112 港務人員升資考試員級晉高員級 技術類(選試航海學)-臺灣港務公司 航海學 考古題詳解

核心觀念

本題考查船舶自動識別系統（Automatic Identification System, AIS）的功能與基本通信特性。作答時依序說明：系統用途、傳送頻道與頻率、通信距離、交換資訊內容。

AIS 是利用海事甚高頻（VHF）無線電，自動交換船舶識別、航行及安全相關資訊的船舶追蹤系統。船舶、岸台及其他適用的 AIS 台站可接收相關資訊，供船舶交通監控、航行安全及避碰參考。AIS 可補充雷達與目視瞭望，不能取代船舶駕駛人應有的瞭望與避碰責任。

解題方法

以「傳輸媒介—頻道與頻率—有效距離—資料內容」四個面向整理。尤其要分清 AIS 的兩個主要 VHF 頻道，以及靜態、動態、航次相關三類船舶資料；距離則應說明受 VHF 視距傳播與天線高度影響，不能當作固定值。

分項說明

一、無線電傳送頻道與頻率

AIS 使用海事 VHF 頻段內的兩個主要專用頻道，採數位資料傳輸：

AIS 使用時分多重存取技術（TDMA），將傳輸時間分成時槽，讓多艘船舶能在同一頻道上依序傳送資料。一般 AIS 船載台會在 AIS 1 與 AIS 2 間交替使用；岸台也可依需要管理頻道使用。

二、通信距離

AIS 以 VHF 無線電傳輸，主要受視距傳播限制。通信距離取決於船舶與岸台的天線高度、地形遮蔽、設備狀況及傳播環境；一般船舶間或船舶與岸台的有效範圍約為 20 至 30 海浬，實際距離會有所增減。

核心觀念

太陽觀測的目的，是把六分儀量得的高度換算為太陽中心的觀測高度 $H_o$，再與依航海曆及推算船位求得的計算高度 $H_c$ 比較，求出截距與方位，繪出位置線。

• 六分儀高度 $H_s$：六分儀直接量得的太陽高度，尚未修正。
• 觀測高度 $H_o$：經各項高度修正後，太陽中心相對於真地平的高度。
• 計算高度 $H_c$：依觀測時刻的太陽位置及假設船位，計算太陽中心的高度。
• 截距：$a=H_o-H_c$。每 $1'$ 高度差相當於 $1$ 浬；$H_o>H_c$ 為「向太陽」（T），$H_o<H_c$ 為「離太陽」（A）。
• 位置線方位：由假設船位指向太陽的方位角 $Z_n$ 決定，位置線與該方向垂直。

解題方法：完整解算步驟

依序完成觀測、修正高度、查航海曆、計算高度與方位、求截距並繪線。

一、觀測並記錄資料

1. 以六分儀觀測太陽下緣或上緣，記錄六分儀讀數 $H_s$，並註明觀測的是下緣（LL）或上緣（UL）。
2. 同時記錄精確觀測時刻，通常以世界時（UTC）表示；記錄船位推算位置、眼高及六分儀指數誤差等資料。
3. 觀測太陽時須使太陽影像與海平線相切，並依使用方式調整六分儀讀數。海況、海平線清晰度及觀測時刻都會影響結果。

二、修正六分儀高度，求觀測高度 $H_o$

高度修正順序如下：

1. 指數誤差修正（Index Correction, IC）

先依六分儀校正所得的指數誤差，換算成指數修正，加入六分儀高度：

$H_s'=H_s+IC$

指數修正的正負號依儀器校正結果判定，不可一律當作加項。

2. 眼高差修正（Dip）

眼高使可見海平線低於真地平，因此眼高差一律自高度扣除：

$H_a=H_s'-Dip$

$H_a$ 為視高度，眼高差依眼高查表取得；眼高愈高，修正量愈大。

3. 蒙氣差、視差及半徑差修正

• 蒙氣差（Refraction）：大氣折射使天體視位置偏高，因此修正值為負，須扣除。
• 視差（Parallax）：太陽視差很小，仍依所用航海曆表列修正辦理；一般為正修正。
• 半徑差（Semi-diameter, SD）：六分儀觀測太陽邊緣，須修正到太陽中心。觀測下緣時加上半徑差；觀測上緣時扣除半徑差。

因此可表示為：

$H_o=H_a+\text{蒙氣差修正}+\text{視差修正}+\text{半徑差修正}$

實際作答時應依指定航海曆的太陽高度修正表查取，並遵循表格欄位所列的符號與適用高度。若採航海曆的太陽合併修正表，依其要求以視高度及所觀測的邊緣查表，可直接取得合併修正，再加至 $H_a$ 求得 $H_o$。不可將已合併的修正再重複逐項加入。

