ĐỀ CƯƠNG ÔN ÔN TÂP MÔN ĐỊA VĂN HÀNG HẢI 1 1 Trình bày các hình dạng gần đúng của trái đất,các thông số cơ bản khi xem trái đất là hình ellipsoid Hình dạng Geoid (mô hình gần đúng, lấy đường bo theo mực nước biển trung bình ) Hình cầu (độ chính xác không cao, đơn giản) Ellipsoid Ellip (hình cầu dẹt 2 đầu) Spheroid ( độ dẹt ở 2 cực nhỏ hơn Ellip) Thông số Spheroid Gọi a là bán kính lớn (ngang) và b là bán kính nhỏ (dọc) a = 6378245 m b = 6356863,019 m Độ dẹt f = 1 (ab) Độ lệch tâm e2 = 1 (ab)2.
Trang 1ĐỀ CƯƠNG ÔN ÔN TÂP MÔN ĐỊA VĂN HÀNG HẢI 1
1.Trình bày các hình dạng gần đúng của trái đất,các thông số cơ bản khi xem trái đất là hình ellipsoid.
Hình dạng :
- Geoid (mô hình gần đúng, lấy đường bo theo mực nước biển trung bình.)
- Hình cầu (độ chính xác không cao, đơn giản)
- Ellipsoid / Ellip (hình cầu dẹt 2 đầu)
- Spheroid ( độ dẹt ở 2 cực nhỏ hơn Ellip)
2.Trình bày các lưu ý khi sử dụng hải đồ của các nước khác nhau.
* Những lưu ý khi sử dụng hải đồ của các nước khác nhau:
Các nước khác nhau thì việc xây dựng hải đồ theo hệ thống trắc địa cũng khác nhau
Do đó các sai số về tọa độ (kinh, vĩ độ) cũng khác nhau Khi chuyển vị trí từ hải đồ nướcnày sản xuất sang hải đồ nước khác sản xuất mà 2 nước lại áp dụng 2 hệ quy chiếu khácnhau, nếu chỉ đồ giải vị trí từ hải đồ này sang hải đồ khác bằng kinh vĩ độ thì vị trí sẽ bịảnh hưởng của sự thay đổi hệ quy chiếu làm sai lệch Cách tốt nhất là chuyển vị trí giữa 2hải đồ bằng cự li, hướng ngắm của cùng một mục tiêu
Hiện nay; hệ quy chiếu được áp dụng phổ biến nhất trên thế giới là WGS84 Nếu sửdụng hải đồ không áp dụng hệ quy chiếu WGS84 thì phải đặt chương trình cho thiết bịtheo thông số tham chiếu của hải đồ hoặc phải hiệu chỉnh tác nghiệp vị trí GPS lên hải
đồ
Trang 23.Trình bày các hiểu biết về chập tiêu,độ nhạy của chập,ứng dụng trong thực tế.
4.Trình bày nội dung phép chiếu Mercator,cách đo hướng,đo khoảng cách.
5.Trình bày nội dung phép chiếu gnomonic cách đo hướng,đo khoảng cách.
6.Trình bày nguyên tắc tu chỉnh hải đồ theo yêu cầu NP 249(how to correct your chart the admiralty way).
7.Trình bày phương pháp tu chỉnh các ấn phẩm hàng hải.
