BÀI GIẢNG ĐỊA VĂN HÀNG HẢI KHOA HH TRƯỜNG ĐHHH VN ĐẦY ĐỦ NHẤT

Bài giảng Địa văn: Chơng 1

Địa văn hàng hảI
Chơng 1:

Những khái niệm cơ bản
1.1 . Kích thớc và hình dạng của trái đất.
1.1.1. Hình dạng của trái đất.
Trái đất là một vật thể có hình dạng không đều đặn gọi là Geoid. Đó là hình mà
mặt phẳng tiếp xúc với nó ở mọi điểm luôn vuông góc với đờng dây dọi.
Trong một số ngành kỹ thuật mà độ chính xác đòi hỏi không cao ngời ta coi trái
đất là hình cầu. Còn trong những ngành kỹ thuật đòi hỏi độ chính xác cao (nh phép
chiếu hải đồ) ngời ta coi trái đất có dạng Elipxoid tròn xoay (là hình tròn xoay bẹt ở 2
cực) có độ dẹt nhỏ gọi là Spheroid. Sự khác nhau giữa bề mặt Geoid và Spheroid không
quá 150m. Nếu coi trái đất là hình cầu thì bán kính R= 6.371.093m.
1.1.2. Kích thớc của trái đất:
Nếu cắt trái đất bằng một mặt
phẳng chứa trục trái đất ta đợc một Elip
kinh tuyến với bán trục lớn a và bán trục
nhỏ b.

y
Vĩ tuyến

PN

Ngời ta gọi = (a-b)/a=1-b/a là độ
dẹt của trái đất.
x

Độ lệch tâm đợc tính nh sau:

Xích đạo
Kinh tuyến gốc

a2 b2
b2
b
b
1
=

= (1 )(1 + )
2
2
a
a
a
a
b

= 2 (1 ) = (2 ) =
a


PS

e2 =

Kinh tuyến
Hình 1.1

= 2 2

Vì 2 là một VCB nên e 2 = 2 =0.0066934216, lg e 2 =7.8256481824
Các nớc khác nhau thừa nhận các giá trị khác nhau của Elipxoid. Do vậy các số
liệu tính toán trong các phép chiếu hải đồ của các quốc gia khác nhau thì sẽ có sự sai khác
nên mạng lới kinh vĩ độ cũng khác nhau.
Năm 1800, theo Dalambe: a=6375653m, b=6356564m, =1/334.
Theo Haiford Mỹ: a=6378388m, b=6356912m, =1/297.
VHP - NPH

3


Bài giảng Địa văn: Chơng 1

Năm
1940,
=0.003352329869.

theo

Krasopski

(Nga):

a=6378245m,

b=6356863m,

1.2. Toạ độ của một điểm trên bề mặt trái đất.
1.2.1. Những đờng điểm chính của trái đất.
a) Địa trục: Trái đất quay không ngừng xung quanh trục nhỏ của nó gọi là địa trục
của trái đất.
b) Địa cực: Địa trục cắt trái đất tại 2 điểm gọi là 2 địa cực, là cực Bắc và cực
Nam.(PN và PS).
c) Đờng xích đạo: Giao của mặt phẳng vuông góc với địa trục đi qua tâm trái đất
với bề mặt trái đất là một đờng tròn gọi là đờng xích đạo. Mặt phẳng đó gọi là
mặt phẳng xích đạo, nó chia trái đất thành 2 nửa: bán cầu Bắc và bán cầu Nam.
d) Vòng vĩ tuyến: Giao của các mặt phẳng song song với mặt phẳng xích đạo và bề
mặt trái đất gọi là các vòng vĩ tuyến.
e) Vòng kinh tuyến: Giao tuyến của các mặt phẳng chứa trục trái đất với bề mặt trái
đất gọi là các vòng kinh tuyến. Một nửa các vòng kinh tuyến ấy tính từ PN tới PS
gọi là các đờng kinh tuyến hay kinh tuyến địa d.
f) Kinh tuyến gốc: Năm 1884 một hội nghị quốc tế họp ở Newyork đã công nhận
kinh tuyến đi qua đài thiên văn Greenwich ở ngoại ô London là kinh tuyến gốc
(hay kinh tuyến số 0).
1.2.2. Các loại toạ độ của 1 điểm trên bề mặt trái đất.
PN
K

C

Q
u
a

O

90+

y

x
'

KQ=dy
CQ=dx

C'



H

E

90-

OH=x
CH=y
PS

Hình 1.2

a)Toạ độ địa d: Một điểm trên bề
mặt trái đất đợc xác định bởi 2 đại
lợng, vĩ độ địa d () và kinh độ
địa d ().
Kinh độ địa d của một điểm

trên bề mặt trái đất là góc nhị diện
hợp bởi mặt phẳng kinh tuyến gốc
và mặt phẳng kinh tuyến đi qua
điểm ấy. Kinh độ địa d có thể đo
bằng góc cầu ở cực hay cung xích
đạo giới hạn bởi mặt phẳng kinh
tuyến gốc và mặt phẳng kinh tuyến
đi qua điểm đang xét.
Kinh độ địa d biến thiên từ 0

đến 180, mang tên E hoặc W.
Vĩ độ địa d của một điểm trên bề mặt trái đất là góc hợp bởi pháp tuyến với bề mặt
trái đất tại điểm đó với mặt phẳng xích đạo. Nó đợc tính theo kinh tuyến từ xích đạo đến
cực, có độ lớn từ 0 đến 90, mang tên N hoặc S.

4

VHP - NPH


Bài giảng Địa văn: Chơng 1

b)Toạ độ địa tâm:
Kinh độ địa tâm: Giống kinh độ địa d.
Vĩ độ địa tâm (): của một điểm trên bề mặt trái đất là góc hợp bởi đờng nối tâm
trái đất với điểm đang xét và mặt phẳng xích đạo.
c)Toạ độ quy tụ:
Lấy O làm tâm quay vòng tròn bán kính OE=a, từ C hạ đờng vuông góc với OE cắt
vòng tròn tại C. Nối COE=u là vĩ độ quy tụ của điểm C.
Kinh độ quy tụ: Giống kinh độ địa d.

