CN114141058A - 一种同步坐标数控航海大圆航线航行法 - Google Patents

一种同步坐标数控航海大圆航线航行法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种同步坐标数控航海大圆航线航行法，涉及航线航行技术领域，为解决现有卡托投影理论及其等角航线中、高纬地区地物大、小颠倒，使用经济成本高，不使用人工成本高的问题。步骤S1：选取大圆航线任意海港之间的两个点；步骤S2：确定上述两个点之间所有点位的二维(X、Y)、二维(λ天、φ天)坐标值；步骤S3：将上述坐标值转绘到同步坐标数控的12比12世界地图平面，所述12比12世界地图平面包括12比12北半球地图、12比12南半球地图，所述12比12北半球地图包括12比12N基本元，且12比12N基本元包括右手坐标系、左手坐标系，所述12比12南半球地图包括12比12S基本元，且12比12S基本元包括右手坐标系、左手坐标系；步骤S4：根据上述平面制得航线图。

Description

一种同步坐标数控航海大圆航线航行法
技术领域
本发明涉及航线航行技术领域，具体为一种同步坐标数控航海大圆航线航行法。
背景技术
航线航行指船舶在两地间的海上航行路线，每个航次的具体航线，应根据航行任务和航行地区的地理、水文、气象等情况，以及船舶状况拟定。
随着科技和人类不断发展和探测在航海的航线航行上具有一定的成就，其中墨卡托投影理论及其等角航线是数百年统治世界的航海业理论，现有的现有卡托投影理论及其等角航线中、高纬地区地物大、小颠倒，使用经济成本高，不使用人工成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种同步坐标数控航海大圆航线航行法，以解决上述背景技术中提出现有卡托投影理论及其等角航线中、高纬地区地物大、小颠倒，使用经济成本高，不使用人工成本高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种同步坐标数控航海大圆航线航行法，包括如下步骤：
步骤S1：选取大圆航线任意海港之间的两个点；
步骤S2：确定上述两个点之间所有点位的二维(X、Y)、二维(λ天、φ天)坐标值；
步骤S3：将上述坐标值转绘到同步坐标数控的12比12世界地图平面，所述12比12世界地图平面包括12比12北半球地图、12比12南半球地图，所述12比12北半球地图包括12比12N基本元，且12比12N基本元包括右手坐标系、左手坐标系，所述12比12南半球地图包括12比12S基本元，且12比12S基本元包括右手坐标系、左手坐标系；
步骤S4：根据上述平面制得航线图。
通过采用上述技术方案，选取大圆航线任意海港之间的两个点，确定上述两个点之间所有点位的二维(X、Y)、二维(λ天、φ天)坐标值由此减少工作内容，提高工作效率和数据的精准度，将上述坐标值转绘到同步坐标数控的12比12世界地图平面，减少经济成本和人工成本同时保障数据的同步性。
进一步地，所述《12比12N、S基本元》上，角度变形趋于绝对零
Figure BDA0003233439870000021
所述《12比12N、S基本元》＝《12比12等角横切(△λ＝1＇)圆柱投影》平面-是光源置于直径位置获取的，所述直径位置为等角位置。
通过采用上述技术方案，光源置于直径位置可获取获取《12比12N 基本元》＝《12比12等角横切(△λ＝1＇)圆柱投影》的平面。
进一步地，所述
Figure BDA0003233439870000022
导致AC＇＝1KM+0.009CM-最大值，所述球面投影的距离误差由
Figure BDA0003233439870000023
导致AC＇＝1KM+0.0045CM-最大值，所述《12比12 N、S基本元》上，长度变形趋于绝对零
Figure BDA0003233439870000024
，所述《12比12N、S基本元》上的距离误差—
Figure BDA0003233439870000025
是切线，
Figure BDA0003233439870000026
是赤道上△λ＝1＇的圆弧长＝
Figure BDA0003233439870000027
浬，所述
Figure DEST_PATH_GDA0003442797440000027
表2-2 水平面代替水准面对距离的影响
Figure BDA0003233439870000029
Figure BDA0003233439870000031
表2-2
Figure BDA0003233439870000032
通过采用上述技术方案，
Figure BDA0003233439870000033
导致AC＇＝1KM+0.009CM-最大值是球心投影的距离误差计算方法，而球面投影的距离误差由
Figure BDA0003233439870000034
导致AC＇＝1KM+0.0045CM-最大值由表1、图5获知。
进一步地，所述
Figure RE-GDA0003442797440000035
所述
