107 地方特考四等 漁業技術 航海學概要 考古題詳解

核心觀念

本題旨在測驗航海學中「方向與航向」之基本名詞定義、英文專業術語及不同基準子午線（Reference Meridian）所衍生之航向分類與換算原理。

1. 航向（Course）定義：指船舶在水平面上預定航行的水平方向。通常以某基準子午線之北端為起點，順時針方向量至船首尾中心線前進方向的角度，數值範圍介於 $000^\circ \sim 360^\circ$ 之間，並以三位數字表示（如 $045^\circ$）。
2. 基準子午線與誤差來源：航向的名稱完全取決於量度時所採用的基準子午線：

• 真子午線（True Meridian）／真北（True North, TN）：指向地理北極。
• 磁子午線（Magnetic Meridian）／磁北（Magnetic North, MN）：指向地磁北極，與真北之間夾角稱為磁差（Variation, Var.）。
• 磁羅經子午線（Compass Meridian）／羅北（Compass North, CN）：受船體本身磁性（軟鐵、硬鐵）影響後磁羅經指北端所指方向，與磁北之間夾角稱為自差（Deviation, Dev.）。
• 陀螺子午線（Gyro Meridian）／陀螺北（Gyro North, GN）：電羅經（陀螺羅經）敏感軸所指方向，與真北之間夾角稱為電羅經差（Gyro Error, GE）。

3. 換算公式：

• 磁羅經總差（Compass Error, CE）：$\text{CE} = \text{Var.} + \text{Dev.}$
• 航向換算：$\text{TC} = \text{MC} \pm \text{Var.} = \text{CC} \pm \text{Dev.} \pm \text{Var.} = \text{CC} \pm \text{CE}$
• 陀螺航向換算：$\text{TC} = \text{GC} \pm \text{GE}$ （符號法則：偏東 East 為正值 $+$ 或順時針量度；偏西 West 為負值 $-$ 或逆時針量度）。

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解題方法

1. 確立題旨架構：本題由三個核心子問構成：

• 第一部分：給出「航向」的標準英文專有名詞與簡寫。
• 第二部分：列出航海學中依「基準子午線」劃分的四種核心航向之中英文名稱與標準縮寫。
• 第三部分：詳細論述各航向的起算基準、物理意義、誤差成因與相互換算關係。

2. 層次展開：

• 先破題定義「Course」，再依「真、磁、羅、陀螺」由客觀地理絕對座標逐步過渡至儀表實際讀數，符合航海儀器修正與航線設計之推導邏輯。
• 另補充「船舶在風流運動下」的航向分類（如對水航向、對地航向），以防閱卷委員採運動學視角評分，確保作答完備周全。

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選項分析

本題為申論題（非選擇題），無選項可資分析。閱卷評分點主要分配於：

1. 名詞正確度：航向英文（Course）及四種航向中英文（True Course, Magnetic Course, Compass Course, Gyro Course）與縮寫（TC, MC, CC, GC）完全精準。
2. 定義嚴謹度：各航向之量度起始基準（真北、磁北、羅北、陀螺北）明確區分。
3. 誤差與換算：各航向間之轉化要素（Var., Dev., GE）及三位數標註法（$000^\circ \sim 360^\circ$）論述完整。

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解題技巧

1. 記憶口訣：

• 由羅向真修正口訣（Can Dead Men Vote Twice）： $\text{Compass} \xrightarrow{\text{Dev.}} \text{Magnetic} \xrightarrow{\text{Var.}} \text{True}$
• 規則：Correcting East Add, West Subtract（向真修正，偏東加、偏西減；反之由真化羅則加西減東）。

2. 常見陷阱：

• 混淆航向（Course）與船首向（Heading）：航向是預定航行的方向（Intended horizontal direction of travel）；船首向是船舶任一瞬間船首實際指向的方向（Direction in which the vessel is pointed）。
• 混淆磁差與自差：磁差與船體無關，純由地理位置與年份決定；自差與地理位置關聯較小，隨船首向改變而變動。
• 符號規範：航向以圓周法（$0^\circ \sim 360^\circ$）表示時，未滿百位數必須在前方補零（如 $060^\circ$ 不得寫為 $60^\circ$）。

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【答案】

一、航向之英文

• 英文名稱：Course
• 常用縮寫：C 或 Co.

