II tọa độ của điểm TRÊN mặt đất

Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
Chương II- XÁC ĐỊNH PHƯƠNG HƯỚNG TRÊN BIỂN
I - NHỮNG MẶT PHẲNG VÀ ĐƯỜNG THẲNG CƠ BẢN
TRONG HỆ THỐNG ĐỊNH HƯỚNG.
Phương hướng được xác đònh trong không gian và trên mặt phẳng.
Trong hàng hải việc dẫn tàu được thực hiện trên mặt biển, vì vậy chúng ta chỉ
quan tâm đến hệ thống phương hướng trên bề mặt. Bất kỳ một sư đònh hướng
nào đều phải bắt nguồn từ một hướng hay một mặt phẳng gốc nào đó. Giá trò
của hướng là góc kẹp giữa hướng đó với hướng gốc hay góc kẹp giữa hai mặt
phẳng đứng. Để đònh hướng trên bề mặt đất (mặt biển), người ta đưa ra những
khái niệm về các mặt phẳng và đường thẳng cơ bản sau:
1.1 Mặt phẳng thẳng đứng (V): 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) (H.10)
1.2 Mặt phẳng nằm ngang (H) :
Mặt phẳng vuông góc với đường dây dọi gọi là mặt phẳng nằm ngang.
Nếu mặt phẳng nằm ngang đi qua mắt người quan sát thì gọi là mặt phẳng
chân trời thật.
1.3. Mặt phẳng kinh tuyến: là mặt phẳng có chứa trục địa dư của Trái
đất.
Kinh tuyến đòa dư là giao tuyến của mặt phẳng kinh tuyến và bề mặt
Spheroid của Trái đất. Kinh tuyến dòa dư chứa vò trí người quan sát gọi là kinh
tuyến người quan sát
20
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển



Hình 10: Các đường và mặt cơ bản trong việc đònh hướng
1.4. Mặt phẳng thẳng đứng vuông góc với mặt phẳng kinh tuyến
người quan sát gọi là mặt phẳng đông tây (R)

1.5. Đường chân trời thật: là giao tuyến giữa mặt phẳng chân trời
thật và bầu trời
tưởng tượng.
1.6. Giao tuyến giữa mặt phẳng kinh tuyến người quan sát và mặt
phẳng chân trời
thật là đường Bắc- Nam (N-S). Đường thẳng nằm trên mặt phẳng chân trời thật
và vuông góc với đường N-S là đường Đông –Tây (E-W).
II - NHỮNG HỆ THỐNG ĐỊNH HƯỚNG CỦA MẶT PHẲNG CHÂN
TRỜI THẬT
Đường N-S, E-W như đònh nghóa từ trươc, đi qua vò trí người quan sát
(A) đã chia mặt phẳng chân trời thật ra thành 4 góc phần tư: NAE; NAW; SAE;
SAW, viết tắt là NE; NW; SE; SW.
21
ZS N
H
E
W
W
Pn
S N
E
R n
Ps
V
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
Để xác đònh 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 vì
mục đích cụ thể của từng bài toán lượng giác cần giải quyết, trong đó có các
điểm chính và hướng chính làm mốc.
Người ta chọn đường NS làm hướng cơ bản (nó chỉ gặp khó khăn khi

người quan sát đứng ở cực, lúc đó hướng Bắc – Nam là vô đònh)
Có các hệ thống đònh hướng như sau:
2.1. Hệ nguyên vòng
Đây là hệ vòng tròn nguyên vẹn, dùng để giải các bài toán có hàm
lượng giác với chu kỳ biến thiên là 360
o
. Trong hàng hải đòa văn hệ nguyên
vòng được sử dụng phổ biến để đònh hướng và phương vò của một mục tiêu.
- Điểm mốc được chọn là điểm chính Bắc (N)
- Giới hạn tính góc : tính từ điểm N theo chiều kim đồng hồ, từ 0 –
360 độ
- Các điểm chính trên mặt phẳng chân trời thật là điểm E (có giá
trò góc bằng 90 độ so với điểm N); Điểm S (giá trò góc: 180 độ); Điểm W (giá
trò góc là 270 độ); Điểm N(360 hay 0 độ)
2.2 Hệ bán vòng
Vòng chân trời thật được chia ra 2 phần bằng đường N-S.
- Điểm mốc được chọn là điểm N hoặc S
- Giá trò về góc được tính từ 0
o
đến 180
o
về 2 phía Đông hoặc Tây
Khi viết phương vò bán vòng, người ta quy đònh như sau:
- Chữ đầu trùng với tên điểm gốc (N hoặc S)
- Tiếp theo là giá trò phương vò
- Chữ sau trùng với hướng lấy phương vò (E hoặc W)
22
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
Ví dụ: Điểm M nằm trong góc phần tư I, hợp
với điểm N một góc là 45

o
, chúng ta
có thể viết được phương vò bán vòng
như sau:
A= N 45 E hoặc S 135 E
H. 11 Hệ bán vòng
2.3 Hệ 1/4 vòng
Là hệ nguyên vòng chia ra thành 4 phần bằng các đường N-S và E-W
- Điểm mốc được chọn là điểm N và điểm S
- Giới hạn tính góc: Tính từ điểm N hoặc S về 2 phía E,W, tính từ 0-90
độ.