三、查取觀測時刻的太陽位置

核心觀念

本題考查雷達的真實運動（True Motion, TM）與相對運動（Relative Motion, RM）。兩種模式都能顯示本船與他船的位置，但採用的參考基準不同：

• 真實運動模式：以地球或海面為固定參考。本船與他船各自按真實航向、航速移動；本船不固定在畫面中心，而是沿航跡移動。
• 相對運動模式：以本船為固定參考。本船固定在畫面中心，他船相對本船移動；他船的相對航跡及相對速度會反映雙方運動的合成結果。

「真實」指相對地面（通常以對地航向、航速表示）的運動；若雷達採用海水速度資料，顯示的真實運動則以水為參考，須留意潮流等因素造成的差異。

解題方法與圖示

答題時先交代兩種模式的固定參考物，再分別說明本船與目標的畫面運動，最後對應到航行用途。以下假設本船向北航行，目標船亦向北航行，但航速較慢；雷達畫面上方為北。

一、真實運動模式（TM）

 北 ↑

 目標船起點 ● ─────→ ● 目標船現位置
 （較慢）

 本船現位置 ▲
 本船起點 △ ─────────→
 （較快）

 本船與目標船各自沿真實航向移動

兩船各自依其真實運動在固定的地理參考系中移動。若本船採用北向上顯示，本船及目標的移動方向與航跡便可直接和地理方位比較。當本船接近畫面邊緣時，雷達會重新置中或重設顯示範圍；不同機型的處理方式可能不同。

二、相對運動模式（RM）

 北 ↑

 目標船過去位置 ●
 \
 \ 目標相對本船的運動方向
 ● 目標船現在位置

 ▲ 本船（固定於畫面中心）
 │
 │ 本船真實航向
 ↑

本船固定在畫面中心，海面及目標的顯示均以本船為參考。目標的相對速度向量為：

核心觀念

本題考查 IMO《船舶定線一般規定》（General Provisions on Ships’ Routeing）所列的船舶定線目的，以及船舶使用定線系統時應遵守的一般規定。主要依據為 IMO 大會決議 A.572(14)（經修正）及《1974 年海上人命安全國際公約》（SOLAS）第五章第 10 條；航行於或接近分道通航制時，並須配合《1972 年國際海上避碰規則》第 10 條。

本題不是計算題，也沒有選項；作答宜先交代定線要解決的航行風險，再條列定線的主要目的與船舶使用規則。

解題方法

以「為何要定線」和「船舶如何使用定線系統」兩部分作答：

1. 先說明船舶定線的總目的：在交通匯聚、船舶密集或航行空間受限等海域，提升航行安全。
2. 再列出各定線系統可達成的具體目的。
3. 最後整理一般使用規定，特別指出：定線系統原則上建議使用，但定線不會賦予船舶優先權，也不取代避碰規則。

制定船舶定線之目的

船舶定線旨在改善下列海域的航行安全：船舶交通匯聚處、交通密度高處，以及因海域狹窄、存在航行障礙物、水深有限或氣象條件不利，而限制船舶自由航行的海域。

依各海域的危險情況，定線系統的具體目的可包括：

1. 分隔相反方向的交通流，減少船舶迎艏相遇。
2. 降低交叉交通與既有航道船舶間的碰撞危險。
3. 簡化交通匯聚區的流向，使船流較有秩序。
4. 組織海上探勘或開採集中區的安全船流。
5. 安排船舶避開不宜航行的區域，或使特定船種避開危險區域。
6. 降低擱淺風險，尤其在水深不確定或水深關鍵的海域，提供船舶特別指引。
7. 引導船舶避開漁場，或安排船舶安全通過漁場。

定線系統的形式包括分道通航制、雙向航路、建議航路、建議航跡、應避免區、沿岸交通帶、環狀航路、預防區及深水航路等。

一般規定

1. 定線系統的適用原則

定線系統原則上供所有船舶使用，除非該系統另有規定。其設計預期適用於晝夜及各種天候；但限於無冰水域或輕冰情況，且不需要特殊操船或破冰船協助的條件。

船舶決定是否使用某一航路時，仍須考量安全龍骨下淨空，並檢視海圖水深、最近一次測量後海床是否可能變化，以及氣象與潮汐對水深的影響。

2. 航行於分道通航制時