115 高普考高考三級 航海技術 航行設備 考古題詳解

核心觀念

本題考查 GMDSS（全球海上遇險及安全系統）設備部分失效時，船長與值班航行人員如何維持船舶的遇險及安全通信能力，並依序處理通信、通報、維修與紀錄。

作答核心是：先確認失效影響，再確保至少有可用的遇險與安全通信途徑；通信依遇險、緊急、安全、一般的優先次序處理；故障須通報、安排修復，並詳實記入無線電日誌及航海日誌。

法規依據包括《海上人命安全國際公約》（SOLAS）第四章、《國際電信聯盟無線電規則》及我國《船舶無線電臺通信作業要點》。以下以命題當年（民國 115 年）法規為準。

解題方法

可按「評估能力 → 切換設備 → 排定通信 → 通報維修 → 記錄追蹤」作答。此順序先處理即時安全，再處理故障管理，符合船上應變的實際流程。

一、評估通信能力與故障範圍

值班航行人員應立即確認故障設備、故障時間、影響功能及其他設備是否仍可運作，並向船長報告。評估時應涵蓋：

• 故障是單一設備、天線、電源、接線、控制器或共用電源所致。
• 受影響的是 DSC 遇險警報、語音通信、衛星遇險通信、海上安全資訊接收，或上述多項功能。
• 備用電源、天線、接收守聽及其他獨立通信設備是否可用。
• 船舶所在海區、岸臺或衛星覆蓋、航程與預計修復時間。
• 故障是否使船舶不再符合適用的 GMDSS 配備或通信要求。

不可只以「設備能開機」判定通信能力正常；應確認遇險警報能否發送、相關回覆能否接收，以及船對岸、岸對船或船對船的通信途徑是否實際可用。

二、選擇可用設備並維持守聽

船長應依故障影響及船舶海區，指定可用設備與守聽安排。可用設備包括尚正常的 VHF、MF/HF DSC 與無線電話、適用的海事衛星通信終端、NAVTEX／EGC 接收設備，以及救生艇筏雙向 VHF 等。

切換時應注意：

1. 確認備用設備已接妥適當天線及電源，並依操作程序測試。
2. 維持適用遇險與安全頻道或接收設備的守聽，避免切換設備時形成守聽空窗。
3. 若 DSC 功能失效而語音設備仍可用，按適用程序以語音方式呼叫並聯絡海岸電臺、MRCC 或附近船舶；若船對岸設備失效，使用可用的衛星或其他無線電途徑。
4. 若故障影響多項設備，及早向岸上主管機關、公司及相關海岸電臺說明實際通信限制，並採取可行的替代安排。

使用何種設備須配合海區覆蓋與設備功能；不得把一般手機或非 GMDSS 設備視為法定遇險設備的當然替代品。

三、維持通信優先順序

通信優先順序為：

$$\text{遇險} \;>\; \text{緊急} \;>\; \text{安全} \;>\; \text{一般}$$

• 遇險（Distress）：船舶或人命遭受嚴重且迫切危險時使用，遇險警報與遇險通信優先於其他通信。
• 緊急（Urgency）：涉及船舶或人員安全的重要事項，但尚未達遇險程度時使用。
• 安全（Safety）：航行警告、氣象警報及其他與航行安全有關的資訊。

核心觀念

本題考查錨泊安全的整體判斷：錨位不能只靠單一儀器確認，應將船位、船首向、船舶相對岸標的方位、水深變化、海圖水深與潮位資料交互比對。錨泊前要確認錨地適用且有足夠迴旋空間；下錨時要掌握船舶對地運動及錨鏈出鏈情形；錨泊後則持續監控船位與周遭環境，及早辨識走錨或接近危險水域。

測深儀量得的是換能器下方的實際水深，海圖水深則以海圖基準面標示，兩者須配合潮高與儀器設定解讀。走錨不能只以某一次測深值或警報判定，須合併 GNSS 船位、雷達距離／方位、目視方位、船首向及水深趨勢判斷。

