爱吱声

标题: 长篇连载之航空导航-1 [打印本页]

作者: martian 时间: 2013-11-23 16:06
标题: 长篇连载之航空导航-1
本帖最后由 martian 于 2013-12-27 10:36 编辑

公元2013年11月22日星期五，10：16分。爱坛发生3090事件，为了生产自救，火星松鼠下定决心、排除万难、放弃午休时间攒贴赚爱元。手头有上千页的图文资料about aviation knowledge，慢慢写慢慢赚爱元。

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地球的形状

地球是中间略鼓两极稍扁的球体，最高的山峰到最深的海洋之间的高度差有19公里。如果把地球看作一个椭圆型，在赤道上测量地球的半径大约是6,378,137米，极点的半径为6,356,752.3142米，两者相差21,384.6858米。椭圆率为6,378,137/21,384.6858≈298，也就是说赤道半径仅仅比极点半径大298分之一。为了简化计算，导航学上把地球假设成完美的球型，由此造成的误差在可以容忍的范围之内。

下图是地球的方向标识。

[attach]40110[/attach]

距离

导航上讲的距离是用海里（nautical mile，NM），1NM≈1852米。
详细换算：
1海里=1.852公里(千米) (中国标准)
1海里=1.85101公里(千米)。(美国标准)
1海里=1.85455公里(千米)。(英国标准)
1海里=1.85327公里(千米)。(法国标准)
1海里=1.85578公里(千米)。(俄罗斯标准)
头晕了没，记成1NM=1.850Km就得了。

海里和英里之间的转换关系是：英里/海里=77/66.
采用海里作为距离单位是为了计算方便，1海里等于一分维度。
速度单位是节（knot，NM per hour），既x海里每小时，就是x knots。注意不能说成x节每小时，knot本身就是速度单位，不是距离单位。就像有人会把光年误认为时间单位一样。

航向（Direction）
这个简单，不用绕弯子，正北就是0度或360度，正东是90度，正南是180度，正西是270度。航向180就是向着正南飞。

[attach]40111[/attach]

方位（bearing）
方位有2种参照系，真北（Ture North，TN）或按照飞机实际指向。以TN为参照的方位也称为true bearing（TB），以飞机指向为参照的称为relative bearing（RB）

[attach]40112[/attach]

上图中的小岛位于飞机的045TB

[attach]40113[/attach]

上图中的小岛位于飞机的090RB

看到问题了木有，第一种参照系用起来有点麻烦，要搞清楚某个物体与飞机之间的方位关系要先换算出真北方位，再确定物体的方位。实际使用中RB更普遍，报出xx在jjyy度也有点罗嗦。简明的说法是：3点钟，6点钟。3点钟就是以机头方向顺时针旋转90度，6点钟是180度，以此类推，好莱坞大片里的常见台词哦。

时区计算

一天24小时，地球自转一周360度，这里的时间经度关系就是
24小时 = 360度
1小时 = 15度
4分钟 = 1度
1分钟 = 15分

格林威治时间Greenwich Mean Time（GMT），当地时间Local Mean Time（LMT）。全球共24个时区，每个时区之间的时差为1小时。有时GMT也称为Zulu Time。

例如：
格林威治11月22日0点，中国所在的东8区的当地时间就是11月22日0800。美国西海岸所在的西8区就是11月21日1600。注意这里直接用数字表示时间，不是x clock。下午6点就是18 hundred。

国际日期变更线（International date line），如果从格林威治向西飞行每过一个时区，时钟就要拨慢1小时，要是绕地球一周后回到格林威治，就要比没有离开过格林威治的人的日期整整少24小时。为了消除日期上的影响，要在经过国际日期变更线时加上一天。同理，如果是向东航行，则要减去一天。

[attach]40114[/attach]

地图投影（Map Projection）

先做个实验，用柔性材料做个地球仪，用颜料在球上任意画2个点，测量2点之间的方位和距离。然后把球剪开摊平。这个过程中不可避免的要对球体材料拉扯，否则不能弄平整。干完后再次测量2点之间的方位和距离。有什么结果？方位和距离数值改变了。见下图

[attach]40115[/attach]

