Giáo trình hàng hải và thiết bị hàng hải thuyền trưởng hạng 3 ĐTNĐ

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
CỤC ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA VIỆT NAM

GIÁO TRÌNH
ĐÀO TẠO THUYỀN TRƯỞNG HẠNG BA
MÔN HÀNG HẢI VÀ THIẾT BỊ HÀNG HẢI



Năm 2014
1
LỜI GIỚI THIỆU
Thực hiện chương trình đổi mới nâng cao chất lượng đào tạo thuyền viên,
người lái phương tiện thủy nội địa quy định tại Thông tư số 57/2014/TT-BGTVT
ngày 24 tháng 10 năm 2014 của Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải.
Để từng bước hoàn thiện giáo trình đào tạo thuyền viên, người lái phương
tiện thủy nội địa, cập nhật những kiến thức và kỹ năng mới. Cục Đường thủy nội
địa Việt Nam tổ chức biên soạn “Giáo trình hàng hải và thiết bị hàng hải”.
Đây là tài liệu cần thiết cho cán bộ, giáo viên và học viên nghiên cứu,
giảng dạy, học tập.
Trong quá trình biên soạn không tránh khỏi những thiếu sót, Cục Đường thủy
nội địa Việt Nam mong nhận được ý kiến đóng góp của Quý bạn đọc để hoàn
thiện nội dung giáo trình đáp ứng đòi hỏi của thực tiễn đối với công tác đào tạo
thuyền viên, người lái phương tiện thủy nội địa.
CỤC ĐƯỜNG THỦY NỘI ĐỊA VIỆT NAM
2
a
b
P
N
P

S
Chương I
ĐỊA VĂN
Bài 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ QUẢ ĐẤT
Trong khi xây dựng các bản đồ và các hải đồ, ta phải tính toán đến hình
dáng và kích thước trái đất. Trái đất có hình dáng bề mặt rất phức tạp không thể
đo chính xác được. Nhưng nói chung hình dáng của trái đất có dạng giống với
hình elíp xoay gọi là Spheroid. Đó là hình mặt phẳng tiếp xúc với nó ở mọi điểm
luôn vuông góc với đường dây rọi
- Nó là một khối hình elíp quay quanh trục P
N
P
S
.Trong một vài ngành kỹ
thuật cho phép sai số nhất định. Để giải quyết một số
trường hợp trong các lĩnh vực như ngành hàng hải thì có
thể coi nó giống như một hình cầu có bán kính không
đổi .Ở đây nghiên cứu nó là một hình elíp với các thông
số sau:
- Bán trục lớn a
- Bán trục nhỏ b
- Độ dẹt α = (a-b) / a = 1-b/ a
Qua quá trình đo đạc a và b ngày càng hoàn thiện và chính xác.
Nước ta và nhiều nước xã hội chủ nghĩa sử dụng kết quả đo đạc của giáo sư
Viện sỹ Hàn lâm Liên Xô F.N.Crasopski đo năm 1940 đã được kiểm tra lại bằng
sự khảo sát của vệ tinh nhân tạo
a = 6.378.245 m
b = 6.356.863 m
α = 1/ 298, 3
Như vậy nếu ta xây dựng một mô hình qủa đất có a = 1 m, b =0,997 m thì

khi nhìn rất khó phân biệt được độ dẹt
Các nước tư bản chủ nghĩa dùng các kết quả riêng do họ đo đạc
Trong hàng hải với độ chính xác cho phép, nên coi trái đất là hình cầu với
bán kính
R = 6.371.110 m = 6.371, 110 km
Hay: R =3.437,8 Hải lý
3
Hình 1.1
Bài 2: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG HƯỚNG TRÊN MẶT BIỂN
2.1 Đường và mặt phẳng cơ bản của người đo
Đứng ở bất kỳ điểm nào trên bề mặt trái đất người đo đều có những đường
và mặt phẳng nhất định để làm cơ sở xác
định phương hướng. Người ta đưa ra khái
niệm về các đường thẳng và mặt phẳng cơ
bản sau:
1/Đường chân trời thật.
Là giao tuyến giữa mặt phẳng chân trời
thật và bầu trời tưởng tượng
2/Mặt phẳng nằm ngang: (H)
Mặt phẳng vuông góc với đường dây
dọi gọi là mặt phẳng nằm ngang. Khi mặt
phẳng H tiếp xúc với bề mặt đất thì h=0)
Nếu mặt phẳng nằm ngang đi qua mắt người quan sát thì gọi là mặt phẳng
chân trời thật
3/Mặt phẳng thẳng đứng:
Một người đứng trên mặt đất sẽ có một hướng dây dọi. Mặt phẳng chứa
đường dây dọi đó gọi là mặt phẳng thẳng đứng (V)
4/ Mặt phẳng kinh tuyến:
Là mặt phẳng có chứa trục trái đất. Nếu mặt phẳng đi qua người quan sát
thì gọi là mặt phẳng kinh tuyến người quan sát.

5/ Bắc Nam và đường Bắc Nam:
Mặt phẳng kinh tuyến cắt mặt phẳng chân trời thật bởi một đường thẳng
gọi là đường NS
6/ Mặt phẳng Đông Tây và đường Đông Tây:
Mặt phẳng thẳng đứng vuông góc với mặt phẳng kinh tuyến người quan
sát gọi là mặt phẳng Đông - Tây (R)
7/ Giao tuyến giữa mặt phẳng kinh tuyến người quan sát và mặt phẳng chân trời
thật là đường Bắc - Nam. Đường thẳng nằm trên mặt phẳng chân trời thật và
vuông góc với đường N- S là đường Đông - Tây
2.2 Cách chia phương hướng
Để xác định phương hướng trên bề mặt đất hay cụ thể là trên mặt phẳng
chân trời thật người ta đã đưa ra các hệ thống phân chia khác nhau, trong đó có
các điểm chính và hướng chính làm mốc
4
Hình 2.1
Để thuận tiện, người ta chọn hướng NS làm hướng cơ bản. Nó chỉ gặp khó
khăn khi người quan sát đứng ở cực, lúc đó hướng chính là vô định
Có các hệ thống như sau:
1. Hệ nguyên vòng:
- Điểm mốc được chọn là điểm N
- Giới hạn tính góc: Tính từ điểm N, từ 0
0
- 360
0
theo chiều kim đồng hồ.
- Các điểm chính trên mặt phẳng chân trời thật là điểm E(có giá trị bằng
90
0
), điểm S (giá trị góc 180
0

); điểm W (giá trị góc là 270
0
); điểm N (360
0
hay
0
0
)
2. Hệ ¼ vòng,.
Là nguyên vòng chia ra thành 4 phần
- Điểm mốc là điểm N và điểm S
- Giới hạn tính góc. Tính từ điểm N hoặc
điểm S về hai phía E, W tính từ 0
0
- 90
0

