CN1062352C - 单一航向校正磁罗经自差的方法及其所用的磁力保值偏转仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种校正磁罗经自差的方法及其所用的磁力保值偏转仪。本发明的方法是由实测特定八个航向自差求出各有关的量，然后在单一航向上用磁力保值偏转仪实现在保持罗北指向力大小不变情况下的人为模拟航向，使自差力与指向力垂直，再调整校正器消除相应的自差力。本方法可在船泊定或停靠码头时进行，船不必出航，因此既安全简便，又不占用营运时间，不耗燃油，具有显著的经济效益。本发明的磁力保值偏转仪由磁棒盒和三脚架构成。

Description

单一航向校正磁罗经自差的方法及其所用的磁力保值偏转仪

本发明涉及一种校正船舶上磁罗经自差的方法以及该方法中所用的磁力保值偏转仪。

《国际海上人命安全公约》以及我国国家标准《海上运输船舶安全开航技术要求》均规定：海船必须安装磁罗经，并且标准罗经自差应不超过±3°，操舵罗经自差应不超过±5°。因磁罗经自差会受船磁变化的影响而发生改变，所以国家规定航海船舶每年至少应进行一次磁罗经自差校正，以保证磁罗经自差符合要求；对于磁罗经自差不合格的船舶，则视为不适航船舶。因此，磁罗经的自差校正是保证船舶安全航行的一项重要工作。

以往校正磁罗经自差的方法主要有爱利法和测力法，较为普遍使用的是爱利法。这两种方法的主要缺点是校正自差时，船舶都必须处于出航状态，必须操纵船舶航行在特定的若干航向上才能进行测定和消除磁罗经自差；然后还必须再操纵船舶回旋在规定的若干航向上实测剩余自差，编制成自差表供船舶航行使用。所以，以往船舶(尤其是万吨级以上的大型船舶)校正磁罗经自差时，都必须到远离港口的海面才能进行，既损失营运时间、消耗燃油，又增加船员劳动强度，而且船舶需要航行出海，存在一定的不安全因素。

本发明的目的是提供一种校正磁罗经自差的方法，该方法可以在船舶固定于单一航向上，即泊定或停靠码头时进行，从而克服现有方法所存在的上述缺点。

本发明的另一目的是设计一种用于上述本发明方法的磁力保值偏转仪，它能使磁罗经罗北偏转而其指向力大小保持不变，从而可方便地实现所需要的人为模拟航向。

根据磁罗经自差理论，磁罗经自差是由船磁自差力(也称船磁力)引起的，船磁自差力可分解为恒定自差力(A′λH)、纵向半圆自差力(B′λH)、横向半圆自差力(C′λH)、象限自差力(D′λH)和次象限自差力(E′λH)五个自差力分量；除A′λH恒定垂直于磁北方向外，其它四个自差力的指向相对船座标是稳定的，船在任何航向上由A’λH产生的自差是恒定的，其大小和方向都不变；其它四个自差力各自产生的自差的大小和方向是随航向的改变而改变的，可能为正值或负值，也可能为零。也就是说，对某一航向而言，有自差力存在，不一定会产生自差，没有自差，也不能肯定没有自差力；但是反过来，没有自差力肯定不会产生自差，而有自差就肯定有自差力存在。当自差力与指向力(罗北指向力)垂直时，其所产生的自差为该自差力产生的最大自差(该最大自差称为自差力的自差系数，以度数表示。五个自差力相应的自差系数分别以A、B、C、D、E表示)，只有这时的自差的大小能直接代表自差力的大小；因此，只要能在这种状态下把自差消除，则产生该自差的相应自差力也就被消除。

对营运船舶来说(新船第一次校正时，原来罗经柜中没有任何校正器)，校正磁罗经自差，实际上就是调整校正器使其校正力刚好能抵消相应的船磁自差力，从而达到消除自差的目的。对商船来说，通常在五个船磁自差力中，A′λH和E′λH两自差力很小，相应自差系数A和E也很小，校正自差时不必对其进行校正，直接保留下来；而其它三个自差力中若自差系数小于0.5°的，也不必进行校正，直接保留下来，所以，具体对某一船舶进行磁罗经自差校正时，可能需要分别校正由B′λH、C′λH、和D′λH三个自差力产生的自差，也可能只需要校正其中的一个或两个。

在《磁罗经自差校正》(鄢天金编著，人民交通出版社，1985年6月)一书中，已对磁罗经自差理论作了系统的论述，本发明的方法中涉及的有关计算的依据和公式，均可从该书中得出。