Nếu trái đất là hình cầu thì pháp tuyến tại C cắt Ox tại O, CC, ==u.
Hiệu giữa và gọi là góc thâu liêm , =-
max tại =45, max=115
=0 tại xích đạo và cực.
d)Mối liên hệ giữa 3 hệ toạ độ:
tg =

x2 y2
y2
x2
y
với x=a.cosu, y=b.sinu,(vì 2 + 2 = 1 2 = 1 2 1 cos 2 u = sin 2 u
x
a
b
b
a

y 2 = b 2 sin 2 u hay y=b.sinu)
tg =

b sin u b
a
= tgu hay tgu = tg .
a cos u a
b

Theo lý thuyết đạo hàm ta có dy=b.cosu.du, dx=-a.sinu.du: Xét tam giác vuông KCQ tại
Q ta đợc:
dy

= tg (90 0 ) = cot g ,
tgKC Q =
dx
cot g =

dy b
= cot gu , hay:
dx a

b
a
tgu tgu = tg
a
b
2
2
a b2
b
b
b2
e2 =
1
=


= 1 e2 = 1 e2
2
2
2
a

a
a
a

tg =

Do vậy: tgu = tg 1 e 2 , mà ta lại có:

VHP - NPH

5


Bài giảng Địa văn: Chơng 1

b
tgu = 1 e 2 .tg . 1 e 2
a
tg = tg .(1 e 2 )
tg =

1.3. Các bán kính cong chính của trái đất.
Trái đất của chúng ta có hình Elipxoid nên độ cong của nó thay đổi liên tục từ xích
đạo đến cực. Để nghiên cứu độ cong của một điểm nào đó trên mặt địa cầu ngời ta tìm
bán kính cong của điểm đó theo hai hớng vĩ tuyến và kinh tuyến.
1.3.1. Bán kính cong vĩ tuyến.
Bán kính cong vĩ tuyến đi qua điểm C chính là hoành độ của điểm C, x=r, ta có
x=r=a.cosu(Hình 1.2).
1 + tg 2 u =
cos 2 u =

1
1
cos 2 u =
2
1 + tg 2 u
cos u

y
K dS

1
cos
=
2
2
1 + tg (1 e ) cos + sin 2 (1 e 2 )
2

C

L

2

Q


cos
cos 2

cos u =
cos u =
2
2
1 e sin
1 e 2 sin 2
2

O
A

Vậy: x = r =

a cos
(1 e 2 sin 2 )

CK=dS
CQ=dx
KQ=dy
CL=x=r
x

d
Hình 1.3

1

2

1.3.2. Bán kính cong kinh tuyến.

Bán kính cong kinh tuyến của điểm C là đoạn M còn cung kinh tuyến từ C đến K
biểu diễn bằng đoạn dS, ta có:
M =

dS
dS
= lim C K
d
d

dS là thành phần của cung kinh tuyến CK ứng với số gia d với AC, AK là 2 pháp tuyến.
dS = CK =

Vậy ta có: M =

dr
(dấu - vì khi tăng thì r giảm)
sin

dr
, ta đi tính dr theo số gia d.
sin d
r=

6

a cos
(1 e 2 sin 2 )

VHP - NPH

1

2


Bài giảng Địa văn: Chơng 1



1
1
2
2
2
2
(a cos )(1 e sin ) 2 a cos (1 e sin ) 2



=

2
(1 e 2 sin 2 ) 1 2

1
1
1


2
2
2
2
2
2
2
a sin (1 e sin ) a cos . 2 (1 e sin ) (2e sin cos )
=

(1 e 2 sin 2 )







dr
d



dr
d

a sin + ae 2 sin 3 + ae 2 sin cos2
dr

=
3
2
2
2
d


(1 e sin )



a sin + ae 2 sin
dr
a sin (1 e 2 )

=
=
3
3
d
(1 e 2 sin 2 ) 2 (1 e 2 sin 2 ) 2

dr

a(1 e 2 )
M =
M =
3
d sin
(1 e 2 sin 2 ) 2

Xét =90: sin=1M90=

a
1 e2

a

=

1 (1



Xét =0: sin=0M0= a(1 e 2 ) = a 1 (1


b2
)
a2

=

a2

= M max
b

b2 b2
) =
= M min
a2 a

Vậy Elip kinh tuyến có độ cong giảm từ xích đạo đến cực.

1.4. Các đơn vị đo chiều dài trên biển.
1.4.1. Chiều dài của một phút cung kinh tuyến.
Chiều dài của 1 phút cung kinh tuyến dS đợc tính theo công thức:
dS = M .arc1 =

a (1 e 2 )
(1 e sin )
2

2

3

sin 1
2

y

Để tính dS theo công thức trên, ta khai triển hàm
1

(1 e 2 sin 2 )

3

thành chuỗi luỹ thừa:

K(x-dx,y+dy)
dS
dy
C(x,y)
Q dx

2

M

Đặt e 2 sin 2 =X, -3/2= ta đợc:

x
O

VHP - NPH

Hình 1.4

7


Bài giảng Địa văn: Chơng 1
1

(1 e sin )
2

2

3

= (1 e 2 sin 2 )

3

2

= (1 + X )

2

Khai triển Macloranh ta có:
f (0) = (1 + 0) = 1
f (0) = (1 + X ) 1

X =0

=

f (0) = ( 1)(1 + X ) 2

X =0

= ( 1)

f (0) = ( 1)( 2)(1 + X ) 3

X =0

= ( 1)( 2)

................
f ( n ) (0) = ( 1)( 2)...[( (n 1)] = ( 1)( 2)...( n + 1)

áp dụng công thức Taylor:
f ( x) = f ( x0 ) + f ( x 0 )( x x 0 ) +

f ( x 0 )( x x0 ) 2
f
+ ... +
2!

(n)

( x0 )( x x 0 ) n
+ ...
n!

x 0 =0 ta có:
f ( x) = f (0) + f (0) x +

f (0) x 2
f ( n ) ( 0) x n
+ ... +

+ ...
2!
n!

Thay vào ta đợc:
f ( X ) = 1 + X +

( 1) X 2
2!

+

( 1)( 2) X 3
3!

[
( 1)( 2)...( n + 1)]X n
+ ...
n!

Trong đó: thay bằng số cụ thể =-3/2 ta tính đợc:
15 4
35
315 8 8
e sin 4 + e 6 sin 6 +
e sin + ...
8
16
128
3

15
35
315 8 8
= 1 + (e 2 sin 2 ) + e 4 sin 4 + e 6 sin 6 +
e sin + ...
2
8
16
128

f ( X ) = 1 + (3 / 2)(e 2 sin 2 ) +
1
(1 e sin 2 )
2

3

2

Thay vào biểu thức tính dS ta có:
1 phút cung kinh tuyến =
3
15
= a sin 1(1 e 2 )(1 + e 2 sin 2 + e 4 sin 4 + ...)
2
8
3
15
3
15

= a sin 1(1 + e 2 sin 2 + e 4 sin 4 + (e 2 ) e 4 sin 2 + e 6 sin 4 + ...
2
8
2
8

Bỏ qua thành phần e 4 ta có:

8

VHP - NPH


Bài giảng Địa văn: Chơng 1
3
3


1 phút cung kinh tuyến = a sin 1(1 + e 2 sin 2 e 2 ) = a sin 1(1 e 2 + e 2 (1 cos 2 )
2
4



e2

3
3
= a sin 1(1 e 2 + e 2 cos 2 ) = a sin 11 (1 + 3 cos 2 )
4

4
4



Thay các giá trị của a,e vào ta có:
1 phút cung kinh tuyến = (1852,28-9,355.cos2) metres
Vậy chiều dài của 1 phút cung kinh tuyến phụ thuộc vào vĩ độ . Giá trị này đạt
min tại xích đạo (1843m) và max tại cực (1861,6m).
Năm 1928, một hội nghị quốc tế đã thống nhất lấy 1 phút cung kinh tuyến bằng
1Nautical Mile = 1852m (tại =29).
1.4.2. Các đơn vị đo chiều dài và đo tốc độ trên biển.
a) Liên (Cable): 1 cable=1/10NM.
b) Sải (fathom): 1 fathom=6ft=1.8288m.
c) Mã (yard): 1 yard=3ft=0.9144m.
d) Foot: 1 foot=0.3048m.
e) Inch: 1 inch=0.0254m.
f) Knot: 1 knot=1NM/h.