Thứ tự các góc phần tư
+ Góc phần tư thứ nhất: từ điểm N đến điểm E
+ Góc phần tư thứ hai: từ điểm N đến điểm W
+ Góc phần tư thứ ba: từ điểm S đến điểm E
+ Góc phần tư thứ tư: từ điểm S đến điểm W
3. Cách chia điểm Ca:
Là phương pháp phân chia phương hướng đầu tiên, theo phương pháp này
vòng tròn được chia ra làm 32 phần bằng nhau mỗi phần gọi là một ca có trị số
bằng:
1 ca = 360
0
/ 32 = 11
0

15’
4 ca chính. N, S, E, W và 4 ca phụ (NE, NW, SE, SW)
Còn lại là các ca trung gian
NE: Đông Bắc
SE: Đông Nam
SW: Tây Nam
NW: Tây Bắc
NEN: Đông Đông Bắc
ESE: Đông Đông Nam
SSE: Nam Đông Nam
SSW: Nam Tây Nam
WSW: Tây Tây Nam
WNW: Tây Tây Bắc
5
S
Hình 2.2
N
S
EW
WNW
NW
SW
NE
SE
NNW NNE
ENE
WSW
SSW SSE
ESE
Hình 2.3

NNW: Bắc Tây Bắc
Bài 3: HẢI ĐỒ
3.1 Định nghĩa
Hải đồ là một loại bản đồ địa hình ở trên biển cho ta biết tất cả mọi tình
hình bố cục ở trên mặt biển, dưới đáy biển (độ sâu), các chướng ngại vật, tình
hình bờ biển (địa hình ), các hình dạng đường biển, hình dáng, độ cao của đảo,
núi… Ngoài ra hải đồ cho ta biết các bố trí về các thiết bị phụ trợ Hàng hải, vị trí
và đặc điểm của chúng.
Hải đồ được sử dụng để xác định vị trí tàu, vạch hướng đi và dự kiến các
phương pháp hàng hải trong thời gian tới.
Trên cơ sở những nguyên tắc và phương pháp toán học, người ta tính toán
và thiết lập mối quan hệ ràng buộc chặt chẽ giữa tọa độ địa lý của các điểm
trên bề mặt trái đất với hình chiếu của chúng trên mặt phẳng. Các yếu tố toán
học của hải đồ bao gồm: phép chiếu hải đồ, tỷ xích hải đồ, mạng kinh vĩ
3.2 Phân loại phép chiếu hải đồ
Khác với việc sử dụng địa cầu mô tả hình dạng của bề mặt trái đất, bản đồ
(hải đồ) chỉ thỏa mãn được một điều kiện nhất định: Đẳng giác hay đẳng tích
hoặc không thỏa mãn cả hai điều kiện này. Song nếu bỏ qua những sai sót cho
phép thì ta có thể vẽ được một phần trái đất lên bản đồ mà thỏa mãn được cả hai
điều kiện đẳng giác và đẳng tích.
3.2.1 Phân loại theo đặc điểm sai sót (theo qui luật biến dạng)
a) Phép chiếu đẳng giác: Là các phép chiếu thể hiện giá trị của góc không có sai
số. Phép chiếu này cho phép nhận được hình dáng đúng đắn của đối tượng trên
mặt chiếu nhưng kích thước thì thay đổi.
b) Phép chiếu đẳng diện: cho phép thể hiện hải đồ với giá trị diện tích của các
đối tượng được thể hiện một cách chính xác nhưng hình dáng của chúng bị thay
đổi
c) Phép chiếu tự do: Không đẳng diện, không đẳng giác.
d) Phép chiếu đẳng cự (đẳng khoảng cách): Là một trong những phép chiếu tự
do. Phép chiếu này thể hiện khoảng cách theo những hướng chính không thay

đổi và bằng tỷ lệ chính
Không có phép chiếu nào vừa đẳng diện vừa đẳng giác, sai số về góc càng
nhỏ thì sai số diện tích càng lớn và ngược lại
3.2.2 Phân loại theo cách dựng
a) Phép chiếu phương vị
6
Phép chiếu phương vị có hai loại: Phối cảnh và không phối cảnh
+ Phép chiếu phương vị phối cảnh
Khi ta cho mặt phẳng chiếu tiếp xúc với địa cầu và vuông góc với đường
tia chiếu (PnO), ta có hình chiếu của các vĩ tuyến là các vòng tròn đồng tâm còn
các đường kinh tuyến là những đường thẳng hội tụ tại điểm tiếp xúc. Tâm chiếu
O có thể nằm bất kỳ:
+ Phép chiếu phương vị không phối cảnh
Người ta không dùng phép chiếu để thể hiện các đường kinh, vĩ tuyến mà
tùy thuộc vào điều kiện cần thỏa mãn mà qui định cách vẽ riêng. Ví dụ người ta
vẽ hình cầu của trái đất
b) Phép chiếu hình nón
Ta chọn một mặt nón tiếp xúc với hình cầu còn trục hình nón thì trùng với
trục quay của khối cầu. Ta sẽ chiếu các đường kinh vĩ tuyến lên mặt nón rồi trải
dài ra trên mặt phẳng
Các đường vĩ tuyến lúc này là những cung tròn đồng tâm có bán kính phụ
thuộc vào vĩ độ. Các đường kinh tuyến là những đường thẳng, góc giữa các
đường kinh tuyến sẽ là δ= C.λ ( C là hệ số tỉ lệ)
- Nếu trục hình nón vuông góc với trục quay của địa cầu ta có phép chiếu
ngang
- Nếu 0<φn<90
0
thì ta có phép chiếu hình nón xiên
Phép chiếu này không có tính chất đẳng giác cũng như đẳng tích. Để khắc
phục thì người ta chiếu hình cầu lên nhiều hình nón tiếp xúc với chúng.

7
Hình 3.1
c) Phép chiếu hình trụ
Cho một hình trụ tiếp xúc với hình cầu tại xích đạo, ta chiếu các đường
kinh tuyến, vĩ tuyến lên mặt trụ. Khi trải mặt trụ ra thì ta có hình chiếu các
đường kinh tuyến là nhứng đường thẳng song song nhau, hình chiếu các đường
vĩ tuyến là các đường vuông góc với đường kinh tuyến
Phép chiếu này thỏa mãn tính đẳng tích và đẳng giác
4. Mức độ tin cậy của hải đồ
Hải đồ là một phương tiện không thể thiếu dùng để hàng hải nhưng mức độ
tin cậy của chúng thì lại khác nhau. Để đánh giá mức độ tin cậy của một hải đồ
cần phải xem xét tới các yếu tố sau:
- Thời gian xuất bản và tu chỉnh hải đồ: Những hải đồ mà thời gian xuất
bản càng gần thời gian sử dụng hoặc đã được tu chỉnh mới nhất thì có độ tin cậy
càng lớn. Số liệu ngày tháng, năm xuất bản được ghi ở góc bên trái phía dưới hải
đồ
- Tỉ lệ hải đồ: Hải đồ có tỉ lệ càng lớn thì càng thể hiện được chi tiết và độ
chính xác càng cao
8
Hình 3.2
Hình 3.3
- Giá trị độ sâu ghi trên hải đồ: Nếu độ sau được ghi một cách liên tục, mật
độ dày đặc thì chứng tỏ đáy biển đã được khảo sát kỹ càng và càng tin cậy. Hải
đồ có những khoảng trống không được ghi độ sâu hoặc có những đường đẳng
sâu chưa đầy đủ và như vậy chưa đáng tin cậy
- Hình thể và chất đáy của biển: Hình thể đáy biển biết được qua độ sâu ghi
trên hải đồ, nếu hình thể đáy biển biến thiên đều đặn chứng tỏ đáy biển không
phức tạp, không có những biến thiên đột ngột của đáy như san hô, núi lửa
ngầm Ngoài ta chất đáy cho ta biết tính chất phức tạp hay thuần túy của nó
5 Những chú ý khi sử dụng hải đồ