Figure RE-GDA0003442797440000036
Figure RE-GDA0003442797440000037
所述《12比12N、S基本元》最大距离误差发生在AB＇和AC＇上，所述AB＇和AC＇最大绝对距离误差都小于 0.0045CM，所述AB＇和AC＇最大相对距离误差小于
Figure RE-GDA0003442797440000038
Figure RE-GDA0003442797440000039
比20591644。
通过采用上述技术方案，因为《12比12N、S基本元》上最大绝对距离误差都小于0.0045CM，最大相对距离误差都小于1比20591644，所以《12比12N、S基本元》上长度变形趋于绝对零
Figure BDA0003233439870000038
进一步地，所述因《12比12N、S基本元》上长度变形趋于绝对零
Figure BDA0003233439870000039
所以《12比12N、S基本元》上面积变形也趋于绝对零
Figure BDA00032334398700000310
所述《12比12N基本元》以赤道为界分体成《12比12N基本元》和《12比12S基本元》两个部分，所述中央经线、X轴是联结线，此时《12比12N基本元》和《12比12S基本元》的角度、长度和面积变形也都趋于绝对零
Figure BDA0003233439870000041
。
通过采用上述技术方案，因《12比12N基本元》上长度变形趋于绝对零
Figure BDA0003233439870000042
，所以《12比12N基本元》上面积变形也趋于绝对零
Figure BDA0003233439870000043
，中央经线、X轴是联结线，此时《12比12N基本元》和《12比12S基本元》的角度、长度和面积变形也都趋于绝对零
Figure BDA0003233439870000044
由此满足了《12比12世界地图平面》角度、长度和面积都趋于绝对零
Figure BDA0003233439870000045
。
进一步地，所述12比12北半球地图的右手坐标系是数据链连续坐标系，所述12比12南半球地图的左手坐标系是数据链连续坐标系，所述右手坐标系和左手坐标系相对称。
通过采用上述技术方案，所有航线与赤道相交的点是双重坐标值，1 2比12世界地图＝12比12北半球地图+12比12南半球地图如图8所示，所以此时12比12世界地图平面坐标系是数据链连续坐标系。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、该同步坐标数控航海大圆航线航行法，通过选取大圆航线任意海港之间的两个点，确定上述两个点之间所有点位的二维(X、Y)、二维(λ天、φ天)坐标值由此减少工作内容，提高工作效率和数据的精准度。
2、该同步坐标数控航海大圆航线航行法，通过将上述坐标值转绘到同步坐标数控的12比12世界地图平面，减少经济成本和人工成本同时保障数据的同步性。
附图说明
图1为本发明的二维X、Y坐标系示意图；
图2为本发明的地图基本元示意图；
图3为本发明的光源置于直径位置a和b面示意图；
图4为本发明的水平面代替水准面示意图一；
图5为本发明的水平面代替水准面示意图二；
图6为本发明的距离误差示意图；
图7为本发明的图6中《12比12等角横切(△λ＝1＇)圆柱投影》示意图；
图8为本发明的12比12世界地图示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1-8，本发明提供的一种实施例：一种同步坐标数控航海大圆航线航行法，包括如下步骤：
步骤S1：选取大圆航线任意海港之间的两个点；
步骤S2：确定上述两个点之间所有点位的二维(X、Y)、二维(λ天、φ天)坐标值；
步骤S3：将上述坐标值转绘到同步坐标数控的12比12世界地图平面，所述12比12世界地图平面包括12比12北半球地图、12比12南半球地图，所述12比12北半球地图包括12比12N基本元，且12比12N基本元包括右手坐标系、左手坐标系，所述12比12南半球地图包括12比12S基本元，且12比12S基本元包括右手坐标系、左手坐标系；
步骤S4：根据上述平面制得航线图。
《12比12N、S基本元》上，角度变形趋于绝对零
Figure RE-GDA0003442797440000051
《12比1 2N、S基本元》＝《12比12等角横切(△λ＝1＇)圆柱投影》平面-是光源置于直径位置获取的，直径位置为等角位置，
Figure RE-GDA0003442797440000061
导致AC＇＝1KM+0.009CM-最大值，球面投影的距离误差由
Figure RE-GDA0003442797440000062
导致AC＇＝1KM+0.0045CM-最大值，《12比12N、S基本元》上，长度变形趋于绝对零
Figure RE-GDA0003442797440000063
《12比12N、S基本元》上的距离误差—
Figure RE-GDA0003442797440000064
是切线，
Figure RE-GDA0003442797440000065
