109 高普考高考三級 航海技術 航行設備 考古題詳解

核心觀念

ECDIS（Electronic Chart Display and Information System，電子海圖顯示與資訊系統）以電子海圖為底圖，接收船上航海儀器的即時資料，顯示本船位置、航向、航速及周遭交通與水深資訊，供航行監控使用。

依 IMO《ECDIS 性能標準》MSC.232(82)，基本上應連接：

1. 船位測定系統：提供本船位置。
2. 陀螺羅經：提供本船航向。
3. 速度與距離測量設備：提供船速及航程資料。

若船上未裝陀螺羅經，則應由船用航向傳送裝置提供航向資料。AIS、雷達、測深儀等設備也常與 ECDIS 連接，用以補充周遭船舶、雷達目標或水深資訊。

解題方法

作答時先列出 ECDIS 航行監控所需的三項核心資料：船位、航向、速度／距離；接著補充常見的整合設備，並分別說明它們輸入的資料及用途。要區分「基本導航感測器」與「常見整合或疊加設備」，避免把所有設備都說成法規規定的必要輸入。

各輸入航海儀器及主要功能

核心觀念

本題考 ARPA（自動雷達標繪裝置）的操作警告：當目標符合預設的接近條件、追蹤目標遺失，或設備出現故障時，系統會以警示提醒值班駕駛員。IMO《ARPA 性能標準》要求裝置能對特定目標提供視覺及／或聽覺警告；各型雷達的警報名稱與聲光配置可能略有差異。

其中：

• CPA（Closest Point of Approach，最近會遇距離）：本船與目標船依當前運動狀態推算的最近距離。
• TCPA（Time to CPA，至最近會遇時間）：到達推算 CPA 所需時間。
• 警戒區（guard zone）：駕駛員在雷達上設定的警戒範圍；目標進入該範圍時，系統可發出警告。

解題方法

依警報觸發原因分類作答，至少列出四種。最穩妥的分類是「碰撞危險、警戒區、目標追蹤、追蹤容量、設備狀態」：

1. CPA／TCPA 危險警報：已追蹤目標的預測 CPA 小於設定值，且 TCPA 落在設定的預警時間內，表示目標可能構成碰撞危險。

核心觀念

六分儀的指標差（Index Error, IE），是指指標臂置於零位時，六分儀仍顯示的角度誤差。理想狀態下，指標臂在零位時，指標鏡與水平鏡應互相平行；若不平行，六分儀量得的角度便會帶有固定的儀器誤差。

指標修正量（Index Correction, IC）是用來消除指標差的修正值，其大小與指標差相等、方向相反：

因此，修正六分儀讀數時：

通常以「弧上」（on the arc）表示正值，以「弧外」（off the arc）表示負值。若指標差在弧上，指標修正量就在弧外；若指標差在弧外，指標修正量就在弧上。

解題方法：船上求指標差的兩種方法

一、地平線法

適合能清楚觀察海上真地平線時使用。

1. 將六分儀指標臂置於零位，並保持六分儀直立。
2. 由望遠鏡觀察真地平線及其經鏡面反射形成的影像。
3. 若真地平線與反射影像成一直線，表示指標差為零。
4. 若兩者不重合，移動指標臂，直到真地平線與反射影像重合；此時讀取六分儀讀數，即為指標差的大小，並依讀數位於弧上或弧外判定其方向。

例如，兩條地平線重合時讀數為 $2'$ 弧上，則 $IE=+2'$，所以 $IC=-2'$，實際觀測讀數應減去 $2'$。

核心觀念

「幾何精度」（Geometric Dilution of Precision，GDOP）是衡量 GPS 衛星相對於接收機的空間幾何分布，對定位與計時誤差造成放大效果的指標。它描述的是衛星幾何形狀對解算結果的影響，不是 GPS 接收機本身的測距誤差。

衛星分布均勻、方位與仰角角度分散時，幾何條件較佳，DOP 值較小；衛星集中在天空某一區域時，幾何條件較差，DOP 值較大。

解題方法：四種幾何精度因子

依所衡量的解算量，常用的四種幾何精度因子如下：

1. GDOP（Geometric DOP，幾何精度因子） 衡量三維位置與時間解算的綜合幾何影響，亦即同時考慮位置誤差及接收機時鐘誤差。

2. PDOP（Position DOP，位置精度因子） 衡量三維空間位置（緯度、經度及高度）解算的幾何影響。

3. HDOP（Horizontal DOP，水平精度因子） 衡量水平位置（緯度、經度）解算的幾何影響。

4. VDOP（Vertical DOP，垂直精度因子） 衡量垂直方向，即高度解算的幾何影響。

四者的關係可表示為：

若再將計時誤差納入，則：