- Phải sử dụng hải đồ có tỉ lệ xích lớn và được lập theo những số liệu mới
nhất gần với thời gian sử dụng
- Nếu trên hải đồ có những khoảng trống không ghi độ sâu thì ta coi khu
vực đó chưa được khảo sát và có thể nguy hiểm. Nếu xung quanh đó có độ sâu
nhỏ thi không hàng hải vào khu vực đó
- Khu vực có độ sâu thay đổi lớn thì chứng tỏ địa hình đáy biển phức tạp
cần hàng hải một cách cẩn thận, hoặc khu vực mà san hô đang phát triển thì
không nên dẫn tàu đi qua
- Phải đọc kỹ các khuyến cáo, ghi chú ghi trên hải đồ trước khi sử dụng
- Cần chuẩn bị và tu chỉnh tốt hải đồ trước khi sử dụng
9
Bài 4: DỰ ĐOÁN ĐƯỜNG TÀU CHẠY VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH
VỊ TRÍ TÀU
4.1 Dự đoán đường tàu chạy bằng cách vẽ (thao tác)
Để dẫn tàu an toàn phải dự đoán trước được hướng và quãng đường tàu
chạy dựa trên cơ sở phân tích tổng hợp tình hình khí tượng thủy văn, phao tiêu,
luồng lạch, nhiệm vụ chuyến đi…
Trong phương pháp dự đoán bằng cách vẽ, người ta thường xuyên kiểm tra
đường đi của tàu bằng các vị trí xác định. Toàn bộ công tác vẽ họa trên hải đồ,
thống kê và kiểm tra sự chuyển động của con tàu gọi là thao tác hải đồ.
4.1.1 Thao tác sơ bộ
Bất cứ con tàu nào trước mỗi chuyến đi đều phải thao tác sơ bộ. trước khi
thao tác sơ bộ phải nghiêm cứu kỹ các chỉ dẫn hàng hải, như hàng hải chỉ nam,
danh mục phao tiêu, đèn biển, tình hình khí tượng thủy văn, tu chỉnh hải đồ theo
những thông báo hàng hải mới nhất có trong tay. Việc thao tác sơ bộ được tiến
hành trên tổng đồ. Khi thao tác phải:
- Nghiên cứu tuyến đường sắp tới
- Chọn đường đi tối ưu, an toàn
- Thao tác hướng HT và quãng đường tàu chạy
- Đảm bảo diện tích cần thiết cho phép tàu đi chệch ra khỏi đường đi dự tính

do các nguyên nhân khác nhau
- Ghi rõ các điểm chuyển hướng, đánh dấu các mục tiêu quan trọng dùng để
chuyển hướng
- Dự tính thời gian chuyến đi để tính các khoản dự trù khác
- Kiểm tra hải đồ, sách tham khảo
Khi buộc tàu phải chạy qua những vùng nguy hiểm, cần tính toán sao cho
tàu chạy vào ban ngày
4.1.2 Thao tác sơ bộ
Việc thao tác chính thức được tiến hành trên hải đồ dẫn đường có tỷ lệ xích
lớn. Trước khi thao tác phải chuẩn bị đầy đủ các dụng cụ. Việc thao tác phải:
- Thao tác trên hải đồ đã được hiệu chỉnh và có tỉ lệ xích lớn nhất
- Thao tác liên tục trong suốt thời gian từ cảng xuất phát đến cảng đích
- Thao tác chu đáo cẩn thận, chú ý tới khả năng tàu có thể chệch khỏi hướng
đi
- Thao tác liên tục từ điểm này tới điểm khác, không bỏ lỡ dịp kiểm tra bằng
vị trí xác định
10
- Cẩn thận, sạch sẽ
Khi thao tác hướng thật phải ghi HL, ΔL. Bên cạnh mỗi điểm dự đoán hay
xác định phải ghi giờ quan trắc và chỉ số tốc độ kế. giờ quan trắc ghi ở tử số với
độ chính xác tới 1 phút, chỉ số quãng đường trên tốc độ kế ghi ở mẫu số với độ
chính xác tới 0,1 vạch chia, vạch phân số kẻ song song với vĩ tuyến. nếu có ảnh
hưởng của yếu tố bên ngoài như gió, dòng, ngoài HT phải thao tác hướng thực tế
của tàu. Các vị trí xác định phải ghi đúng ký hiệu qui định. Khi chạy biển ít nhất
1 giờ phải xác định vị trí một lần. khi hành trình qua luồng hẹp hay các khu vực
nguy hiểm phải xác định vị trí liên tục 3 đến 5 phút 1 lần
Toàn bộ công tác thao tác hải đồ chỉ được xóa khi có lệnh của thuyền
trưởng
4.2 Phương pháp xác định vị trí tàu
4.2.1 Xác định vị trí tàu bằng hai phương vị

4.2.1.1 Cơ sở lý thuyết
Trong khi tàu hành trình, nếu trên tàu quan sát được bằng mắt thường được
2 mục tiêu có ghi trên hải đồ và có la bàn với số hiệu chỉnh chính xác. Ta dùng
la bàn tiến hành đo đồng thời hai phương vị tới hai mục tiêu thì vị trí tàu là giao
của hai đường phương vị PT. Chọn mục tiêu gần tàu sao cho θ = 30
0
- 150
0
4.2.1.2 Thứ tự tiến hành
Đo PL
A
và PL
B
ghi T/TK, mục tiêu
gần mũi lái đo trước, chính ngang đo sau.
Hiệu chỉnh ΔL được PT, trên hải đồ ta thao
tác PT
AN
, PT
BN
, giao của chúng cho ta vị trí
tàu.
Nếu thời gian quan trắc lớn hơn 1
phút, tốc độ tàu lớn hơn 12kts ta phải
qui về cùng một thời điểm. PL
A1
và PL
B
ghi T/TK; đo PL
A2

