专利名称：航海多用标绘尺的制作方法
技术领域：
本实用新型属于船舶导航技术领域。
目前航海上用于海图作业和雷达人工标绘的标绘工具，主要有航海三角尺(如
图1所示)和平行尺(如图2所示)，另外也有用一般绘图三角尺(如图3所示)。这几种尺基本能满足航海标绘需要，但使用这几种尺在某些海图上进行海图作业时，由于海图上无对数比例尺，则航迹绘算中，速算航程、航速和航行时间之间关系并不方便，而须手算或心算。使用这些标绘工具进行雷达人工标绘时，标绘时间长，标绘方法复杂，这对船舶避碰十分不利，因而被国际海事组织规定每个驾驶员都应掌握的雷达人工标绘，实际工作中，却较少使用，大多数由驾驶员凭经验进行船舶避碰。
本实用新型的目的就是改进标绘尺结构，使标绘尺更加适合于航海实践；从雷达人工标绘方法上对传统标绘方法进行改进，提高雷达人工标绘的速度。
本实用新型所提航海标绘尺，由两块无色透明有机玻璃材料或其它性质类似的透明材料制成的三角尺组成，三角尺形状一般采用直角三角尺。为达到上述目的，采取在标绘尺上刻对数比例尺、标绘航向线或方位线的量角器、速度——时间——速度矢量长度关系换算图，为了使用方便，刻有表明换算图中速度标值与时间标值间对应关系，及雷达标绘纸上1海里所呈现长度的数组；换算图能直观表明雷达标绘纸上，速度、时间、速度矢量长度(或航程)间的关系，用途主要是放大矢量时间标度，若已知速度、时间，则从换算图中能直接求取雷达标绘纸上的速度矢量长度，若已知雷达标绘纸上速度矢量长度，又已知速度(或时间)，则可求得时间(或速度)，为了便于识别不同刻度或性质的刻线，刻线用不同的颜色涂色。
航海多用标绘尺实施例一套航海多用标绘尺，由无色透明有机玻璃材料制成的两块等腰直角三角尺组成，分别称为“尺1”、“尺2”。
(一)航海多用标绘尺尺1结构结构示意图，如图4所示。尺1呈等腰直角三角形，斜边长30厘米。斜边上刻有对数比例尺，斜边即为对数比例尺的基准线，刻线和数字刻成黑色，刻线垂直斜边，垂足在斜边上，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刻线长6毫米，并在刻线端点处刻上上述数字；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的刻线长4毫米；其它刻线长2毫米。
距斜边2厘米，有一平行于斜边的刻线，此刻线为角度测量的基准线，以基准线中点为圆心，刻半径为5毫米的圆，每一整度数刻一方位线，颜色皆为红色，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°)的刻线终点距基准线中心点距离为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°)的刻线终点距基准线中心点距离为7厘米；除上述数值度数刻线外的每整度刻线终点距基准线中心点距离为8厘米。能被10整除的度数的刻线，刻上相应度数的红色数字。刻顶点至基准线中心的连线，并标90°(270°)。
距斜边5厘米，有一平行于斜边的把手，把手安在三角尺刻线一面的反面，长5厘米，宽0.5厘米，高2厘米，为透明无色有机玻璃材料制成，把手中心为三角尺的重心。把手下方刻有黑色的四行数组“15——15——4——1”、“30——15——2——1”、“15——30——2——1”、“30——30——1——1”，此数组用途将在介绍航海多用标绘尺使用方法时叙述。
所有数字字高3.5毫米，字宽2毫米，行与行间距1毫米。
(二)航海多用标绘尺尺2结构尺2结构示意图，如图5所示，尺2呈等腰直角三角形，斜边长30厘米，尺2上刻有速度——时间——速度矢量长度关系换算图。
平行于斜边作等间距黄色平行刻线，这些黄色平行刻线等分斜边上的高为十五等份。所有黄色平行刻线及斜边被5条黑色刻线等分为6份，而6份中的每一份又被4条红色刻线等分为5份，则尺2斜边及所有黄色平行刻线被黑色刻线和红色刻线等分为30份。