本发明的方法是根据上述原理，由实测得到的八个航向(N、NE、E、SE、S、SW、W、NW)的自差值，求出五个自差力的大小和方向。然后通过操作，实现在单一航向上的人为模拟航向，分别使各自差力与指向力垂直，再求出各自差力所产生的最大自差，然后再通过操作调整校正器消除相应的自差力所产生的最大自差，从而实现在单一航向上对磁罗经自差的校正。

本发明的单一航向校正磁罗经自差的方法包括：

1、预先在出航状态分别实测出磁罗经在N、NE、E、SE、S、SW、W、NW八个航向上由船磁自差力生成的自差(分别相应以δ_N、δ_NE、δ_E、δ_SE、δ_S、δ_SW、δ_W、δ_NW表示)。

2、由上述八个航向的自差分别按相应的自差系数公式求出A、B、C、D、E五个自差系数，再求出相应五个自差力：A′λH、B′λH、C′λH、D′λH、E′λH的大小和方向。

3、消除半圆自差力

(1)消除纵向半圆自差力B′λH：

①根据自差公式求出船所停定航向(单一航向)上的自差δ，再根据指向力公式求出在该航向上由地磁力和船磁力共同作用下的磁罗经指向力H′，从而根据公式：tgδ_B=B′λH÷H′，求出H′与B′λH互相垂直时产生的最大自差δ_B。

②用磁力保值偏转仪把磁罗经罗北在保持指向力H′大小不变的情况下转移至船的正横方向上，即人为将航向模拟在90°或270°上。

③调整校正器中的纵向校正磁棒的规格、数量或/和位置，使改变部分的校正力方向与B′λH方向相反，并使由该校正力产生的罗北偏转角δ_B校的大小等于或最接近于δ_B。这时，B′λH即被消除至零或最小，所以其剩余自差系数B_剩也为零或最小，B_剩=δ_B+δ_B校。

(2)消除横向半圆自差力C′λH：

①根据B_剩′λH=λHSinB_剩求出B_剩′λH代替B′λH代入指向力公式，求出经上述步骤(1)校正后的指向力H”，再根据公式tgδ_C=C′λH÷H”求出H”与C′λH互相垂直时产生的最大自差δ_C。

②用磁力保值偏转仪把磁罗经罗北在保持指向力H”大小不变的情况下转移至船的纵向方向上，即入为将航向模拟在0°或180°上。

③调整校正器的横向校正磁棒的规格、数量或/和位置，使改变部分的校正力方向与C′λH方向相反，并使由该校正力产生的罗北偏转角δ_C校的大小等于或最接近于δ_C。这时，C′λH即被消除为零或最小，所以其剩余自差系数C_剩也为零或最小，C_剩=δ_C+δ_C校。

4．消除象限自差力D′λH：

根据校正器上原有校正软铁的规格、数量及位置，从校正软铁能量表查得其校正力D₁′λH所产生的罗北最大偏转角δ_D1(即D1)，再由D′λH所产生的最大自差δ_D(即D)，根据δ_D0=δ_D-δ_D1求出船软铁自差力D₀′λH所产生的最大自差δ_D0(即D_O)；再从校正软铁能量表查出要使罗北产生与δ_D0方向相反、大小相等或最相近的偏转角δ_D校所需要的校正软铁的规格、数量及位置，再据此重新放置相应的校正软铁。这时象限自差力D′λH即被消除为零或最小，所以其剩余自差系数D_剩也为零或最小，D_剩=δ_D0+δ_D校。

5．预报各航向剩余自差：

将经过上述校正以后的五个自差力的剩余自差系数A、B_剩、C_剩、D_剩、E代入自差公式，求得各航向上(一般每隔15°航向)的剩余自差，将其编制成自差表供船舶航行使用。

下面对本发明的方法作进一步说明：

1、实测八个航向自差的要求与通常测定自差一样，应在磁罗经只受地磁力和船磁力作用的情况下进行，也就是在空船或运载非磁性货物的出航状态下进行。通常可由船长或驾驶员在营运过程进行，也可利用锚泊时自然调头的过程进行。一般在校正自差前2～3个月内分期或一次测定即可。通过观测电磁罗经航向对比得到的自差即可满足要求。

2、计算自差系数及五个自差力所用的公式为：上述式中的S45代表Sin45°或COS45°。

3、校正半圆自差时所用的计算自差δ和指向力H′的公式为：

式中φ′为罗航向，δ为在φ′航向上的自差。当航向φ′处于八个特定航向之一(如SE)时，可直接将已知的该航向实测自差(如δ_SE)作为δ，不需要再进行计算。当自差较小(不超过5°)时，可看作H′≈λH，不需再作准确计算。

