115 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

本題要比較磁羅經與電羅經的指北原理、誤差與修正方式，並追蹤羅經航向資料送入船舶設備後的影響。作答時須分清「船首向」與「航跡向」：羅經提供船首向，GNSS通常提供對地航跡向；兩者受風、流及船舶漂移影響時不一定相同。

羅經常見方位換算關係為：

$$T = C + d + V$$

其中 $T$ 為真方位、$C$ 為羅經方位、$d$ 為磁差（Variation，真北與磁北間的角差）、$V$ 為自差（Deviation，磁北與羅經磁北間的角差）。實務上須依東、西偏差的符號約定換算；常用口訣為「東差加、西差減」或以符號代入，避免混用。

解題方法

依序從「原理—誤差—修正—設備影響—故障應變」作答。磁羅經以地磁場定向，誤差重點是磁差與船上自差；電羅經以陀螺及地球自轉、重力等效應建立真北基準，誤差重點是緯度、航速與操船造成的誤差，以及儀器和傳輸系統故障。

一、工作原理比較

項目	磁羅經	電羅經
指北基準	磁針受地球磁場作用，指向磁北附近	電力驅動陀螺保持定向，利用地球自轉及重力控制，使陀螺軸穩定指向真北
航向基準	磁北，讀值為磁羅經航向	真北，讀值為電羅經航向
主要特性	結構簡單、無須外部電源，但受磁場干擾	可輸出航向訊號供導航設備使用，但須電源、啟動穩定時間及定期檢查
顯示與傳輸	通常在羅經盆直接讀取，另可加裝傳送裝置	主羅經可將航向傳至分羅經及其他設備

電羅經並非「直接感應真北」的磁性儀器；它是以陀螺的慣性定向特性及控制機構，取得真北方向。現代船舶也可能使用其他型式的真航向感測器或整合式航向系統，使用時應依設備型式及船上操作程序判讀。

二、主要誤差來源與校正、修正方法

磁羅經

主要誤差來源

1. 磁差：地理真北與地磁北之間的角差，依船舶所在位置及年代變化。
2. 自差：船上鋼料、電流、電氣設備及船體磁性造成的偏差，會隨船首向改變。
3. 傾斜與操船誤差：船舶橫搖、縱搖、轉向及磁羅經安裝狀態可能影響讀值。
4. 外部磁場干擾：如附近大型鋼鐵物件、電纜或新裝設備改變羅經周圍磁場。

校正與修正方法

• 依海圖或適用資料取得當地磁差，並按磁差年變化修正。
• 由合格人員以羅經校正程序調整羅經自差，使用磁棒、軟鐵球等校正器修正永久磁力及感應磁力影響。
• 編製並保存自差表；在不同羅經航向上比對真方位或已知方位，確認殘餘自差。
• 磁羅經及其周圍保持整潔，避免放置磁性物品或未經檢查的電氣設備；設備改裝或船體磁性改變後，應重新檢查。

電羅經

主要誤差來源

1. 緯度誤差：地球自轉效應與陀螺控制關係隨緯度改變，未正確設定緯度會形成誤差。
2. 航速誤差：船舶移動造成表觀偏差，須配合航速及航向修正。
3. 加速度與操船誤差：轉向、變速、橫搖、縱搖等造成短時間的讀值偏移或不穩定。
4. 儀器及傳輸誤差：陀螺、伺服系統、電源、分羅經、航向傳輸線或介面故障，可使輸出偏差、跳動、延遲或中斷。
5. 安裝與校正誤差：主羅經與船首基準線未正確對準，會造成固定的航向偏差。

校正與修正方法

• 依製造商程序輸入正確緯度及航速，確認陀螺已穩定並完成必要的航向校正。
• 將電羅經與已知真方位、天體方位、岸標方位或可靠的獨立航向來源比對，檢查固定差值與變動誤差。
• 依船上程序調整航向對準（羅經差），記錄修正值及比較結果。

核心觀念

本題考查 ECDIS 作為法定主要海圖設備時，如何符合海圖攜載規定，以及在單一設備或感測器故障時維持安全航行。核心原則是：ECDIS 必須符合性能標準、使用有效且最新的官方 ENC，並有足以接替其功能的獨立備援；值班人員則須即時辨識故障、核對船位與航行環境，必要時轉換備援並降低航行風險。