在球面上处于不同维度间的经线不是平行的，而地图上经线则是平行的。这个过程会造成地图上的方位和距离数值与实际情况不相符。完全按照地图飞行是有误差滴。投影就是提供方法，修正误差，具体的方法有：

正方位投影 (Azimuthal projections)
(1)Aitoff 投影 (Aitoff)
(2)日晷投影 (gnomonic)
(3)兰伯特正方位等面积投影 (Lambert's azimuthal equal area)
(4)正射投影 (orthographic)
(5)正方位等距离投影 (azimuthal equidistant)
(6)平射投影 (stereographic)
(7)等积方位投影 (azimuthal equal area)

正方位投影又称天顶投影。方位投影使一个平面与地球仪相切或相割，以这个平面做投影面，将地球仪上的经纬线投影到平面上，形成投影网。即以平面为投影面的一类投影。投影平面与地球仪相切或相割的切点在赤道的称横方位，切点在极点的称正方位，切点在任意点的称斜方位。按照变形的性质又可分为等角方位投影、等距方位投影、等积方位投影。

[attach]40116[/attach]

圆柱投影 (Cylindrical projections)
(1)高尔投影 (Gall)
(2)古蒂等面积投影 (Goode's homolographic)
(3)兰伯特圆柱等面积投影 (Lambert's cylindrical equal area)
(4)墨卡托投影 (Mercator)
(5)米勒投影 (Miller)
(6)摩尔韦德投影 (Mollweide)
(7)正弦曲线投影 (sinusoidal)
(8)横墨卡托投影 (transverse Mercator)
(9)高斯投影 (Gauss)
(10)可利投影 (plate Carree)
(11)卡西尼投影 (Cassini's)
(12)拉伯得投影 (Laborde)
(13)斜墨卡托投影 (Oblique Mercator)

假想一个圆柱与地球相切或相割，以圆柱面作为投影面，将球面上的经纬线投影到圆柱面上，在正常位置的圆柱投影中，圆柱面展平后纬线为平行直线，经线也是平行直线，而且与纬线直交。圆柱投影按变形性质可分为等角投影，等积投影和任意投影。按圆柱面与地球的相对位置可分为正轴投影、斜轴投影和横轴投影，其中，以等角圆柱投影应用最广，其次为任意圆柱投影。

[attach]40117[/attach]

圆锥投影 (Conic projections)
(1)阿尔伯斯投影(Albers equal area)
(2)彭纳投影 (Bonne)
(3)兰伯特正形圆锥投影 (Lambert's conformal conic)
(4)简单圆锥投影 (Conic (simple))
(5)米勒双极斜正形圆锥投影 (Miller's bipolar oblique conformal conic)
(6)双标准纬线投影等距圆锥投影 (Delisle)
(7)世界国际与圆锥投影(projection of the International map of the World)
(8)底索正形圆锥投影 (Tissots conformal conic)
(9)多圆锥投影 (polyconic)

设想将一个圆锥套在地球椭球体上而把地球椭球体上的经纬线网投影到圆锥面上，然后沿着某一条母线（经线）将圆锥面切开而展开成平面，就得到圆锥投影。

[attach]40118[/attach]

其他投影
(1)蟾蜍状投影 (armadillo)
(2)蝶装投影 (butterfly)
(3)厄寇特投影 (Eckert)
(4)古蒂投影 (Goode's homolosine)
(5)米勒双极式投影(Miller's bipolar)
(6)范德格林氏投影 (Van der Grinten)
(7)戴美克森氏投影 (dimaxion)
(8)心状投影 (cordiform)
(9)多面体投影 (polyhedric)

那位童鞋，你想说什么？要全部都学会，您还是去学个地图专业的学位把！完了回来给松鼠上课。

确定投影方式后制作的地图，能够使用图表来修正误差。如下图的横墨卡托投影图表

[attach]40119[/attach]

课外阅读：地图投影

土鳖抗铁牛
长篇连载之航空导航-2

作者: nightcat 时间: 2013-11-23 16:21
刚才系统不让我加分，但同意让我献花，却禁止猫回复，书面警告猫你不是该群组成员加入才有出路。。。于是以技术小白文科生的身份猫也顺理成章地混入科技圈。。。哈哈，系统开恩，回复也可以了，评分也能加了。耶！

作者: 逍遥探花 时间: 2013-11-23 16:21
不明觉厉......