核心觀念

位置線（Line of Position, LOP） 是指在某一特定時間，船舶已知其所在的一條幾何線。航海人員利用陸標目視觀測（方位、距離、水平夾角）、雷達測量、測深儀或電子航海儀器獲得數據，繪於海圖上即為位置線。兩條或多條不同方向的位置線交會，即可決定船位（Fix 或 Running Fix）。

繪製位置線涉及以下核心原理與規範：

1. 方位修正公式：

• 磁羅經方位（$C$）修正為真方位（$T$）： $T = C \pm \text{Dev} \pm \text{Var}$ （$\text{Dev}$ 為自差 Deviation，$\text{Var}$ 為磁差 Variation）
• 陀螺羅經方位（$G$）修正為真方位（$T$）： $T = G \pm \text{Gyro Error}$

2. 位置線轉移原理（Running Fix）：不同時間測得之位置線，需沿船舶真航向（True Course）及對水／對地航程（Run）平行推移。
3. 誤差幾何分布：交角決定誤差多邊形（Error Ellipse / Cocked Hat）大小。

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解題方法

本題為標準的航海學申論題，考查考生在實際海圖作業（Chartwork）時的專業素養與標準作業程序（SOP）。作答切入點應按作業邏輯展開：

1. 觀測前與物標確認：物標的正確識別與可靠性。
2. 數據換算與修正：觀測值由儀器讀數化為海圖基準（真方位、投影修正、潮高修正）。
3. 海圖製圖與標註規範：作圖精度、線條符號、時間與名稱標記。
4. 多條位置線的幾何交角：交會幾何與精度要求。

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選項分析

本題為申論題，無固定選項。但在歷屆考題與評分標準中，考生的作答通常落在以下四大構面的完整度：

評分維度	核心要求與說明	常見遺漏／錯誤觀念
物標辨識	必須核對海圖物標符號與特徵（如燈質、外型），確認為固定陸標。	誤用易移位之浮標，或未確認即逕行觀測繪線。
數值修正	儀器觀測所得之羅經方位，嚴禁直接畫上海圖，必須先換算為真方位（True Bearing）。	忘記修正羅差（自差與磁差）或陀螺差。
標註符號	實線箭頭代表單一 LOP，轉移位置線須加註雙箭頭（$>\!>$），線上方標時間、下方標物標。	線條隨意塗劃、穿透物標符號中心破壞圖資，或未標四位數時間。
幾何交角	兩條線交角需介於 $30^\circ \sim 150^\circ$（以 $90^\circ$ 最佳）；三條線以夾角各 $60^\circ$（或相差 $120^\circ$）最佳。	忽略交角過銳（$< 30^\circ$）導致交點沿線向外發散放大誤差。

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解題技巧

1. 記憶口訣：「標、正、時、圖、角」

• 標（物標）：選定可靠固定物標，先測方位變化慢者（首尾方向），後測變化快者（正橫方向）。
• 正（修正）：羅經方位轉真方位，水深位置線扣潮高。

核心觀念

1. 定義： 「三分鐘定律」（3-Minute Rule）是地文航海與雷達標繪（Radar Plotting）中常用的速算經驗法則。其定義為：船舶在 3 分鐘內所航行的距離（以碼，Yards 為單位），數值上等於其航速（以節，Knots 為單位）乘以 100。
2. 基本單位與代換關係：

• 航速單位：$1\text{ 節 (kt)} = 1\text{ 浬/小時 (NM/hr)}$。
• 長度單位近似：$1\text{ 浬 (NM)} = 1,852\text{ 公尺} \approx 2,000\text{ 碼 (yds)}$（精確值約為 $2,025.37\text{ 碼}$，航海實務取整數 $2,000\text{ 碼}$）。
• 時間單位：$3\text{ 分鐘} = \frac{3}{60}\text{ 小時} = \frac{1}{20}\text{ 小時}$。

3. 數學公式： $D = 100 \times V$

• $D$：3 分鐘內航行的距離（單位：碼，yds）。
• $V$：船速（單位：節，kts）。

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解題方法

一、 數學推導

設船速為 $V$ 節（即每小時航行 $V$ 浬），在航海實務與雷達標繪中，以 $1\text{ 浬} \approx 2,000\text{ 碼}$ 作為標準近似換算： $1\text{ 小時 (60 分鐘) 行程} = 2,000 \times V \quad (\text{碼})$ 則在 $3\text{ 分鐘}$（即 $\frac{3}{60} = \frac{1}{20}\text{ 小時}$）內航行之距離 $D$ 為： $D = (2,000 \times V) \times \frac{3}{60} = (2,000 \times V) \times \frac{1}{20} = 100 \times V \quad (\text{碼})$ 此即導出「航速乘百即為三分鐘航程（碼）」之定律。

