3.1 茫茫大海上，船如何确定自己的位置？

常言道：要找准你的位置。

在浩渺的大海上要确定自己的位置，是每一个航海者必须面对的挑战。因为，白天放眼望去是一片无尽的蓝，天水一色，分不清何处是海的尽头，何处是天的开始；而到了晚上，四周又成了黑漆漆一片。

那么，在这种情况下，人或船要如何确定自己的位置呢？

图片说明：航海途中，看到的海面是一片茫茫（张志友团队 / 摄）

简单说，确定自己的位置有两种方式：靠自己记和算；靠与其他物体的相对位置来计算。

在海上航行也是一样，我们把这两种方式叫做航迹推算和观测定位。

如何进行航迹推算？

不借助外界的力量，从自己的起点开始推算此后的航行轨迹和位置，就是航迹推算。就相当于你在跑步时根据出发的位置，按照跑步的方向和速度，估算出10分钟后、1小时后你到达的地方，以及画出跑完之后的整体路线。

在船上，我们会使用各种工具，比如罗经（提供方向基准的仪器）、惯性导航系统（可提供船只的速度、方向、位置等信息）或计程仪所指示的航向、航程，再结合具体海区的风和海流等资料来进行航迹推算。

以计程仪为例，它可以测量船舶的航速，包括前进、后退、横移速度，还可以获得累计航程，看看船走了多远——这些数据对于船舶的操控和安全行驶都至关重要。

而现在发展最快也最为便捷的当属惯性导航系统，它可以直接提供航速、航向、船舶位置等各种信息。

具体什么原理呢？

惯性导航系统里，主要靠其中的“惯性器件”，也就是加速度计和陀螺仪大显身手。它们分别测量船舶运动的加速度和角速度，能够不断记录船舶的运动状态，包括位置、速度、姿态和时间信息。惯导系统利用初始位置和姿态信息，然后一步步地把这些运动计算进去，就能够获得最终的位置。惯导系统不需要接收外界信号，每时每刻不断自主计算，可以全天候实时获得多种信息。

不管用什么工具，有一点是共通的：为了保证结果的准确性，推算的起始点必须是准确的，这是后续推算的基础，正所谓“基础不牢，地动山摇”。而且在整个航行过程中，航迹推算应该是连续不断的，不能无故中断，直到抵达目的地或接近港界，可以通过观测到物标来进行导航时，方可停止。

航迹推算最大的问题是很难长时间保证推算舰位的精度。

首先，船的航行轨迹不一定都很流畅，绘制是有难度的。

其次，海上航行不可避免地受到风、海流等各种因素的影响，方向和速度会不断变化，需要及时观测修正风和海流对舰船产生的误差，来提高定位精度。

再者，推算过程中，误差是不断积累的，推算时间越长，误差越大，定位精度就越差。就像一块不准的手表，一天还勉强可以用用，但一年后那差得就实在太远了。

不可否认的是，航迹推算由于计算较为简便、实时、快速等优点，目前依然是舰船导航的基本航行定位方法之一，是舰船辨认目标和分析判断航行安全的主要依据之一。这也是最简单方便的“掐指一算”就可以知道自己在海上哪里的方法。

如何观测舰位？

观测定位是利用外界物标和自己的相对关系，来获得船舶位置的方法。就好比在陆地上，如果别人给你打电话问你在哪里，你会告诉他在某幢楼前、某个地铁口边上等——这就是利用已知的楼、地铁站的位置，再根据相对关系——“前”“边”等，从而获知自己的位置。

在离岸不太远的海域航行时，也一样可以用已知的陆上物标来进行定位。你可以找一找海图上标有确切位置的显著物标，比如：灯塔、山头、岛屿、立标等，然后通过六分仪（测定角度然后转化成距离）、罗经加方位仪（测定物标方位）等对物标进行观测，获得相对位置。

比如下图中，用罗经加方位仪观测到附近灯塔（A点）的方位是50°，使用六分仪观测岛屿（B点）的距离是4海里。那么，在海图上过灯塔画一条方位50°的射线；以岛屿为中心，4海里为半径画圆，那么射线和圆的交叉点（P）就是你的位置了。

一般情况下，根据单一陆标的一次观测，只能得到一条船位线（船舶位置可能在这个线的某个点上），这样是无法确定船的具体位置的。只有得到两条或两条以上的线，它们的交点，才能获取船舶位置。

事实上，无论是天文导航、地文导航还是卫星导航，本质上都是通过观测一个已知位置的物体，然后通过观测得到和该物体相对关系，从而来确定位置的——

天文导航是利用六分仪，观测已知位置的天体高度角获得相对位置关系；地文导航是利用六分仪、方位仪等，观测已知位置的灯塔、山头等距离或方位获得相对位置关系；而卫星导航则是利用接收机，观测几颗已知位置卫星的距离获得相对位置关系。

这些方法，说白了，就是利用已知来获取未知——听起来挺容易，但是各种方法其实内涵丰富。

接下来，我们看一看这些方式的实际原理。

来源: 海军大连舰艇学院

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