斜边上30等份的每个等分点处，都标有相应的二个不同颜色的数字，一个为黑色数字，一个为红色，若尺2的斜边朝上，直角朝下，则自左向右排列，从第一个等分点至第29个等分点，黑色数字排列为1、2、3、4、……14、15、1、2、……13、14，黑色数字的位置在红色(或黑色)等分刻线与斜边成角大于90°的一侧；在黑色数字下方为红色数字，红色数字排列为2、4、6、8、……28、30、2、4、……26、28。
作为斜边上高的黑色刻线，被黄色平行刻线15等分的等分点处，都标有相应的两个不同颜色的数字，一个为黑色，一个为红色，自等腰直角三角尺顶角至斜边排列，从第1个等分点至第14个等分点，黑色数字排列为1、2、3、……12、13、14，红色数字排列为2、4、6、……24、26、28，若尺2斜边朝上，直角朝下，黑色数字位置在等分点的右上方，红色数字位置在等分点的左下方。
所有数字字高2.5毫米，字宽2毫米。
除距离斜边最远的两条黄色平行刻线外，斜边及其它黄色平行刻线30等分的每一份，再用绿色刻线二等分，刻线斜向直角顶点，则斜边被60等分；斜边60等分的每一份，用4条黑色刻线再等分为5份，刻线斜向直角顶点，则斜边成为厘米尺。
斜边上的高由黄色平行线分成的各份中，从标有“7”(或14”)的点到斜边中点间的各份，再用平行黄色平行线的黑色刻线等分各份，刻线长2毫米。
距斜边4.5厘米有一平行于斜边的把手，把手安在三角尺刻线一面的反面，长5厘米，宽0.5厘米，高2厘米，为无色透明有机玻璃材料制成，并以斜边上高为把手对称轴。
(三)航海多用标绘尺使用方法使用航海多用标绘尺进行海图作业，以尺1为主，用尺2作为平移尺1的基准尺，用法无特殊方法。尺1上对数比例尺的使用同某些大比例尺的港泊图和沿岸图的外廓图框上的对数比例尺用法类似。
航海多用标绘尺用于雷达人工标绘，具有特殊的方法，对雷达标绘纸也有要求。
雷达标绘纸上印有等距圈(或等速圈)、方位线、方位圈、数据记录表格，等距圈间距1厘米，最大等距圈半径最佳值为28厘米，此时对使用航海多用标绘尺最为方便。标绘纸格式示意图如图6所示。
标绘工具除航海多用标绘尺外，还有圆规、2B铅笔、橡皮、削铅笔工具等。
使用航海多用标绘尺后，雷达标绘方法与传统的“自始、返航、向终连”雷达标绘方法相比，具有方法简便、标绘速度快、提供信息多，以及能直观获取信息等特点。
1.合理选择尺2斜边中点所标的速度数字和时间数字的对应关系，常用的四种关系刻在尺1把手的上方。如“15——30——2——1”，表示斜边中点的速度数值为15节，时间数值为30分，标绘纸上2厘米表示1海里。
2.根据本船航向C0、航速V0，用尺2作本船速度矢量，矢量起点为等距圈中心O点，即本船位置为矢量起点。示意图如图7所示，作图后如图8所示，示意图各图中未画出雷达标绘纸的格式。
3.用圆规作本船等速圈，半径为本船速度矢量长度，如图9所示。
以上可在雷达观测前或两次雷达观测之间完成。
4.根据两次雷达观测的数据，在标绘纸上标出二次观测的来船相对位置，连接得来船相对运动线，并标上船舶代号，如“①”。如图10所示。
5.根据观测时间间隔值，用尺2相应时间的黄线盖在来船相对运动线上，并使黄线上速度为零的点与第二次观测位置重合，则可从尺2斜边上读得相对运动速度值Vr，如图11所示。平移尺2，使尺2斜边过本船速度矢量终点，如图12所示；再平移尺2，使尺2斜边Vr点与本船速度矢量终点重合，标出放大的相对运动线的另一端，即斜边上零速点，此点即为目标船真运动速度矢量的终点，起点为本船位置，并标上相应的船舶代号，如“①”，如图13所示。经上述标绘后得如图14所示。
6.求取来船航向、航速，如图15所示。
7.标绘最接近点，并求取CPA，如图16所示，先使尺2斜边与相对运动线重合，然后平移尺2，使尺2斜边上的高过0点(本船位置)，斜边的中点即为最接近点，从高上的刻线即可求得CPA值。
8.求TCPA，平移尺2，使尺2斜边上标为0节的一角与最接近点重合，如图17所示；改变平移方向，使包括此角的直角边在平移时过最接近点，平移尺2，直至第二次观测位置(或延时点)正好在等Vr不同时间的刻线上，则从高上读得到接近点时间TCPA，如图18所示。