以命題當年（民國 115 年）法規為準，主要依據為《SOLAS》第五章第 18、19、27 條及 IMO ECDIS 性能標準。一般於 115 年以前安裝的 ECDIS，適用 IMO 決議 MSC.232(82)；115 年起的新裝設備，於 115 至 117 年間可依 MSC.530(106)/Rev.1 或 MSC.232(82) 的性能標準。本文所列的攜載與備援原則適用於兩者。IHO 標準包括 ENC 資料與顯示相關規範；設備須維護至符合適用版本。

解題方法

可依「設備資格 → 備援條件 → 故障辨識 → 安全處置」作答：

1. 先交代何種 ECDIS 才能作為法定海圖設備。
2. 說明備援必須能接手主要 ECDIS 的功能，並支援本航程剩餘部分的安全航行。
3. 將題目列出的狀況分成船位來源異常、海圖顯示異常、警報／主機故障與備援失效，再說明共通處置及個別應變。

故障發生時，不能只看系統畫面或警報。值班人員須用其他可用來源交叉核對船位、航向與航速，並依當時水深、離岸距離、交通密度、天候、航道限制及剩餘操船水域判斷風險。時間緊迫或船位可信度不足時，應優先採取降低航行風險的措施，並通知船長。

ECDIS 作為主要海圖設備的基本條件

• 設備經型式認可： ECDIS 須符合適用的 IMO 性能標準，並經認可測試；一般電子海圖系統（ECS）不能僅因具有電子海圖畫面就取代法定 ECDIS。
• 使用官方且最新的 ENC： 航程所需海圖須涵蓋全程，並完成最新海圖改正與航海通告更新。ENC 的比例尺、涵蓋範圍及顯示狀態須適合所在水域，不得把過期資料或非官方資料當作法定海圖依據。
• 符合適用的 IHO 標準： 設備的軟體及海圖顯示須能依適用標準正確呈現 ENC，並維持相容。
• 完成航次規劃與監控設定： 航路須經檢查，設定與船舶吃水及航行條件相符的安全等深線、偏航限制、危險物接近警報及航路關鍵點警報。值班人員仍須持續瞭望及使用其他助航設備交叉核對，不能把 ECDIS 警報視為航行安全的唯一保障。
• 供電與感測器正常： ECDIS 及其正常運作所需設備應有符合規定的供電安排；船位、航向、航速等輸入須可靠。可行時應有獨立的第二船位來源，並定期檢查其狀態與偏差。

備援安排

《SOLAS》第五章第 19 條要求：以電子方式全部或部分履行海圖功能時，須有備援安排，以便 ECDIS 故障後仍能履行航路規劃、海圖顯示及船位監控功能。IMO 性能標準也要求備援既能安全接手 ECDIS 功能，又能在故障後支援剩餘航程的安全航行。

常見安排有兩種：

1. 第二套獨立 ECDIS： 應符合適用性能標準，具備航程所需海圖與航路資料，且電源與主要設備有適當獨立性；航行期間應確認備援設備可用、資料已更新，並依船上程序定期核對或同步航路資料。兩套設備若共用同一電源、感測器或資料來源，須評估共同故障造成的風險。
2. 足量且最新的紙海圖： 紙海圖須涵蓋預定航程、適合航行水域，並已依最新航海通告改正；不能只攜帶少數港口圖，卻缺少故障時所需的沿岸或航路海圖。

備援並非設備清單上的形式項目。航前應確認其海圖、航路、供電、顯示及感測器輸入均可使用，並熟悉切換程序；若主要設備已故障，才開始尋找備援資料，可能來不及安全接手。

各種故障的判斷與應變

故障情形	風險判斷與處置
船位輸入異常	比對 ECDIS 船位與第二 GNSS、雷達岸標／雷達定位、目視方位、測深及航向航速資訊，確認是輸入中斷、感測器故障、資料延遲或基準不一致。切換至已核實的獨立船位來源，並以人工定位及推算船位交叉檢查；

