前言
开始整导航学,有人说这是科目123456789里边最难的一门,感觉比前三门要复杂很多,有很多概念和计算。作为当年高中的纯纯理科生,重新捡起从高二开始就没碰过的地理来。
地球
True North和Magnetic North
- 地球自西向东旋转(北极看逆时针),旋转轴两端分别是 True North 和 True South。
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地磁上的南北极是 Magnetic North / Magnetic South,位置随时间缓慢变化。
- 地图上的北指的是 True North。
True North 与 Magnetic North 之间的角度差叫Variation(VAR)有可能东有可能西。由于地形和岩石等影响,磁场不均匀,沿 Magnetic Variation 相同的地方画的线叫 Isogonals(等磁线)。
Great Circle / Small Circle & Rhumb Line
- Great Circle:地球上两点之间的最短路径。所有 经线都是 Great Circle。Equator 也是 Great Circle。
- Small Circle:除了 Equator 之外的 纬线。
- Rhumb Line:与所有经线夹角相同的线。
Longitude & Latitude
Longitude (Meridian):从 True North 到 True South 的线。180°W~0°~180°E
Latitude (Parallel):平行于 Equator 的线。90°N~0°~90°S
- 位置表示:地球上的位置可以用经纬度表示,如Latitude of N50° 12' 00''; Longitude of E000° 16' 00'' 可以写作 N501200 E0001600。
- 单位换算:1°=60'=3600'' 和时间差不多。沿经线 1 '的两个纬度之间的距离为1海里(NM)。
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距离:
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沿 Meridian:1' Latitude = 1 nautical mile (NM)
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速度:1 NM/h = 1 knot (kt)
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沿 Parallel:d(NM)=ΔLongitude×cos(Latitude)
- 因为纬线半径随 Latitude 增加而减小,同样经度差在高纬度的距离更短
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时间和日期
- 太阳日 Apparent Day:太阳在连续两次出现在同一观测点的时间间隔,每天不固定。
- 恒星日 Sideral Day:以遥远的恒星为参照,地球自转一周的时间间隔,为固定的23小时56分钟04秒
- 平均日 Mean Day:人工定义的一天为24小时。
地球东西经度加起来有360°,因此相差15°相差一小时。以0°经线为标准,时间东边+,西边-。
- UTC(Zulu Time):格林威治的时间。ps. 在英国非常方便,尤其是冬天,不需要做时间换算。夏天英国使用BST为UTC+1。需要减一个小时。
- LMT(Local Mean Time):当地的真正时间。
- LST(Local Standard Time):当地人用的时间。
地图投影
地图制图的目标是保证Conformity(地图上方向准确)和Equivalence(地图上scale正确)。
Lambert Conformal Conic Projection
用一个想象中的圆锥罩住地球,将地面投影到圆锥上:Great Circle 在地图上为直线。但是只有和地球接触的线的scale是完全准确的,实践中一般缩小圆锥的角度,让它和两条纬线相交。
Direct Mercator Projection
假设一个竖直的管子罩住地球,赤道与管壁接触,然后从地心向管子投影。Rhumb Line 在地图上是直线,这个Projection常常用于赤道地区小范围的地图,误差不影响导航。
Transverse Mercator Projection
与Direct Mercator Projection相似,这个是把管子水平放置,让地球两极挨着管壁。Rhumb Line 在地图上是直线,用于高纬度小范围地图。
地图上的方向距离测算
对于Lambert Conformal Conic 的地图,一条线上的bearing处处不同,应使用中间点来测量角度。
由于平时指南针给出的是相对于地磁北极的角度,但是地图是相对于真正北极的角度,因此真正的方向为磁方向+-Variation(地图上处处不同,需要找到蓝色的虚线,读出数据,西+东-;West is best, east is least)。
对于距离,需要根据比例尺来计算。在1:500,000的地图上,一个大拇指宽度大概5NM(1 NM=1.852 km)。
未完待续...


