科普知识—航标

  随着生活水平的提高,很多人喜欢乘坐游轮出海旅行,在经过港口通航水域、沿海航道时,会发现水上有形态各异、颜色不同的航标,都很好奇:为什么要设置航标?这些航标表达什么意义?航标由几部分构成?怎样投放并保证其位置准确?针对这些问题,在此简单科普一下,原创码字,非“Ctrl+C”、“Ctrl+V”。
  有人会说,大海茫茫,船随便往哪开不行?此言差矣!水下深浅不一,存在无数浅滩、礁石、沉船等碍航物,一不小心就会搁浅、触礁……。为保障船舶航行安全,有关部门会定期测量,出版发布航行海图、港口图,挖掘、疏浚进港航道,设置助航标志。航标包括灯塔、灯桩、立标、浮标等,浮标就是设在水上的浮动助航标志。主要分为:侧面标志(左侧标,右侧标)、方位标志、孤立危险物标志、安全水域标志、专用标志,分别标示航道走向、界限、危险物(区)、安全水域、专用水域等,分别以不同形状、颜色、灯质区分。配布示意图:

  现今科学发达,船舶导航设备先进,为何还要利用航标辅助导航这个最原始的手段?无它,主要是直观、可靠,方便船长快速、准确判断船位动态。
  浮标(设置在水上的浮动航标)系统一般由浮标本体(装有灯架、灯器、电池、发电装置、遥测遥控设备等)、系链(包括马鞍链、转环、连接卸扣)、沉石组成。常用浮标本体为钢质罐形,直径2.4m;系链直径38mm,全链节长度27.5m。如下图:

  浮标的设置和维护保养一般由国家海区航海保障部门负责,日常敷设、回收、维护浮标任务主要由大、中型航标工程船完成。航标船设有专用的浮标起重吊机、绞车、定位设备,航标船员除了履行通常的船员职责外还要负责航标作业,非常辛苦、危险!

  浮标的实际投放位置要求与公布的设计位置一致,尤其是狭窄航道及人工开挖航槽航道的侧面标、孤立障碍标,如上海港的北槽航道、广州港的伶仃洋航道和莲花山水道东航道等,浮标敷设位置精度要求更高。以前,浮标定位是通过六分仪测定岸上三个目标(人工测量标志或自然物标)的夹角,用三杆分度仪在图上标示位置,求出船舶与浮标设计位置的方位、距离,再操纵船舶接近浮标设计位置。因受风流的影响,船舶很容易偏离浮标设计位置,往往需要多次的反复定位、反复操作才能将船舶驶到该位置,非常繁琐。且测定目标方位到在图上定出位置、定出位置到浮标最终投放完成存在时间差,很难做到“实时定位”,造成浮标位置误差较大,不能满足精度要求,影响船舶航行安全。
  全球定位系统(GPS)的产生,给船舶定位带来了革命性的变化,由此衍生的差分全球定位系统(Differential Global Positioning System,简称DGPS),更是使浮标精确定位得以真正的实现。使用该专业的DGPS导航仪定位,一般能够达到10m以内的精度。

  今后我国北斗卫星定位系统、北斗地基增强系统投入使用,定位精度将会大大提高。
  虽然使用DGPS定位速度和精度得到了提高,但在浮标定位过程中始终存在着操纵船舶寻位困难及人为误差较大等问题,DPS(Dynamic Positioning System,动力定位系统)的出现则很好地解决了这个问题。DPS是利用计算机控制技术,将船舶动力系统(车、舵、侧推)与GPS/DGPS结合起来,在给定的条件下,自动寻位、自动保持船舶航向、位置的系统。近来我国新开发的大型航标船设计配置该系统,到时浮标定位将更加快捷,更加精确。