1.5. Chiều dài của cung kinh tuyến.
Chiều dài của cung kinh tuyến giữa 2 vĩ độ đợc tính theo công thức sau:
2

2

1

1

S = Md = a (1 e 2 )

2

= a (1 e 2 ) (1 +
1

1
(1 e sin )
2

2

3

d =
2

3 2
15
35
e sin 2 + e 4 sin 4 + e 6 sin 6 + ...) d
2
8
16

Ta có tích phân một tổng bằng tổng các tích phân:
1
sin 2
(1 cos 2 )d =
+C

2
2
4
3
sin 2 sin 4
4
sin d = 8 4 + 32 + C
6
5
15
3
1
6
sin


=


sin
2

+
sin
4


sin 6 + C
d

16
64
64
192

sin

2

d =

VHP - NPH

9


Bài giảng Địa văn: Chơng 1

1
3
15
3
1
1
35
5

+ e 2 ( sin 2 ) + e 4 ( sin 2 + sin 4 ) + e 6 (

2

2 4
8
8
4
32
16
16
S = a(1 e 2 )
15 sin 2 + 3 sin 4 1 sin 6 ) + ...
64
64
192

2






1

S = a[ A0 ( 2 1 ) A2 (sin 2 2 sin 21 ) + A4 (sin 4 2 sin 41 ) A6 (sin 6 2 sin 61 ) + ...]
2

15 4 3 6
3 2 1 4 15 6
1 2 3 4
5 6

(1 4 e 64 e 256 e ) 8 (e + 4 e + 128 e ) sin 2 + 256 (e + 4 e ) sin 4
S = a


35 e 6 sin 6 + ...

3072
1

Trong đó:
A0 = 1

1 2 3 4
5 6
e e
e
4
64
256

3
8

1
4

A2= (e 2 + e 4 +

15 6

e )
128

A4=

15 4 3 6
(e + e )
256
4

A6=

35 6
e
3072

Đây là công thức để tính độ dài của cung kinh tuyến từ vĩ độ 1 đến vĩ độ 2.
Bỏ qua các VCB bậc cao ( e 6 ) ta có công thức:
2

1
3
3
3
15 4


S = a e 2 e 2 sin 2 e 4 e 4 sin 2 +
e sin 4
4

8
64
32
256

1

tính bằng radian.
Công thức này đợc tính toán với trái đất là hình Spheroid có thể tính bằng mét,
NM hay bất cứ đơn vị nào khác tuỳ thuộc vào đơn vị sử dụng cho a.

1.6. Hiệu kinh độ, hiệu vĩ độ.
Trong hàng hải, khi hành trình trên biển tàu luôn thay đổi vị trí nên ta phải xem xét
xem toạ độ của con tàu khi chạy từ điểm xuất phát tới điểm đích thay đổi nh thế nào.
Giả sử tàu chạy từ điểm A(1,1) đến điểm B(2,2) nh hình vẽ, ta có:

10

VHP - NPH


Bài giảng Địa văn: Chơng 1

Hiệu vĩ độ giữa 2 điểm trên bề mặt trái đất là số đo
của cung kinh tuyến giới hạn bởi 2 vĩ tuyến đi qua 2 điểm
đó.

PN
B

H==2-1

H
W

E

A
H

PS
Hình 1.5

H biến thiên từ 0 đến 180 và mang tên N hay S
tuỳ thuộc vào tàu chạy về phía N hay S bán cầu. Nếu tàu
chạy về phía N thì H mang tên N hoặc mang dấu (+),
ngợc lại tàu chạy về phía S thì H mang tên S hoặc mang
dấu (-).

Hiệu kinh độ giữa 2 điểm trên bề mặt trái đất là số
đo của cung nhỏ trên xích đạo giới hạn bởi 2 kinh tuyến đi qua 2 điểm đó: H=2-1
H biến thiên từ 0 đến 180 và mang tên E hay W tuỳ thuộc vào tàu chạy về phía E
hay W bán cầu. Nếu tàu chạy về phía E thì H mang tên E hoặc mang dấu (+), ngợc lại
tàu chạy về phía W thì H mang tên W hoặc mang dấu (-).

1.7. Chân trời và tầm nhìn xa chân trời.
1.7.1. Mặt phẳng chân trời thật.
Mặt phẳng chân trời thật là mặt phẳng đi qua mắt ngời quan sát và vuông góc với
phơng dây dọi, trên hình vẽ nó là mặt phẳng HH.
Giả sử ngời quan sát đứng ở A, mắt ở vị trí A1 có độ cao mắt so với mặt đất là

A1A=e, gọi là độ cao mắt ngời quan sát.
Trong điều kiện lý tởng, ngời quan sát
nhìn thấy bề mặt trái đất theo phơng A1x tiếp
tuyến với trái đất tại điểm F. Do trái đất đợc
bao quanh bởi một bầu khí quyển có mật độ
không khí giảm dần theo độ cao nên tia sáng đi
từ mắt ngời quan sát bị khúc xạ làm cho bị
cong đi. Vậy tia sáng từ B đến mắt ngời quan
sát bị cong theo cung A1B nh hình vẽ. Nếu
ngời quan sát quay một vòng thì điểm B vạch
nên một cung tròn BB gọi là chân trời nhìn thấy.
Nh vậy, ngời quan sát nhìn thấy điểm B theo
phơng tiếp tuyến với đờng cong A1B. Trong
phạm vi không lớn lắm ta coi cung A1B là cung
tròn tâm ở O bán kính R1. Đây chính là hiện
tợng khúc xạ mặt đất, thông thờng nó làm
tăng khoảng cách chân trời nhìn thấy (B xa hơn
F). Gọi k là hệ số khúc xạ mặt đất ta có: k=R/R1

H

A1
e r

H
d

A

B

d
R1

B
c

R

O
2r
O
Hình 1.6

Hệ số khúc xạ mặt đất luôn thay đổi phụ thuộc vào vùng chạy tàu, khí áp, nhiệt độ
và độ cao mắt ngời quan sát. Ngời ta lấy giá trị trung bình k=0.16
Khoảng cách A1B gọi là tầm nhìn xa chân trời nhìn thấy. Tuy nhiên độ dài cung AB
và A1B gần bằng nhau nên ta coi tầm nhìn xa chân trời nhìn thấy D=AB.
VHP - NPH

11


Bài giảng Địa văn: Chơng 1
c
c
sin( r ) sin(90 0 + )


sin A1 BA sin A1 AB

2
2
Xét tam giác AA1B ta có:
=

=
AA1
A1 B
e
D
c

0
sin(90 + 2 ) = 1
Vì c/2 và c/2-r là góc nhỏ nên ta có thể coi:
sin( c r ) = c r

2
2
c r
1
2e
2
= D=
c 2r
e
D

Ta lại có: c=D/R, 2r=D/R1, thay vào ta có:
D=

2e
D D

R R1

=

2e.R.R1
=
D( R1 R )

2eR
2eR
=
R
D(1 k )
D(1 )
R1
1

D2 =


2eR
D = 2eR (1 k ) 2
1 k

1

Xét hàm (1 k ) 2 , đặt -k=x, -1/2= và khai triển thành chuỗi ta có:
( 1) x 2
( 1).....( n + 1) x n
+ ...... +
+ ...
(1 + x) = 1 + x +
n!