Hình 12: Cách đònh hướng trong hệ 1/4
Thứ tự các góc phần tư:
+ Góc phần tư thứ nhất: từ điểm N tới E
+ Góc phần tư thứ 2 : Từ điểm N tới W
+ Góc phần tư thứ 3 : Từ diểm S tới E
+ Góc phần tư thứ 4 : Từ điểm S tới W
23
N
S
W E
+ M
W
N
E
S
III
IIIIV

Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
Cách viết giá trò phương vò trong hệ ¼ vòng: tên đầu trùng với tên điểm
gốc (N hoặc S), tên sau là E hoặc W, nhưng giá trò chỉ giới hạn trong vòng 90
o
.
Ví dụ: Điểm M (H. 11) có phương vò nguyên vòng bằng 45
o
, trong hệ ¼ vòng được
viết: NE 45
o
Hệ 1/4 vòng được sử dụng nhiều trong thiên văn hàng hải còn trong đòa
văn thì ít sử dụng, vì không cần thiết.
2.4. Hệ ca
Trong lòch sử thuyền buồm người ta hay sử dụng hệ ca để xác đònh
hướng gió, góc buồm, vì chúng là những đại lượng không cần độ chính xác cao.
Người ta chia hệ nguyên vòng thành 32 phần bằng nhau, mỗi phần tương ứng
bằng 11,25° gọi là 1 ca (Point). Ngày nay hệ ca vẫn còn được một số nơi sử
dụng để báo hướng của đường lỉn khi thả hoặc kéo neo, tuy nhiên điểm gốc
được tính từ mũi tàu và không có tên ca mà chỉ có số ca là bao nhiêu.
Tên của các ca được viết như sau:
+ Chữ đầu là tên các điểm chính (N,S,E,W) hay 2 chữ của góc phần tư
(NE, SE, NW, SW), ở giữa có chữ “t” (ten: hướng về phía theo ngôn ngữ của
Hy lạp) chữ cuối là tên điểm chính mà ca hướng về phía đó.
III - HƯỚNG TRÊN BIỂN
3.1. Hướng
Trong Hàng hải, nhiều khái niệm về hướng được sử dụng như: Hướng
gió, Hướng dòng chảy, Hướng tàu chạy, Hướng từ người quan sát đến mục
tiêu… Bản thân Hướng tàu chạy cũng được phân biệt bởi các khái niệm: Hướng
la bàn, Hướng đòa từ, Hướng thật, Hướng thực tế. Và tất nhiên trong tiếng Anh
sẽ có các từ tương đương. Để thống nhất và tránh nhầm lẫn trong dòch thuật,

trong tài liệu này chúng tôi sẽ sử dụng tiếng Việt và Tiếng Anh song song.
Bên cạnh đó các từ viết tắt bằng tiếng Việt xưa nay vẫn dùng được thay bằng
24
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
tiếng Anh. Như vậy sẽ thuận tiện cho các sỹ quan hàng hải khi đọc tài liệu và
làm việc thống nhất trên các đội tàu.
Như tiết 1 của chương này đã đề cập, để xác đònh phương hướng trên
mặt đất nói chung, chúng ta phải đònh ra các điểm, các đường và mặt phẳng để
làm mốc tính. Hướng là giá trò góc được tính từ những mốc này.
Các khái niệmvề hướng, điểm mốc sau đây hết sức quan trọng, người đi
biển phải hiểu rõ chúng để thực hiện các bài toán dẫn tàu.
Các đònh nghóa:
3.1.1 Cực Bắc đòa dư (True north – viết tắt: P (Pole) hoặc N
T
(True
North)), là giao điểm của trục đòa dư và bầu trời tưởng tượng. Nếu xác đònh
bằng kinh tuyến đòa dư thì nó chính là điểm Bắc của kinh tuyến người quan
sát. Phương hướng thường được tính từ phần bắc của kinh tuyến này. Trên bầu
trời có sao Bắc đẩu nằm gần vò trí của cực Bắc đòa dư. Người đi biển ở Bắc
bán cầu đã sử dụng nó để đònh hướng trong đêm.
3.1.2 Hướng ngắm (True direction): là cung vòng lớn nối giữa 2 điểm,
đó là góc hợp bởi phần bắc của kinh tuyến người quan sát và đường cung vòng
lớn nối giữa 2 điểm.
3.1.3 Hướng Thật - (True Course – viết tắt: C), là hướng theo phương
nằm ngang từ một điểm đến một điểm khác mà chúng ta đònh dẫn tàu
(Intended course to steer).
Về giá trò, hướng thật được tính từ phần Bắc của kinh tuyến người quan
sát theo chiều kim đồng hồ đến đường đònh dẫn tàu (về phía mũi tàu), từ 000°-
360°.
Ví dụ: đònh chạy tàu từ điểm A đến điểm B có hướng 70° (H.13), trên hải đồ ta viết

