專利名稱：航海多用標繪尺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于船舶導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域。
目前航海上用于海圖作業(yè)和雷達人工標繪的標繪工具，主要有航海三角尺(如

圖1所示)和平行尺(如圖2所示)，另外也有用一般繪圖三角尺(如圖3所示)。這幾種尺基本能滿足航海標繪需要，但使用這幾種尺在某些海圖上進行海圖作業(yè)時，由于海圖上無對數(shù)比例尺，則航跡繪算中，速算航程、航速和航行時間之間關(guān)系并不方便，而須手算或心算。使用這些標繪工具進行雷達人工標繪時，標繪時間長，標繪方法復(fù)雜，這對船舶避碰十分不利，因而被國際海事組織規(guī)定每個駕駛員都應(yīng)掌握的雷達人工標繪，實際工作中，卻較少使用，大多數(shù)由駕駛員憑經(jīng)驗進行船舶避碰。
本實用新型的目的就是改進標繪尺結(jié)構(gòu)，使標繪尺更加適合于航海實踐；從雷達人工標繪方法上對傳統(tǒng)標繪方法進行改進，提高雷達人工標繪的速度。
本實用新型所提航海標繪尺，由兩塊無色透明有機玻璃材料或其它性質(zhì)類似的透明材料制成的三角尺組成，三角尺形狀一般采用直角三角尺。為達到上述目的，采取在標繪尺上刻對數(shù)比例尺、標繪航向線或方位線的量角器、速度——時間——速度矢量長度關(guān)系換算圖，為了使用方便，刻有表明換算圖中速度標值與時間標值間對應(yīng)關(guān)系，及雷達標繪紙上1海里所呈現(xiàn)長度的數(shù)組；換算圖能直觀表明雷達標繪紙上，速度、時間、速度矢量長度(或航程)間的關(guān)系，用途主要是放大矢量時間標度，若已知速度、時間，則從換算圖中能直接求取雷達標繪紙上的速度矢量長度，若已知雷達標繪紙上速度矢量長度，又已知速度(或時間)，則可求得時間(或速度)，為了便于識別不同刻度或性質(zhì)的刻線，刻線用不同的顏色涂色。
航海多用標繪尺實施例一套航海多用標繪尺，由無色透明有機玻璃材料制成的兩塊等腰直角三角尺組成，分別稱為“尺1”、“尺2”。
(一)航海多用標繪尺尺1結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示。尺1呈等腰直角三角形，斜邊長30厘米。斜邊上刻有對數(shù)比例尺，斜邊即為對數(shù)比例尺的基準線，刻線和數(shù)字刻成黑色，刻線垂直斜邊，垂足在斜邊上，0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、01、02、03、04、05、06、07、08、09、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、120刻線長6毫米，并在刻線端點處刻上上述數(shù)字；0.15、0.25、0.35、0.45、0.55、0.65、0.75、0.85、0.95、1.5、2.5、3.5、4.5、5.5、6.5、7.5、8.5、9.5、15、25、35、45、55、65、75、85、95、110的刻線長4毫米；其它刻線長2毫米。
距斜邊2厘米，有一平行于斜邊的刻線，此刻線為角度測量的基準線，以基準線中點為圓心，刻半徑為5毫米的圓，每一整度數(shù)刻一方位線，顏色皆為紅色，10°(190°)、20°(200°)、30°(210°)、40°(220°)、50°(280°)、60°(240°)、70°(250°)、80°(260°)、100°(280°)、110°(290°)、120°(300°)、130°(310°)、140°(320°)、150°(330°)、160°(340°)、170°(350°)的刻線終點距