2!

(1 k )

1

2

1
1
3 ( k )
= 1 + ( )( k ) + ( )( )
+ .....
2
2
2 2!
2

Bỏ qua VCB bậc cao k2 ta đợc:
D=

1,08 2e.6371093
= 2,08163 e
1852

Trong đó e tính bằng mét còn D tính bằng Hải lý(NM).
Nếu e tính bằng feet ta có: D = 1,145 e
1.7.2.Độ nghiêng chân trời:
Độ nghiêng chân trời d là góc hợp bởi chân trời thật và phơng nhìn thấy chân trời
nhìn thấy. Vì tia sáng từ chân trời nhìn thấy đến điểm A1 (mắt ngời quan sát) luôn cong
lên trên (do áp suất khí quyển giảm theo độ cao) nên độ nghiêng chân trời d luôn mang
dấu (-).
Từ tam giác A1OO ta có: c=d+2r hay d=c-2r =

R R
1 k
D D
= D(
)

= D 1
R R1
R
RR1

1.8.Tầm nhìn xa mục tiêu.

5m
D1

D2

DHĐ
D

e
D

Hình 1.7

12

VHP - NPH

H


Bài giảng Địa văn: Chơng 1

Tầm nhìn xa mục tiêu khi nó vợt lên đờng chân trời bằng tầm nhìn xa chân trời
cộng với một lợng D2 = 2,08 H .Vậy ta có:
D = 2,08 e + 2,08 H = 2,08( e + H ) , nếu e và H tính bằng mét.
D = 1,145 e + 1,145 H = 1,145( e + H ) , nếu e và H tính bằng feet.

Trên các hải đồ đi biển tầm nhìn xa của các phao tiêu, hải đăng thờng đợc ghi sẵn.
Đó là tầm nhìn xa ứng với độ cao mắt ngời quan sát là 5m hay 15feet.
Vậy tầm nhìn xa thực tế của đèn biển là:
D = 2,08( e(m) 5(m) ) + D HD
D = 1,145( e( ft ) 15( ft ) ) + D HD

D là tầm nhìn xa thực tế của đèn.
DHĐ là tầm nhìn xa của đèn ghi trên hải đồ, ứng với độ cao mắt ngời quan sát bằng
5m hay 15feet.
Độ cao mục tiêu H đợc ghi trên hải đồ ứng với mực nớc cao nhất (trong thời kỳ
triều cờng).

VHP - NPH

13


Bài giảng địa văn: Chơng2

Chơng 2:

Xác định phơng hớng trên biển
2.1. Hệ thống phân chia chân trời:
2.1.1. Các mặt phẳng và đờng điểm chính
- Mặt phẳng chân trời tại điểm
A là mặt phẳng vuông góc với đờng
dây dọi của điểm A (Z là thiên đỉnh
của ngời quan sát).

z
W
A

S

N

PN

E
W
S

N

O

E

PS

- Mặt phẳng kinh tuyến: Là
mặt phẳng chứa trục trái đất đi qua vị
trí của ngời quan sát (A). Mặt phẳng
kinh tuyến cắt bề mặt trái đất bằng
một vòng tròn lớn gọi là vòng tròn
kinh tuyến. Nửa vòng tròn kinh tuyến
tính từ cực N đến cực S đi qua vị trí
ngời quan sát gọi là kinh tuyến
ngời quan sát.
- Mặt phẳng kinh tuyến cắt mặt
phẳng chân trời thật bởi một đờng
thẳng gọi là đờng NS.

Hình 2.1

- Mặt phẳng chứa điểm O và A vuông góc với mặt phẳng kinh tuyến gọi là mặt

phẳng thẳngđứng gốc. Mặt phẳng này cắt mặt cầu bằng một vòng tròn gọi là vòng thẳng
đứng gốc hay vòng đông tây EW. Mặt phẳng thẳng đứng gốc cắt mặt phẳng chân trời thật
bởi đờng thẳng EW.
- Đờng NS và EW chia mặt phẳng chân trời thật thành bốn phần: NE, SE, SW, NW trong
đó đờng NS là đờng cơ bản để xác định phơng hớng trên biển.
2.1.2. Các hệ thống phân chia chân trời:
a) Hệ Ca: Trớc đây hệ này đợc sử dụng rộng rãi trong hàng hải, hiện nay ít dùng, nó
đợc dùng để xác định hớng gió, dòng chảy. Hệ thống này đợc chia thành 32 ca mỗi ca
bằng 11,25 gồm:
N
NW

NNE

NNW

WWN

- 4 Ca chính N, E, S, W

NE
ENE

- 4 Ca phụ NE,SE, SW, NW.

E

- Còn lại là các Ca trung gian

W

WSW
SW
SSW

ESE

NE: Đông Bắc

SE

SE: Đông Nam

SSE
S

SW: Tây Nam

Hình 2.2

14

VHP-NPH


Bài giảng địa văn: Chơng2

NW: Tây Bắc.
NNE: Bắc Đông Bắc.
ENE: Đông Đông Bắc.
ESE: Đông Đông Nam.

SSE: Nam Đông Nam
SSW: Nam Tây Nam
WSW: Tây Tây Nam.
WNW: Tây Tây Bắc.
NNW: Bắc Tây Bắc.
b) Hệ phơng vị nguyên vòng: Xuất phát từ điểm N về phía E có độ lớn biến thiên từ 0
ữ360.
c) Hệ phơng vị bán vòng: Xuất phát từ điểm N hoặc S về phía E hoặc W có độ lớn biến
thiên từ 00 ữ1800 có mang tên, chữ thứ nhất trùng tên với vĩ độ , chữ thứ hai trùng tên với
phía mục tiêu.
d) Hệ phơng vị 1/4 vòng: Xuất phát từ N hoặc S về phía E hoặc W có độ lớn biến thiên từ
00ữ900 có mang tên, chữ thứ nhất trùng với điểm mốc, chữ thứ 2 trùng với phía mục tiêu.
NT

NT

P1

P2

NT

P1

P3

Phơng vị nguyên vòng

P1

P2

P3

Phơng vị bán vòng

P2

P3

Phơng vị 1/4 vòng

Hình 2.3: Các hệ phơng vị

2.2. Địa từ trờng - Độ lệch la bàn từ.
2.2.1. Địa từ trờng:
Trái đất đợc xem nh một thanh nam châm khổng lồ có cực S địa từ ở vịnh Guston
(Canada) gần cực N địa lý, cực N địa từ ở vịnh Victoria (Nam cực) gần cực S địa lý. Các
cực địa từ không cố định và luôn thay đổi.
Vì địa từ cực không trùng với cực địa lý nên kinh tuyến từ cực cũng không trùng với
kinh tuyến điạ lý mà nó lệch nhau một góc d gọi là từ thiên hay độ lệch địa từ. Vậy độ
lệch địa từ d là góc lệch giữa kinh tuyến địa lý và kinh tuyến địa từ .
VHP-NPH

15


Bài giảng địa văn: Chơng2

Nếu kinh tuyến địa từ lệch về phía: -NE kinh tuyến địa lý thì d>0.