C70 ở giữa đường nối AB. Vì có ảnh hưởng của dòng chảy, tàu bò dạt theo hướng CMG và tới
điểm C (Point of arrival)
25
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
Chú ý: Hướng thật là hướng dự đònh dẫn tàu và chưa tính đến các yếu tố ảnh hưởng
bên ngoài như của dòng chảy , của gió.
(Trong một số tài liệu đòa văn trước đây đã sử dụng ký hiệu hướng thật là HT, nhưng đònh
nghóa chưa chính xác)
3.1.4 Hướng mũi tàu (Ship Heading - Viết tắt là Hdg) - là góc giữa
phần Bắc của kinh tuyến người quan sát và trục dọc tàu về phía mũi tại một
thời điểm nào đó. Giá trò cũng được tính theo chiều kim đồng hồ, từ 000°-360°
Chúng ta không được nhầm lẫn 2 khái niệm: True Course (hướng thật)
và Ship heading (hướng mũi tàu ). Khái niệm Ship Heading chỉ giá trò tức thời.
Trong điều kiện sóng gió hoặc do lái tàu không tốt thì giá trò này thay đổi liên
tục, còn Hướng thật là một giá trò đđđịnh sẵn dùng để dẫn tàu giữa hai điểm, nó
không thay đổi.
Chúng ta còn có các khái niệm sau:
Hướng la bàn:
La bàn từ là một dụng cụ chỉ hướng của đường sức từ trường Trái đất.
Kim chỉ hướng được làm bằng kim loại nhiễm từ. Khi nằm trong từ trường của
Trái đất kim này sẽ nằm trùng với đường sức từ, cực Bắc của kim hướng về
cực Nam của đòa từ trường, cực Nam của kim hướng về cực Bắc đòa từ (sẽ giới
thiệu ở tiết sau). Kim la bàn thường không nằm trùng với kinh tuyến đòa dư mà
sẽ nằm trùng hướng với kinh tuyến đòa từ. Con tàu được đóng bằng kim loại
nhiễm từ, khi la bàn từ gắn trên tàu thì từ lực phụ của con tàu sẽ tác động lên
kim la bàn từ. Kết quả, kim la bàn nằm trên hướng tổng hợp – Kinh tuyến la
bàn.
Cung vòng lớn chứa kim la bàn đặt trên tàu được gọi là Kinh tuyến la
bàn. Tương ứng với khái niệm cực Bắc đòa dư chúng ta có Cực Bắc đòa từ và
Cực Bắc la bàn. (H. 14)

Hướng la bàn là góc được tính từ phần bắc của kinh tuyến la bàn theo
chiều kim đồng hồ, giới hạn từ 000°-360°. Tương ứng với các khái niệm hướng
26
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
thật (C), hướng mũi tàu (Hdg) chúng ta có các hướng la bàn: Compass Course
(C
C
), Compass Ship Heading (Hdg
C
)
Hướng đòa từ:
Các đường sức từ của từ trường Trái đất đồng quy tại 2 điểm cực nhưng
không trùng với cực đòa dư. Cung vòng lớn có chứa đường sức từ của Trái đất
gọi là Kinh tuyến đòa từ. Các hướng được tính từ phần Bắc của kinh tuyến đòa
từ, giới hạn tính từ 000°-360°, gọi là Hướng đòa từ.
Cũng như các khái niệm trên, ta có: Hướng mũi tàu lấy từ phần bắc
kinh tuyến đòa từ: Magnetic Heading – ký hiệu Hdg
M ,
hoặc Hướng thật lấy từ
kinh tuyến đòa từ: Manegtic Course: C
M

Ví dụ: Một la bàn từ đặt trênï thuyền gỗ sẽ không chòu ảnh hưởng của bất kỳ lực nào
khác ngoài đòa từ trường, hướng của mũi thuyền đọc được là Hdg
M
.



Hình 13: Hướng đi

3.1.5 Hướng thực tế (Course Made Good – viết tắt: CMG – Tiếng
Việt viết tắt là
HTT)- đây là hướng di chuyển thực tế của con tàu khi chòu ảnh hưởng của các
yếu tố bên ngoài.
Như vậy, khi đònh dẫn tàu từ một điểm đến một điểm khác (Hướng thật
– C) chúng ta đặt sẵn giá trò đó trên la bàn để lái, nhưng vì la bàn có sai số (số
hiệu chính la bàn) nên kim la bàn chỉ cho ta hướng la bàn (C
C
). Thực tế, mũi
27
Destination
(Đích đến)
Current
unknown
C=70
o
(Intended course to steer)
(Actual track)
CMG
Heading

Point of Arrival

Point of
Departure
A+
+ B
+ C
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
tàu luôn dao động và thay đổi hướng liên tục trên biển (Hướng mũi tàu –

