114 高普考普通考試 航海技術 航行設備概要 考古題詳解
第 一 題25 分
船舶於航行中使用 GPS 進行定位時,定位精度常受到 DOP(Dilution of Precision)之影響。請說明 DOP 之定義與主要分類,並舉例說明在實務航行應用中,哪些情境可能導致 DOP 值上升?
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核心觀念
DOP(Dilution of Precision,精度衰減因子)是描述衛星幾何分布對定位誤差放大程度的無因次指標。它反映觀測衛星相對於接收機的位置幾何條件,並非衛星訊號本身的測距誤差。
在其他條件相同時,DOP 值愈小,衛星幾何分布愈有利,定位精度通常愈高;DOP 值愈大,觀測誤差對定位結果的放大效應愈明顯。概念上可表示為:
這是幾何誤差傳遞的概念式;實際定位誤差還會受到衛星鐘差、電離層與對流層延遲、多路徑效應、接收機性能等因素影響。
DOP 的主要分類
- GDOP(Geometric DOP,幾何精度衰減因子):涵蓋三維位置與接收機時間(鐘差)的整體幾何精度。
- PDOP(Position DOP,位置精度衰減因子):涵蓋三維位置的幾何精度。
- HDOP(Horizontal DOP,水平精度衰減因子):表示水平位置的幾何精度。
- VDOP(Vertical DOP,垂直精度衰減因子):表示高度方向的幾何精度。
- TDOP(Time DOP,時間精度衰減因子):表示接收機時間(鐘差)的幾何精度。
一般而言,GDOP 包含位置與時間資訊;PDOP、HDOP、VDOP 分別描述不同位置分量,TDOP 則描述時間分量。各分量的平方和關係為:
解題方法
本題是觀念說明題,可依序回答「DOP 的意義」、「常見分類」及「造成 DOP 升高的航行情境」。
第 二 題25 分
ECDIS 為因應航行安全需求所建構之 Marine GIS 系統之一。請就下列五個面向,比較 Marine GIS 與 ECDIS:
(一)功能區分
(二)系統製作
(三)通訊協定
(四)資料格式
(五)應用層面
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核心觀念
Marine GIS(海洋地理資訊系統)是以海域及其相關資料為對象的地理資訊系統,重點在整合、管理、查詢、分析與呈現各類海洋空間資料。ECDIS(Electronic Chart Display and Information System,電子海圖顯示與資訊系統)則是依國際規範設計的船載航行設備,以官方電子航行圖及航行資訊支援航線規劃、船位監控與航行安全。
兩者的關係是:ECDIS 可視為面向船舶航行安全的專用 Marine GIS;Marine GIS 的範圍較廣,ECDIS 的功能與資料規範較嚴格。 ECDIS 須符合 IMO 的性能標準,以及 IHO、IEC 等相關標準;一般 Marine GIS 不因屬於海洋 GIS,就自動符合 ECDIS 的法定航行用途要求。
解題方法
依「用途與規範化程度」比較五個面向:先抓住 Marine GIS 的廣泛空間資料管理與分析功能,再對照 ECDIS 的船載航行安全用途、型式認可及標準化資料要求。作答時須分清楚「資料格式」與「通訊協定」:前者是地理或海圖資料如何編碼儲存,後者是設備之間如何交換資訊。
五面向比較
| 面向 | Marine GIS | ECDIS |
|---|---|---|
| (一)功能區分 | 通用性海洋空間資訊平台,著重多來源資料的整合、儲存、管理、查詢、空間分析及製圖展示。可處理航海、海洋環境、海洋資源、海域規劃等資料。 | 船舶航行專用系統,核心功能為顯示符合規範的電子海圖、航線規劃與監控,並可整合定位及其他航行資訊,提供航行安全相關警報與指示。 |
| (二)系統製作 | 依應用需求建置,可採不同 GIS 軟體、資料庫、硬體及系統架構;設計重點在資料整合與空間分析,客製彈性較大。 | 須依 IMO ECDIS 性能標準、IHO 海圖及資料標準、IEC 測試與設備標準製作,並符合船載設備的安裝、操作及測試要求;用於法定海圖配備時,設備與資料須符合相應規定。 |
| (三)通訊協定 | 沒有單一、全球一致的 Marine GIS 專用通訊協定;依系統架構與資料來源,可採資料庫連線、網路服務或其他介面。 |
第 三 題25 分
根據 IMO 決議 A.917(22),請說明 AIS 所傳送之船舶靜態資訊與各類動態資訊的更新時間間隔為何?
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核心觀念
本題考查 IMO 決議 A.917(22)《船載自動識別系統(AIS)船上操作指南》所列的 AIS 資訊報告間隔。AIS 資料分為靜態與航次相關資料,以及動態資料;兩者更新頻率不同。
依命題當年適用的 A.917(22),靜態與航次相關資料每 6 分鐘自動傳送一次,或在收到請求時傳送。動態資料的報告間隔則依船舶航速及是否正在改變航向而定。
解題方法
先區分資料類別,再對照 A.917(22) 的動態資訊報告表:
- 靜態與航次相關資料:固定識別資料及本航次資料,例如船名、船舶種類、船舶尺寸、吃水、目的地與預計抵達時間(ETA)。
- 動態資料:隨船舶運動或航行狀態變化的資料,例如船位、對地航速、對地航向、航向、轉向率及航行狀態。
依動態資料表,各情況的報告間隔如下:
第 四 題25 分
請寫出 NAVTEX 信文類別代碼 A、B、D、E、J、L 分別代表何種信文型式。
依據 GMDSS 系統之規劃,全球航行警告業務區域(NAVAREA)劃分為多個區域,請問臺灣附近海域屬於第幾航行警告區?
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核心觀念
NAVTEX 是全球海上遇險及安全系統(GMDSS)海上安全資訊(MSI)的播送方式之一。NAVTEX 訊文識別碼中的第二個字元為 B₂「訊文主題指示字元」,用來標示訊文種類;題目列出的 A、B、D、E、J、L 都是這類代碼。
NAVAREA 是全球航行警告服務劃分的航行警告區域。各區以羅馬數字編號,臺灣附近海域屬於 第 XI 區。
解題方法
先將各字母對應到 NAVTEX 訊文主題,再辨識臺灣所屬的 NAVAREA。代碼題要注意相近的安全資訊種類,例如 D 是搜救資訊,E 是氣象預報;區域題則直接記住臺灣位於西北太平洋的 NAVAREA XI。