-NW kinh tuyến địa lý thì d<0.
Trên hải đồ độ lệch địa từ d đợc xác định bằng hoa địa từ gần tàu nhất:
Ví dụ: Mag. 402 E increasing annually 0/2. 1990.
Khảo sát năm 1990; d = + 402, tăng hàng năm 0/2.
Mag. 304 W decrease annually 1/.1978.
Khảo sát năm 1978; d= -304, giảm hàng năm 1/.
Mag 001 E, stationary, 1988.
Khảo sát năm 1988, d=+001, hàng năm không thay đổi.
Lu ý: chữ tăng hàng năm hay giảm hàng năm là nói về trị tuyệt đối của d. Độ lệch
địa từ d phụ thuộc vào khu vực chạy tàu nên ta phải lấy ở hoa địa từ gần tàu nhất. Tàu
hành trình năm nào tính độ lệch địa từ năm ấy.
N
NT
d

H

N

T
i
Z

S
S
Hình 2.4

Nếur tar có một kim nam châm treo tự do thì nó sẽ ổn định
theo phơng của đờng sức
r r

của từ lực địa trờng T , Z là thành phần thẳng đứng
từ H ( H là thành phần nằm ngang
r
trùng với phơng dây dọi). T hợp với chân trời góc i gọi là góc chúi của nam châm hay
góc chìm địa từ.
H=T cosi.
r

Thành phần H gọi là sức chỉ Bắc của nam châm, có tác dụng biến nan châm thành la bàn.
2.2.2. Độ lệch la bàn từ.
a) Độ lệch riêng la bàn: Vì la bàn từ đặt trên tàu, các cấu trúc sắt thép trên tàu phát
sinh ra từ trờng thứ cấp làm lệch kim la bàn gây nên độ lệch riêng la bàn từ . Độ
lệch riêng la bàn là góc hợp bởi hớng N địa từ và hớng N la bàn.
Nếu kim la bàn lệch về phía: E địa từ > 0
W địa từ <0

16

VHP-NPH


Bài giảng địa văn: Chơng2

Giá trị không phụ thuộc vào vị trí của tầu mà phụ thuộc vào hớng chạy tầu và
loại tầu. ở trên tàu ngời ta lập sẵn bảng độ lệch riêng la bàn từ theo từng hớng đi ở hai
dạng: Bảng và đờng cong.

Brearing
Compass
Deviation

Mag

Compass

(From chart)

(Observed)

heading
000
010
020
.
.
.
360
Deviation Table

E
360O
O

0

W

HL

Hình 2.5

Deviation Curve
a) Độ lệch la bàn: Compass Error là góc hợp bởi hớng Bắc la bàn & hớng Bắc thật.
L = d +.
L: độ lệch la bàn: Compass Error
d: độ lệch địa từ: Variation
: độ lệch la bàn: Deviation
Nếu ta dùng la bàn con quay ( Gyro Compass) để đo phơng hớng thì sai số la bàn
L sẽ là sai số của la bàn con quay bao gồm sai số vĩ độ, sai số quán tính loại 1, loại 2,
sai số lắc.
VHP-NPH

17


Bài giảng địa văn: Chơng2

2.3. Hớng đi, phơng vị, và góc mạn:
2.3.1. Hớng đi thật HT:
Hớng đi thật của tàu là góc nhị diện hợp
bởi phần mũi của mặt phẳng trục dọc tàu và phần
N của mặt phẳng kinh tuyến thật, tính từ mặt
phẳng kinh tuyến thật theo chiều kim đồng hồ có
độ lớn từ 00 ữ3600.

NT
ND
L
d

NLB

HT

HL
G

2.3.2. Phơng vị thật PT.
Phơng vị thật của một mục tiêu là góc nhị
diện hợp bởi phần N mặt phẳng kinh tuyến thật của
ngòi quan sát và mặt phẳng thẳng đứng đi qua
ngòi quan sát và mục tiêu đợc tính theo 3 hệ
thống phân chia phơng hớng.

PL
PT
MT

Hình 2.6

2.3.3. Góc mạn G:
Góc mạn là góc nhị diện hợp bởi phần mũi mặt phẳng trục dọc và mặt phẳng thẳng
đứng chứa vị trí ngời quan sát và mục tiêu có độ lớn từ 00 ữ1800 tính từ phần mũi tàu về
phía bên phải hoặc về phía bên trái tới mục tiêu, mang tên phải hoặc trái:
G = 900: mục tiêu chính ngang
G = 450: mục tiêu vát.
G = 1350: mục tiêu chếch.
Hớng đi la bàn là góc nhị diện bởi phần N mặt phẳng kinh tuyến la bàn và phần

mũi mặt phẳng trục dọc tàu.
Phơng vị la bàn của một mục tiêu là góc nhị diện hợp bởi phần N mặt phẳng kinh
tuyến la bàn và mặt phẳng thẳng đứng đi qua ngời quan sát và mục tiêu.
Từ hình vẽ trên ta thấy:
2.3.4. Mối liên hệ:
Từ hình vẽ ta dễ dàng nhận thấy mối liên hệ giữa HT, HL, PT, PL, G:
HT = HL +L
PT = PL+L
2.3.5. Hớng đi, phơng vị, góc mạn theo la bàn con quay (LBCQ).
Khi làm việc ổn định LBCQ chỉ hớng Bắc thật, do các nguyên nhân về kỹ thuật la
bàn con quay có sai số L. Vậy khi sử dụng LBCQ để xác định phơng hóng ta phải
hiệu chỉnh L.

2.4. Các phơng pháp xác định độ lệch la bàn.
VHP-NPH
18


Bài giảng địa văn: Chơng2

Bản chất của việc xác định độ lệch la bàn là so sánh phơng vị la bàn đo đợc tới
một mục tiêu trên một hớng đi với phơng vị thật của mục tiêu đó mà ta đã biết trớc.
L = PT- PL
Để tìm độ lệch riêng la bàn ta hiệu chỉnh L với độ lệch địa từ d.
= L- d
Độ lệch riêng la bàn từ thay đổi theo hớng đi, nó là hàm số của hớng đi: = f
(HL) nên ta phải xác định cho từng hớng đi khác nhau để lập bảng độ lệch riêng la bàn
từ.
Bảng độ lệch riêng la bàn từ phải đợc lập một năm một lần, nếu tàu vừa lên đà sửa
chữa, chở sắt hay quặng sắt ta phải lập bảng mới.