是赤道上
Figure RE-GDA0003442797440000066
浬，
Figure RE-GDA0003442797440000067
Figure RE-GDA0003442797440000068
《12比12N、S基本元》最大距离误差发生在AB＇和AC＇上，AB＇和AC＇最大绝对距离误差都小于0.0045CM， AB＇和AC＇最大相对距离误差小于
Figure RE-GDA0003442797440000069
因《12比12N、S基本元》上长度变形趋于绝对零
Figure RE-GDA00034427974400000610
所以《12比1 2N、S基本元》上面积变形也趋于绝对零
Figure RE-GDA00034427974400000611
《12比12N基本元》以赤道为界分体成《12比12N基本元》和《12比12S基本元》两个部分，中央经线、X轴是联结线，此时《12比12N基本元》和《12比12S基本元》的角度、长度和面积变形也都趋于绝对零
Figure RE-GDA00034427974400000612
12比12北半球地图的右手坐标系是数据链连续坐标系，12比12南半球地图的左手坐标系是数据链连续坐标系，右手坐标系和左手坐标系相对称。
工作原理：首先航海智能图，使用地球正球体设计，完全能满足航行之精度需求，因此，本实用专利暂时地球正球体半径(R)＝6371KM进行设计，解决问题前提是满足《12比12世界地图平面》上的角度、长度、面积变形都趋于绝对零
Figure BDA00032334398700000612
，如图3所示《12比12N、S基本元》＝《1 2比12等角横切(△λ＝1＇)圆柱投影》平面-是光源置于直径位置获取的，直径位置为等角位置，以此确保《12比12世界地图平面》上二维(X,Y) 坐标系如图1所示，与《12比12地球正球体体面曲面》上二维(大地经度λ大，大地纬度φ大)坐标系高度同步，以此把二维(λ天、φ天)坐标系更换为二维(天文经度λ大，天文纬度φ大)坐标系，以此实现了《12比12世界地图平面》上二维(X、Y)坐标系、二维(λ天、φ天)坐标系高度同步由此来达到和实现同步坐标数控的目的，球体正球体面上，所有最大登高圈都是大圆圈，因此任意两个(甲、乙)海港之间的大圆航线可按数理方式转绘到《同步坐标数控的12比12世界地图平面》上，因此在确保航行安全的航线带范围内的所有点位(含大圆航线的轨迹点)的二维(X、Y)、二维(λ天、φ天)坐标值都要转绘到《同步坐标数控的12比12世界地图平面》上，此时该平面就是实施以二维(X、Y)、(λ天、φ天)为同步坐标数控大圆航线航行的航海图平面，根据航行需求可设计、编程不同用途的、不同比例尺的航海图，1、用于航线设计的12比(106) 2的，2、用于远洋航行的12比(105)2的，3、用于近海航的12比(104) 2的，4、用于港区航行的12比(103)2的。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种同步坐标数控航海大圆航线航行法，其特征在于，包括：
步骤S1：选取大圆航线任意海港之间的两个点；
步骤S2：确定上述两个点之间所有点位的二维(X、Y)、二维(λ天、φ天)坐标值；
步骤S3：将上述坐标值转绘到同步坐标数控的12比12世界地图平面，所述12比12世界地图平面包括12比12北半球地图、12比12南半球地图，所述12比12北半球地图包括12比12N基本元，且12比12N基本元包括右手坐标系、左手坐标系，所述12比12南半球地图包括12比12S基本元，且12比12S基本元包括右手坐标系、左手坐标系；
步骤S4：根据上述平面制得航线图。
2.根据权利要求1所述的一种同步坐标数控航海大圆航线航行法，其特征在于：在步骤S2中，所述点位的二维(X、Y)、二维(λ天、φ天)坐标值取决于12比12N、S基本元，所述12比12N、S基本元上角度变形趋于绝对零
Figure FDA0003233439860000011
所述角度含球心投影和球面投影。
3.根据权利要求2所述的一种同步坐标数控航海大圆航线航行法，其特征在于：所述12比12N、S基本元上长度变形趋于绝对零
Figure FDA0003233439860000012
4.根据权利要求3所述的一种同步坐标数控航海大圆航线航行法，其特征在于：所述12比12N、S基本元上面积变形趋于绝对零
Figure FDA0003233439860000013
所述12比12N基本元以赤道为界分体成12比12N基本元和12比12S基本元两个部分，所述Y中央经线、X轴是联结线。
5.根据权利要求1所述的一种同步坐标数控航海大圆航线航行法，其特征在于：所述12比12北半球地图的右手坐标系、12比12南半球地图的左手坐标系均是数据链连续坐标系。
6.根据权利要求1所述的一种同步坐标数控航海大圆航线航行法，其特征在于：所述右手坐标系和左手坐标系对称。
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