Hải đồ là căn cứ chủ yếu cho tàu thuyền thực hiện hành trình, vì vậy hải đồ phảiphản ánh đúng và chính xác những tình huống và tư liệu mới nhất Để hải đồ phản ánhnhững biến đổi mới nhất trên thực địa; sỹ quan hàng hải cần phải tiến hành tu chỉnh hải
đồ tỉ mỉ và cẩn trọng Trước khi hành trình cần dựa vào thông báo hàng hải mới nhất để
tu chỉnh toàn bộ hải đồ sẽ dùng cho chuyến đi Trong khi hành trình, căn cứ vào nhữngthông báo nhận được qua VTĐ để tiếp tục tu chỉnh
* Các trường hợp yêu cầu tu chỉnh:
- Nhận mới một hải đồ xuống tàu
- Trước khi sử dụng hải đồ để thao tác lập tuyến hành trình
- Khi nhận được thông báo hàng hải mới nhất, kể cả khi đang hành trình
- Hải đồ lâu ngày chưa tu chỉnh
Khi nhận được thông báo hàng hải (NM) cần ghi chép số của thông báo vào mộtcuốn sổ riêng (NP133-A) Sau đó tiến hành hiệu chỉnh trên các hải đồ theo yêu cầu củahải trình
Cần ưu tiên hiệu chỉnh trước cho các hải đồ quan trọng rồi mới đến hải đồ, tài liệutham khảo khác Khi tu chỉnh cần tu chỉnh theo NM mới nhất có được, rồi mới đến cácbản NM cũ dần Sau khi tu chỉnh xong, phải ghi chú là đã tu chỉnh theo NM số mấy, ngàytháng xuất bản NM đó vào đường biên phía dưới bên trái hải đồ, cũng ghi tương tự vàoquyển biên mục hải đồ
* Các phương pháp tu chỉnh hải đồ:
+ Phương pháp gạch bỏ (đối với các tu chỉnh nhỏ và vừa):
Dùng bút đỏ và thước gạch bỏ những chỗ phải sửa chữa bằng nét mảnh Sau đó điền
tư liệu mới vào dựa theo NM
+ Phương pháp dán ghép (đối với tu chỉnh lớn):
Trong các NM thường in sẵn khu vực cần tu chỉnh; chỉ cần cắt ra rồi dán thật trùngkhí vào vị trí cần sửa trên hải đồ
+ Những thông báo tạm thời nên tu chỉnh bằng bút chì; để đến khi có thông báochính thức mới sửa lại bằng mực đỏ
* Lưu ý khi tu chỉnh hải đồ:
Trang 3- Tu chỉnh hải đồ có tỉ lệ xích nhỏ trước, lớn sau.
- Chữ viết, kí hiệu phải rõ ràng, ngay thẳng, đúng mẫu yêu cầu
- Không viết đè lên các kí hiệu, độ sâu ghi trên hải đồ Nếu không ghi hết được thìghi lên chỗ trống gần đó rồi ghi kí hiệu cần hiệu chỉnh
- Phải tu chỉnh hết các hải đồ có liên quan đến yêu cầu cần tu chỉnh của NM đểtránh nhầm lẫn không đáng có
Trang 48.Phân biệt các khái niệm sau:Fix,DR,EP.
9.Trình bày nội dung các loại sai số trong hàng hải.
10.Trình bày khái niệm MPP,cách xác định MPP.
15.Trình bày bài toán thao tác dự đoán vị trí tàu khi có ảnh hưởng của gió,dòng chảy.
16.Trình bày các bước lập kế hoạch chuyến đi.