解題方法

依「錨泊前—下錨時—錨泊後」整理各設備用途，再說明水深警報及錨泊條件如何影響安全；最後以「交叉核對、判斷趨勢、及早採取行動」回答異常處置。

一、錨泊前

• 測深儀：沿航路及預定錨位附近觀察水深，確認水深變化與海圖相符，並留意淺灘、陡坡及局部障礙。應先確認測深儀的吃水偏移設定：讀值可能是自水面至海床，也可能是自換能器至海床。
• GNSS：確認船位、航向及航速，將預定錨位與海圖上的錨地、限制區、航道、淺水區及危險物標比對。錨泊前宜記錄預定下錨位置與船位。
• 雷達：以岸上固定物、雷達標誌或顯著目標核對船位，量測至岸標的距離與方位，並觀察預定錨位周遭船舶及可供定位的固定目標。
• ECDIS：確認海圖水深、等深線、錨地範圍、底質註記、危險物標及安全等深線；核對海圖基準面、定位來源、警報設定與 GNSS 船位。ECDIS 顯示船位不能取代對感測器品質及海圖資料的確認。
• 目視方位：選取兩個以上分布適當的固定岸標或物標，測取方位並與海圖定位線交會結果比較；避免只用單一物標，因其僅能提供一條定位線，不能單獨確定船位。

二、下錨時

• 測深儀：持續監看水深，確認船舶到達適宜水深，並觀察錨落底前後讀值是否與海圖、潮高及預期水深相符。
• GNSS：監看船舶對地航跡、航速及下錨位置，配合船長指示控制船舶對地移動。船舶應按操船計畫減速、接近下錨點並配合錨鏈出鏈，避免錨尚未抓底即帶有過大對地速度。
• 雷達與目視方位：持續觀察固定目標的距離、方位變化，確認船舶移動方向及下錨後的迴旋趨勢。可將下錨前後方位或距離記錄作為後續監控基準。
• ECDIS：確認船位與預定錨位、危險區及安全等深線的相對關係，並確保船舶進入預定錨泊範圍。

三、錨泊後

• GNSS：設定錨位監控範圍或警戒圈，持續觀察船位是否超出預定迴旋範圍；同時確認位置品質、更新狀態及天線位置，並考量定位誤差。
• 雷達：以固定岸標、雷達標誌或其他可靠目標監看距離與方位變化。船舶隨風、流迴旋時，單一目標的方位會變動，故宜同時比較距離或多個目標。
• 目視方位：定時重測固定物標，與錨泊初期方位比較；若船位持續向同一方向偏移，且變化超出正常迴旋範圍，應視為警訊。
• 測深儀：監看水深是否呈現與船舶正常迴旋相符的變化。水深變淺可能是船位移向淺水區，也可能是船舶迴旋至不同水深處；須同時核對船位與海圖地形。
• ECDIS：觀察船位、錨位及安全等深線、危險物標與錨地邊界的相對位置，使用適當的警戒設定；並以雷達、目視及其他資訊核對船位。

水深警報與錨泊條件

一、水深警報設定

水深警報的淺水門檻應依錨地水深、潮高、船舶吃水、龍骨下餘裕（UKC）、海床坡度、測深儀安裝位置與設定及測量誤差決定。警報用途是提醒值班人員注意水深偏離預期，並非走錨判定器，也不能取代海圖上的安全等深線或船位警戒。

設定時須先確認測深儀顯示深度的基準：

• 若讀值是海面至海床的水深，應直接與海圖水深及潮高校核。
• 若讀值是換能器至海床的水深，須納入換能器相對於水線的位置，才可與海圖基準面水深比較。
• 警報門檻須留有足夠反應時間；

核心觀念

本題考查船舶雷達的基本操作與判讀限制。設定雷達的目的，是在當時海況、天候與航行環境下，取得足以辨認目標、量測距離與方位的清晰畫面；不是把增益調到最大，也不是把雜波全部消除。抑制過度會連同弱小目標一起消失。

雷達以脈衝電波發射並接收目標反射回波，目標距離可由往返時間換算：

$R=\frac{ct}{2}$

其中 $R$ 為目標距離、$c$ 為電波傳播速度、$t$ 為電波往返時間。脈衝寬度會影響距離解析度：脈衝愈短，愈能分辨同一方位上距離相近的目標；脈衝愈長，發射能量通常較大，有利於遠距目標的回波顯示，但近距離解析能力較差。