核心觀念

本題考查雷達自動標繪儀（ARPA）或自動追蹤輔助設備（ATA）的「目標交換」（target swap），以及雷達追蹤資料錯誤關聯時，值班航行人員如何辨識並避免據此作出錯誤避碰決定。

目標交換是指：某一追蹤目標的後續雷達回波，錯誤地被系統配給另一個已追蹤目標，或配給未追蹤的回波。此時螢幕上的目標編號、航跡及運動資料，未必仍代表原來那艘船。ARPA 的相對運動向量、最近會遇距離（CPA）及抵達最近會遇點時間（TCPA），均須建立在正確且連續的回波追蹤之上。

避碰判斷須遵循《1972 年國際海上避碰規則》（COLREG）：

• 第 5 條：瞭望。 應以視覺、聽覺及適合當時情況的一切可用方法保持適當瞭望。
• 第 6 條：安全航速。 應考慮能見度、交通密度、雷達性能與限制、海況及操縱性能等因素。
• 第 7 條：碰撞危險。 應適當使用雷達，並以標繪或等效的系統觀察追蹤目標；不得依據不足資料，尤其不足的雷達資料，作成假設。
• 第 8 條：避免碰撞的行動。 避碰行動應及早、明確，並在安全情況下採取足以使他船易於察覺的措施。

本題涉及上述國際避碰規則，以下以命題當年（民國 115 年）法規為準。

解題方法

作答依序交代三件事：交換成因、判斷影響、確認與避碰處置。核心原則是先懷疑並查證追蹤資料，再綜合雷達原始回波、人工標繪、目視瞭望及其他可靠資料判斷；不能只憑 ARPA 顯示的 CPA、TCPA 或目標向量採取行動。

一、目標交換或錯誤關聯的成因

1. 目標接近或航跡交叉： 兩艘船的雷達回波相距很近，回波範圍重疊，系統難以持續辨認各自的回波歸屬。
2. 回波品質不佳： 目標小、反射弱、受遮蔽，或受海浪、雨雪、雜波及干擾影響，回波位置不穩定。
3. 目標機動或本船機動： 他船突然轉向、變速，或本船轉向、變速後，回波相對位置變化快速，追蹤器將回波配給錯誤航跡。
4. 追蹤狀態不穩： 目標剛取得、追蹤尚未穩定，或目標曾短暫失蹤後重新出現，系統重新關聯時配錯回波。
5. 雷達設定或感測器資料問題： 距離尺度、增益、海浪抑制、雨雪抑制設定不當，會使回波顯示品質變差；陀螺羅經、計程儀等輸入資料不準，也會影響目標運動資料的可信度。

二、對避碰判斷的影響

目標交換會造成追蹤資料不再對應原目標，使其方位、距離及運動向量錯誤，進而導致 CPA、TCPA 與會遇情勢判斷失真。值班人員可能因此：

• 誤認有碰撞危險，對錯誤目標採取不必要的操船；
• 漏判真正有碰撞危險的目標，或低估其危險程度；

核心觀念

本題考查船舶駕駛台警報管理與航行安全。警報的功能是把設備偵測到的異常、危險或操作需求，及時提醒值班航行人員，使其確認狀況並採取適當行動。警報應協助值班判斷，不能取代瞭望、定位、避碰判斷及設備監控。

船舶警報可依性質概分為：

• 警告（Warning）：提示需注意的偏差或趨勢，尚未達立即危險程度。
• 警報（Alarm）：表示已發生或即將發生需迅速處置的異常或危險。
• 緊急警報（Emergency alarm）：涉及人命、船舶或設備重大危害，須立即採取緊急行動。
• 狀態或提示訊息（Indication／Caution）：提供設備狀態、操作需求或資訊，未必代表故障或危險。

各設備警報可能包括：ECDIS 的航線偏離、淺水或安全等深線警報；ARPA 的目標接近或碰撞風險警報；AIS 的目標或資料異常提示；BNWAS 的值班人員反應警報；測深儀的淺水警報；GNSS 的定位、訊號或完整性警報；主機及操舵系統的故障、失壓、失效或控制模式警報。各警報名稱及門檻依設備型號與船舶設定而異。