Lập kế hoạch chuyến đi nghĩa là lập kế hoạch chạy tàu trước khi tàu hành hải Việcnày gồm các bước sau:
+ Bước 1: Thu thập, đánh giá thông tin có liên quan đến chuyến đi từ các ấn phẩmhàng hải và các nguồn thông tin khác nhau
- Lựa chọn hải đồ liên quan đến chuyến đi (tham khảo NP-131) và tìm hiểu rõ về cáchải đồ đã lựa chọn, biết rõ các kí hiệu trên hải đồ (tham khảo chart 5011)
- Lựa chọn thêm các hải đồ chuyên dùng, hải đồ tuyến đi, hải đồ độ lệch địa từ…
- Hàng hải chỉ nam (Sailing Direction)
- Bảng tính thủy triều (Tide Tables)
- Danh mục hải đăng (List of lights)
- Danh mục các tín hiệu vô tuyến điện (list of radio signal)
- Các thông báo cho người đi biển (ANM)
- Hướng dẫn ra vào cảng (Guide to port entry)
- Các thông tin khác
+ Bước 2: Dựa trên thông tin đã thu thập ở trên, thiết kế đường đi kế hoạch trên tổng
đồ từ cảng đi tới cảng đến; sau đó chuyển các thông tin chi tiết có liên quan lên các hải đồthành phần
- Việc thiết kế phải đảm bảo cho tuyến hành trình an toàn và kinh tế nhất (thời điểm
đi và đến cảng, điều kiện thời tiết, thuỷ triều, đón hoa tiêu, vào cầu, giao nhận hàng hợp
lý, mật độ tàu thuyền…)
+ Bước 3: Trình lên thuyền trưởng, chỉ khi nào thuyền trưởng phê duyệt đồng ý thìmới đưa kế hoạch đó vào thực hiện Trong quá trình thực hiện kế hoạch phải giám sát các
ca trực để đảm bảo kế hoạch đã đề ra
+ Bước 4: Kiểm soát hải trình, kiểm tra, đối chiếu, phân tích và điều chỉnh kế hoạchchuyến đi cho phù hợp với điều kiện thực tế (thay đổi cảng đích, thay đổi hướng đi nhằmtránh bão, áp thấp )
Trang 517.Trình bày các yếu tố ảnh hưởng đến tầm nhìn xa mục tiêu,nội dung List of lights and fog signals.
* Các yếu tố ảnh hưởng đến tầm nhìn xa mục tiêu:
- Tầm nhìn xa địa dư
Công thức tính:
D(knot) = 2,08 ( √ e(m)+ √ h(m) ) = 1,149( √ e(feet )+ √ h(feet ) )
e: độ cao mắt quan sát (thường e = 5m), nếu e 5m, hiệu chỉnh
Cường độ chiếu sáng, màu sắc của đèn
* Nội dung của List of light and fog signal
Bộ sách này thống kê toàn bộ tiêu đèn; tín hiệu trên biển Mỗi hàng tiêu đều có sốhiệu, tên gọi, cách lắp đặt, chất phát sáng, độ cao, cự li chiếu sáng, nguồn sáng, cấu tạo,
âm hiệu… để bổ sung tư liệu còn thiếu trên hải đồ dùng cho người đi biển tham khảo.Trang cuối của từng cuốn sách có bản chỉ dẫn giúp người sử dụng biết tư liệu cầntìm nằm ở trang nào
Bộ sách gồm 11 tập được đánh dấu A, B, C, D… L Mỗi tập tái bản trong chu kì 18tháng Trong sách không tập hợp những phao đèn nhỏ hơn 8m Mỗi tập gồm tư liệu củamột khu vực nhất định:
A (NP-74): Các đảo của Anh quốc; bờ bắc nước Pháp
B (NP-75): Phía Đông, Nam biển Bắc
C (NP-76): Biển Baltic
D (NP-77): Bờ Đông Đại Tây Dương
E (NP-78):Địa Trung Hải, biển Đen, biển Đỏ
F (NP-79): Biển A Rập, Vịnh Bengan, Bắc Paciffic
G (NP-80): Bờ Tây của Nam Đại Tây Dương, Đông Paciffic
H (NP-81): Đông Bắc Canada
J (NP-82): Bờ Tây của Bắc Đại Tây Dương
K (NP-83): Ấn Độ, Nam xích đạo, Thái Bình Dương
L (NP-84): Na Uy, biển Greenland; Bắc Băng Dương
Trang 618.Trình bày nội dung NP 201-202.