;
Tính PL
A
= (PL
A1
+ PL
A2
).
Chọn sao cho Δt
1
= Δt
2
4.2.1.3 Nhận xét và đánh giá
Ưu điểm : Đây là phương pháp đơn giản, nhanh chóng được áp dụng nhiều
trong thực tế.
Nhược điểm: Không kiểm tra được sai số nhầm lẫn của vị trí tàu F vì không
có mục tiêu thứ 3 để kiểm tra.
4.2.2 Xác định vị trí tàu bằng ba phương vị
4.2.2.1 Cơ sở lý thuyết
11
PL
AN
PL
BN
Hình 4.1
Trong khi tàu hành trình, nếu trên tàu quan sát được ba mục tiêu có ghi
trên hải đồ. Dùng la bàn đo 3 phương vị đến ba mục tiêu. Nếu cạnh của tam giác
sai số nhỏ hơn 5mm trên hải đồ có tỉ xích 1:200.000 ta có thể lấy tâm của tam
giác sai số làm vị trí tàu. Nếu không ta phải khử tam giác sai số.
4.2.2.2 Thứ tự tiến hành

Để nâng cao độ chính xác chọn mục tiêu thuận tiện cho việc đo phương vị
và chọn sao cho 30
0
<θ<150
0
. Ưu tiên chọn mục tiêu nhân tạo: hải đăng, chập
tiêu Mục tiêu tự nhiên: Đảo, mép hồ, phao nổi, đèn nổi…Những mục tiêu này
phải được ghi trên hải đồ. Những mục tiêu có phương vị thay đổi nhanh đo sau,
thay đổi chậm đo trước tức là những mục tiêu phía mũi lái trước, gần chính
ngang đo sau.
4.2.2.3 Tiến hành đo đạc:
Dùng la bàn đo 3 phương vị đến 3 mục tiêu. Nếu khoảng thời gian đo
phương vị nhỏ hơn 1 phút, tốc độ tàu nhỏ hơn 12kts thì coi như thao tác cùng
thời điểm, nếu không phải tiến hành qui về cùng một thời điểm như sau:
Đo PL
A1
, PL
B1
, PL
C
ghi T/TK, đo PL
A2
, PL
B2
PL
A
= (PL
A1
+PL
A2

); PL
B
= (PL
B1
+PL
B2
)
Lưu ý sao cho khoảng thời gian giữa các lần đo bằng nhau. Hiệu chỉnh ΔL,
tìm PT
A
, PT
B
, PT
c.
Chuyển qua PT
N
rồi thao tác lên trên hải đồ
Nếu vận tốc của tàu lớn ta qui về cùng một thời điểm bằng phương pháp
sau:
Tại T
1
/TK
1
xác định PL
A
hiệu chỉnh ΔL được PTN
A
Tại T
2
/TK

2
xác định PL
B
hiệu chỉnh ΔL được PTN
B
Tại T
3
/TK
3
xác định PL
C
hiệu chỉnh ΔL được PTN
C
Tại A và B kẻ song song với HT, đặt ΔS
1
= V
TK
(T
2
- T
1
) và ΔS
2
= V
TK
(T
3
-
T
2

); tại hai đầu mút của S
1
và S
2
kẻ PTN
A,
PTN
B,
tại C kẻ PTN
C
. Giao của chúng
cho vị trí tàu tại T
3
/TK
3

12
B
A’
B’
HT
Hình 4.2
4.2.2.4 Nhận xét và đánh giá
Phương pháp này cho phép kiểm tra độ chính xác của sai số la bàn
Khi xác định vị trí tàu bằng 2 đường vị trí thì việc đánh giá độ chính xác
của vị trí xác định hết sức khó khăn. Nếu ta dùng 3 đường vị trí có thêm đường
vị trí thứ 3 để kiểm tra.
4.3 Xác định vị trí tàu bằng hai khoảng cách
4.3.1 Cơ sở phương pháp
Trong khi tàu hành trình, nếu trên tàu quan sát được hai mục tiêu có ghi rõ

trên hải đồ và thuận tiện cho việc đo khoảng cách.
Từ tàu sử dụng radar đo khoảng cách tới 2 mục tiêu trên ta sẽ xác định
được hai đường đẳng trị là hai cung tròn có tâm là hai mục tiêu và bán kính lần
lượt là khoảng cách đo được tới hai mục tiêu đó. Thao tác 2 cung tròn đó lên hải
đồ. Giao điểm của hai cung tròn này là gần vị trí dự đoán là vị trí tàu xác định.
4.3.2 Thứ tự tiến hành
Khi đã xác định được hai mục tiêu A, B dùng để xác định vị trí tàu.
Nhanh chóng sử dụng radar đo khoảng cách tới hai mục tiêu theo nguyên tắc
mục tiêu nào biến thiên chậm đo trước, mục tiêu nào biến thiên nhanh đo sau.
Giả sử đo khoảng cách mục tiêu A ta được D
A
Giả sử đo khoảng cách mục tiêu B ta được D
B

4.3.3 Thao tác
Trên hải đồ lấy A, B làm tâm lần lượt quay các cung tròn có bán kính
tương ứng D
A
, D
B
. Giao điểm của hai cung tròn vừa vẽ ở gần vị trí dự đoán là vị
trí tàu xác định. Nếu Δt lớn ta phải qui
về cùng một thời điểm.
4.4 Xác định vị trí tàu bằng ba
khoảng cách
4.4.1/ Cơ sở phương pháp
Trong khi tàu hành trình, nếu
trên tàu quan sát được ba mục tiêu có
ghi rõ trên hải đồ và thuận lợi cho việc
đo khoảng cách bằng radar. Từ tàu sử

dụng radar đo nhanh khoảng cách tới 3
mục tiêu trên ta sẽ xác định được 3
đường đẳng trị là 3 cung tròn có tâm là
3 mục tiêu và bán kính lần lượt là khoảng cách đo được tới 3 mục tiêu đó.
Thao tác 3 cung tròn đó lên hải đồ. Giao điểm của 3 cung tròn đó ở gần vị
trí dự đoán là vị trí tàu xác định.
13
D
A
D
B
F
A
B
HT
Hình 4.3
4.4.2 Thứ tự tiến hành
Khi đã xác định được 3 mục tiêu A, B, C dùng để xác định vị trí tàu. Sử
dụng Radar nhanh chóng đo khoảng cách tới các mục tiêu đó: mục tiêu gần
chính ngang đo trước, mục tiêu gần mũi lái đo sau.
4.4.3 Thao tác
Trên hải đồ lấy A, B, C làm tâm lần lượt quay các cung tròn có bán kính
tương ứng D
A
, D
B
, D
C
.
Theo lý thuyết 3 cung tròn sẽ giao nhau tại một điểm ở gần vị trí dự đoán

