大橢圓航線算法的研究.pdf

1、航線設(shè)計是航海實踐中最基本也是最重要的問題之一，高精度的航線為值班駕駛員遠洋航行提供更可靠的依據(jù)。隨著現(xiàn)代航海技術(shù)的發(fā)展，電子航海時代已經(jīng)到來，ECDIS的發(fā)展和應(yīng)用使得各種導(dǎo)航信息能夠整合到這個平臺上。由于大圓航線地球模型的簡單和數(shù)學(xué)計算的方便，在大洋航線航向和航程的計算還依然采用地球圓球體，這與地球橢球模型上兩點間的最短距離（大地線）有較大的差別。大圓航線設(shè)計階段采用的球體模型和航行階段現(xiàn)代導(dǎo)航設(shè)備采用的橢球體模型間不統(tǒng)一，使得船舶

2、使用現(xiàn)代導(dǎo)航設(shè)備執(zhí)行航行計劃存在誤差，影響船舶的正常航行和安全。本文研究大橢圓航線的算法不僅能減小這種誤差，又能為國內(nèi)ECDIS的開發(fā)研究提供算法參考和依據(jù)。
　　在上述背景下，本文本著為遠洋航行的航海人員提供一種準確度高、更符合地球?qū)嶋H的航線設(shè)計方法目的，采用變橢圓的矢量方法，對大橢圓航線的算法進行了推導(dǎo)。結(jié)合航海實際，用空間矢量分析法在橢球模型上確定大橢圓航線;在大橢圓航線上進行矢量計算，給出某點的經(jīng)度可得出其相對應(yīng)的緯度，反

3、之亦然;通過求解變橢圓的頂點、其與赤道的交點得出航線上兩點的地心緯度，在將其轉(zhuǎn)化為相對應(yīng)的大地緯度，用子午線弧長積分公式求出兩點間的航程;比較了大圓航線、恒向線、大地線和大橢圓航線的關(guān)系，驗證了本文的算法;結(jié)合航海實際，給出了在電子海圖上實現(xiàn)的算法，并展示了幾條跨洋航線。
　　經(jīng)過理論推導(dǎo)和比較計算可以得出，大橢圓航線和大地線在跨洋航線上差別很小，更能夠滿足電子航海對高精度的要求，在電子海圖上容易實現(xiàn)。因此，大橢圓航線確實是一條精