1 / 76

第二章 地球及其座標

第二章 地球及其座標. 投影片製作 ： 蔡金城 林永裕. 學習目標. 1 ．認識地球之形狀及地球座標。 2 ．了解地球球面座標之相關名詞。 3 ．解算中緯度、緯度差及經度差。 4 ．解算航向角轉換。 5 ．完全解算方向及航向修正。. 2-1 地球之形狀與大小 (Size and Shape of the Earth). 形狀：橢圓球體 (Spheroid) 赤道之直徑：約為 6,888 浬（ 12,757 公里）； 兩極間之直徑： 6,865 浬 (12,714 公里 ) ； 相差 23 浬。

palila
Download Presentation

第二章 地球及其座標

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 第二章 地球及其座標 投影片製作：蔡金城 林永裕

  2. 學習目標 1．認識地球之形狀及地球座標。 2．了解地球球面座標之相關名詞。 3．解算中緯度、緯度差及經度差。 4．解算航向角轉換。 5．完全解算方向及航向修正。

  3. 2-1 地球之形狀與大小(Size and Shape of the Earth) 形狀：橢圓球體(Spheroid) 赤道之直徑：約為6,888浬（12,757公里）； 兩極間之直徑：6,865浬(12,714公里) ； 相差23浬。 橢圓球體之扁平率(Ellipticity or Compression) 定義： e ＝ (a－b) / a 式中：a ＝長軸 b ＝短軸 英國人克拉克(Clarke)求得： e ＝1/294.98(1866) e＝1/293.465(1880) 國際上：1/297為標準。 為達航行目的，將地球視為一球體，但在海圖製作時，仍須將地球扁平率考慮在內。

  4. 2-2 地球球面座標(The Earth and Its Coordinates) 大圈或大圓(Great Circle) 定義： (1)地球上的大圈其平面必定要通過球心。 (2)且大圈必定能將地球平分成兩相等的部分。 (3)通過南、北極的大圈，就是子午線。 (4)赤道亦是一個大圈。

  5. 小圈或小圓(Small Circle) 定義： (1)在地球上任何不通過球心平面的圈均稱為小圈。 (2)小圈必定不能平分地球。 (3)地球上凡大圈以外，均為小圈。 (4)平行於赤道的小圈稱為緯度平行圈。

  6. 故得知相切於地球表面，且其平面通過球心，而將地球平分為兩等份之圓圈稱為「大圈」，反之若該圓圈平面不通過球心者稱為「小圈」 大圈 小圈

  7. 球心 PS 赤道(Equator) 定義： (1)赤道為一大圈，且與地軸垂直。 (2)緯度零度稱為赤道。 PN 90° 0° 0° 赤 道 90° 　　赤道係將地球平分為南半球及北半球，故以赤道作為座標橫軸之基準 （0°），往南北兩極度量分別各為90°。

  8. PN 緯 緯 圈 圈 行 行 度 度 平 平 W E 赤 道 PS 平行圈或緯度平行圈(Parallel or Parallel of Latitude) 定義：與赤道平行且與地軸互相垂直之小圈即為緯度平行圈。 30°N Lat Lat 30°S

  9. PN 子 觀測者 球心 午 W E 赤 道 線 PS 子午線(Meridian) 定義：經過兩極之大圈稱子午線，子午線垂直於赤道平面，在球面上任何一點均可作為一子午線，但是經過該點之半個大圈稱為上部份子午線(Upper Branch Meridian)，另一半大圈則稱為該點的下部份子午線(Lower Branch Meridian)。 上部份子午線 下部份子午線

  10. 基 格林威治 準 子 午 線 基準子午線(Prime Meridian) 定義：經過格林威治天文台之上部份子午線稱為基準子午線。 PN 球心 赤 道 PS 　　子午線可以作為座標之縱軸，但因球面上有無數條的子午線，故國際上將通過英國格林威治天文台原點上子午線訂為基準子午線。

