114 一般警察特考四等 水上警察人員類別航海組 航海學概要 考古題詳解
第 一 題25 分
請分別寫出下列航海學領域相關機構、船用航儀或系統之中、英文全名。
(一) IMO
(二) AIS
(三) DGPS
(四) ARPA
(五) ECDIS
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核心觀念
本題考查常見國際航海機構,以及船用導航、定位與避碰設備縮寫的英文全名和中文名稱。作答時要分清楚「機構」與「船舶設備或系統」,並熟記各縮寫所代表的英文全名。
解題方法
依縮寫逐一還原全名,再寫出慣用中文譯名。注意專有名詞的關鍵字:IMO 是國際組織;AIS 與 ARPA 用於船舶識別或雷達避碰;DGPS 是差分衛星定位系統;ECDIS 是電子海圖顯示與資訊系統。
各項解析
(一)IMO
- 英文全名:International Maritime Organization
- 中文名稱:國際海事組織
IMO 是聯合國專門機構,負責國際航運安全、防止船舶污染及相關海事規範。
(二)AIS
- 英文全名:Automatic Identification System
- 中文名稱:船舶自動識別系統
AIS 以船載設備交換船舶識別、位置、航向、航速等資訊,供船舶及岸台掌握交通狀況。
(三)DGPS
- 英文全名:Differential Global Positioning System
- 中文名稱:差分全球定位系統,亦稱差分 GPS
DGPS 利用已知位置的基準站提供修正資訊,以改善 GPS 定位精度。
(四)ARPA
- 英文全名:Automatic Radar Plotting Aid
- 中文名稱:自動雷達標繪儀,亦稱自動雷達標繪設備
第 二 題25 分
某船自 A 點(,)依下列航向及距離航進:
,85.3 浬;,63.4 浬;,55.0 浬;,78.3 浬。
若航行過程共費時 12 小時,且已知航行期間該水域有一海流,其平均流向 ,流速 2 節。請以聯向航法及中緯航法,推估該船所到達位置之經緯度。
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核心觀念
本題考查聯向航法(航向分解)與中緯航法,並將航行期間的海流造成的位移納入船位推算。
航向以真北為 起算,順時針增加。每一段航程可分解為北向分量(緯差)與東向分量(航程差):
其中北向、東向取正;南向、西向取負。緯差以浬表示時,數值等於緯度分( 緯度等於 浬)。
中緯航法用平均緯度換算航程差與經差:
以分表示, 為該段起點與終點的平均緯度。海流流速 節、時間 小時,造成的流壓距離為 浬,方向為 ,同樣依航向分解後計入船位。
解題方法
先逐段將船舶航程分解為緯差與航程差,再以每段平均緯度求經差。最後計算海流位移,依其造成的緯差與航程差推算流壓後船位。
一、分解各段航程
按 、 計算:
| 航向、距離 | 緯差 (浬) | 航程差 (浬) |
|---|---|---|
| , 浬 | ||
| , 浬 | ||
| , 浬 | ||
| , 浬 |
例如第一段航向 ,方向為南偏東,因此緯差為負、航程差為正。
四段緯差合計為:
故不計海流時的緯度為:
二、用中緯航法計算各段經差
第 三 題25 分
現行國際間所採用之浮標系統乃分為 A、B 兩制度,均含有基點標誌(Cardinal Mark)。
請分別依該標誌之各項浮標外形和顏色分布、頂標形狀與顏色配置、燈光顏色和韻律,及其主要用途等規定,敘述或描繪說明何謂基點標誌。
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核心觀念
本題考查 IALA 國際浮標系統中的基點標誌(Cardinal Mark)。IALA 分為 A、B 兩區,但基點標誌在兩區的規定相同;A、B 區的差異主要在側面標誌的顏色配置,不能套用到基點標誌。
基點標誌設於危險物或淺水區附近,以北、東、南、西四個方位表示安全可航水域相對於標誌所在的位置。例如,北方位標誌表示應從標誌北側航行。四個方位區以真方位的西北、東北、東南、西南方向線劃分。實際航行仍須配合海圖及航行環境判斷。
解題方法
依序整理四項辨認特徵:浮標色帶、頂標、燈光韻律、用途。基點標誌的浮標通常為柱形或桿形;辨認方位時,頂標與色帶最直觀,夜間則以白燈閃光數辨認。
| 基點標誌 | 浮標顏色分布(自上而下) | 頂標(黑色雙圓錐) | 白色燈光韻律 |
|---|---|---|---|
| 北方位 | 黑-黃-黑 | 兩錐尖端均向上 | 連續快閃或甚快閃:Q 或 VQ |
| 東方位 | 黑-黃-黑,黑色部分上下各約占一半 | 上錐尖端向上、下錐尖端向下;底對底 | 每組 3 閃:Q(3) 或 VQ(3) |
| 南方位 | 黃-黑-黃 | 兩錐尖端均向下 | 每組 6 閃後接 1 長閃:Q(6)+LFl 或 VQ(6)+LFl |
| 西方位 | 黃-黑-黃,黑色部分上下各約占一半 | 上錐尖端向下、下錐尖端向上; |
第 四 題25 分
試述天水平座標系統及天赤道座標系統,其各自之基準平面與定義為何?
並請分別就兩座標系統之重要組成元素,各列舉出四項不同類別的元素名稱及其主要意涵,逐一加以說明之。
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核心觀念
本題考查天球上標示天體位置的兩種球面座標系統:天水平座標系統與天赤道座標系統。兩者的差別在於基準平面不同,因此使用的座標元素與觀測者、時間的關係也不同。
解題方法
先指出各系統的基準平面,再說明如何由該平面量測天體位置。各系統列出四項常用元素,並交代其量測起點、方向及幾何意義;同一幾何量若可由另一元素互補表示,也一併說明其關係。
一、天水平座標系統
基準平面與定義
天水平座標系統以觀測者所在地的真地平面為基準平面。將真地平面延伸至天球,形成天球地平;天體的位置以相對於地平與觀測者垂直方向的角度表示。
此系統依觀測地點而定,天體座標會隨觀測者位置及時間改變。
重要組成元素
-
高度(Altitude,) 天體沿通過天體與天頂的垂直圈,從地平向上量至天體的角距。地平為 ,天頂為 ;天體在地平以下時,高度可記為負值。
-
天頂距(Zenith Distance,) 由天頂沿垂直圈量至天體的角距。它與高度互為餘角: 因此天體高度越高,天頂距越小。
-
方位(Azimuth,) 表示天體在地平上的方向位置。航海上通常自真北起,沿地平順時針量至天體的垂直圈,以 至 表示;真北為 、正東為 、正南為 、正西為 。
-
方位幅(Amplitude,) 表示天體出沒於地平時,其出沒點與正東或正西之間的角距,沿地平量取,並標示偏北或偏南。方位幅常用於描述日出、日落或天體出沒方向;它與任一時刻的全周方位不同。
二、天赤道座標系統
基準平面與定義
天赤道座標系統以天赤道面為基準平面。天赤道是地球赤道面向外延伸與天球相交所成的大圓;其極點為天北極與天南極。