二、 舉例說明（依題意要求舉例）

• 【例一：已知航速求距離（推算船位應用）】

• 情境：某漁船在狹水道或漁場作業時，對水航速為 $12\text{ 節}$。
• 計算：依三分鐘定律，該船在 3 分鐘內航行的距離為： $D = 12 \times 100 = 1,200\text{ 碼}$
• 說明：航行員不需拿計算機換算時間與浬數，即可直接得知 3 分鐘後船隻前進了 $1,200\text{ 碼}$。

• 【例二：已知位移求航速（雷達避碰標繪應用）】

• 情境：本船於航行中進行雷達人工標繪，於 1000 時量測一目標他船距離，隨後於 1003 時（相隔 3 分鐘）再次量測，發現該目標船在 3 分鐘內的真位移量為

核心觀念

本題考查航海學與電子航儀領域中「電子海圖」（Electronic Chart, EC）之分類架構、資料結構及國際公約法規效力。

1. 法源與國際公約依據（以命題當年民國 107 年法規為準）：

• 國際海事組織（IMO）《國際海上人命安全公約》（SOLAS）第 V 章第 19 條：規範各型船舶之海圖攜帶要求與海圖法定替代效力。
• IMO 決議案 A.817(19) 及 MSC.232(82)《電子海圖顯示與資訊系統（ECDIS）性能標準》（Performance Standards for ECDIS）。
• 國際水文組織（IHO）標準規約：IHO S-57（數位水文資料傳輸標準）、IHO S-52（電子海圖顯示與符號呈現標準）、IHO S-61（光柵航海圖產品規範）、IHO S-63（資料保護與加密標準）。（註：現行 IHO 正逐步推展 S-100 次世代通用資料模型如 S-101，但依命題當年慣例，解題仍以 S-57 體系為核心準據。）

2. 分類架構之核心矩陣： 電子海圖在航海學分類學中，係依據「資料儲存結構」（向量式 Vector vs. 光柵式 Raster）與「資料發行來源權威」（官方國家水文機構 Official vs. 民間商業機構 Private/Commercial）兩大維度進行二維交叉分類，確立出四大基本類型。

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解題方法

本題為標準的論述申論題，切入重點在於建立嚴謹的「二維交叉矩陣」架構，以展現專業邏輯，避免散漫雜陳：

1. 建立主架構：以「發行權威（官方/非官方）」結合「資料格式（向量/光柵）」定出四大類：

• 官方向量電子航海圖（Electronic Navigational Chart, ENC）
• 官方光柵航海圖（Raster Navigational Chart, RNC）
• 民間（非官方）向量電子海圖（Commercial / Private Vector Chart）
• 民間（非官方）光柵海圖（Commercial / Private Raster Chart）

2. 多維度剖析各圖內容：針對每一種電子海圖，皆依序由「發行主管機構與製作規範」、「底層資料結構與呈現特徵」、「安全警報功能（防碰撞、淺水等物標觸發）」、「SOLAS 公約之法規效力（能否完全取代紙本海圖）」四個維度進行精準說明。

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選項分析（題型與審題分析）

本題為非選擇題（專業科目申論題）。

• 審題重點：題目明確要求「試述電子海圖有那四種？並說明其內容」。考生最忌諱只寫出名詞或將「電子海圖（資料）」與「電子海圖系統（硬體儀表，如 ECDIS / ECS）」混淆。
• 作答策略：
• 必須點出英文縮寫（ENC、RNC）及國際標準代號（IHO S-57、S-61 等）。
• 闡明光柵與向量在縮放時的本質差異（像素點陣放大失真 vs. 幾何座標縮放不失真且可物標分層）。
• 明確點出法規效力差異：官方海圖始具備符合 SOLAS 公約之法定效力，民間海圖則屬於輔助性質之 ECS（電子海圖系統）使用，不可單獨作為法定航海海圖。

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解題技巧

1. 速記口訣：「官向量、官光柵、民向量、民光柵」。
2. 判斷竅門（黃金對比要素）：

• 向量式（Vector）：物件導向（Object-oriented）、有資料庫屬性、可依航程需求開啟或關閉圖層（Layering）、可自訂安全等深線（Safety Contour）並連動聲光警報、放大時文字符號不會失真放大。
• 光柵式（Raster）：紙本海圖直接掃描成像（點陣像素，Pixel）、無個別獨立物標屬性、無法單獨隱藏特定圖層、放大時圖像與文字粗糙模糊、無法自動觸發物標安全警報。