  11. 90° 80° 80° PN 70° 70° 60° 60° 50° 50° 40° 40° 30° 30° 20° 20° 10° 10° 赤 道 0° E W 0° 10° 10° 20° 20° 30° 30° 40° 40° 50° 50° 60° 60° 70° 70° PS 80° 80° 90° 緯度(Latitude； L) 定義：係由赤道沿著某一點之子午線向北或向南量至該點之弧度度量，稱為該點之緯度，向北量稱北緯，向南量稱南緯，由0°~90°。 90° 80° 70° PN 60° 50° 40° 30° 20° 10° 赤 道 0° E 球心 10° 20° 30° 40° 50° 60° PS 70° 80° 90° 緯度線是平行於赤道的假想線，每條緯線的長度不一，赤道（屬大圈）是最長的緯線，它和南北極的距離都一樣，所以把地球平分為南北兩個半球。

  12. PN 格 林 180 160 170 170 150 威 160 140 150 130 140 120 130 110 120 100 110 90 W E 治 80 100 70 90 60 80 子 50 70 40 60 30 50 20 40 0 30 10 20 10 線 PS 經度(Longitude；λ) 定義：由基準子午線沿著赤道量至某一點子午線之劣弧弧長之度量即為該點之經度，若該點在格林威治子午線之東為東經，在西為西經。 PN 格 林 威 治 子 午 線 90 60 15 0 75 45 30 15 45 30 60 90 75 W E 午 PS 經度線是通過南北兩極的半圓假想線，每半圓和它相距180°的另一個半圓連接形成一個垂直大圈，把地球分成兩個相等的半球。

  13. 70 L 30° N 60 PN 50 基　準　子　午　線 λ 30° E 40 30 20 10 0 0 N 60 10 60 40 40 E W 20 20 20 0 30 S 40 50 PS 位置之標示先標緯度再標經度 如： L 30°00.’0N λ 30°00.’0E 緯度線 經度線 經度線及緯線 地球上的位置

  14. 國際換日線（International Date Line） 　　通過英國格林威治天文台原點上的上部分子午線為「基準子午線」（經度0°），相對的，其下部分子午線則為經度線180°。經度線180°被定為「國際換日線」，線的兩邊時間相差1天，如果一個人從西向東行，則每經過15°增加一小時，所以如果繞地球一周，可能多得一天時間；相反的，若由東向西行，繞地球一周，則會損失一天。將國際換日線定在180°除了因為它離格林威治線最遠外，還有因為這條線在太平洋上，其所通過的居住地少，可避免造成少數地點出現兩個不同日期的困擾；國際換日線本應與180°經度線重合，但基於上述之原因，而稍作調整，這條線通過白令海峽，在阿留申群島的西邊，以及紐西蘭附近一些小島的東邊，故圖上的國際換日線，並非一直線。

  15. 180 W←0→E 80 15 75 60 45 30 15 150 135 75 30 30 60 75 80 165 120 105 90 60 45 15 45 90 90 12 12 6 8 1 3 5 7 1 3 5 7 9 10 11 2 4 6 8 9 10 11 2 4 6 12 子 夜 12 正 午 P.M P.M A.M 80 80 星期一 星期日 北 極 圈 70 70 60 60 50 50 40 40 北 回 歸 線 30 30 20 20 10 10 N 0 S N 0 S 格 林 威 治 子 午 線 赤 道 10 10 20 20 南 回 歸 線 30 30 40 40 50 50 60 60 90 90 15 80 75 60 45 30 15 150 135 75 30 30 60 75 80 180 165 120 105 90 60 45 15 45 W←0→E 國 際 換 日 線

  16. PN 60°N B 30°N A’ A 球心 0° 赤 道 30°S C C’ PS 緯差或緯度差(Difference of Latitude；DL) 定義：兩地之緯度平行圈在子午線所截之弧長。 口訣：緯度同名相減，異名相加，符號靠判斷。 DL=30°N DL=60°S

  17. DL57°S L1 32°N L2 25°S DL14°41.’0S L1 (Ex.1) 32°N N 0° 向南航行 S S DL 57° S DL L2 25°S L1 (Ex.2) 50°48.’0 N 向南航行 L1 50°48.’0 N L2 36°07.’0N L2 36°07.’0 N N DL DL 14°41.’0 S 0° S S S