解題方法

本題不是要求逐一說明設備原理，而是從「警報的用途與分類—警報疲乏的成因與後果—值班人員的管理程序」依序作答。作答時要把警報視為安全管理的一環：門檻合理、訊息清楚、有人確認、處置完成且交接無遺漏。

警報過多或遭忽視的航行風險

警報數量過多、設定不當、重複或持續鳴響，會使值班人員逐漸習慣警報，形成警報疲乏，降低注意力與反應意願。值班人員可能把真正重要的警報當成一般背景聲，延遲確認或未採取行動。

主要風險如下：

1. 延誤碰撞避讓：忽略 ARPA 接近警報或 ECDIS 航線偏離警報，未能及時查核目標動態、船位及避讓水域。
2. 擱淺或觸礁：安全等深線、淺水或定位警報設定不合航行水域，或警報被長期消音，使船舶接近危險水域時未獲有效提醒。
3. 船位判斷錯誤：GNSS 故障、訊號中斷或定位異常未被及時處理，導致航行人員依賴不可靠船位。
4. 主機或操舵失效：未及時發現主機、舵機或控制系統異常，可能失去推進或操縱能力，增加碰撞、擱淺及失控漂航風險。
5. 值班中斷或無人接替：BNWAS 警報未妥善處置，可能反映值班人員未能保持警覺，或未及時通知其他船員支援。

核心觀念

本題考查海事安全資訊（Maritime Safety Information, MSI）的範圍、全球海上遇險及安全系統（GMDSS）的接收方式，以及值班航行人員如何把收到的資訊轉成可執行的航行安全措施。

依 IMO 決議 **A.705(17)《海事安全資訊發布》**及 A.706(17)《全球航行警告服務》，MSI 是向船舶發布的航行與氣象警告、氣象預報，以及其他緊急安全相關訊息。常見內容包括：

• 航行警告：航標失常、沉船或漂流物、海底工程、軍事演習、未測量水域、航道障礙等。
• 氣象警報與預報：強風、颱風、濃霧、海況惡化及其他影響航行的天氣與海象。
• 搜救資訊：遇險船舶、失蹤人員、搜救行動區域及相關協調資訊。
• 其他緊急安全訊息：例如海嘯、冰況、海盜威脅，或對船舶航行有直接影響的臨時管制資訊。

法規架構以《海上人命安全國際公約》（SOLAS）第四章無線電通信、第五章航行安全，以及 IMO 決議 A.705(17)、A.706(17) 為主；GMDSS 中的 MSI 服務與接收設備要求，則見 SOLAS 第四章相關規定。本題涉及法規部分，以命題當年（民國 115 年）法規為準。

解題方法

依「收到訊息 → 判讀適用性 → 標註位置與時間 → 通知交接 → 修正航行計畫 → 採取值班措施」作答。先說明 MSI 是什麼、如何接收，再按訊息的空間與時間條件說明如何落實到航行操作，最後交代漏收 MSI 的風險。

一、接收設備或系統

船舶依航區及 GMDSS 規定使用適當的 MSI 接收服務，主要包括：

• NAVTEX：在有國際 NAVTEX 服務的航區接收 MSI；國際服務以 518 kHz 英文播送為主，另有國家服務頻率。
• 衛星增強群呼（EGC）：透過 SafetyNET 或 Iridium SafetyCast 等服務，向指定地理區域船舶播送 MSI 及搜救資訊。
• HF 窄頻直接印字電報（HF NBDP）：於適用服務及航區接收 MSI。
• 其他官方來源：船舶可依程序以海岸電台、VTS 或主管機關通知補充確認；但不應把一般網路或非官方資訊當成唯一接收管道。

NAVTEX 與衛星 EGC 的播送範圍和內容不必然完全重複，因此值班人員應確認船舶設備、航區設定及接收服務符合整段航程需求，並留意設備故障或設定錯誤。

二、收到 MSI 後的處理程序

1. 確認訊息內容與適用範圍 閱讀訊息類別、發報機構、發布時間、有效期間、地理位置或警告區域、危害內容及建議措施。確認訊息是否涉及本船目前位置、預定航線、備用航線或預計通過時間；不可只看標題便判定與本船無關。