Bảng thủy triều - NP201-204 - Do cơ quan thủy văn hải quân Anh xuất bản hàngnăm, gồm 4 tập
NP201: Vương Quốc Anh và Iceland
NP202: Châu Âu (Trừ Anh, Iceland); Địa Trung Hải, Đại Tây Dương
NP203: Ấn Độ Dương, biển Đông (biển Nam Trung Hoa)
NP204: Thái Bình Dương
Mỗi tập bao gồm những nội dung chính sau:
Phần I: Giờ, độ cao nước lớn, nước ròng từng ngày trong năm đối với cảng chính Phần II: Chênh lệch về giờ, độ cao nước lớn, nước ròng của cảng phụ đối với cảngchính
Phần III: Các số liệu về thông tin thủy triều, hướng dẫn tính thủy triều theo phươngpháp điều hòa và một số bảng biểu liên quan Trong bảng thủy triều, thời gian áp dụngcho tính thủy triều là giờ múi địa phương nên khi tính thủy triều cho một cảng nào đó,cần chú ý giờ múi áp dụng cho cảng phải phù hợp giờ ghi trong bảng thủy triều
- Xác định vị trí tàu bằng thiên văn
- Xác định vị trí tàu bằng phương pháp dự đoán
- Khâu điều khiển: Gồm 1 trạm điều khiển chính đặt ở Colorado Spring; 5 trạm giámsát; 3 trạm dẫn động
- Khâu người sử dụng: Máy thu GPS tiếp nhận tín hiệu từ vệ tinh và cho biết vị tríhiện tại của người sử dụng
Hệ thống GPS xác định vị trí bằng phương pháp sau: Giả sử vị trí của vệ tinh đãbiết, cả vệ tinh và máy thu được trang bị đồng hồ đồng bộ với nhau, vì thế máy thu biếtđược thời điểm vệ tinh phát tín hiệu và thời điểm tín hiệu tới Từ đó sẽ tính được khoảngthời gian truyền sóng trong không gian là t Khoảng cách từ máy thu tới vệ tinh đượctính:
D = C.t (C = 3.108m/s)
Trang 7Khi đó, vị trí máy thu sẽ là một điểm nào đó trên mặt cầu có tâm là vị trí vệ tinh, bánkính là D Giao tuyến của mặt cầu này với trái đất là một đường tròn, và vị trí máy thunằm trên đường tròn này
Thực hiện tương tự như vậy đối với vệ tinh thứ 2, ta sẽ có một mặt cầu đẳng trịkhoảng cách khác Giao của mặt cầu này với đường tròn vị trí máy thu đã nói trên, tađược 2 điểm trên trái đất, trong đó có vị trí máy thu Mặt cầu đẳng trị khoảng cách lấytâm là vị trí vệ tinh thứ 3 sẽ cho ta vị trí chính xác của máy thu
Đối với ngành hàng không thì cần thêm vệ tinh thứ 4 để xác định vị trí vì phươngtiện không hoạt động trên mặt đất
+ Độ chính xác của hệ thống GPS:
- Đối với mục đích dân sự độ chính xác của hệ thống là 100m
- Đối với mục đích quân sự: độ chính xác của hệ thống là 16m
* Xác định vị trí tàu bằng Lorac C:
+ Nguyên lý hoạt động của hệ thống Loran C:
Hệ thống Loran C là một tổ hợp các trạm phát sóng gồm trạm chủ (Master) và trạmphụ (Slave) đặt trên bờ phát tần số thấp 100MHz dưới dạng xung Máy thu Loran C đặttrên tàu nhận sóng từ các đài phát, xác định hiệu thời gian phát sóng tới vị trí quan sát từtrạm phát chủ và phụ Hiệu thời gian được đo bằng thời gian trễ của các đường bao xung(đo thô) và so sánh pha của sóng mang của các xung để đo hiệu thời gian chính xác (đotinh)
Quỹ tích các điểm đẳng hiệu thời gian hình thành hệ thống đường vị trí dạngHyperbol; nhiều cặp trạm phát hoạt động đồng thời làm hình thành mạng lưới Hyperbol,máy thu có thể xác định vị trí người quan sát