作者: 液化 时间: 2013-11-23 16:46
“地球是中间略鼓两极稍扁的球体，最高的山峰到最深的海洋之间的高度差有19公里。如果把地球看作一个椭圆型，在赤道上测量地球的直径大约是6,378,137米，极点的直径为6,356,752.3142米，两者相差21,384.6858米”

好文章。这里给出的数字是地球半径吧？

作者: martian 时间: 2013-11-23 16:53

液化发表于 2013-11-23 16:46
“地球是中间略鼓两极稍扁的球体，最高的山峰到最深的海洋之间的高度差有19公里。如果把地球看作一个椭圆型 ...

已更正，谢

作者: xlan1976 时间: 2013-11-23 17:03
讲了半天还是木有跟飞机联系起来啊，太慢了

另外，这个为啥不放到广场而是要搁在群组里呢，这样回复不方便啊

作者: martian 时间: 2013-11-23 17:19

xlan1976 发表于 2013-11-23 17:03
讲了半天还是木有跟飞机联系起来啊，太慢了
另外，这个为啥不放到广场而是要搁在群组里呢，这样回复 ...

下一篇开讲导航设备，广场里没有合适的版面啊

作者: xlan1976 时间: 2013-11-23 17:23

martian 发表于 2013-11-23 17:19
下一篇开讲导航设备，广场里没有合适的版面啊

科教学圃啊

作者: martian 时间: 2013-11-23 17:28

xlan1976 发表于 2013-11-23 17:23
科教学圃啊

晕，搞错了。本来是想发科教学圃滴。下一篇改回来

作者: 料理鼠王 时间: 2013-11-23 20:01
时区计算

一天24小时，地球自转一周360度，这里的时间经度关系就是
2小时 = 360度？
1小时 = 15度
4分钟 = 1度
1分钟 = 15分

要更正。

作者: martian 时间: 2013-11-23 21:18

料理鼠王发表于 2013-11-23 20:01
时区计算

一天24小时，地球自转一周360度，这里的时间经度关系就是

已更正

作者: 所以我才打高球 时间: 2013-11-23 22:09
为啥要发明这么多投影办法，都逃不出球极投射的绘制方法啊。

作者: 澹泊敬诚 时间: 2013-11-24 04:47
椭圆率为21,384.6858/6,378,137≈298
这个计算不大对劲儿啊

作者: 漠北以北 时间: 2013-11-24 06:16
不明觉厉......

作者: martian 时间: 2013-11-24 10:45

澹泊敬诚发表于 2013-11-24 04:47
椭圆率为21,384.6858/6,378,137≈298
这个计算不大对劲儿啊

分子，分母写反了

作者: 包子 时间: 2013-11-28 22:13
提问，各国对海里的定义为何会有差异，求八卦。

作者: martian 时间: 2013-11-30 21:41

包子发表于 2013-11-28 22:13
提问，各国对海里的定义为何会有差异，求八卦。

没有查到具体的原因，只能猜测。地球不是完美的球体，严格采用术语的话叫椭球体，不同维度处的1分弧度略有差异。相关国家可能是采用了自己所在维度的弧长来建立海里标准。中国采用的是1948年确定的国际标准，以维度45度处的弧长确定海里长度。

作者: 山远空寒 时间: 2013-12-11 10:45
支持生产自救！以后你升了教授，记得辅导我升迁！

作者: martian 时间: 2013-12-11 11:26

山远空寒发表于 2013-12-11 10:45
支持生产自救！以后你升了教授，记得辅导我升迁！

哪是当然滴

作者: bamboo0530 时间: 2013-12-26 22:59
后面的呢？

作者: 清凉山 时间: 2019-7-28 22:28
下面没有了？

作者: 包子 时间: 2019-8-26 22:24
拜托填坑啊。

作者: martian 时间: 2019-8-27 02:19

包子发表于 2019-8-26 22:24
拜托填坑啊。

等跳完槽，新工作的项目在香港，现在的局势木有工开

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