3. 常見陷阱：

• 陷阱一：誤將 ENC 的 6 個導航用途等級（Navigational Purpose Bands：大洋 Overview、總圖 General、沿岸 Coastal、進港 Approach、港灣 Harbour、靠泊 Berthing）寫成電子海圖的四種。那是指 ENC 的尺度層級，非海圖種類。
• 陷阱二：誤將紙本海圖的四種用途（大洋圖、航行圖、沿岸圖、港灣圖）套入。
• 陷阱三：忽略民間圖資，僅寫出 ENC 與 RNC 兩種，導致失分過半。

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【答案】

電子海圖（Electronic Chart, EC）依據「發行機構的官方權威性」與「數位圖資之儲存結構（向量或光柵）」，共分為下列四種：

一、官方向量電子航海圖（Electronic Navigational Chart, ENC）

1. 發行主管與規格規範： 由各國政府授權之國家水文機構（如各國海軍水文局、海洋局等）依據國際水文組織（IHO）S-57 規範所編製之官方專屬數位海圖資料庫，並由 IHO S-63 進行數據加密保護。
2. 內容與資料結構：

• 資料格式：採用物件導向（Object-oriented）的幾何向量式資料庫結構，將點、線、面等地理特徵與深度、助航標識等物標屬性分別儲存。

核心觀念

本題測驗「電子航海儀器」中核心裝備——船舶自動識別系統（Automatic Identification System, AIS）​的基本定義、工作原理、國際法規規範及資料傳輸結構。

• 法規依據：以命題當年（民國 107 年）之《國際海上人命安全公約》（SOLAS 1974）第 V 章第 19 條規定為準，規範 300 總噸以上之國際航行船舶、500 總噸以上之非國際航行船舶以及所有客船，均須強制安裝 Class A AIS。
• 技術架構：AIS 係利用海上特高頻（VHF）波段（國際專用頻道 AIS 1: 161.975 MHz 與 AIS 2: 162.025 MHz），採用「自組劃時多載接取」（Self-Organizing Time Division Multiple Access, SOTDMA）通訊技術，達成船對船、船對岸的自動廣播與雙向資料交換。
• 傳輸內容分類：國際海事組織（IMO）將 AIS 發送之訊息嚴格劃分為：靜態資料（Static Information）、動態資料（Dynamic Information）、航程相關資料（Voyage-related Information）​及安全相關訊息（Safety-related Messages）。

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解題方法

本題為標準申論題，答題架構應分為兩大主軸：

1. 試述 AIS 系統：由「定義與通訊技術」、「法規目的與功能（避碰、岸台監控 VTS、搜救 SAR）」雙管齊下，精準點出 SOTDMA 技術及 VHF 頻道運作機制。
2. 列出至少十項資料：切忌雜亂無章地平鋪直敘。閱卷委員評分時極為重視架構，應按 IMO 標準規範的三大主要分類（靜態、動態、航程相關）進行歸納列舉。每類列舉 4～5 項，總數達 12～14 項，不僅能輕鬆突破「至少十項」之門檻，更能展現考生具備完整的體系化專業知識。

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選項分析（申論題答題架構剖析）

本題非選擇題，依考選部申論題閱卷標準，針對題旨之「評分要素」進行剖析：

• 系統概述評分點：必須寫出 VHF 頻段、自動連續廣播、SOTDMA 技術，以及避碰（Collision Avoidance）、航情監視（VTS）、海難搜救（SAR）等實務用途。若僅回答「是一套識別船隻的系統」，得分僅能落在及格邊緣。
• 資料項目評分點：題目明定「至少十項」，若清單不足十項將直接依比例扣分；若能清楚標記資料之屬性（何者固定不變、何者由電羅經與 GNSS 即時更新、何者為航前手動輸入），即為獲取高分之關鍵。

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解題技巧

1. 記憶口訣與結構化分類：

• 靜態資料（出廠/註冊固定）：MMSI、船名、呼號、IMO 編號、船長與船寬、船型、天線位置。（記法：船的身分證與體型）
• 動態資料（感測器自動即時輸入）：船位、世界協調時間（UTC）、對地航向（COG）、對地航速（SOG）、艏向（Heading）、迴轉率（ROT）、航行狀態。（記法：航行儀表上的即時數字）
• 航程資料（航行前船副手動輸入）：目的地、預估抵達時間（ETA）、目前吃水、危險貨物類別。（記法：這趟航程專屬的資訊）

2. 常見陷阱與扣分地雷：