L mỗi một ca đi biển 4 tiếng phải xác định một lần, nếu tàu thay đổi hớng đi thì
sau khi đổi hớng phải xác định L.
2.4.1. Phơng pháp xác định L bằng chập tiêu.
Đây là phơng pháp chính xác nhất để xác định L.
NT

NLB
NT

NLB

L

B

PT
PL

Giả sử ta có chập AB, nối AB đo phơng vị thật của
AB trên hải đồ. Dắt tàu qua chập khi A trùng với B
đo phơng vị tới chập đợc PL ta có:

A

L = PT - PL.

Nếu không có chập tiêu nhân tạo, ta có thể sử
dụng chập tiêu tự nhiên, có thể là hai mép của hai
hòn đảo. Nếu chỉ có một mục tiêu trong khu vực
Hình 2.7

chạy tàu, khi cần phải xác định L ta cho tàu quay
trở, ở 8 hớng chính ta đo phơng vị tới mục tiêu rồi tính phơng vị thật theo phơng
pháp gần đúng:
HT

PT=1/8 PLi
Đây chỉ là phơng pháp gần đúng.
2.4.2. Phơng pháp thả neo.
A

Hình 2.8


D

rr

Toạ độ điểm neo của tàu đã xác định đợc, trên bờ có
một mục tiêu thuận tiện cho việc đo phơng vị. Thao tác toạ
độ điểm neo của tàu lên hải đồ, nối với mục tiêu A, đo trực
tiếp trên hải đồ ta tìm đợc PT. Cho tàu quay trở quanh neo,
đo PL tới mục tiêu A ở các hớng đi khác nhau và tính S
theo từng hớng. Phơng pháp này có độ chính xác không
cao. Để đảm bảo độ chính xác của phơng pháp, yêu cầu sai
số phải 0o2.
Giả sử bán kính quay trở của tàu là r, khoảng cách từ tàu
VHP-NPH

19

Bài giảng địa văn: Chơng2

đến mục tiêu là D, sai số .
Ta có :
r
r
D=
D
sin

57 o 3.r 57 o 3
= o .r 300.r
sin = o D =

57 3
0 2
sin =

Vậy để đảm bảo độ chính xác khi xác định L thì khoảng cách từ tàu đến mục tiêu A
phải lớn hơn 300 lần bán kính quay trở.
2.4.3. Phơng pháp so sánh.
Ta có 2 ngời quan sát, một ngời ở tàu, một ngời ở bờ cùng đo phơng vị của
nhau (ngời trên bờ không mắc sai số vì không bị ảnh hởng của từ trờng thứ cấp).
Việc xác định thời điểm cùng tiến hành đo phơng vị có thể dùng cờ tay hoặc VHF.
Trên bờ đo đợc PTN (phơng vị thật nghịch); trên tàu đo đợc PL.
L = (PTN 180o)-PL
Ta có thể thả xuồng rồi cho ngời xuống xuồng thay cho ngời trên bờ. Để xác
định trên các hớng khác nhau, ta có thể quay tàu quanh xuồng.
2.4.4. Phơng pháp so sánh với LBCQ:

Tiến hành điều động tàu trên 8 hớng, khi tàu ổn định trên từng hớng đọc chỉ số HLcq,
HLT
HT = HLq + Lq
= HT HL T d
Ngoài ra ta có thể xác định L bằng phơng pháp thiên văn.

2.5. Nguyên lý chập tiêu.
Ta có 2 tiêu AB hình thành một chập. Đờng AB kéo dài đợc gọi là đờng trục
hay là đờng tim của chập tiêu. Nếu tàu nằm tại D sẽ nhìn thấy A và B chập lại làm một,
giả sử tàu di chuyển trên đờng DC vuông
góc với AB . Khi di chuyển ta vẫn thấy tiêu
B đè lên trên A cho tới khi B tách khỏi A tại
điểm C. Vậy C là điểm ta bắt đầu nhìn thấy
C
chập AB rời nhau, nối C với A và B ta đợc

'
góc ( = 1 theo kinh nghiệm). Cự ly DC =

gọi là độ nhậy của chập tiêu, càng nhỏ

độ nhậy càng cao.

A

Xét độ nhậy của chập ta có công
thức:

20

d



Hình 2.9
VHP-NPH

D

D


Bài giảng địa văn: Chơng2

=-
tg =


D

Vì , là 2 góc nhỏ nên ta có thể viết:
=


D

; =

= =

D+d







=

d

D D D( D + d )
(D + d )D
=
d

= arc1 = 1arc1 = arc1
(D + d )D
arc1
=
d

Vậy muốn tăng độ nhậy của chập tiêu ta có 2 cách:
- Tăng khoảng cách d giữa 2 tiêu.
- Giảm cự ly D, khi có nhiều chập ta chọn chập nào càng gần càng tốt.
Với các khoảng cách D khác nhau khác nhau thì có điểm C khác nhau. Quỹ tích C là
đờng cong bậc 2.

2.6. Tốc độ kế- xác định quãng đờng tàu chạy.
Tốc độ kế gồm nhiều loại: Thô sơ, cơ khí, cơ điện, áp lực, quang học, điện từ
trờng, tốc độ kế Doppler. Trong lịch sử phát triển của ngành Hàng Hải loại tốc độ kế thô
sơ ra đời sớm nhất và tồn tại cho đến cuối thế kỷ 18 đầu thế kỷ 19. Tốc độ kế thô sơ là
một sợi dây có buộc một vật nặng ở đầu, sau đó thả xuống nớc, sau một thời gian
chuyển động ghi lại khoảng cách và thời điểm tơng ứng rồi tính theo công thức:
V = S/T
Để thuận tiện ngời ta buộc các nút (knot) với khoảng cách giữa 2 nút = 1/120 NM
Sau tốc độ kế thô sơ là tốc độ kế chân vịt dựa vào nguyên lý: Nếu 1 vít vặn đi một
vòng thì nó đợc chuyển đi một đoạn bằng một bớc của nó và :
S = k.n.h
h: là bớc của chân vịt.
n: Số vòng quay trong một phút
k: Hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào đặc tính của chân vịt và tỷ trọng nớc.
Vào đầu thập kỷ 30 ngời ta chế tạo ra tốc độ kế áp lực dựa trên nguyên tắc đo áp
lực động của nóc khi tàu chạy.
Tất cả các tốc độ kế trên chỉ đo đợc tốc độ của tàu so với mặt nớc chứ không đo
đợc tốc độ của tàu so với đáy biển.
VHP-NPH

21


Bài giảng địa văn: Chơng2

Chỉ có tốc độ kế Doppler dựa trên nguyên tắc đo độ dịch chuyển tần số Doppler
mới đo đợc vận tốc chuyển động của tàu so với đáy biển.