Hdg
C
). Khi có các yếu tố bên ngoài tác động như dòng chảy, gió… trọng tâm
tàu sẽ dòch chuyển theo một hướng khác (Hướng thực tế – CMG), chúng ta
thường nói: “ tàu bò dạt”.
Trọng tâm con tàu chuyển động thực tế trên biển không theo đường
thẳng mà thường theo một đường bất kỳ, gọi là vết thực tế của tàu (Actual
track ).
Trong tiếng Anh, hướng gió, hướng dòng chảy thường được sử dụng
bằng từ “Direction”, đôi khi còn sử dụng từ “Set” để chỉ hướng dòng chảy (có
nghóa là chảy về hướng)
3.2. Phương vò
Phương vò (Bearing, viết tắt là B hay Brg) là một đại lượng góc đo giữa
kinh tuyến và hướng từ người đo tới mục tiêu. Phương vò thật đến một mục
tiêu (True Bearing) - Viết tắt là B
T
, (tiếng Việt: PT) - là góc giữa phần Bắc
kinh tuyến người quan sát và đường nối giữa giữa vò trí người quan sát với mục
tiêu. Giá trò được tính theo chiều kim đồng hồ, từ 000°-360°
Phương vò la bàn (Viết tắt B
C
, tiếng Việt : PL): là giá trò phương vò được
đo bằng la bàn (chưa tính đến số hiệu chính la bàn), đó là góc hợp bởi kinh
tuyến la bàn và đường nối từ vò trí la bàn đến điểm đo mục tiêu.
(Từ “Azimuth” trong thiên văn dùng để chỉ phương vò của tinh tú trên
thiên cầu)
3.3 Góc mạn mục tiêu
Góc mạn đến một mục tiêu ( Relative Bearing - Viết tắt: RB, tiếng
Việt: G) - là góc giữa hướng trục dọc tàu về phía mũi và đường nối từ điểm
đứng đo trên trục dọc tàu tới mục tiêu. Giá trò góc mạn được tính về 2 phía

mạn tàu, từ 000°-180°. Nếu mục tiêu nằm ở mạn phải tàu thì ta gọi là góc mạn
phải (trong tính toán người ta quy ước mang dấu +), nếu nằm ở mạn trái tàu thì
ta gọi là góc mạn trái (mang dấu -)
28
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
Ta có các công thức liên hệ giữa phương vò và góc mạn như sau:
B
T
= Hdg
T
+ RB
(2.3)
B
C
= Hdg
C
+ RB
(2.4)


Hình 14: Quan hệ giữa hướng và phương vò
Chú ý: Một số tài liệu cũ có sự nhầm lẫn giữa hướng thật (HT) và hướng tức thời
(Heading) nên đã có công thức tính : PT = HT + G. Thực ra khi đọc mặt phản ảnh la bàn hoặc
radar để tính phương vò hay góc mạn mục tiêu thì gía trò đọc là tức thời (Hdg
C
), vì vậy công thức
quan hệ phải là (2.3) hoặc (2.4).
IV - KHÁI NIỆM VỀ ĐỊA TỪ TRƯỜNG - SỐ HIỆU CHÍNH LA
BÀN TỪ
4.1- Khái niệm về đòa từ trường

29
C
M
B
T
Hdg
C
Hdg
T
Hdg
m
N
T
N
C
N
m
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
Quanh Trái đất có một trường từ thiên nhiên bao bọc. Khi nghiên cứu
về đường sức từ của trường từ này, người ta thấy tác dụng của nó như có một
thanh nam châm khổng lồ đặt sâu trong lòng Trái đất mà đầu Bắc thanh nam
châm đặt tại Victoria, Nam cực ( tọa dộ tại 76° S, 150
o
E). Đầu Nam đặt tại
vinh Gutrol ( tọa độ: 71
o
N, 096°W).
Giả sử có một thanh nam châm nhỏ hay một thanh kim loại nhiễm từ
tốt ( Ví dụ kim la bàn từ ) đặt tự do trong trường từ của Trái đất, dưới tác dụng
của từ lực nó bò nhiễm từ và sẽ quay theo hướng trùng với hướng của đường

sức từ trường. Trường từ tự nhiên đó được gọi là Đòa từ trường.
Tại mỗi điểm khác nhau, cường độ từ trường đặc trưng cho đòa từ
trường, gọi là từ lực (T). Đường thẳng nối qua 2 từ cực gọi là trục đòa từ, trục
này không trùng với trục Trái đất mà nó hợp với trục Trái đất một góc 11
o
5.
Lực T có phương tiếp xúc với đường sức đòa từ trường và được chia thành 2
thành phần: Phần thẳng đứng (Z) và phần nằm ngang (H). Lực T hợp với mặt
phẳng chân trơi một góc (φ) gọi là độ nghiêng đòa từ, càng về cực thì giá trò
của φ càng lớn. (H. 15)
Thành phần lực nằm ngang H gây lệch hướng, làm cho kim nam châm
không nằm trùng với đường kinh tuyến đòa dư
H = T cos φ
Nói cách khác, lực H làm cho kim nam châm lệch khỏi hướng bắc thật 1
góc v, (v: Variation) được gọi là độ lệch đòa từ.
Mặc dù tại các điểm khác nhau trên Trái đất thì lực T có hướng
khác nhau, ngoài ra nó còn thay đổi theo thời gian, nhưng sự thay đổi đó có
quy luật nhất đònh. Chính vì vậy có thể dựa vào lực T, hay cụ thể là dựa vào
thành phần lực ngang H để làm nguyên tắc chế tạo dụng cụ chỉ hướng – la bàn
từ.
30
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
- Mặt phẳng thẳng đứng chứa véc tơ từ lực T gọi là mặt phẳng kinh tuyến đòa từ
, tương ứng ta có kinh tuyến đòa từ là giao tuyến của mặt phẳng kinh tuyến đòa
từ và Trái đất
Hình 15: Từ trường Trái đất
- Độ lệch đòa từ (v) gọi là lệch sang đông khi phần bắc của kinh tuyến
đòa từ lệch sang phía đông so với phần bắc của kinh tuyến thật, quy đònh giá trò
dương, dấu cộng (+)
- Nếu phần bắc của kinh tuyến đòa từ lệch sang phía tây so với kinh