  18. DL14°41.’0S L1 (Ex.3) 50°48.’0N DL為向南 L1 50°48.’0 N L2 36°07.’0N DL 14°41.’0S N N L2 36°07.’0 N L2 0° S

  19. PN G 基 準 A 子 B 午 球心 線 B' G' 赤 道 A' PS 經差或經度差(Difference of Longitude； Dλ) 定義：兩地子午線於赤道上所截的弧長。 口訣：經度同名相減，異名相加，相加後超過180°用360°減去，符號需變號。 λ= 65°W λ= 85°W Dλ＝20°w

  20. Dλ55°W λ1 65°W λ2 120°W Dλ67°33.’0E (Ex.1) 65°W 120°W 向西航行 Dλ Dλ 55° W λ1 λ2 W 0° E W (Ex.2) 74°00.’0W 6°27.’0W λ1 74°00.’0 W 向東航行 λ2 6°27.’0W Dλ Dλ 67°33.’0 E λ2 λ1 E W 0° E

  21. λ1 50° 55. ′0E λ2 ′0 E 13. 157° ′0W 151° 309° 05. 52. Dλ309°05’. 0W ′0 W 157°52.’0W 151°13.’0E (Ex.3) 向西航行 λ1 λ2 W 0° E W λ1 151°13.’0 E λ2 157°52.’0W 180° Dλ Dλ 309°05.’0 W Dλ 360°00.’0 E Dλ Dλ50°55.’0 PS G W0°E

  22. Dλ30°05.’0W (Ex.4) 121°08.’0E 151°13.’0E λ1 151°13.’0 E Dλ方向為西 Dλ30°05.’0W E λ2121°08.’0 λ2 λ2 λ1 W W 0° E

  23. PN 60°N p 子 子 30°N p 午 午 0° 球心 60浬 道 赤 p 線 線 30°S 60°S PS 2-3 名詞定義 橫距(Departure； p or Dep.) 定義：指兩子午線在緯度平行圈上所截的弧長。 30浬 52浬 60浬 Dλ ★橫距與經度差不同

  24. PN 60°N A 30°N C 球心 0° B’ B 赤道 30°S 60°S PS 中緯度(Middle Latitude or Mid-Latitude； Lm) 定義：兩地緯度的平均值。 L＝60°N Lm＝30°N L＝0°

  25. (Ex.1) Lm＝ (45°N＋30°N) / 2 ＝ 37°30.’0N (Ex.2) Lm ＝(45°N ＋ 30°S) / 2 ＝ 37°30.’0 →45° － 37°30.’0 ＝ 7°30.’0N ★中緯度宜適用於赤道之同側，若不同半球之求法 雖可得到中緯度，但已與中緯度之精神不符。

  26. PN 赤 道 PS 恆向線(Rhumb Line) 定義：球面上與各子午線成交角相等者，稱之。當角度等於90°或270°時，則與緯度平行圈或赤道平行，當角度等於0°或180°時，則與子午線重合。 060° Line Rhumb 060° 恆向線 060° 060°

  27. N A W E B S 方向(Direction) 定義：在球面上航海所使用的方向常以正北為基準方向，並以順時鐘方向由000°量至 360° ，故球面上一航線與子午線之夾角即可表示航行的方向，以三位數來表示。 A' 045° 225° A" 080° B' B" 260° 航海上常用之方向為真方向。方向依其基準可分為真方向（真北）、磁方向（磁北）、羅經方向（羅經北）及電羅經方向（電羅經北）四種。

  28. 山峰 000 10 350 340 20 NORTH 330 30 320 40 310 50 300 60 290 70 280 80 270 90 100 260 110 250 120 240 130 230 140 220 150 210 200 160 170 190 180 一、真方向(True Direction) 定義：由真(正)北量度而得的方向稱之。 T 040°

  29. 山峰 350 000 340 330 10 320 20 MAG 310 310 30 300 40 290 50 280 60 270 70 260 80 90 250 100 240 110 230 120 220 130 210 210 140 200 190 150 160 180 170 二、磁方向(Magnetic Direction) 定義：由磁北量度而得的方向稱之。 M 030°