基準線中心點距離為6厘米；5°(185°)、15°(195°)、25°(205°)、35°(215°)、45°(225°)、55°(235°)、65°(245°)、75°(255°)、85°(265°)、95°(275°)、105°(285°)、115°(295°)、125°(305°)、135°(315°)、145°(325°)、165°(345°)、175°(355°)的刻線終點距基準線中心點距離為7厘米；除上述數(shù)值度數(shù)刻線外的每整度刻線終點距基準線中心點距離為8厘米。能被10整除的度數(shù)的刻線，刻上相應(yīng)度數(shù)的紅色數(shù)字?？添旤c至基準線中心的連線，并標90°(270°)。
距斜邊5厘米，有一平行于斜邊的把手，把手安在三角尺刻線一面的反面，長5厘米，寬0.5厘米，高2厘米，為透明無色有機玻璃材料制成，把手中心為三角尺的重心。把手下方刻有黑色的四行數(shù)組“15——15——4——1”、“30——15——2——1”、“15——30——2——1”、“30——30——1——1”，此數(shù)組用途將在介紹航海多用標繪尺使用方法時敘述。
所有數(shù)字字高3.5毫米，字寬2毫米，行與行間距1毫米。
(二)航海多用標繪尺尺2結(jié)構(gòu)尺2結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，尺2呈等腰直角三角形，斜邊長30厘米，尺2上刻有速度——時間——速度矢量長度關(guān)系換算圖。
平行于斜邊作等間距黃色平行刻線，這些黃色平行刻線等分斜邊上的高為十五等份。所有黃色平行刻線及斜邊被5條黑色刻線等分為6份，而6份中的每一份又被4條紅色刻線等分為5份，則尺2斜邊及所有黃色平行刻線被黑色刻線和紅色刻線等分為30份。
斜邊上30等份的每個等分點處，都標有相應(yīng)的二個不同顏色的數(shù)字，一個為黑色數(shù)字，一個為紅色，若尺2的斜邊朝上，直角朝下，則自左向右排列，從第一個等分點至第29個等分點，黑色數(shù)字排列為1、2、3、4、……14、15、1、2、……13、14，黑色數(shù)字的位置在紅色(或黑色)等分刻線與斜邊成角大于90°的一側(cè)；在黑色數(shù)字下方為紅色數(shù)字，紅色數(shù)字排列為2、4、6、8、……28、30、2、4、……26、28。
作為斜邊上高的黑色刻線，被黃色平行刻線15等分的等分點處，都標有相應(yīng)的兩個不同顏色的數(shù)字，一個為黑色，一個為紅色，自等腰直角三角尺頂角至斜邊排列，從第1個等分點至第14個等分點，黑色數(shù)字排列為1、2、3、……12、13、14，紅色數(shù)字排列為2、4、6、……24、26、28，若尺2斜邊朝上，直角朝下，黑色數(shù)字位置在等分點的右上方，紅色數(shù)字位置在等分點的左下方。
所有數(shù)字字高2.5毫米，字寬2毫米。
除距離斜邊最遠的兩條黃色平行刻線外，斜邊及其它黃色平行刻線30等分的每一份，再用綠色刻線二等分，刻線斜向直角頂點，則斜邊被60等分；斜邊60等分的每一份，用4條黑色刻線再等分為5份，刻線斜向直角頂點，則斜邊成為厘米尺。
斜邊上的高由黃色平行線分成的各份中，從標有“7”(或14”)的點到斜邊中點間的各份，再用平行黃色平行線的黑色刻線等分各份，刻線長2毫米。
距斜邊4.5厘米有一平行于斜邊的把手，把手安在三角尺刻線一面的反面，長5厘米，寬0.5厘米，高2厘米，為無色透明有機玻璃材料制成，并以斜邊上高為把手對稱軸。
(三)航海多用標繪尺使用方法使用航海多用標繪尺進行海圖作業(yè)，以尺1為主，用尺2作為平移尺1的基準尺，用法無特殊方法。尺1上對數(shù)比例尺的使用同某些大比例尺的港泊圖和沿岸圖的外廓圖框上的對數(shù)比例尺用法類似。