tuyến bắc thật thì độ lệch đòa từ được gọi là lệch sang tây, có giá trò âm và
mang dấu trừ ( – )
4.2. Chọn độ lệch đòa từ
31
T
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
Từ trường của Trái đất không cố đònh, chúng biến đổi theo thời gian
nhưng với chu kỳ tương đối dài, vì vậy lấy đơn vò thời gian là năm để chỉ sự
biến thiên của độ lệch đòa từ. Qua nghiên cứu và khảo sát thấy rằng nếu độ
lệch đòa từ dao động từ 30 - 35 độ phải mất tới 200-300 năm. Người ta cũng
lập nên các bản đồ đòa từ trường (H.16), trên bản đồ có vẽ các đường đẳng từ
lực. Những vùng mà từ lực có biến thiên đột ngột (Abnomal Magnetic
Varation: khu vực bão từ) sẽ làm cho độ lệch đòa từ thay đổi lớn, trên bản đồ
được biểu thò bằng các đường đậm nét và ghi giá trò độ lệch đòa từ (có khi giá
trò này tới hàng chục độ). Khi tàu hành trình qua các khu vực này thì người sỹ
quan hàng hải phải hết sức lưu ý nếu sử dụng la bàn từ.
Hình 16: Bản đồ đòa từ trường
Để phục vụ cho việc tính toán độ lêch đòa từ, trên các hải đồ đi biển
người ta biểu thò các vòng tròn chia độ, gọi là hoa la bàn (Compass Rose)
(H.17 ). Trên đó chỉ thò độ lớn và sự biến thiên hàng năm của độ lệch . Trên
trục ngang của vòng tròn chia độ người ta ghi năm khảo sát, độ lệch tại năm
32
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
khảo sát (độ lớn và tên Tây hoặc Đông), cùng với độ biến thiên hàng năm (có
dấu biến thiên)
Ví dụ Cách ghi tại hoa la bàn trên hải đồ Việt nam: ĐLĐT 0
°
16’ T (1965), Độ tăng hàng
năm 0’4
Còn trên hải đồ Anh thì ghi :Var 0

°
16’W (1965) Increasing 0’4 annually (Increasing /
Decreasing annually: tăng/ giảm hàng năm)
Giá trò độ lệch đòa từ tại thời điểm nào đó được tính như sau:
V
tính
= V
(năm khảo sát)
± ( năm tính – năm khảo sát) x độ biến thiên hàng năm
Trong công thức tính, nếu độ lệch đang tăng thì mang dấu cộng (+), nếu
độ lệch đang giảm thì mang dấu trừ (-). Tăng có nghóa là kinh tuyến đòa từ
càng ngày càng lệch xa kinh tuyến bắc thật, còn giảm thì trục đòa từ tiến dần
đến kinh tuyến bắc thật
Hình 17: Hoa la bàn từ trên hải đồ
33
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
Ở trên tàu nếu không có ảnh hưởng của các từ trường khác thì kim la
bàn từ sẽ chỉ hướng đòa từ (kim nằm trùng với kinh tuyến đòa từ).
Trên thực tế bản thân con tàu bò nhiễm từ và trở thành một nam châm ,
gây ra từ trường phụï. Từ trường Trái đất kết hợp với từ trường phụ tạo nên một
từ trường tổng hợp, tác động lên kim la bàn từ . Lúc này kim la bàn từ nằm trên
hướng của từ trường tổng hợp. Hướng tổng hợp đó được gọi là hướng la bàn từ
Tương ứng ta có khái niệm kinh tuyến la bàn từ, là kinh tuyến chứa kim
của la bàn từ. (Nếu la bàn từ đặt trong môi trường không nhiễm từ (thuyền
gỗ…) thì kim la bàn chỉ hướng đòa từ. Còn khi đặt trong môi trường nhiễm từ
(tàu bằng sắt) thì kim la bàn chỉ hướng la bàn (hướng tổng hợp).

Hình 18: Các cực: Bắc đòa từ (Nm); Bắc thật (Nt); Bắc la bàn (Nc)
4.3. Số hiệu chính la bàn từ
Góc sai lệch giữa hướng bắc thật và hướng bắc la bàn từ gọi là Số hiệu

chính la bàn từ (Compass Error), ký hiệu là (Ec) (Tài liệu cũ ký hiệu: ∆L). Nói
một cách khác, E
C
là góc kẹp về phần bắc giữa 2 kinh tuyến: kinh tuyến người
quan sát và kinh tuyến la bàn từ .
Góc giữa phần bắc kinh tuyến la bàn từ và phần bắc kinh tuyến đòa từ
gọi là độ lệch riêng la bàn từ, ký hiệu là d (Deviation). Có độ lệch riêng la bàn
34
Nm Nt Nc
v
d
Ec
A
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
từ là do từ trường phụ của con tàu gây nên. (Phần này được học kỹ trong môn
học La bàn từ)
Độ lệch riêng la bàn từ có dấu (+) nếu kinh tuyến bắc la bàn từ lệch về
phía phải so với kinh tuyến bắc đòa từ, và có dấu ( –) nếu lệch về phía trái.
Số hiệu chính la bàn từ bao gồm 2 đại lượng : Độ lệch riêng la bàn từ
(d) và độ lệch đòa từ (v) , chúng đều mang dấu.