Hệ thống Loran C sử dụng tần số phát thấp, có đường cơ sở dài (khoảng cách cáctrạm xa nhau); sử dụng mã tín hiệu, kĩ thuật thu tương quan… nên tầm tác dụng của hệthống lớn (1000-> 2000 knots)
sin2γ22
M: bán kính vòng tròn sai số
δΔt : Sai số đo hiệu thời gian
γ1 , γ2 : Góc trương cung của vị trí tàu tương đối đối với 2 cặp trạm chủ và phụ
θ : Góc kẹp giữa 2 đồng vị trí LoranC
* Xác định vị trí tàu bằng Decca
+ Nguyên lý hoạt động của hệ thống Decca:
Hệ thống định vị Decca sử dụng sóng vô tuyến tần số thấp (70-> 130KHz) để phát
đi Máy thu sẽ đo hiệu pha của 2 sóng phát liên tục từ 2 trạm phát trên bờ để xác địnhhiệu khoảng cách để cho ra một đường Hyperbol vị trí Giao của nhiều đường Hyperbol
vị trí sẽ cho ra vị trí máy thu
Hệ thống Decca có tầm hoạt động 240 hải lý; độ chính xác từ vài m -> vài trăm m
Trang 8σ ΔΦ : Sai số đo pha
W1, W2: Chiều rộng dài của 2 cặp trạm phát
θ : Góc giao nhau của 2 đường vị trí
* Xác định vị trí tàu bằng thiên văn:
+ Xác định vĩ độ người quan sát
- Đo độ cao sao Bắc đẩu để xác định vĩ độ người quan sát:
Độ cao trên chân trời của thiên cựu bắc PN bằng với vĩ độ người quan sát Gần thiêncựu bắc PN có ngôi sao Polaris; với xích vĩ lớn hơn 890 nằm cách PN dưới 10 Vì thế, độcao giữa PN và Polaris chênh lệch rất nhỏ Ta có thể dựa vào các bảng, tính toán, lịchthiên văn để tính vĩ độ người quan sát
= hopolaris - 10 + ao + a1 + a2
: Vĩ độ người quan sát
hopolaris: Độ cao thật của sao Bắc đẩu (đã tiến hành các hiệu chỉnh)
ao: Số hiệu chỉnh thứ nhất; số dẫn vào bảng là góc giờ địa phương của điểm xuânphân (LHA)
a1: Số hiệu chỉnh thứ 2, số dẫn vào bảng là LHA và độ cao quan sát của sao BắcĐẩu (đã hiệu chỉnh)
a2: Số hiệu chỉnh thứ 3, số dẫn vào bảng là LHA và tháng quan sát
- Ngoài ra còn khá nhiều các phương pháp xác định vĩ độ khác nhưng thao tác kháphức tạp và độ chính xác không cao
- Xác định kinh độ người quan sát: (có nhiều phương pháp, đây là 1 VD)
- Xác định kinh độ bằng độ cao thiên thể trên vòng tròn đông tây:
Điều kiện: < đồng thời cùng tên
: Xích vĩ thiên thể
: Vĩ độ người quan sát
Thời điểm thiên thể qua vòng tròn đông tây:
LHA* : Góc giờ địa phương của thiên thể khi qua vòng tròn đông tây
Sử dụng lịch thiên văn để tìm góc giờ địa phương nguyên vòng của thiên thể khi quavòng tròn đông tây
GHA; GMT; ZT (múi giờ tàu)
Công thức tính kinh độ:
h: độ cao thiên thể đã qua hiệu chỉnh
= LHAnguyên vòng - GHAnguyên vòng
Trang 9(LHA > GHA > (E); LHA < GHA => (w))
+ Đánh giá độ chính xác:
Xác định vị trí tàu bằng thiên văn có độ chính xác không cao do bị ảnh hưởng nhiều
về điều kiện quan trắc cũng như độ chính xác của dụng cụ và việc lấy thời điểm Do đóngày nay phương pháp này không phổ biến
* Xác định vị trí tàu dự đoán:
Dựa vào vận tốc tàu, hướng đi của tàu, thời gian tàu đã đi; ảnh hưởng của gió vàdòng chảy… ta có thể suy đoán được vị trí hiện thời của tàu
Độ chính xác của phương pháp này rất thấp do bị ảnh hưởng mạnh bởi nhiều yếu tố;
do đó không nên lấy phương pháp này làm phương pháp chủ đạo để xác định vị trí tàu