2.7. Tốc độ của tàu và các phơng pháp xác định tốc độ tàu
I

2.7.1. Tốc độ của tàu.

II

S
Vn

A

VOt1

G

a./ Tốc độ tuyệt đối: Là loại tốc độ lấy
đáy biển làm gốc để đo cự ly tàu đã chạy
đợc trong một khoảng thời gian nhất
định và còn gọi là tốc độ thật của tàu.

F

qn
Vnt1

B

b./ Tốc độ tơng đối: Là loại tốc độ tính
bằng cách lấy quãng đờng tàu chạy so
với mặt nớc chia cho thời gian tàu chạy,
còn gọi là tốc độ tàu so với mặt nớc hay

tốc độ kỹ thuật của tàu.

VOt2

D
Vnt2

C

Hình 2.10

Hiện nay chỉ có tốc độ kế Doppler đo
đợc tốc độ tuyệt đối còn các loại tốc độ kế khác chỉ đo đợc tốc độ tơng đối.
Khi mặt nớc chuyển động ta có:


V



= V



0

+ V

n

V: Tốc độ chuyển động thật của tàu.
V0: Tốc độ chuyển động của tàu so với mặt nớc tĩnh.
Vn: Tốc độ dòng chảy.
Tốc độ chuyển động của tàu phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Sức đẩy chân vịt, hình
dáng vỏ tàu, kết cấu chân vịt, hà bám vỏ tàu... Theo kinh nghiệm, sau 6 tháng kể từ khi
xuống đà, tàu chạy ở khu vực TB, do hà bám vỏ tàu, tốc độ giảm 5 ữ 10%. ở vùng nhiệt
đới, ảnh hởng của hà bám còn lớn hơn.
Ngoài ra sóng gió, độ sâu dới ky tàu cũng ảnh hởng tới tốc độ, độ sâu lớn thì
ảnh hởng nhỏ.
2.7.2. Trờng thử:
Trên bờ biển ngời ta đặt 2 chập tiêu II và II II. Cự ly S giữa 2 tiêu là cự ly thật thể
hiện tốc độ thật. Vùng biển dùng để làm trờng đo phải đáp ứng đợc yêu cầu sau:
- Sóng gió nhỏ, sóng không lớn hơn cấp 2, gió không lớn hơn cấp 3.
- Độ sâu phải đủ để không làm ảnh hởng đến tốc độ tàu h 6T.
- Vùng biển đủ rộng để quay trở và không có chớng ngại vật nguy hiểm.
- Không có dòng, nếu có phải nhỏ và ổn định, nếu biến đổi phải là biến đổi đều.

22

VHP-NPH


Bài giảng địa văn: Chơng2

a./ Trờng hợp không có dòng chảy: Trớc khi đa tàu vào trờng thử phải đảm
bảo cho tàu chạy với tốc độ đều. Cho tàu chạy sao cho HT vuông góc với đờng tim của
chập tiêu.
Khi thấy chập II trùng nhau (điểm A) khởi động đồng hồ bấm giây. Khi thấy chập
II II trùng nhau (điểm F) dừng đồng hồ bấm giây ta có:
V = S/T

b./ Trờng hợp có dòng chảy cố định: ( V n = const). Sau khi tàu chạy ổn định,
cho tàu chạy theo HT, tại A chập I I trùng nhau. Tàu tiếp tục chạy theo HT nhng do bị
nớc đẩy nên ta thấy chập II II trùng nhau tại B chứ không phải tại F. Ta có:

r r
r
V = Vo + V n
Muốn tính đợc tốc độ của tàu V0 ta cho tàu chạy 2 lợt đi và về. ở lợt đi giả sử không
có dòng chảy, hết thời gian t1 tàu nằm tại G. Tốc độ tàu V0. Sau đó tàu bị dòng chảy đẩy
với tốc độ Vn trong khoảng thời gian t1 đến điểm B.
S = Vot1 + Ch1HT (Ch1HT là hình chiếu lên HT của Vnt1)
S = Vot1 + Vnt1. cosqn

(1)

ở lợt về tàu chạy theo hớng HT + 1800. Nếu không có dòng chảy tàu chạy trên
HT + 1800 trong khoảng thời gian t2 đến điểm D. Sau đó tàu bị trôi đến điểm G. Tại G
ta quan sát thấy chập I I trùng nhau.
S = Vot2 + Ch2HT (Ch2HT là hình chiếu lên HT của Vnt2)
S = Vot2 + Vnt2. cosqn

(2)

Ta có hệ phơng trình:
S = Vot1 + Vnt1. cosqn

(1)

S = Vot2 + Vnt2. cosqn

(2)

t1 Vncosqn = S Vot1
Vncosqn=

S V o t1
t1

S = Vo t 2

thay vào (2) ta có:

t 2 (S V o t 1 )
t1

=

V o t 1 t 2 St 2 + V o t 1 t 2
t1

St1 = 2Vot1t2 St2
2Vot1t2 = St1 + St2

S
S
(v1 + v 2 )
S (t1 + t 2 ) hay
v

=
;
v
=
;
,
với:
2
1
Vo =
Vo =
t
t
2
1
2
2t1t 2
VHP-NPH

23


Bài giảng địa văn: Chơng2
m

s

l2 = 12m 5s

Ví dụ: S = 3NM; l1 = 10 15 ;

Vo =

3(10 m15 s + 12 m 5 s )
.3600 = 16.24kts
2.10 m15 s .12 m 5 s

c) Trờng hợp dòng chảy thay đổi tốc độ (Vn có gia tốc)
Gọi: V'n0 là hình chiếu tốc độ dòng chảy tại thời điểm ban đầu (t=0) A xuống HT.
V'nt là hình chiếu tốc độ dòng chảy tại thời điểm t nào đó xuống HT.
k là hình chiếu của gia tốc dòng chảy xuống HT.
Ta thấy rằng: V'nt = V'n0+k.t
Cần dẫn tàu chạy cắt qua 2 chập 3 lợt.
ở lợt đi thứ nhất ta có:
V1=V0+ V'n0+k.tc1

(1)

Trong đó: V0 là vận tốc tàu cần tính.
V1 là vận tốc tàu trên phơng HT giữa 2 lần cắt chập ở lợt chạy thứ nhất.
tc1=

t1
(t1 là khoảng thời gian giữa 2 lần cắt chập ở lợt chạy thứ nhất).
2

ở lợt đi thứ hai ta có:
V2=V0 - V'n0 k.tc2

(2)

Trong đó: V2 là vận tốc tàu trên phơng HT giữa 2 lần cắt chập ở lợt chạy thứ hai.
tc2=t1+T1+

t2
, ở đây, T1 là khoảng thời gian tàu quay ngợc lại lợt chạy thứ 2
2

t2 là khoảng thời gian giữa 2 lần cắt chập ở lợt chạy thứ hai.
ở lợt đi thứ ba ta có:
V3=V0+ V'n0+k.tc3

(3)