  30. 340 330 350 320 000 310 310 10 20 300 290 30 山峰 280 40 270 50 60 260 PSC 250 70 N NW 80 240 90 230 NE 100 W 220 110 210 210 200 120 190 130 140 180 E 170 150 160 SW SE S 三、羅經方向(Compass Direction) 定義：由羅經北量度而得的方向稱之。 C 020°

  31. 340 330 350 320 000 310 310 10 20 300 290 30 山峰 280 40 270 50 60 260 N 250 70 80 240 NW NE 90 230 100 220 110 210 210 W E 200 120 190 130 140 180 170 150 160 SW SE S 四、電羅經方向(Gyro Compass Direction) 定義：由電羅經北量度而得的方向稱之。 G 020° ★電羅經是船上最主要的、且正確的指向儀器。

  32. 航向 PN 000° B C 070 E W 090° 270° C 070 A PS 180° 航向(Course； C or Cn) 定義：船舶所航駛的方向或一船隻欲按其所定之方向航駛，此方向稱為航向。 航向是指船舶在水面上行駛或所定之方向；也就是船舶之航向線與子午線間所成之水平夾角。

  33. 0445 0400 S 24 0300 航向線(Course Line) 定義：預定航行的路線或已航駛的路線，稱為航向線。 航 向 線 Course Line C 060 航向線係為船舶航向在地球表面上之地理表示；在海圖上可以以一條線來表示該船所欲行駛之方向。

  34. B 流 水 SH 065∘ C 060 S 24 A 艏向(Heading or Ship’s Heading； Hdg. or SH) 定義：某瞬間一船舶艏艉線所指的方向。 船艏向不同於航向，船舶於航行中，雖保持一定航向，但常常可能因風與流或人為操舵等狀況之影響，而造成船艏向偏離航向，故船舶有時可離開航向，但永遠不能離開船艏向。

  35. PN A 赤 道 PS B 恆向線方向(Rhumb Line Direction) 定義:通常用來表示航向。 大圈方向(Great Circle Direction) 定義:通常用於大圈航行。 大圈曲線 恆向線 恆向線彎向赤道，大圈曲線彎向於極，且恆向線必介於赤道與大圈曲線之間。

  36. PN 000° 1 W E 270° 090° PS 180° 航向角(Course Angle； C) 定義：由正北(N)或正南(S) 為基準，向正東(E)或正西(W)量至航向之夾角，航向角前名與緯度差(DL)同名，後名與經度差(Dλ)或橫距(p)同名。 N Cn＝C C Cn E

  37. PN 000° W E 4 270° 090° PS 180° 航向角(Course Angle； C) 定義：由正北(N)或正南(S) 為基準，向正東(E)或正西(W)量至航向之夾角，航向角前名與緯度差(DL)同名，後名與經度差(Dλ)或橫距(p)。 1 E Cn C Cn＝180°－C S

  38. PN 000° W E 3 270° 090° PS 180° 航向角(Course Angle； C) 定義：依近極點由正北(N)或正南(S) 為基準，向正東(E)或正西(W)量至航向之夾角，航向角前名與緯度差(DL)同名，後名與經度差(Dλ)或橫距(p)。 1 W 4 Cn C Cn＝180°＋C S

  39. PN 000° 2 W E 270° 090° PS 180° 航向角(Course Angle； C) 定義：由正北(N)或正南(S) 為基準，向正東(E)或正西(W)量至航向之夾角，航向角前名與緯度差(DL)同名，後名與經度差(Dλ)或橫距(p)。 N Cn＝360°－C C 1 Cn W 4 3

  40. 1 2 4 3 航向角(Course Angle； C) 定義：由正北(N)或正南(S) 為基準，向正東(E)或正西(W)量至航向之夾角，航向角前名與緯度差(DL)同名，後名與經度差(Dλ)或橫距(p)。 PN 000° Cn＝C Cn＝360°－C W E 270° 090° Cn＝180°＋C Cn＝180°－C PS 180°