航海多用標繪尺用于雷達人工標繪，具有特殊的方法，對雷達標繪紙也有要求。
雷達標繪紙上印有等距圈(或等速圈)、方位線、方位圈、數(shù)據(jù)記錄表格，等距圈間距1厘米，最大等距圈半徑最佳值為28厘米，此時對使用航海多用標繪尺最為方便。標繪紙格式示意圖如圖6所示。
標繪工具除航海多用標繪尺外，還有圓規(guī)、2B鉛筆、橡皮、削鉛筆工具等。
使用航海多用標繪尺后，雷達標繪方法與傳統(tǒng)的“自始、返航、向終連”雷達標繪方法相比，具有方法簡便、標繪速度快、提供信息多，以及能直觀獲取信息等特點。
1.合理選擇尺2斜邊中點所標的速度數(shù)字和時間數(shù)字的對應(yīng)關(guān)系，常用的四種關(guān)系刻在尺1把手的上方。如“15——30——2——1”，表示斜邊中點的速度數(shù)值為15節(jié)，時間數(shù)值為30分，標繪紙上2厘米表示1海里。
2.根據(jù)本船航向C0、航速V0，用尺2作本船速度矢量，矢量起點為等距圈中心O點，即本船位置為矢量起點。示意圖如圖7所示，作圖后如圖8所示，示意圖各圖中未畫出雷達標繪紙的格式。
3.用圓規(guī)作本船等速圈，半徑為本船速度矢量長度，如圖9所示。
以上可在雷達觀測前或兩次雷達觀測之間完成。
4.根據(jù)兩次雷達觀測的數(shù)據(jù)，在標繪紙上標出二次觀測的來船相對位置，連接得來船相對運動線，并標上船舶代號，如“①”。如圖10所示。
5.根據(jù)觀測時間間隔值，用尺2相應(yīng)時間的黃線蓋在來船相對運動線上，并使黃線上速度為零的點與第二次觀測位置重合，則可從尺2斜邊上讀得相對運動速度值Vr，如圖11所示。平移尺2，使尺2斜邊過本船速度矢量終點，如圖12所示；再平移尺2，使尺2斜邊Vr點與本船速度矢量終點重合，標出放大的相對運動線的另一端，即斜邊上零速點，此點即為目標船真運動速度矢量的終點，起點為本船位置，并標上相應(yīng)的船舶代號，如“①”，如圖13所示。經(jīng)上述標繪后得如圖14所示。
6.求取來船航向、航速，如圖15所示。
7.標繪最接近點，并求取CPA，如圖16所示，先使尺2斜邊與相對運動線重合，然后平移尺2，使尺2斜邊上的高過0點(本船位置)，斜邊的中點即為最接近點，從高上的刻線即可求得CPA值。
8.求TCPA，平移尺2，使尺2斜邊上標為0節(jié)的一角與最接近點重合，如圖17所示；改變平移方向，使包括此角的直角邊在平移時過最接近點，平移尺2，直至第二次觀測位置(或延時點)正好在等Vr不同時間的刻線上，則從高上讀得到接近點時間TCPA，如圖18所示。
9.求延時點位置。延時時間值加觀測時間間隔得一時間值，以相應(yīng)時間值的黃線蓋在相對運動線上，以尺2斜邊為基準線，平移尺2，使等Vr不同時間的刻線過第一次觀測的來船位置，則從零速直角邊上，標出延時點位置，如圖19所示。
10.求避讓措施。選擇好安全距離圈，過延時點作安全距離圈的切線，為了標繪圖清晰，此切線不畫出，平移此切線至以本船位置為始點的目標船真運動速度矢量的終點并作矢線，矢線方向與安全通過時目標船運動方向相反；同理平移安全距離圈另一側(cè)切線，并得一矢線。兩矢線之間的區(qū)域即為“預(yù)測危險矢量終點集合”，如圖20所示；若本船的速度矢量終點落在此區(qū)域內(nèi)，即有碰撞危險，此區(qū)域的對稱軸為會遇最小距離為零時，本船速度矢量的終點。但矢量時間標度必須統(tǒng)一，此區(qū)域與本船等速圈相交的弧所對應(yīng)的航向，即為危險航向。所有船舶的“預(yù)測危險矢量終點集合”之和，即為本船所有危險矢量的終點的范圍，本船矢量終點避開所有的“預(yù)測危險矢量終點集合”，即可與每一會遇船以不小于會遇安全距離的會遇最近距離安全通過。利用尺2即可求得安全航向和航速，先使尺2標為零節(jié)速度的一角與本船位置重合，轉(zhuǎn)動尺2并以本船位置為轉(zhuǎn)動中心，則可以尺2斜邊上讀取航速，從方位圈上讀取航向。