解題方法：依操作順序說明基本設定

1. 量程（Range scale）

依當時航行水域、目標距離及觀察目的選擇量程。近岸、港區或交通繁忙時，使用較短量程觀察近距離目標與細節；開闊海域或需要掌握遠方目標、岸線時，使用較長量程。航行中應視交通情況與觀察需求調整量程，必要時在不同量程間切換。

量程是雷達畫面的顯示範圍，不代表目標必定能在該距離被偵測到。目標回波仍會受天線高度、目標大小與材質、海浪、降雨、電波傳播及設備狀態影響。

2. 增益（Gain）

增益控制接收機對微弱回波的靈敏度。基本做法是逐步提高增益，直到畫面背景出現少量、細微的雷達雜點，再稍作調整，使目標可辨認而畫面不致被雜點淹沒。

增益過低會漏掉弱小目標；增益過高則會使背景雜訊、海浪回波及其他干擾過於明顯，遮蔽真正目標，甚至形成看似目標的假回波。調整原則是保留足夠靈敏度，而非追求完全無雜點的畫面。

3. 調諧（Tuning）

調諧是使接收機與發射頻率配合，以取得較佳回波接收效果。設備有自動調諧功能時，可依設備操作程序使用；需要手動調諧時，應在適當量程及穩定目標回波條件下調整至回波最清晰的位置，並依設備指示確認調諧狀態。

若調諧不當，回波會變弱或不穩定，使目標偵測能力下降。值班中應留意調諧狀態及畫面變化，並依設備說明書操作。

4. 海浪雜波抑制（Sea clutter／A/C SEA）

海浪雜波主要由近距離海面波浪反射造成，通常在本船附近呈現散亂回波。海況愈差，雜波可能向外延伸，掩蓋小船、浮標或低乾舷目標。

先以適當增益取得基本畫面，再逐步增加海浪雜波抑制，使近距離雜波減弱、目標仍可辨認。抑制程度應以「雜波減少且弱小目標仍能顯示」為準。抑制過強會使近距小目標也被削弱或消失。

5. 雨雪雜波抑制（Rain clutter／A/C RAIN、FTC）

雨、雪及其他降水會在畫面上形成範圍較廣的回波，可能掩蓋降水區內或其後方的船舶、岸線等目標。遇到此類干擾時，適度使用雨雪雜波抑制，以改善目標辨識。

抑制過強會使真正目標回波縮小、變弱或消失，降水區內的目標尤其容易受影響。應配合增益及實際畫面逐步調整，不宜為求畫面乾淨而將抑制調至最大。

6. 脈衝長短（Pulse length）

依觀察距離與解析需求選擇脈衝長度：

• 短脈衝：適合近距離、港區或目標密集水域；有利於分辨距離相近的目標及近距細節。
• 長脈衝：適合較遠距離觀察；

核心觀念

本題考查自動舵的功能與控制模式、各項航行設備提供的資訊，以及不同航行環境下的操舵風險與值班人員責任。

自動舵（Automatic Pilot）是操舵控制設備，接收設定航向與實際航向的差值，自動控制舵角，以維持預定航向。其作用是協助操舵，不能取代航行人員的瞭望、避碰判斷與航行決策。

航跡控制系統（Track Control System, TCS）則以船舶在地面上的預定航跡為目標，根據船位、航向與速度等資訊修正操舵指令，使船舶沿計畫航跡航行。依 IMO MSC.64(67) 附件三與 MSC.74(69) 附件二的性能標準，航向控制系統與航跡控制系統是相關但功能不同的系統：前者維持航向，後者維持地面航跡，並可搭配航向控制來修正漂移。

解題方法

作答可分成兩部分：先說明「自動舵如何控制船舶、各設備提供何種資訊」，再說明「何時風險升高、值班人員如何維持即時接管能力」。

一、基本功能與常見控制模式

自動舵的基本控制流程如下：

1. 操作者設定目標航向。
2. 航向感測器提供船舶當前航向。
3. 系統比較設定航向與實際航向，計算偏差。
4. 系統依偏差及舵機反應特性發出舵令，修正航向。
5. 船舶回到目標航向附近後，系統持續修舵以減少偏航。