Trong đó: t3 là khoảng thời gian giữa 2 lần cắt chập ở lợt chạy thứ ba.
V3 là vận tốc tàu trên phơng HT giữa 2 lần cắt chập ở lợt chạy thứ ba.
tc3=t1+T1+t2+T2+

t3
, với T2 là khoảng thời gian tàu quay ngợc lại lợt chạy
2

thứ 3.
Từ (1) và (3) ta có: k =

24

V3 V1
t c 3 t c1
VHP-NPH

Bài giảng địa văn: Chơng2

Và từ (1), (2) cùng giá trị k ở trên ta tính đợc vận tốc tàu trong nớc:
t t
V1 + V 2 + (V3 V1 ) c 2 c1
t c 3 t c1 , với V = S /t .
V0 =
i
i i
2

Ta còn có thể dùng công thức:
V0 =

1
(V1 + 2V2 + V3 ) Với
4

V1 =

Nếu chạy tàu 4 lần ta dùng công thức:

S
S
S
;V2 = ;V3 =
t3
t1
t2

1
V0 = (V1 + 3V2 + 3V3 + V4 )
8

2.7.3. Tìm cự ly S tối thiểu để thiết kế trờng đo:
Từ công thức tính tốc độ V = S/t, vi phân công thức này ta có:
S .t t.S
t2
S .t = S .t V .t 2

V =

S=

S .t V .t 2
t

Trong thực tế ta bỏ qua S nên ta có: S = V .t = V .S2
2

2

t

t.V 2 = V .S S =

Đặt V=v; t=t ta có:

S =

tV

tV
tV 2
=
V
V
V

tV
v
V

Yêu cầu sai số tốc độ <0,5% hay v/V=0,005, thực tế sai số đồng hồ bấm giây t=+1,5s
nên:
S=

1
V
12

Trong đó:
S: cự ly giữa hai chập tính bằng NM.
V: tốc độ tàu tính bằng knot.
2.7.4.Các phơng pháp đo tốc độ khác:
a./ Đo tốc độ tàu bằng rađa: Độ chính xác của phơng pháp này nhỏ hơn so với trờng
đo vì sai số rađa lớn hơn sai số khoảng cách chập. Phơng pháp này thuận tiện, nhanh
chóng. Ta chọn một mục tiêu (hòn đảo nhỏ, mũi bờ biển hay một mục tiêu nhỏ phản xạ
tốt sóng rađa) nằm ngay trên hớng mũi tàu. Điều kiện áp dụng là không có dòng chảy,

sóng nhỏ hơn cấp 2, gió nhỏ hơn cấp 3. Tốc độ đo đợc là tốc độ thật.
Tại t1 và t2 do D1và D2 t = t2 t1 , S=D1-D2 V0 = S/t ,
V =

S S
V D
S .t t.S , t nhỏ bỏ qua ta có:
=
V =
=
S=
2
V
V
S
t
t
V
V
V

VHP-NPH

25


Bài giảng địa văn: Chơng2

v/V = 0.5% = 0,005; D = 30 m.
S = 6000m 3NM.

Vậy để đảm bảo cho sai số tốc độ nhỏ hơn 0.5% cự ly S = D1 D2 tối thiểu phải
bằng 3NM.
Nếu độ chính xác của rađa D< 30m ta có thể rút ngắn cự ly chạy tàu.
Trong thực tiễn hàng hải ta có thể xác định quãng đờng chạy tàu theo phơng
pháp sau: Chạy tàu theo HT nh hình vẽ, tại t1 đo D1 và G1 (G1 góc mạn mục tiêu M) tại t2
đo D2 và G2 ta có:
S = AC BC = D1cosG1 D2cosG2.
Việc đo góc mạn đợc tiến hành bằng biểu xích la bàn. Phơng pháp này đợc áp
dụng khi quan sát mục tiêu bằng mắt thờng.
b./ Xác định tốc độ tàu bằng vòng quay chân vịt: Tốc độ đo bằng phơng pháp này là
tốc độ tơng đối. Độ chính xác của phơng pháp này kém.
Với tàu Diesel: V = V n
n
0


0,9


Với tàu Tuabin: V n = V0 n
n0

0 ,87

n0




V0: Tốc độ tàu đã biết tơng ứng với vòng quay n0.

Vn: Tốc độ tàu tơng ứng với vòng quay n.

2.8. Đo quãng đờng tàu chạy.
Ta có S = V0.t, để thuận tiện ngời ta lập bảng MT63 và MT75 tính S theo công
thức:
S = V0t/ 60.
Vô lăng
quán tính

đồng hồ

S: tính bằng NM
T: Tính bằng phút
V0: Tính bằng knot.

Chong chóng

Quả chì

Màng mỏng

Hình 2.11

26

Trừ tốc độ kế Doppler là đo đợc
tốc độ tuyệt đối, còn các loại tốc độ kế
khác chỉ đo đợc tốc độ tơng đối.
Tốc độ áp lực

Tốc độ kế áp lực ứng dụng nguyên
lý tỷ lệ thuận giữa áp lực dòng chảy và
tốc độ tàu.

VHP-NPH


Bài giảng địa văn: Chơng2

Tốc độ kế chân vịt: Gồm 1 con quay bằng đồng có 4 cánh nối với 1 quả chì (để làm
cho con quay nằm ngang). Vôlăng nối với khuyết nối của một đồng hồ. Mặt chỉ báo gồm
3 kim, kim to chỉ NM, kim nhỏ trái chỉ 100NM, kim nhỏ phải chỉ 1/10NM. Thân đồng hồ
đa ra ngoài mạn tàu bằng 1 giá đỡ. Độ dài dây phải chỉnh định.
TK là số đọc trên đồng hồ chỉ thị, giả sử TK1 và TK2 là 2 số đọc tại 2 thời điểm T1
và T2 thì quãng đờng đo đợc bằng tốc độ kế (quãng đờng tàu chạy so với mặt nớc)
đợc xác định theo công thức:
TK %
STK = H TK 1 +

100


HTK = TK2 - TK1: Là hiệu số tốc độ kế.
k = 1 + TK%: Là hệ số tốc độ kế.
TK % =

S H TK
.100 : Là sai số tốc độ kế (hay gọi là số hiệu chỉnh tốc độ kế)
H TK

2.9. Xác định số hiệu chỉnh tốc độ kế bằng trờng đo
2.9.1. Trờng hợp có dòng chảy cố định:
Ta có thể loại bỏ ảnh hởng của dòng chảy cố định bằng cách chạy 2 lần.
Lợt đi: Tàu chạy xuôi dòng, quãng đờng tàu chạy giữa 2 chập bằng quãng đờng
tàu tự chạy cộng với quãng đờng tàu đi đợc do nớc đẩy:
TK %
S = H TK 1 1 +
+ v n cos q n .t1
100


(1)

Lợt về chạy ngợc dòng ta có:
TK %
S = H TK 2 1 +
v n cos q n .t 2
100


(2)

TK %
TK %
S = H TK 2 1 +
v n cos q n .t 2 = H TK 1 1 +
+ v n cos q n .t1
100
100

Từ (2) ta có:

vn cos qn =

H TK 2 + H TK 2

TK %
S
100

t2

Thay vào (1)
S = H TK1 + H TK1.

TK %
+
100

H TK 2 + H TK 2 .
t2

TK %
S
100
.t

VHP-NPH

1

27