通告事先查出在航線附近水面危險的小物標和水下的潛在障礙物,，把它們作為航路點在GPS導航儀中存貯,，并根據(jù)障礙物和船舶狀況設置報警范圍。在航行中,，駕駛員可以隨時檢查這些物標相對于本船的距離和方位,。一旦船舶進入所設定的報警范圍的邊界，GPS導航儀立即發(fā)出報警,，駕駛員作出避讓措施,。

4 GPS輔助雷達定位

雷達定位的難點是正確識別物標，對于不大熟悉雷達觀測的駕駛員更是如此,。若用雷達觀測幾個比較接近的非獨立物標,，由于物標回波圖像邊緣擴大、失真等原因,，這些物標的回波圖像難以清楚分開，因而觀測雷達圖像找不出與海圖所對應的物標,，或把一物標回波圖像錯認為另一物標的回波圖像,，獲得錯誤的雷達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回波反射點要耽誤時間,，因而定位是不連續(xù),、不實時的，獲取船位的時間滯后于實測船位的時間,。滯后時間的大,、小與觀測者對雷達觀測的熟練程度有關。

普通的GPS導航儀,，除了直接存貯任一位置的經(jīng),、緯度以外，還可輸入當前位置到達雷達測量位置的距離,、方位,，計算并顯示物標的所在位置的經(jīng)、緯度,。若把雷達測定的物標的距離,、方位數(shù)據(jù)迅速輸入GPS導航儀，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應的物標，由此作出雷達船位,。用此方法取得的雷達船位比用常規(guī)法作得的船位準確,、可靠，避免因識別反射物標錯誤而引起雷達船位錯誤或偏差,，標繪所用的時間也可明顯縮短,。如果將雷達測定的距離和方位數(shù)據(jù)通過接口和控制裝置輸入GPS導航儀,，導航儀就不需人工干預直接顯示相應物標所在位置的經(jīng)、緯度,。

5 錨位監(jiān)視功能

在船舶錨泊時,，船用雷達可通過測定陸標的方位和距離監(jiān)視本船的錨位偏離狀況，也可通過測定到達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,，便可采取相應的措施避免發(fā)生事故。GPS的錨位監(jiān)視是以錨位點為中心,，輸入的設定距離為半徑,，一旦天線所在位置超出此范圍，即被認為走錨而發(fā)出報警,。監(jiān)控半徑大,、小的選擇要根據(jù)GPS導航儀的定位精度、周圍環(huán)境及船舶狀況而定,。由于GPS具有較高的定位精度,，可以減小設置監(jiān)控半徑，提高監(jiān)控靈敏度,。若采用DGPS可進一步減小監(jiān)控半徑,，提高監(jiān)控靈敏度。通常,，GPS導航儀的最小設置監(jiān)控半徑為0.1n mile,。 雖然GPS不能監(jiān)視他船的錨移狀況，但對本船的錨移監(jiān)視具有不需通過測定物標定位,、監(jiān)視靈敏度高,、快速實時等優(yōu)點。GPS與雷達相結(jié)合的錨位監(jiān)控手段,，對防止大風造成的損失可起到很大的作用,。

6 DGPS測定船用雷達測向、測距誤差

7 GPS與雷達配合應用需注意的問題