Hình 19: Độ lệch đòa từ (v) và độ lệch riêng la bàn từ (d)
Chúng ta có các mối quan hệ:
- Số hiệu chính là bàn từ:
Ec =
±
d
±
v

(Ký hiệu cũ về số hiệu chính la bàn từ là:
δ
±±=∆ dL
, ở đây d là độ lệch đòa
từ)
- Quan hệ giữa hướng thật và hướng đòa từ:
Hdg
T
= Hdg
m

±
v; C = C
m

±
v
- Hướng đòa từ và hướng la bàn:
Hdg
m
= Hdg
C

±
d; C
m
= C
C

±

d
Tổng hợp: Quan hệ giữa Hướng thật và Hướng la bàn sẽ là::
Hdg
T
= Hdg
C
± d ± v = Hdg
C
± E
C
(2.1)
35
Nm Nt Nc
d
C
E
C
Hdg
v
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
C = C
C
± E
C
(2.2)
Trong (2.2) thì C: hướng thật (HT), C
C
: hướng la bàn ( HL), vì vậy công
thức trước đây được viết:
LHLHT ∆+=

)
Đối với la bàn con quay (LBCQ), sai số la bàn được kí hiệu là E
G
, là góc hợp
bởi hướng bắc thật Nt và phần Bắc của kinh tuyến LBCQ
V - CHẬP TIÊU HÀNG HẢI
5. 1. Lý luận về chập tiêu
Các mục tiêu được bố trí sao cho khi đứng tại một điểm và đo phương vò
tới chúng, ta được các giá trò hoàn toàn bằng nhau. Sự bố trí các mục tiêu như
vậy gọi là chập tiêu
Số mục tiêu tạo nên chập tiêu phải từ 2 trở lên. Giả sử có 2 mục tiêu A
1
và A
2
tạo nên một chập (A
1
gọi là mục tiêu trước, A
2
gọi là mục tiêu sau).
Người quan sát đứng ở vò trí B, nếu không có các tác động bên ngoài như khúc
xạ, độ nhạy của mắt người quan sát thì khi nhìn thấy 2 mục tiêu chập vào
nhau là lúc chúng ta đang đứng trên đừơng thẳng nối 2 mục tiêu đó (đường tim
chập tiêu). (H17)
Ở khoảng cách nhất đònh khả năng của mắt người quan sát chỉ có thể
phát hiện được 2 vật tách rời nhau khi chúng tạo nên một góc kẹp tại mắt có
giới hạn lớn hơn 1 phút (1’) và ở điều kiện ánh sáng bình thường. Hơn nữa, do
hiện tượng khúc xạ ánh sáng, khi người quan sát đứng lệch đường tim của chập
tiêu một khoảng cách nằm ngang ω nào đó vẫn có thể nhìn thấy 2 mục tiêu
chập vào nhau. Giới hạn chuyển dòch ngang ω đó gọi là độ nhạy tuyến tính
của chập tiêu.

36
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển


Hình 20: Độ nhạy của chập tiêu
Trong H.20 ta thấy: α = β - γ
tgβ = ω/D ; tg γ = ω/ (D + d)
Vì γ và β là góc nhỏ nên có thể viết:
β = ω / D ; γ = ω/ (D + d)⇒
⇒ Khi thay α =α‘. Arc 1’ = arc 1’ ta có:
ω
=
+
=
+D D d
d
arc
D D d
d
( )
'
( )
.
1
3438
(2.6)
ω được gọi là độ nhạy tiếp tuyến của chập tiêu
- Thấy rằng khi khoảng cách D (khoảng cách từ người quan sát đến
mục tiêu trước) tăng lên thì giá trò ω tăng lên tức là độ nhạy tuyến tính của
chập tiêu giảm xuống.

- Khi d (khoảng cách giữa 2 mục tiêu của chập ) tăng lên thì giá trò ω
giảm xuống tức là độ nhạy tuyến tính chập tiêu tăng lên.
Trong thực hành, khoảng cách nằm ngang tính từ đường timchập tiêu
đến vò trí ngoài cùng mà tại đó vẫn nhìn thấy 2 mục tiêu chập vào nhau gọi là
khoảng chập tiêu
37
A
2
A
1
α
ω
β
d
D
B
C’
C’
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
5.2 Công dụng của chập tiêu:
5.2.1 Chập tiêu dẫn đường
Đây là những chập tiêu tại các luồng ra vào cảng, khu vực có chướng
ngại hàng hải, thường là các bãi đá ngầm, bãi cạn nhằm hướng dẫn cho tàu
đi theo chập để tránh nguy hiểm. Khi hành trình ở những khu vực này bắt buộc
người dẫn tàu phải đi theo chập tiêu (trừ trường hợp đã có những thay đổi và
đã có thông báo hàng hải).
5.2.2 Chập tiêu chuyển hướng
Chập tiêu chuyển hướng được đặt tại các khúc cua của luồng hay những
khu vực có chướng ngại vật, nhằm hướng dẫn cho con tàu chuyển hướng kòp
thời sang hướng mới để tránh nguy hiểm. Khi tàu nằm trên khoảng chập tiêu là