11.驗證避讓效果。先觀測避讓后，某時刻的來船位置，并標在標繪紙相應(yīng)的位置，與步驟10相同，重新作“預(yù)測危險矢量終點集合”，然后再判斷碰撞危險，若新的本船速度矢量的終點，位于新的“預(yù)測危險矢量終點集合”內(nèi)，則有碰撞危險，反之，則無碰撞危險。
航海多用標繪尺的優(yōu)點航海多用標繪尺，最大的優(yōu)點就是在雷達人工標繪中的應(yīng)用，它使標繪方法簡便，標繪時間短，標繪圖清晰，而且提供信息多，能直觀獲得避碰信息。這些特點，使雷達人工標繪，在實際工作中更具有價值。
航海多用標繪尺在制造設(shè)備上同其它制造繪圖級三角尺的設(shè)備一樣，制造工藝上也類似。制造尺2時，刻線寬度不應(yīng)大于0.2毫米，以細且能辨認為準；黑色、紅色、綠色刻線的顏色深度，應(yīng)滿足在15W白熾燈下，能清楚辯認這三種顏色；黃色刻線的深度應(yīng)適中，能透光和清楚辯認。標繪尺的材料為透明無色有機玻璃或其它性質(zhì)相同的材料。航海多用標繪尺的精度應(yīng)達到繪圖級。
航海多用標繪尺使用方法已介紹，可通過教學方式向廣大海員推廣，也可通過航海多用標繪尺的產(chǎn)品說明書向海員推廣。
權(quán)利要求1.用于船舶導(dǎo)航中海圖作業(yè)和雷達人工標繪的航海多用標繪尺，由兩塊無色透明有機玻璃材料或其它性質(zhì)類似的透明材料制成的三角尺組成，其特征為；刻有對數(shù)比例尺、標繪航向線或方位線的量角器、速度--時間--速度矢量長度關(guān)系換算圖、表明換算圖中速度標值與時間標值間對應(yīng)關(guān)系及雷達標繪紙上1海里所呈現(xiàn)長度的數(shù)組；不同性質(zhì)或數(shù)值的刻線，用不同的顏色加以區(qū)別。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航海多用標繪尺，其特征為由尺1、尺2兩塊等腰直角三角尺組成，斜邊長皆為30厘米；尺1斜邊上刻有對數(shù)比例尺，兩條直角邊上刻有量角器的刻度線，量角器刻度的基準線平行于斜邊，距斜邊5厘米有一把手，把手附近刻有表明換算圖中速度標值與時間標值間對應(yīng)關(guān)系，及雷達標繪紙上1海里所呈現(xiàn)長度的數(shù)組；尺2上刻有速度——時間——速度矢量長度關(guān)系換算圖，平行于斜邊有14條平行線等分斜邊上的高為15份，斜邊上的高為時間軸，斜邊及平行線為同時間值的速度軸，斜邊及其平行線被不同顏色的刻線等分，距直角頂點1厘米、2厘米的2條平行線被分為30份外，斜邊及其它平行線被等分為60份，距斜邊4.5厘米有一把手。
專利摘要本實用新型涉及用于船舶導(dǎo)航中海圖作業(yè)和雷達人工標繪的航海多用標繪尺及其應(yīng)用。目的是為了標繪尺結(jié)構(gòu)更加適合航海實踐，提高雷達人工標繪的速度。航海多用標繪尺，包括尺1和尺2兩塊等腰直角三角板，尺1上刻有對數(shù)比例尺和方位線，尺2上刻有平行于斜邊的平行線，并用刻線把斜邊及其平行線等分，刻線用不同的顏色。尺1用于速算航速、航程、時間的關(guān)系及畫方位線；尺2用于雷達人工標繪中改變矢量時間標度，采用航海多用標繪尺及本實用新型中介紹的雷達人工標繪方法，大大地縮短了雷達人工標繪的時間。
文檔編號G01C21/20GK2040636SQ88208519
公開日1989年7月5日 申請日期1988年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月15日
發(fā)明者嚴慶新 申請人:嚴慶新