常見控制模式包括：

• 航向控制模式（Heading Control）：維持設定航向；電羅經或其他航向感測器提供航向資料。
• 手動操舵模式（Manual Steering）：由操舵人員直接操舵，適合需要即時判斷與精細操船的情況。
• 航跡控制模式（Track Control）：沿預定地面航跡航行，系統依船位、航向與速度等資訊計算所需操舵。這通常需由航跡控制系統與自動舵配合。
• 轉向控制功能：部分系統可依預設轉向率或轉向半徑執行轉向；使用時仍須考量船舶操縱性能、航道與周遭交通。

實際可用模式與名稱依船舶設備配置而異，值班人員應依船上操作手冊確認。

二、與其他航行設備的關係

• 電羅經（Gyrocompass）：提供真航向基準，供自動舵維持航向。若電羅經故障、誤差過大或輸出中斷，自動舵可能依錯誤航向操舵，應核對備用航向來源並視情況切換手動操舵。
• GNSS：提供船位與對地速度等資料，是航跡控制的重要資訊來源；GNSS本身不直接控制舵，也不等同於自動舵。定位受干擾或資料異常時，航跡控制的可靠性會下降。
• 計程儀（Speed log）：提供船速資料，供航行計算及部分控制功能使用；計程儀可能提供對水速度，GNSS通常提供對地速度，兩者代表的量不同，不能混為一談。
• ECDIS：顯示電子海圖、計畫航線及船位等航行資訊，可作為航線規劃與監控工具。單有 ECDIS 不代表船舶已進入航跡控制；是否能將航線送入控制系統，須視設備整合與操作配置而定。

核心觀念

平行指標（Parallel Index, PI）是利用雷達上固定物標回波相對本船的運動，持續監控本船是否沿預定航跡航行，以及與岸線、淺灘或其他危險物保持預定間隔的方法。它是航跡監控工具，不是單獨的船位定位方法，也不能取代目視瞭望、海圖核對、定位及避碰判斷。

在船首向上、相對運動的雷達畫面上，固定岸標或浮標的回波會沿著與本船對地航跡相反的方向移動。若本船依預定航跡及船速航行，固定目標回波的移動軌跡應符合事先設定的索引線；回波持續偏離索引線，表示本船相對預定航跡的位置或運動狀態已有變化，值班人員須查明原因。

解題方法：原理與設定

1. 選定固定且清晰的目標：優先選擇海圖上確認的岸角、岬角、島嶼或雷達回波穩定的固定物標。浮標可能移位、受浪流影響或回波不穩，宜與岸線等其他目標交互核對。
2. 在海圖上規劃安全航跡：標出預定航跡與應保持的安全間隔，並確認目標方位、距離及航道危險物。
3. 將海圖上的幾何關係轉到雷達畫面：設定適當量程、顯示方式與航向穩定資料，依本船預定航向和相對目標的預定距離，在雷達上設定與航跡平行的索引線。索引線代表該固定目標回波在本船正確沿預定航跡行駛時應沿行的相對位置。
4. 預先判定偏離方向的意義：哪一側代表靠近危險物、哪一側代表遠離，須依目標位於航跡左舷或右舷及設定的安全間隔判讀；不能只憑「回波在線內／線外」作通用判斷。
5. 航行中連續監控並交叉核對：觀察回波相對索引線的位置與變化，並以羅經航向、船速、定位、海圖及其他雷達目標核實。

狹水道與沿岸航行的應用

狹水道航行時，可用兩岸岸角、岬角或可靠固定物標設定索引線，監控本船是否偏離航道中心或是否過度接近一側岸線、淺灘及礁區。沿岸航行時，則可設定與岸線平行的索引線，以維持離岸安全距離，並監控本船是否逐漸向岸或向外偏移。

PI 的優點是可連續顯示相對航跡偏移，不必每次都重新量取船位；但它依賴正確的海圖資料、目標識別、雷達顯示設定及感測器資料。