và đó chính là vị trí tàu xác định. Nhưng do có sai số do đo thực tế 3 cung tròn
trên sẽ giao nhau tạo thành một tam giác gọi là tam giác sai số. Nếu cạnh của
tam giác đó <5mm trên
hải đồ 1:200.000, ta lấy
tâm tam giác sai số làm
vị trí tàu. Nếu không ta
tạo tam giác sai số thứ hai
bằng cách thêm hay bớt
đi khoảng cách đo
được một lượng sai số như
nhau, nối các đỉnh
tương ứng của hai tam giác
sai số được vị trí tàu.
4.5 Xác định vị trí
tàu bằng một phương vị và một khoảng cách đồng thời đến một mục tiêu.
4.5.1 Cơ sở phương pháp
Trong khi tàu hành trình, nếu trên tàu quan sát được một mục tiêu có ghi
rõ trên hải đồ, thuận tiện cho việc đo phương vị và khoảng cách tới mục tiêu. Ta
tiến hành đo đồng thời khoảng cách và phương vị tới mục tiêu đó ta sẽ xác định
được 2 đường đẳng trị đường phương vị và đường tròn khoảng cách. Giao của
hai đường đẳng trị cho ta vị trí tàu xác định.
Phương pháp này đơn giản nhanh chóng và tương đối chính xác và được
sử dụng rộng rãi trong hàng hải.
Ngoài ra khi ở khu vực hàng hải có hai mục tiêu, một mục tiêu thuận lợi
cho việc đo phương vị (mục tiêu A), một mục tiêu thuận lợi cho việc đo khoảng
cách (mục tiêu B) ta cũng có thể sử dụng phương pháp này. Ta đồng thời đo
phương vị tới mục tiêu A và đo khoảng cách tới mục tiêu B.
4.5.2 Thứ tự tiến hành
Vào thời điểm xác định vị trí của mục tiêu đồng thời đo khoảng cách và
phương vị tới mục tiêu A (trường hợp một mục tiêu) hay đồng thời đo khoảng

cách tới mục tiêu B và phương vị mục tiêu A (trường hợp hai mục tiêu).
14
A B
C
D
A
D
B
D
C
HT
Hình 4.4
Để đo phương vị ta có thể dùng la bàn hoặc radar nhưng để nâng cao độ
chính xác của vị trí xác định nên sử dụng la bàn để đo phương vị tới mục tiêu vì
sai số trong việc đo phương vị bằng la bàn nhỏ hơn nhiều so với phương vị bằng
radar.
Để đo khoảng cách ta dùng radar,
4.5.3 Thao tác
Đo phương vị tới A được PL
A
, hiệu chỉnh độ lệch la bàn ΔL ta được PT
A
Đo khoảng cách tới A được D
A
Từ A kẻ PTN
A
và vẽ cung tròn D
A
giao của hai đường cho ta vị trí tàu F
vào thời điểm T/TK

15
D
A
F
PTN
A
A
HT
Hình 4.5
Bài 5: HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS
5.1 Cấu tạo của hệ thống định vị toàn cầu
Hệ thống định vị toàn cầu bao gồm 3 khâu:
- Khâu vệ tinh.
- Khâu điều khiển.
- Khâu sử dụng.
5.1.1 Khâu vệ tinh:
Gồm 28 vệ tinh quay xung quanh trái đất hai lần
trong ngày trong quỹ đạo rất chính xác.
Phần vũ trụ sẽ bảo đảm cho bất kỳ vị trí nào trên quả đất đều có thể quan
sát được 4 vệ tinh ở góc trên 15 độ (nếu góc ở ngưỡng 10 độ thì có thể quan sát
được 10 vệ tinh và ở góc ngưỡng 5 độ có thể quan sát được 12 vệ tinh.
Nhiệm vụ chủ yếu của các vệ tinh.
¡ Ghi nhận và lưu trữ các thông tin được truyền đi từ khâu điều khiển.
¡ Xử lý dữ liệu có chọn lọc trên vệ tinh.
¡ Duy trì chính xác cao của thời gian bằng các đồng hồ nguyên tử
¡ Chuyển tiếp thông tin đến người sử dụng.
¡ Thay đổi quỹ đạo bay của vệ tinh theo sự điều khiển từ mặt đất
5.1.2. Khâu điều khiển
Gồm một trạm điều khiển chính, 5 trạm thu số liệu, 3 trạm truyền số liệu
Công nghệ xử lý gồm: Tính lịch thiên văn, tính và hiệu chỉnh đồng hồ,

hiệu chỉnh quỹ
 Bộ phận điều khiển trên mặt đất mô tả trên hình vẽ, các trạm giám
sát không cần người trông coi, chịu sự kiểm soát của trạm điều khiển chính, có
nhiệm vụ thu thập thông tin từ vệ tinh, liên tục kiểm soát vị trí vệ tinh, cập nhật
thời gian và cung cấp lịch sao cho vệ tinh dùng để đảm bảo sự đồng bộ thời gian
với thời gian chuẩn và vị trí trên trái đất. các dữ liệu này được truyền về trạm
điều khiển chính
16
Hình 5.1
Trạm điều khiển chính tiếp nhận, xử lý các thông tin, sai số dữ liệu…từ các
trạm giám sát truyền về và cập nhật, biên tập các bản tin đạo hàng, cung cấp thời
gian chuẩn, tính toán các thông số vệ tinh, đưa ra các lệnh điều khiển… rồi
truyền chúng đến các trạm dẫn động, định giờ phát đến các vệ tinh GPS
5.1.3. Khâu sử dụng gồm
Khi ta di chuyển hay dừng tại chỗ, máy thu GPS nhận tín hiệu từ vệ tinh rồi
tính tóan định vị. Kết quả tính được là tọa độ hiển thị trên màn hình bộ ghi số
liệu.
Bộ ghi số liệu là máy cầm tay, có phần mềm thu thập số liệu. Bộ ghi số liệu
có thể ghi vị trí hoặc gắn thông tin thuộc tính với vị trí.
Máy tính, phần mềm xử lý số liệu: Hệ thống GPS có kèm theo phần mềm
xử lý số liệu. Sau khi thu thập số liệu ở thực địa, phần mềm chuyển số liệu vị trí
và thông tin thuộc tính sang máy tính (PC), sau đó phần mềm sẽ nâng cao độ
chính xác (bằng kỹ thuật phân sai).
Phần mềm xử lý số liệu GPS còn có chức năng biên tập hoặc vẽ. Phần
mềm này cũng hỗ trợ thu thập các yếu tố địa lý và thông tin thuộc tính cho GPS
hoặc các cơ sở dữ liệu khác.
5.2 Nguyên lý xác định vị trí bằng GPS
Để giải thích một cách đơn giản, theo như
hình 22.04, đầu tiên giả sử đã biết vị trí của hai
vệ tính trong không gian, cả hai vệ tinh và máy