25 Nêu các phương pháp xác định vị trí tàu khi hàng hải ven bờ.phân tích độ chính xác.
ta tìm được 2 loại đường vị trí
+ Đường phương vị nghịch: là tập hợp mọi điểm có hướng ngắm không đổi tới mộtmục tiêu cố định
+ Đường vị trí đẳng trị khoảng cách: là tập hợp mọi điểm có khoảng cách không đổiđến một mục tiêu cố định
Vì thế, vị trí tàu được xác định bằng giao của một đường phương vị nghịch với 1đường đẳng trị khoảng cách hoặc giao của 2 đường phương vị nghịch của 2 mục tiêuriêng biệt hoặc giao của 2 đường đẳng trị khoảng cách của 2 mục tiêu riêng biệt
Khi quy đổi phương vị từ tàu → mục tiêu sang phương vị nghịch, ta cần cộng thêm
1800 và nếu radar đang ở chế độ head up thì ta phải chuyển góc mạn mục tiêu về phương
Trang 10Mục tiêu B
1 phương vị và 1 khoảng cách 2 phương vị
Khi xác định VTT = 2 phương vị; nên chọn 2 mục tiêu có góc kẹp ngang từ 30o ->
150o
Xác định VTT = 2 khoảng cách tới 2 mục tiêu
Đối với việc xác định vị trí tàu = 2 khoảng cách tới 2 mục tiêu, giao của 2 đườngđẳng trị khoảng cách có thể cho ra 2 điểm Nếu cả 2 điểm đều nằm trên biển thì ta cần lấythêm 1 đường phương vị nghịch để có vị trí tàu chính xác
Trang 11θ : góc kẹp giữa 2 đường phương vị hay 2 đường khoảng cách
εp: Sai số bình phương trung bình của việc đo phương vị
εD: Sai số bình phương trung bình của việc đo khoảng cách
D1, D2: khoảng cách tới các mục tiêu 1 và 2
* Xác định vị trí tàu bằng việc quan trắc mục tiêu; sử dụng các dụng cụ đo bằng mắtthường:
Khi tàu chạy gần bờm có khá nhiều mục tiêu địa văn để quan sát Vì vậy ta có thể sửdụng chúng để xác định VTT
Khi chọn mục tiêu để đo đạc, cần chú ý chọn những mục tiêu rõ rệt, nổi bật, dễ quansát, có thể hiện rõ trên hải đồ; riêng biệt không dễ nhầm lẫn với mục tiêu khác…
Khi sử dụng sextan để đo góc kẹp đứng nhằm tìm khoảng cách thì độ cao của mụctiêu phải ghi rõ trên hải đồ
Cần chú ý thứ tự đo đạc các mục tiêu Cần ưu tiên đo các mục tiêu ở trước mũi, saulái rồi mới đến các mục tiêu ở ngang tàu Ban đêm khi đo hải đăng, phao đèn nên đo đèntối trước, đèn sáng sau; đèn chớp trước, đèn không chớp sau; đèn chu kì dài trước, đènchu kì ngắn sau
- Nếu tốc độ tàu khá lớn thì tốt nhất đo 5 lần cho 3 mục tiêu I, II, III theo tuần tự I,
II, III; II; I rồi lấy giá trị TB
- Việc xác định vị trí tàu cơ bản là sử dụng giao điểm của ít nhất 2 đường vị trí Nếuquan sát bằng mắt thường; ta có thể có 3 loại đường vị trí, đường phương vị nghịch;đường đẳng trị khoảng cách; đường đẳng trị góc kẹp ngang giữa 2 mục tiêu
- Do đó có khá nhiều cách xác định vị trí tàu nếu quan sát bằng mắt thường như: 1phương vị và 1 khoảng cách; 2 phương vị mục tiêu đồng thời; 3 phương vị; 2 khoảngcách; 2 góc kẹp ngang đồng thời; 1 phương vị và 1 góc kẹp ngang; 1 khoảng cách và 1góc kẹp ngang…
Đường phương vị nghịch Đường đẳng trị khoảng cách