9.求延时点位置。延时时间值加观测时间间隔得一时间值，以相应时间值的黄线盖在相对运动线上，以尺2斜边为基准线，平移尺2，使等Vr不同时间的刻线过第一次观测的来船位置，则从零速直角边上，标出延时点位置，如图19所示。
10.求避让措施。选择好安全距离圈，过延时点作安全距离圈的切线，为了标绘图清晰，此切线不画出，平移此切线至以本船位置为始点的目标船真运动速度矢量的终点并作矢线，矢线方向与安全通过时目标船运动方向相反；同理平移安全距离圈另一侧切线，并得一矢线。两矢线之间的区域即为“预测危险矢量终点集合”，如图20所示；若本船的速度矢量终点落在此区域内，即有碰撞危险，此区域的对称轴为会遇最小距离为零时，本船速度矢量的终点。但矢量时间标度必须统一，此区域与本船等速圈相交的弧所对应的航向，即为危险航向。所有船舶的“预测危险矢量终点集合”之和，即为本船所有危险矢量的终点的范围，本船矢量终点避开所有的“预测危险矢量终点集合”，即可与每一会遇船以不小于会遇安全距离的会遇最近距离安全通过。利用尺2即可求得安全航向和航速，先使尺2标为零节速度的一角与本船位置重合，转动尺2并以本船位置为转动中心，则可以尺2斜边上读取航速，从方位圈上读取航向。
11.验证避让效果。先观测避让后，某时刻的来船位置，并标在标绘纸相应的位置，与步骤10相同，重新作“预测危险矢量终点集合”，然后再判断碰撞危险，若新的本船速度矢量的终点，位于新的“预测危险矢量终点集合”内，则有碰撞危险，反之，则无碰撞危险。
航海多用标绘尺的优点航海多用标绘尺，最大的优点就是在雷达人工标绘中的应用，它使标绘方法简便，标绘时间短，标绘图清晰，而且提供信息多，能直观获得避碰信息。这些特点，使雷达人工标绘，在实际工作中更具有价值。
航海多用标绘尺在制造设备上同其它制造绘图级三角尺的设备一样，制造工艺上也类似。制造尺2时，刻线宽度不应大于0.2毫米，以细且能辨认为准；黑色、红色、绿色刻线的颜色深度，应满足在15W白炽灯下，能清楚辩认这三种颜色；黄色刻线的深度应适中，能透光和清楚辩认。标绘尺的材料为透明无色有机玻璃或其它性质相同的材料。航海多用标绘尺的精度应达到绘图级。
航海多用标绘尺使用方法已介绍，可通过教学方式向广大海员推广，也可通过航海多用标绘尺的产品说明书向海员推广。
权利要求1.用于船舶导航中海图作业和雷达人工标绘的航海多用标绘尺，由两块无色透明有机玻璃材料或其它性质类似的透明材料制成的三角尺组成，其特征为；刻有对数比例尺、标绘航向线或方位线的量角器、速度--时间--速度矢量长度关系换算图、表明换算图中速度标值与时间标值间对应关系及雷达标绘纸上1海里所呈现长度的数组；不同性质或数值的刻线，用不同的颜色加以区别。
2.根据权利要求1所述的航海多用标绘尺，其特征为由尺1、尺2两块等腰直角三角尺组成，斜边长皆为30厘米；尺1斜边上刻有对数比例尺，两条直角边上刻有量角器的刻度线，量角器刻度的基准线平行于斜边，距斜边5厘米有一把手，把手附近刻有表明换算图中速度标值与时间标值间对应关系，及雷达标绘纸上1海里所呈现长度的数组；尺2上刻有速度——时间——速度矢量长度关系换算图，平行于斜边有14条平行线等分斜边上的高为15份，斜边上的高为时间轴，斜边及平行线为同时间值的速度轴，斜边及其平行线被不同颜色的刻线等分，距直角顶点1厘米、2厘米的2条平行线被分为30份外，斜边及其它平行线被等分为60份，距斜边4.5厘米有一把手。
专利摘要本实用新型涉及用于船舶导航中海图作业和雷达人工标绘的航海多用标绘尺及其应用。目的是为了标绘尺结构更加适合航海实践，提高雷达人工标绘的速度。航海多用标绘尺，包括尺1和尺2两块等腰直角三角板，尺1上刻有对数比例尺和方位线，尺2上刻有平行于斜边的平行线，并用刻线把斜边及其平行线等分，刻线用不同的颜色。尺1用于速算航速、航程、时间的关系及画方位线；尺2用于雷达人工标绘中改变矢量时间标度，采用航海多用标绘尺及本实用新型中介绍的雷达人工标绘方法，大大地缩短了雷达人工标绘的时间。
文档编号G01C21/20GK2040636SQ88208519
公开日1989年7月5日 申请日期1988年7月15日 优先权日1988年7月15日
发明者严庆新 申请人:严庆新