thu của người sử dụng đều trang bị các đồng hồ
đồng bộ với nhau. Khi vệ tinh phát ra một tín
hiệu vào thời điểm được ghi lại trên đồng hồ
người sử dụng và người sử dụng thu nhận được
tín hiệu đó sau 1 giây, thời lượng sóng truyền
lan từ vệ tinh đến người sử dụng là c.t (trong đó
c là tốc độ sóng radio trong không gian bằng
300.000 km/s). Vị trí của người quan sát nằm
trên một quả cầu tưởng tượng có bán kính R =
c.t. Vị trí người quan sát vừa nằm trên quả cầu
tưởng tượng vừa nằm trên trái đất, cho nên vị trí đó chắc chắn nằm trên đường
giao nhau của mặt quả cầu và mặt trái đất, đó là đường vị trí thứ nhất A. Cùng
cách như vậy, đồng thời đo khoảng cách đến một vệ tinh khác ta có đường vị trí
thứ hai B. hai điểm P là vị trí của người quan sát. Hai đường vị trí này cắt nhau
tại hai điểm, trong đó điểm P là vị trí của người quan sát. Hai điểm đó thường
cách nhau rất xa nên không thể nhầm lẫn được
Để thực hiện việc đo khoảng cách, có 3 vấn đề cần giải quyết:
1. Xác định mối quan hệ giữa đồng hồ máy thu GPS của người dùng với đồng
hồ trên vệ tinh
17
Hình 5.2
Hình 5.3
2. phương pháp đo thời gian với độ chính xác cao, sai số thời gian 10
-7
s tương
với sai số đo khoảng cách là cxt = 3x10
8
x10
-7
= 30 mét

3. thông báo cho người sử dụng thời gian chính xác mà vệ tinh phát tín hiệu
5.3 Độ chính xác của hệ thống GPS
- Sai số do hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh không chính xác
Khoảng cách tính toán từ vệ tinh đến máy thu phụ thuộc vào khoảng thời
gian truyền tín hiệu ∆T mà máy thu đo được. Mặt khác khoảng thời gian ∆T lại
phụ thuộc rất lớn vào đồng hồ của vệ tinh và của máy thu GPS. Trên mỗi vệ tinh
người ta trang bị đồng hồ nguyên tử có độ chính xác rất cao, nó có sai số không
quá 2.10
-3
s trong 1 ngày. Tuy nhiên đồng hồ nguyên tử vệ tinh lại lệch so với
giờ chuẩn 10
-3
s và tuy độ lệch này luôn được hiệu chỉnh, song số hiệu chỉnh
này vẫn có sai số ảnh hưởng đến độ chính xác của vị trí tàu. Sai số này khoảng
15m
- Sai số do lập lịch vệ tinh không chính xác
Trên cơ sở quan sát vệ tinh, khâu điều khiển dự đoán, tính toán quỹ đạo, vị
trí của vệ tinh trong tương lai để cung cấp cho máy thu tính toán xác định vị trí.
Tuy nhiên, quỹ đạo của vệ tinh lại chịu ảnh hưởng của lực hấp dẫn của nhiều
thành phần như: trái đất, mặt trời và các thiên thể…có độ lớn khó tính toán trước
được nên việc lập lịch vệ tinh dễ có sai số. Tất cả các nguyên nhân này gây sai
số đối với vị trí xác định khoảng 8.4m
- Sai số do tầng khí quyển
Khi sóng truyền từ vệ tinh xuống mặt đất phải xuyên qua lớp khí quyển bao
quanh nên nó làm cho sóng truyền thay đổi tốc độ và bị khúc xạ đặc biệt là khi
xuyên qua tầng ion. Sai số do tầng ion tác động lên vị trí xác định vào khoảng
20-30m vào ban ngày và 3-6m vào ban đêm, sai số này không thể hiệu chỉnh và
khử hết nên nó vẫn tồn tại khoảng 2m
- Sai số lựa chọn
Với mục đích bảo mật, sai số này khoảng 39 m. đối với máy thu GPS thì

sai số này được biết trước và loại trừ được
- Sai số do nhiễu máy thu, do phản xạ, do người quan sát di chuyển
Tổng hợp sai số này khoảng 6m
- Độ suy giảm mức chính xác -sai số DOP
Đặc tính hình học của vệ tinh được thể hiện bằng thông số DOP, thông số
đặc tính hình học này biểu thị độ chính xác của vị trí tàu. Về mặt hình học, có
thể coi như nếu các vệ tinh càng phân bố rộng trên không gian thì độ chính xác
càng tăng, giống như trường hợp góc kẹp giữa các đường vị trí càng gần 90
0
trong hàng hải địa văn thì độ chính xác càng cao
Tổng hợp trung bình các loại sai số trên được thống kê theo bảng sau:
18
Nguyên nhân gây sai số Sai số
Sai số do đồng hồ vệ tinh 15m
Sai số tầng ion và độ trễ ở tầng khí
quyển
5.5m
Sai số do phản xạ 6m
Sai số do đồng hồ máy thu 3m
Sai số lựa chọn SA 30m
Sai số do lịch vệ tinh khơng chính xác 8.4m
Cc sai số khác 20m
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1
Câu 1: Trình bày những khái niệm cơ bản về quả đất?
Câu 2: Trình bày các phép chiếu trên hải đồ?
Câu 3: Trình bày các sai số trong hệ thống GPS?
Câu 4: Trình bày cách xác định vị trí tàu bằng 2 đường khoảng cách?
Câu 5: Trình bày cách xác định vị trí tàu bằng 3 đường khoảng cách?
Câu 5: Trình bày cách xác định vị trí tàu bằng 2 phương vị?
Câu 6: Trình bày cách xác định vị trí tàu bằng 3 phương vị?

Câu 7: Trình bày cách xác định vị trí tàu bằng 1 phương vị và 1 khoảng cách?
19
Chương II
THIẾT BỊ HÀNG HẢI
Bài 1 MÁY ĐO SÂU HỒI ÂM
1.1 Nguyên lý hoạt động của máy đo sâu hồi âm
1.1.1 Nguyên lý đo sâu bằng sóng âm
TTĐK: trung tâm điều khiển.
MF: máy phát.
F: màng dao động phát.
T: màng dao động thu.
KĐ: khuyếch đại.
CB: chỉ báo.
Để đo độ sâu dưới đáy tàu người ta sử
dụng phương pháp sau: từ trung tâm điều khiển phát, điều khiển máy phát để tạo
ra xung dao động cực mạnh phát xuống máy phát. Xung dao động qua màng dao
động phát tạo ra sóng siêu âm phát xuống đáy biển. Khi sóng siêu âm gặp đáy
biển, phản xạ trở lại, màng dao động thu nhận được sóng siêu âm, người ta đo
được khoảng thời gian phát và thời gian thu. Vì vậy, tính được độ sâu dưới đáy
biển theo công thức sau:
h =
22
22
.