thời điểm phải chuyển sang hướng. Tùy thuộc vào chức năng sử dụng, có khi
chập mang chức năng dẫn đường nhưng lúc khác lại là chập tiêu chuyển
hướng. Đó là những chập tiêu thường bố trí tại các khúc cua của luồng
5.2.3 Chập tiêu hình rẽ quạt: Để hạn chế sai số do độ nhạy chập tiêu
làm lệch hướng tàu, người ta có thể bố trí hệ thống các mục tiêu thành chập rẽ
quạt. Khi dẫn tàu, ta cho tàu chạy trong phạm vi của rẽ quạt an toàn .


38
Ch. Hướng
Dẫn đường
C
2
C
1
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
Hình 21: Chập tiêu chuyển hướng, chập tiêu dẫn đường
Hình 22. Dạng chập tiêu hình quạt
5.2.4 Chập tiêu đặc biệt : là hệ thống những chập tiêu đặt tại các trường thử
dùng để thử tàu như: đo tốc đô, khử độ lệch Thường các chập tiêu này được
bố trí sao cho ít chòu ảnh hưởng của dòng chảy và khoảng cách giữa các chập
tiêu dễ dàng xác đònh khi cần thiết.
5.2.5 Chập tiêu rada: Để phục vụ cho việc sử dụng radar điều khiển tàu đi
đúng luồng tại các khu vực có tầm nhìn xa hạn chế, người ta đặt các mục tiêu
có thiết bò phản xạ tích cực sóng vô tuyến, bố trí thành chập tiêu . Chập tiêu
radar tránh được sai số về độ nhạy tuyến tính như đã nêu.
39
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
H. 23 Chập tiêu trên hải đồ
Trên hải đồ người ta ghi giá trò

phương vò bằng 2 đại lượng. Đại
lượng thứ nhất là gía trị phương vò
theo hướng tiến vào gần chập,
phương vò thứ 2 là đại lượng ngược
lại.
Chương III- XÁC ĐỊNH QUÃNG ĐƯỜNG HÀNH TRÌNH
CỦA TÀU
40
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
I - XÁC ĐỊNH QUÃNG ĐƯỜNG TÀU CHẠY
1.1. Phương trình cơ bản về quãng đường
Con tàu chuyển động trên mặt nước nhờ sức đẩy của chân vòt. Chân vòt
đẩy vào lòng nước một lực cũng chính bằng áp lực của nước tác động trở lại và
đẩy con tàu đi với một tốc độ Vo nào đó . Nếu gọi T là sức đẩy của chân vòt, R
là phản lực của nước thì
T
(Vo)
= R
(Vo)

Quãng đường tàu chạy được tính bằng tích của vận tốc và thời gian: S
= v.t
Sử dụng máy tính hoặc nhờ bảng 27 trong bảng toán hàng hải MT-53 ta
có thể tính toán quãng đường tàu chạy được trong thời gian t.
1.2. Các hình thức đo tốc độ tàu chạy trên biển.
1.2.1. Sử dụng tốc độ kế thô sơ
Trong lòch sử hàng hải, người ta đã từng đo tốc độ tàu bằng việc thả
chong chóng phía sau tàu. Chong chóng được nối với sợi dây có đánh dấu
(bằng các nút), mỗi một đoạn dây như vậy tương ứng với 15,4 mét (1/120 hải
lý). Nếu đoạn dây được thả trong thời gian là 30 giây ( 1/120 giờ) thì số đoạn

dây được thả chính là tốc độ tàu, bằng số hải lý / giờ (Knot). Để hiệu chỉnh sai
số do bò trôi dạt của chong chóng, người ta không đánh dấu các đoạn dây bằng
15,4 mét mà chia ra mỗi đoạn bằng 14,6 m.
1.2.2. Tốc độ kế chong chóng
Dựa vào nguyên tắc vặn nút chai để làm dụng cụ đo tốc độ tàu - khi ta
vặn một vòng thì cái vít sẽ tiến lên được một bước.
Chong chóng được buộc vào sợi dây thả theo tàu. Giả sử chong chóng
quay được n vòng ( sợi dây truyền số vòng quay lên một đồng hồ đặt trên
41
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
boong tàu), bước của mỗi vòng quay là s thì quãng đường mà chong chóng
chạy được sẽ là S = k.n.s (k là hệ số phụ thuộc vào độ giản nén của nước)
1.2.3. Tốc độ kế cơ điện
Cũng với nguyên tắc đo số vòng quay của chân vòt tàu để tính tốc độ
tàu nhưng số vòng quay được truyền về đồng hồ bằng tín hiệu điện.
1.2.4. Tốc độ kế thủy lực
Nguyên lý đo dựa vào độ chênh lệch áp suất của dòng nước chảy do
tàu chuyển động (áp suất toàn phần) và áp suất của nước tónh (áp suất tónh)
thông qua 2 ống đặt dưới lườn tàu ( 1 ống thẳng và 1 ống cong, được gọi là
ống PI TO). Độ chênh lệch này tác động lên các màng cảm ứng áp suất và
được chuyển hóa thành tín hiệu điện, qua các bộ biến đổi và đưa về đồng hồ
chỉ báo tốc độ.
1.2.5 Tốc độ kế điện từ
Hoạt động theo nguyên lý đo cường độ dòng điện trong cuộn dây cảm
ứng gắn ở trên tàu. Khi các cuộn dây chuyển đđộng cùng với con tàu trong môi
trường nước biển, dòng cảm ứng sẽ xuất hiện. Tốc độ tàu sẽ tương ứng với
cường độ dòng điện. Giá trò tốc độ đọc được là tốc độ tương đối của con tàu so
với mặt nước. Độ chính xác của chỉ số tốc độ phụ thuộc nhiều vào chất lượng
nước biển so với mẫu thiết kế.
Tất cả 4 loại tốc độ kế nói trên đều cho ta biết đươc tốc độ tương đối