  41. 航向角轉換計算： (1)航向角轉真航向： PN C ＝ N 40 ° E 000° Ex.1 C＝ N 40° E → Cn ＝ 040° Cn ＝ 040 ° Ex.2 C＝ S 40° E W E 270° 090° Ex.3 C＝ S 40° W PS 180° Ex.4 C＝ N 40° W

  42. 航向角轉換計算： (1)航向角轉真航向： PN 000° Ex.1 C＝ N 40° E → Cn ＝ 040° Ex.2 C＝ S 40° E →Cn＝ 180° － 40° ＝140° W E 270° 090° Ex.3 C＝ S 40° W Cn＝ 140 ° C ＝ S 40 ° E PS 180° Ex.4 C＝ N 40° W

  43. 航向角轉換計算： (1)航向角轉真航向： PN 000° Ex.1 C＝ N 40° E → Cn ＝ 040° Ex.2 C＝ S 40° E →Cn＝ 180° － 40° ＝140° W E 270° 090° Cn＝ 220 ° Ex.3 C＝ S 40° W →Cn＝ 180° ＋40° ＝220° C ＝ S 40 ° W PS 180° Ex.4 C＝ N 40° W

  44. 航向角轉換計算： (1)航向角轉真航向： PN C ＝ N 40 ° W 000° Ex.1 C＝ N 40° E → Cn ＝ 040° Cn＝ 320 ° Ex.2 C＝ S 40° E →Cn＝ 180° － 40° ＝140° W E 270° 090° Ex.3 C＝ S 40° W →Cn＝ 180° ＋40° ＝220° PS 180° Ex.4 C＝ N 40° W →Cn＝ 360° －40° ＝320°

  45. 航向角轉換計算： (2)真航向轉航向角 ： PN 000° Ex.1 Cn＝ 055° → C＝N 55° E Cn ＝ 055° C ＝ N 55 ° E Ex.2 Cn＝ 155° W E 270° 090° Ex.3 Cn＝ 225° PS 180° Ex.4 Cn＝ 315°

  46. 航向角轉換計算： (2)真航向轉航向角 ： PN 000° Ex.1 Cn＝ 055° → C＝N 55° E Ex.2 Cn＝ 155° →C＝ 180° － 155° ＝ S 25° E W E 270° 090° Ex.3 Cn＝ 225° C ＝ S 25 ° E PS Cn ＝ 155° 180° Ex.4 Cn＝ 315°

  47. 航向角轉換計算： (2)真航向轉航向角 ： PN 000° Ex.1 Cn＝ 055° → C＝N 55° E W E Ex.2 Cn＝ 155° →C＝ 180° － 155° ＝ S 25° E 270° 090° C ＝ S 45 ° w Ex.3 Cn＝ 225° →C＝ 225° －180° ＝ S 45° W Cn ＝ 225° PS 180° Ex.4 Cn＝ 315°

  48. 航向角轉換計算： (2)真航向轉航向角 ： PN 000° Ex.1 Cn＝ 055° → C＝N 55° E Cn ＝ 315° C ＝ N 45 ° w Ex.2 Cn＝ 155° →C＝ 180° － 155° ＝ S 25° E W E 270° 090° Ex.3 Cn＝ 225° →C＝ 225° －180° ＝ S 45° W PS 180° Ex.4 Cn＝ 315° →C＝ 360° －315° ＝ N 45° W

  49. 1100 1200 1000 0900 C060 S24 0800 航跡(Track； TR) 定義：預期船隻在地球上所駛的方向，亦稱預期航跡 (Intended Track； ITR) 。 航向僅指船在水面航駛，而航跡則是指船因風、流等之影響，在球面上所航駛之方向。 流水 SET135 DFT6 1200 1100 1000 TR076.5 0900 SOA26.4

  50. B（目的地） 實際流水 B（目的地） 估計流水 C（到達點） CMG SMG，DMG C（到達點） C TR S SOA SH C S SH COG SOG，DOG COG SOG，DOG A（出發點） A（出發點） 對地航向(Course Over the Ground； COG) 定義：指船隻在地球表面上實際所走軌跡之方向，此軌跡線不可能為一直線，以COG表示之。 實際航向(Course Made Good； CMG) 定義：指自一啟航點至到達點之實際合方向。

More Related