−






Ltc
- c: Vận tốc sóng siêu âm trong nước biển.
- t: Thời gian thu và phát.
- L: Khoảng cách giữa màng dao ñoäng thu vaø phaùt.
Để chỉ báo tín hiệu độ sâu, màng dao động thu sóng siêu âm để biến thành
dao động điện áp đến bộ phận khuyếch đại tín hiệu, đưa đến trung tâm điều
khiển rồi đến máy chỉ báo độ sâu.
Nếu độ sâu lớn thì L/2 rất nhỏ so với c.t/2 nên độ sâu có thể viết:
h =
2
.tc
Thực tế, nhiều máy đo sâu hiện nay người ta chỉ sử dụng một màng dao
động kép (vừa phát, vừa thu) nên khử được sai số do có khoảng cách L.
Như vậy, việc đo sâu bằng sóng âm thực chất là việc đo khoảng thời gian
giữa lúc phát và thu sóng siêu âm. Vì khoảng thời gian này rất nhỏ, nên việc đo
được chúng tương đối phức tạp.
20
K
Đ
M
F
TTĐ
K

C
B
L
h
T F
Hình 1.1
Để biểu thị độ sâu đo được thông qua thời gian đo được bằng nhiều phương
pháp như:
- Dùng đèn chỉ thị độ sâu.
- Ghi độ sâu bằng băng giấy.
- Dùng màn hình điện tử.
- Chỉ báo bằng số.
1.1.2 Phương pháp tạo ra sóng siêu âm:
Các dụng cụ thủy âm (máy đo sâu), người ta dùng phương pháp sau để tạo
sóng âm:
- Trong môi trường đàn hồi, người ta đặt một nguồn phát sóng siêu âm
(màng dao động phát). Màng dao động đó có bề mặt tiếp xúc với các phần tử
của môi trường và làm thay đổi áp lực của môi trường, sự thay đổi trạng thái của
môi trường bị nén hoặc dãn ra nhờ sự đàn hồi mà được truyền từ phần tử này
sang phần tử khác. Đó là sự truyền sóng siêu âm trong môi trường.
- Nếu trong vùng có sự tác động của nguồn âm, ta đặt một vật có khả năng
dao động dưới tác dụng của môi trường bên ngoài thì vật đó sẽ lặp lại những dao
động của nguồn. Như vậy, ta thu được sóng siêu âm (màng dao động thu). Sau
đây là những phương pháp tạo ra và thu sóng siêu âm.
a) Phương pháp tạo sóng siêu âm (chế tạo ra màng dao động phát):
Hiệu ứng từ thuận: khi cho một thanh kim loại có từ tính như: niken, côban,
… và cuốn xung quanh nó những vòng dây, sau đó cho dòng điện xoay chiều có
tần số cao chạy qua thì lúc này thanh kim loại bị thay đổi kích thước (thay đổi
chiều dài, chiều rộng theo quy luật của tần số nguồn điện tác dụng).
Nếu ta có nhiều thanh kim loại như trên ép chặt lại với nhau như thế và cho

dòng điện xoay chiều hoặc một chiều dưới dạng xung điện cực mạnh chạy qua
thì dưới tác dụng của dòng điện, các thanh kim loại sẽ thay đổi kích thước theo
quy luật tần số dòng điện và như vậy các thanh kim loại sẽ va đập vào nhau, lúc
đó phát ra âm thanh có tần số nhất định. Nếu các thanh kim loại được ép với
nhau càng chặt thì tần số âm càng lớn, sẽ tạo ra sóng siêu âm. Lợi dụng hiệu ứng
này người ta chế tạo ra màng dao động phát.
21
∆L
∆L
L
Hình 1.2
b) Phương pháp thu sóng siêu âm (chế tạo màng dao động thu):
Hiệu ứng từ nghịch: gồm thanh kim loại
như: niken, xung quanh có cuộn dây. Nếu
ta dùng lực cơ học để làm thay đổi chiều
dài của thanh niken bằng cách kéo hoặc
nén thì lúc này thanh kim loại có nhiễm từ.
Trọng lượng của cuộn dây đó ta thấy suốt
điện động ra của cuộn dây luôn tỉ lệ với
tần số kéo nén, gọi là hiện tượng cảm ứng
từ nghịch. Áp dụng để chế tạo màng dao
động thu sóng hình sin
Màng dao động thu dựa trên nguyên lý sau: gồm các thanh niken ép lại với
nhau và có cuộn dây xung quanh, khi sóng âm phản xạ trở về từ đáy biển, tác
dụng vào thanh kim loại. Lúc này sóng âm truyền trong môi trường nước biển
chạy qua lớp tiếp giáp với môi trường thứ hai là thanh kim loại niken, làm kim
loại này rung lên theo tần số của nguồn âm, các thanh kim loại này va đập vào
nhau chúng di chuyển tường đối trong lòng cuộn dây mà thanh kim loại niken đã
có từ tính sẵn nên trong cuộn dây sẽ xuất hiện một sức điện động cảm ứng. Như
vậy tín hiệu sóng âm thu về được chuyển thành tín hiệu điện.

Nhược: Nguồn tiêu thụ của màng dao động tương đối lớn. Thông thường
1500 – 2000(V) phóng qua cuốn dây này mới tạo ra được công suất yêu cầu của
máy phát
Rất nguy hiểm cho người thợ sửa chữa. Tần số phát ra trong 1 phạm vi từ
24 Khz – 35 Khz
Kích thước của màng dao động thu phát cồng kềnh
1.1.3 Chọn tần số sóng siêu âm để đo sâu:
Người ta sử dụng sóng siêu âm để đo sâu vì nó có những ưu điểm sau:
- Sóng siêu âm dễ phát ra búp phát hẹp từ màng dao động phát để tập trung
năng lượng xuống đáy biển, giảm được công suất của máy phát, sự tập trung
năng lượng còn phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của màng dao động phát.
Sinα = K
d
λ
α: Góc mở cực đại của búp phát.
K: hệ số phụ thuộc vào nguồn phát.
d: Kích thước màng phát.
Như vậy, ta thấy nếu tăng tần số (giảm bước sóng) thì giảm, lúc đó tăng
khả năng định hướng của búp phát. Mặt khác, giảm bước sóng sẽ làm tăng khả
năng phản xạ ở bề mặt. Tuy nhiên, nếu bước sóng giảm thì sự tổn hao năng
lượng lớn, tầm xa giảm.
22
v
∆L
∆L
Hình 1.3
Nếu dùng sóng âm có tần số thấp (bước sóng lớn) thì dễ lọt tạp âm, búp
phát rộng, hệ số định hướng giảm, năng lượng bị phân tán trên nhiều hướng do
đó năng lượng phát đi không được xa.
Ta thấy chọn tần số làm việc cho máy đo sâu phù hợp với kiều kiện hàng

