rhumb line track
hengxiangxian hangxian
舰艇航行时航向恒定,且与所有经线等角相交的航线。亦称墨卡托航线。曾称等角航线。舰艇始终保持一定的真航向(除航向为0°、90°、180°、270°外)航行的航线在地球表面是条螺旋曲线,逐步趋近于地极,但总不能达到极点,称为恒向线。它在墨卡托海图上表现为直线,对进行海图作业和操舵都很方便。恒向线航线虽不是两点间的最短航线,但在低纬度或在航程不太长的沿岸、近海航行时都采用。舰艇保持恒定航向航行的方法称为恒向线航法,通常可在墨卡托海图上进行绘算。为减小绘算到达点坐标或反解航向、航程的误差,以及当舰艇机动转向频繁时,则采用解析计算,以代替作图绘算。在计算机普及使用的情况下,恒向线航法更得到广泛的应用。
恒向线航法计算原理:已知起始点的地理坐标(φ1、λ1)、真航向(TC)和航程(S),求到达点的地理坐标(φ2、λ2)的基本公式是:
φ2=φ1+Dφ1+Dφ2+……
λ2=λ1+Dλ1+Dλ2+……
式中:Dφ1、Dφ2为各个航向上的纬差
Dλ1、Dλ2为各个航向上的经差。
A点是航迹推算的起始点舰位,B点是到达点舰位,恒向线AB的航程为S(见图)。AB与每一个经线都相交成真航向TC。将航程S等分为Aa1、a1a2、a2a3……等n个部分,每一份的长度用ds表示。通过A、a1、a2、a3……,各点作各自的经线和纬圈,得n个球面直角三角形Aa1b1、a1a2b2、a2a3b3、……,可看成为平面全等的直角三角形。用dφ表示这些小直角三角形中在经线上的边长;用dw表示三角形中恒向线航程的东西分量,即小直角三角形在纬圈上的另一直角边边长。故从微量直角三角形中可得出:
因此得出:φ2-φ1=Dφ=ScosTC
纬差等于航程乘以航向的余弦。
所有dw的和是恒向线航程S的东西分量,称为东西距(Dep)。单位与航程一样。可得出:
东西距等于航程乘以航向的正弦。
但要求的是经差Dλ,而不是东西距。从图中可看出,东西距比起始点和到达点之间纬圈弧长(AC)小,又比纬圈弧长(BD)大。故可在A、B经线之间必然找到一条等纬圈弧长(GH),它正好等于(AB)恒向线航程的东西距Dep。该纬圈(GH)的纬度,称为中分纬度(φn)。如将地球作为圆球体时,纬圈弧长(GH)与其相对应的赤道弧长(EF)的关系式为;
GH=EFcosφn
即Dλ=Depsecφn=SsinTCsecφn
经差等于东西距乘以中分纬度的正割。在纬度不太高和航程不太大时,可用平均纬度
《航海表》中经差、东西距换算表是按上述公式而编制的。
求经差还有另一种方法,是利用墨卡托投影公式,即所谓墨卡托航法。从墨卡托海图可以得出:
Dλ=DmptgTC
式中:Dmp称为渐长纬度差,即起始点A的渐长纬度(MP1)与到达点B的渐长纬度(MP2)之差。
经差又可等于起始点与到达点之间的渐长纬度差乘以真航向的正切。
《航海表》中渐长纬度表,可供使用。
根据已知起始点的坐标(φ1、λ1)和到达点的坐标(φ2、λ2),反求恒向线航线的航向和航程的公式:
按上式求得的航向均为象限表示法,需借助起始点与到达点的相对位置,判明所在象限再转换为常用的圆周法表示。
求航程的公式有两个,随不同航向时sec和csc函数的变化速度选择:
S=DφsecTC(适用于航向接近南北方向时)
或 S=DepcscTC=DλcosφncscTC
≈DλcosφmcscTC(适用于航向接近东西方向时)
恒向线航线示意图