110 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

本題考查 ECDIS 如何將 ENC（電子航行海圖）維持在最新狀態，以及更新資料在海圖上的呈現方式。作答須區分兩件事：更新如何匯入並納入海圖資料庫，以及更新內容如何供航海員辨識與查核。

ECDIS 接收 ENC 後，會將資料及其更新整合至 SENC（系統電子海圖）。主要依據包括 IMO《ECDIS 性能標準》及 IHO S-52《ECDIS 海圖內容與顯示規範》、S-52 附錄一《電子航行海圖更新指引》與 S-52 Presentation Library。

解題方法

以「資料來源與處理方式」區分更新，再說明各類更新的顯示特徵：

1. 官方 ENC 更新以自動方式套用至原有 ENC，更新完成後檢視更新紀錄與受影響海圖。
2. 未整合至 ENC 的修正，或航海員自行輸入的修正，以人工更新方式加入；此類資料須與官方 ENC 資訊清楚區別。
3. 更新完成後，海圖通常依一般海圖符號與色彩顯示；航海員要求檢視更新時，ECDIS 須能以特定符號或線型標示更新處，方便核對。

海圖更新方式

一、自動更新（integrated／automatic update）

水道測量機關或 ENC 發行機關發布官方 ENC 更新檔，ECDIS 接收後依序套用至相應海圖單元，並更新 SENC。更新可透過光碟、記憶媒體或通訊傳輸等方式取得，實際介面依設備與供應方式而異。

航海員應確認更新檔適用的海圖單元及更新順序，檢視更新處理結果、更新編號與紀錄，並確認海圖版本及更新狀態。若更新有異常或遭拒絕，應依系統提示處理並留下紀錄。

二、人工更新（manual update）

對於未整合進官方 ENC 的修正，例如航海通告所載的臨時性資料，或航海員經確認後自行輸入的修正，可透過 ECDIS 的人工更新功能加入。可新增、刪除或修改海圖要素，並應記錄修正內容、來源、輸入時間及輸入者等資訊。

核心觀念

AIS（Automatic Identification System，船舶自動識別系統）利用甚高頻（VHF）無線電與時分多重存取（TDMA），自動交換船舶識別、位置、航向、航速及航行安全相關資訊。題目所稱的四種操作模式，依 ITU-R M.1371 的操作特性，分別為靜默、自主、指配及輪詢模式。

須留意，IMO《船載通用自動識別系統性能標準》著重說明自主連續、指配及輪詢三種資料傳輸模式；ITU-R M.1371 另將靜默模式列為 AIS 的操作模式，因此本題應按四種模式作答。

解題方法

以「是否發送、由誰安排發送時機、是否因查詢而回覆」為分類主軸，即可分辨四種模式：

核心觀念

海圖雷達（Chart Radar）是將雷達回波與電子海圖上的岸線、陸標、水深、航道及危險物等資料，配合船位、航向與航速，整合顯示於同一畫面上的航行設備。它讓航海人員能同時掌握「周遭目標」與「船舶在海圖上的位置」，便於比對雷達影像和海圖資料，輔助定位、避碰及航線監控。

海圖雷達是航行決策的輔助工具，不能取代駕駛台人員的瞭望、雷達觀測、海圖核對及安全航速判斷，也不應單獨作為船位或避碰判斷的唯一依據。

解題方法

本題屬於設備原理與航行應用題，可依「定義、資料整合、航安用途、使用限制」作答。作答時要說明海圖雷達如何呈現資訊，再具體列出它如何協助定位、避碰及航線監控，最後補上操作上的注意事項。

增加航行安全的應用

1. 輔助船位確認 比對雷達回波與海圖上的岸線、岬角、島嶼或固定陸標，檢核電子定位設備所提供的船位。若雷達影像與海圖顯示不符，可及早察覺定位輸入、海圖資料或感測器設定的異常。

2. 辨識周遭目標並協助避碰 雷達可顯示附近船舶、浮標及岸上物標；配合目標追蹤、相對運動資料及海圖上的航道與危險區域，駕駛人員能掌握目標位置與接近態勢，及早採取適當避碰措施。

3. 監控航線與偏航 將預定航線、船位及雷達回波一併觀察，可檢查船舶是否偏離航線，並提早發現船舶接近淺水區、礁石、航道邊界或其他危險水域。

核心觀念

GPS 定位是利用衛星與接收機之間的偽距，配合衛星廣播的星曆資料，解出接收機的位置與接收機時鐘誤差。它的幾何概念是「以衛星為已知中心、以量得距離為半徑，求各球面交會處」，也就是空間後方交會／空間距離交會。

接收機需要求得三個位置座標及一個時鐘誤差，共四個未知數，因此標準三維定位至少需要同時接收四顆衛星的訊號。衛星與接收機各自的時鐘並非完全同步，量得的距離因此含有接收機時鐘誤差，稱為偽距，不能直接視為真實幾何距離。

解題方法

1. 接收衛星訊號並取得資料

接收機解讀各衛星的導航訊息，取得衛星識別碼、訊號發射時間、星曆資料及衛星時鐘修正資料。星曆資料用來計算衛星在訊號發射時刻的位置。

2. 量測訊號傳播時間並計算偽距

衛星訊號以光速傳播。接收機比較訊號的發射時刻與接收時刻，求得傳播時間，再乘以光速，得到各衛星的偽距：

$P_i = c\,(t_{\text{接收}}-t_{\text{發射},i})$

其中，$P_i$ 是第 $i$ 顆衛星的偽距，$c$ 為光速。由於接收機時鐘有偏差，$P_i$ 會與衛星至接收機的幾何距離不同。

3. 計算衛星座標與列出定位方程式

依星曆資料及發射時刻，計算各衛星在地心地固座標系（ECEF）中的座標 $(x_i,y_i,z_i)$。令接收機位置為 $(x,y,z)$，接收機時鐘誤差以距離表示為 $b=c\,\delta t$，則第 $i$ 顆衛星的偽距方程式為：

$P_i=\sqrt{(x-x_i)^2+(y-y_i)^2+(z-z_i)^2}+b+\varepsilon_i$