hải tương đối phức tạp, có nhiều mâu thuẩn. Thông thường, các máy đo sâu hiện
nay người ta chọn tần số 20 – 50 KHz, một số máy có thể chọn tần số cao hơn
(phù hợp cho các máy dò tìm cá).
Các máy đo sâu hiện nay có thể thay đổi được tần số phát để phù hợp với
điều kiện hàng hải.
1.2 Thiết bị tự ghi độ sâu
Băng truyền động quấn qua
hai ròng rọc được kéo bằng một mô
tơ quay nhanh với tốc độ ổn định
chính xác, trên băng truyền động
gắn một ghi ép chặt trên mặt giấy
ghi. Trên bề mặt giấy ghi tráng một
lớp kim loại mỏng (thường dùng lá
nhôm), trên đó phủ một lớp chất
không dẫn điện mỏng nữa. Khi có
một điện thế dẫn quan kim ghi thì
lớp trên của kim loại bị cháy và
làm lộ ra lớp kim loại với màu sắc
khác
Khi máy hoạt động, nam
châm kích phát, gắn trên băng
truyền động, lướt qua đầu cảm biến
(gắn cố định) thì mạch điện được
đóng kín khiến máy phát tạo ra một
xung dao động cơ học và phát sóng
âm vào đáy biển. cùng lúc đó kim
ghi cũng chỉ đúng vị trí “zero” trên thang tỷ lệ giấy ghi. Trong khi bút ghi vẫn
tiếp tục di chuyển thì một phần năng lượng của xung phản hồi từ đáy biển được
bộ tạo dao động thu nhận được và chuyển từ tín hiệu cơ thành tín hiệu điện rồi
đưa qua bộ khuếch đại và đưa về bút ghi vẽ thành một vệt đen trên giấy ghi để

chỉ báo độ sâu
Khi thay đổi các thang đo khác nhau thì cũng thay đổi tốc độ mô tơ cho
phù hợp
Ngoài hai phương pháp chỉ báo độ sâu như trên còn có loại chỉ báo theo
nguyên lý kỹ thuật số
1.3 Sai số của máy đo sâu hồi âm
23
Hình 1.4
Sai số do máy đo sâu hồi âm nhận được có thể chia ra làm hai loại: sai số
dụng cụ và sai số phương pháp.
- Sai số dụng cụ: là sai số sinh ra do sự chưa thật hoàn chỉnh của thiết bị,
của các chi tiết máy hay do sự điều chỉnh chưa hợp lý. Muốn hạn chế sai số này
phải lắp đặt, chỉnh lý, bảo quản, khai thác máy một cách thích hợp.
- Sai số phương pháp: sai số này chủ yếu phụ thuộc vào các yếu tố bên
ngoài hay sinh ra từ nguyên lý của máy đo sâu hồi âm. Sau đây là một số loại sai
số này:
1.3.1 Sai số mạch 0
Như ta đã biết theo nguyên lý đo sâu thời điểm phát thì kim ghi (hoặc tia
quyét phải bắt đầu ứng với vị trí 0 m trên thước. Nhưng trong thực tế khi bắt đầu
phát thì kim ghi hoặc tia quyét xuất phát ở thời điểm ±0m
Nếu ở vị trí -0m người ta gọi là hiện tượng phát sớm
Nếu ở vị trí +0m người ta gọi là hiện tượng phát muộn
Phát sớm hay phát muộn đều có kết quả đọc độ sâu sai. Để kiểm tra trực
giác khi hoạt động máy đo sâu thì 1 số máy người ta lắp thêm đường zero liner.
Lúc đó người ta xoay núm zero liner về vị trí 0m. Một số máy người ta dùng
đường zero liner để điều chỉnh theo đường mớn nước. Như vậy độ sâu đọc được
ta không cần phải cộng thêm mớn nước của con tàu. Một số máy đo sâu không
lắp thêm thiết bị này thì vấn đề điều chỉnh phát đúng vạch 0 gặp rất nhiều khó
khăn yêu cầu có thợ sửa chữa chuyên ngành.
1.3.2 Sai số do tốc độ truyền âm tính toán khác với trị số thật:

Khi tính toán, thiết kế máy đo sâu hồi âm, người ta lấy tốc độ truyền âm
trong nước biển là một giá trị không đổi (1500 m/s). Nhưng thực tế, tốc độ
truyền âm là một hàm của nhiều biến số như: độ mặn, nhiệt độ, áp suất, độ sâu,
… sự khác nhau của một số vùng nước, tốc độ truyền âm của mỗi vùng cũng
khác nhau, sự chênh lệch giữa tỷ số tốc độ thật và tốc độ tính toán có thể lớn
đáng kể, ảnh hưởng tới độ chính xác của phép đo. Người ta xác định sai số này
bằng công thức:
δ
h
= h (
Co
C
-1)
h: độ sâu khi đo (độ sâu đo được trên máy).
C
o
: tốc độ tính toán của sóng siêu âm.
C: tốc độ thật của sóng siêu âm.
Khi C
o
> C thì δ
h
mang dấu âm.
Khi C
o
< C thì δ
h
mang dấu dương.
Tốc độ truyền âm trong nước biển từ: 1460 m/s đến 1550 m/s.
24

1.3.3 Sai số do đáy biển nghiêng:
Các máy đo sâu sử dụng sóng siêu âm với tần số khoảng 20 -35 MHz. Để
tăng tính định hướng, với khoảng tần số này, màng dao động phát phát sóng siêu
âm xuống đáy biển thành búp phát có góc mở α. Như vậy, khi đáy biển nghiêng
so với mặt phẳng ngang một góc γ thì máy đo sâu sẽ đo được độ sâu h’ khác với
độ sâu thực thẳng đứng dưới đáy tàu h. Do đó, độ sâu đo được sẽ mang một sai
số là: ∆h = h – h’
Xét tam giác ABC ta có: h =
γ
cos
'h
-> ∆h =
γ
cos
'h
- h’ = h’ (secγ - 1)
Như vậy, ta thấy độ nghiêng của đáy biển càng lớn
thì ∆h càng tăng. Khi γ < 30
0
, sai số này không đáng kể so
với độ sâu đo được.
1.3.4 Ảnh hưởng của tàu lắc tới độ chính xác của máy đo sâu:
Khi tàu lắc, bề mặt của màng dao động thu phát luôn bị dao động. Mặt
khác, cũng bị ảnh hưởng của bọt khí dưới đáy tàu. Như vậy, làm cho sự truyền
âm giữa lúc phát và thu và thu không đúng thực tế với độ sâu dưới đáy tàu, làm
giá trị độ sâu đo được mang sai số.
Sai số do ảnh hưởng của tàu lắc rất khó xác định. Vì vậy, trong thực tế
người ta không tính đến nó.
Để giảm ảnh hưởng của tàu lắc đến sự hoạt động của máy đo sâu hồi âm,
chủ yếu người ta chọn vị trí lắp đặt màng dao động ở vị trí thích hợp nhất.

1.3.5 Sai số do có đường cơ bản:
Khi đo độ sâu ở các vùng có độ sâu nhỏ (<20m) thì ta phải tính toán
khoảng cách giữa màng dao động thu đến màng dao động phát theo công thức
tính độ sâu dưới đáy tàu:
h =
22
22
.






−






ltc
Nhưng giả sử, ta dùng công thức gần đúng để tính toán giá trị độ sâu:
h =
2
.tc
Giả sử khi đo sâu, giá trị độ sâu đo được không ảnh hưởng của các sai số khác
thì:h
đo
=

2
.tc
Ta có sai số do đường cơ bản sinh ra: ∆h = h – h
đo
=
22
22
.






−






ltc
-
2
.tc
25
A
B
h'
h

γ
γ
C
Hình 1.5