109 高普考普通考試 航海技術 航行設備概要 考古題詳解

核心觀念

本題考的是雷達／ARPA 上名稱相近、用途不同的兩項功能：

• Trails（回波尾跡）：顯示目標回波在一段時間內留下的軌跡，供觀察者判讀目標運動方向及周遭交通流向。它可用於一般雷達回波，也可搭配 ARPA 追蹤目標。
• Trial（試操船，Trial Manoeuvre）：在 ARPA 上模擬本船改變航向、航速後，已追蹤目標的相對運動與避碰結果，供駕駛台評估預定操船方案。

簡單區分：Trails 是觀察過去一段時間的回波移動；Trial 是預測本船採取某一操船方案後的影響。

解題方法與各小題作答

（一）適用對象各為何？（10 分）

Trails 的適用對象

適用於雷達畫面上的移動回波，包括：

1. 未經 ARPA 追蹤的雷達目標：可由其尾跡觀察相對於本船的移動方向。
2. ARPA 已追蹤的目標：可藉尾跡輔助辨識其實際運動趨勢，並與向量、CPA／TCPA 資料互相核對。

固定物、岸線等固定回波在相對運動顯示下也可能留下尾跡；其表現會受顯示模式與本船運動影響。因此尾跡不宜單獨用來判定目標的真實航向。

Trial 的適用對象

Trial 是以本船為操船主體，模擬本船預定改變航向、航速或兩者同時改變，並觀察其對 ARPA 已追蹤目標的影響。它用來評估操船方案，不是對目標船下達操船指令，也不是讓雷達回波真的改變。

（二）其分別的功能為何？（5 分）

Trails 的功能

在回波後方顯示一段時間的尾跡，讓航海人員判斷回波移動的方向及趨勢，協助辨認交叉、追越等交通態勢，並可輔助確認 ARPA 追蹤結果。尾跡顯示的是過去累積的運動痕跡，不等同於未來預測向量。

Trial 的功能

模擬本船依設定的航向、航速及延遲時間操船後，追蹤目標將呈現的相對運動，供評估預定操船是否能形成所需的避讓效果，例如改善 CPA。試操船期間 ARPA 持續更新目標資料；模擬結果仍須配合實際瞭望、雷達觀測及避碰規則判斷。

（三）設定時需輸入的事項為何？各應如何設定？（5 分）

Trails

通常需選擇：

• 尾跡模式：相對尾跡（Relative）或真尾跡（True）。
• 尾跡時間：設定尾跡保留或累積的時間，也可依需要清除尾跡。

相對尾跡會以本船為參考呈現目標的相對運動；真尾跡則以地面或海面參考呈現目標的真運動。尾跡時間應依交通密度、顯示量程及判讀需求選擇；時間較長時，運動趨勢較清楚，但畫面也會較繁雜。

Trial

一般需輸入：

核心觀念

雷達的距離鑑別力（Range Discrimination），是指雷達在同一方位上，分辨前後兩個目標為不同回波的能力。兩目標距離太近時，回波會在時間上重疊，雷達可能將它們顯示成單一目標。

距離鑑別力主要受脈波寬度影響。脈波越短，兩個回波越容易在時間上分開，雷達的距離鑑別力越好。其最小可分辨距離間隔為：

$$\Delta R=\frac{c\tau}{2}$$

其中，$c$ 為電波傳播速度，$\tau$ 為雷達脈波寬度；分母中的 $2$ 是因為電波須往返目標，兩目標的距離差只對應到回波往返路程差的兩倍。

解題方法

題目給定脈波寬度 $\tau=1.0$ 微秒，取電波速度 $c=3.0\times10^8$ 公尺／秒。

先換算脈波寬度：

$$\tau=1.0\times10^{-6}\ \text{秒}$$

代入公式：

$$\Delta R =\frac{(3.0\times10^8)(1.0\times10^{-6})}{2} =\frac{300}{2} =150\ \text{公尺}$$

因此，同方位兩目標的距離至少須相隔 150 公尺，才可在理想條件下分辨為兩個目標。

為何至少須相隔 150 公尺

核心觀念

本題考查 ECDIS（電子海圖顯示與資訊系統）中 **Safety Depth（安全水深）**的用途、設定依據，以及船舶進入較淺水域時的顯示效果。

依 IMO ECDIS 性能標準 MSC.232(82) 第 5.9 節，航海者應能設定 Safety Depth；當選擇顯示點狀水深時，ECDIS 應將等於或小於 Safety Depth 的水深數字以較醒目的方式顯示。Safety Depth 是協助辨識危險點狀水深的顯示設定，與 Safety Contour（安全等深線）不同：安全等深線用來標示安全水域與較淺水域的界線，並可觸發警報；Safety Depth 本身主要用來強調水深數字。

本題涉及 IMO 性能標準，以下以命題當年（民國 109 年）適用標準為準。

解題方法與設定標準

Safety Depth 的設定應以船舶該航段所需的最低安全水深為基礎，考量船舶吃水、船底淨空、船舶航行時下沉量與潮高等因素。常用的估算式為：

$$\text{Safety Depth} = \text{最大吃水} + \text{所需最小 UKC} + \text{下沉量（Squat）} + \text{安全裕度} - \text{潮高}$$

其中 UKC（Under Keel Clearance）為船底與海床間的淨空。航段所需 UKC 與安全裕度，應依船舶安全管理程序、航速與水深條件，以及海圖資料品質等因素決定；若以海圖基準面水深進行計算，應將預報潮高納入折算。

設定值的重點是讓 ECDIS 能醒目標示低於船舶安全需求的點狀水深。設定後若 ENC 沒有完全相同的等深線，通常是 Safety Contour 的選擇機制會改用可用的較深等深線；

**核心觀念：**IMN 是 INMARSAT Mobile Number（INMARSAT 移動號碼），用來識別 INMARSAT 船舶地球電台（MES），供岸台或其他通信端點對該船舶終端進行呼叫或傳送資料。不同 INMARSAT 系統有各自的 IMN 編碼格式，因此可由號碼前綴辨認終端類型或服務。

IMN 通常為九位數。對外撥號時，前面通常另加 INMARSAT 國際接取碼 870；因此 870 不屬於 IMN 本身。

**解題方法：**先分清楚 IMN 是終端的識別號碼，再依各系統的位數與前綴說明其編碼。尤其要把號碼前綴和另加的國際接取碼分開。

（二）各系統的 IMN 格式及說明

1. INMARSAT-C

格式為：

$$4\,MID\,XXXXX$$

共九位數，其中：

• 首位 4：表示 INMARSAT-C 終端。
• MID：三位數的海事識別數字，代表船舶所屬國家或主管機關。
• XXXXX：五位數的終端或船舶識別號碼。

因此，INMARSAT-C 的 IMN 為 以 4 開頭的九位數。

2. INMARSAT Fleet F77

格式為：

$$76\,XXXXXXX$$

共九位數，其中：

• 前兩位 76：表示 Fleet 系列的語音及低速資料號碼。
• 後七位 XXXXXXX：由系統分配的個別號碼。

76 主要用於 F77 語音、傳真及 9.6 kbit/s 資料服務。F77 另有高速資料號碼：

$$60\,XXXXXXX$$