của con tàu so với mặt nước, vì cả tàu và tốc độ kế đều di chuyển trên mặt
nước, nó không cho ta biết tốc độ thực của con tàu so với đáy biển.
1.2.6. Tốc độ kế Dopler
42
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
Hình 24: Tốc độ kế Dopler
Với tiến bộ kỹ thuật, người ta chế tạo ra loại tốc độ kế có thể chỉ được
tốc độ thực của tàu dựa trên nguyên tắc hiệu ứng Dopler, đo độ lệch tần số
của sóng phát xuống đáy biển và sóng thu về trong quá trình tàu chuyển động.
Tốc độ kế Dopler còn có thể đo được tốc độ dạt ngang của tàu. (h. 24)
Ngày nay việc xác đònh tốc độ tàu trên biển khá dễ dàng và chính xác
thông qua hệ thống đònh vò toàn cầu GPS, tốc độ thực được tính toán và chỉ báo
thông qua phép so sánh các vò trí của tàu đã được xác đònh trước đó.
II. XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ CỦA TÀU
2.1 Việc cần thiết phải xác đònh tốc độ tàu
Tốc độ tàu là một trong những thông số kỹ thuật quan trọng, nó đánh
giá chất lượng và tính năng khai thác của một con tàu. Ngay từ khi tàu mới
được đóng ra người ta đã phải xác đònh để xem tốc độ thực tế của tàu trên mặt
nước và tốc độ thiết kế có sai khác không. Trong quá trình khai thác, tốc độ
con tàu sẽ thay đổi do sự thay đổi của chất lượng vỏ tàu, cơng suất máy chính,
chất lượng của chân vòt hoặc sự biến dạng thân tàu Tốc độ tàu cũng khác
nhau khi con tàu hành trình tại các khu vực có độ sâu, bề rộng luồng hay điều
kiện khí tượng thủy văn, điều kiện chở hàng khác nhau
43
Hàng hả i đị a vă n tậ p I Xác đị nh phươ ng hướ ng trên biển
Người dẫn tàu phải biết tốc độ tàu để dự tính thời gian chạy tàu từ cảng
này tới cảng khác, có kế hoạch khai thác tàu đạt hiệu qủa cao nhất.
Tốc độ chính xác của tàu chỉ báo bằng tốc độ kế là một yếu tố không
thể thiếu trong bài toán đồ giải để xác đònh nguy cơ và tránh va chạm.
Con tàu chuyển động trên mặt nước và chòu tác động của dòng chảy.

Tốc độ của tàu so với một vật nổi tự do trên biển gọi là tốc độ tương đối, vì cả
hai đều bò ảnh hưởng của dòng chảy. Tốc độ tàu so với vật cố đònh được gọi là
tốc độ thật – Tốc độ tuyệt đối, tốc độ so với đáy biển.
Việc xác đònh tốc độ tàu được đề cập ở đây là nói tới tốc độ chuyển
động của con tàu so với mặt nước (Tốc độ tương đối). Công việc có thể tiến
hành trong trường thử, khi mới hạ thủy, hoặc trong qúa trình khai thác, khi có
điều kiện thuận lợi cần xác đònh tốc độ để hiệu chỉnh các tốc độ kế lắp đặt
trên tàu.
Tốc độ tuyệt đối của tàu có thể nhận biết một cách dễ dàng nhưng nó
phụ thuộc vào hoàn cảnh thực tế, thay đổi liên tục trong tuyến hành trình.
2.2. Xác đònh tốc độ tàu trong trường thử
Trường thử là vùng nước có các điều kiện sau:
- Vùng nước đủ rộng, có khả năng điều động tàu được dễ dàng
- Lặng gió (< cấp 3), lặng sóng (< cấp 2), không có hải lưu hoặc
hải lưu ổn đònh về hướng và tốc độ chảy.
- Độ sâu tối thiểu bằng 6 lần mớn nước tàu để hạn chế tác động
của vùng nông cạn lên tốc độ con tàu.
- Có hệ thống chập tiêu phục vụ cho việc thử tàu. Hệ thống gồm 2
chập song song với nhau, trên tàu có thể quan sát rõ ràng các chập để xác đònh
được thời điểm tàu cắt qua mỗi chập. (H. 25)
Có thể có những trường hợp sau xẩy ra:
2.2.1. Khi không có hải lưu tác động
44