校正半圆自差时应注意：①应在罗北指向稳定、船首向稳定的情况下进行。②要避开特大的外磁力影响，以免影响校正效果；若外磁力相对较小，则可照常进行。例如拖轮靠在万吨轮旁时，不能给拖轮校正自差，但可给万吨轮校正自差；当码头上有龙门吊机、皮带机等装卸设备时，也可正常给停靠码头的万吨轮校正自差。③必须在保持指向力大小不变的情况下将其指向(即罗北指向)转移至船的横向或纵向上，从而使指向力与纵向或横向校正磁棒的校正力互相垂直。使用磁力保值偏转仪能简便地实现这一要求。(有关磁力保值偏转仪的结构及使用方法将在后面作具体说明)。④磁力保值偏转仪的磁性会使校正软铁产生感应磁性，从而可能会影响校正结果的准确性。但从多次实际校正的效果来看，其影响不大，可以不予考虑。如果需确保避免校正软铁因磁力保值偏转仪而产生的感应磁性对校正效果的影响，可按如下方法进行：在校正半圆自差之前，先把校正软铁的规格、数量及位置等做好记录(记号)后全部取出，待校正完半圆自差后，再将其恢复原来位置，或者等校正象限自差时按最后查表所确定的能消涂D₀′λH的新的校正软铁规格、数量及位置进行放置。按上述方法，在计算指向力时应以D₀′λH代替D′λH代入公式。

校正半圆自差时，可先校正纵向半圆自差，也可先校正横向半圆自差。而在计算指向力时，对于已经校正过的自差，均应以其剩余自差力代替原自差力代入公式。

校正半圆自差时，校正器中纵向或横向校正磁棒调整改变部分的校正力的方向与自差力B′λH或C′λH方向相反，所以由该校正力产生的罗北偏转角δ_B校或δ_C校的方向(符号)也与δ_B或δ_C相反，即当δ_B或δ_C为正时，δ_B校或δ_C校为负，反之也然。在这里，δ_B或δ_C及δ_B校或δ_C校的正或负表示其由正力或负力所生成，它们与在不同航向上的东自差为正值、西自差为负值在概念上是不同的。

4、校正象限自差时所用的“校正软铁能量表”也称为“校正软铁系数(D₁)表”。将磁罗经放在只有地磁力作用的地方(例如无磁性的木船上或岸上无其它外磁力作用的地方)，取去全部校正器，这时将磁罗经回旋一周，罗北均稳定地指在磁北方向上，不存在自差；把已知规格的校正软铁放在指定位置上(通常以校正软铁距罗经中心的距离来表示位置)，在四个象限航向上可观测得自差δ′_NE、δ′_SE、δ′_SW、δ′_NW，按自差系数公式可求得该校正软铁在该位置上的系数D₁；D₁是一定规格的校正软铁在一定位置上使磁罗经罗北产生的最大偏转角，也代表该校正软铁在该位置上的校正力；分别将不同规格的校正软铁放在各不同指定位置上，将所求得的不同D₁值与相应校正软铁的规格及位置一起列成表册，即成为校正软铁能量表，可供校正象限自差时使用。制作校正软铁能量表是一般罗经师都可以做到的。

已知当存在校正软铁时，D′λH是由船软铁磁力D₀′λH与校正软铁校正力D₁′λH两者的合力。所以由D′λH所产生的最大自差δ_D(即D)也是由D₀′λH和D₁′λH两力各自所产生的最大自差δ_D0(即D₀)和δ_D1(即D₁)所合成的，也就是：δ_D=δ_D0+δ_D1(即D=D₀+D₁)。

本发明方法中校正象限自差是通过查表与计算结合的方法来求得各有关的量的，故其操作过程及校正效果与半圆自差力及其他外磁力无关，也与航向的稳定与否无关；其校正效果不能马上从磁罗经上看出来，而只有在海上航行时才能体现出来。所以本发明方法中消除象限自差力可以在消除半圆自差力之后进行，也可以在消除半圆自差力之前进行，而不象以往的校正方法那样，必须在消除半圆自差力之后进行。

5、剩余自差系数(A、B_剩、C_剩、D_剩、E)是原五个自差系数(A，B、C、D、E)经校正后的剩余值。其中A和E两系数因不经校正，故原值保留下来；而B_剩、C_剩和D_剩则是校正后相应剩余自差力(即自差力与校正力的合力)与指向力垂直时所产生的最大自差，它们与校正自差后的相应剩余自差δ_B剩、δ_C剩和δ_D剩(即校正前的自差与校正时改变部分的校正力所产生的罗北偏转角两矢量所合成的值，例如δ_B剩=δ_B+δ_B校)不完全相等。但是，由于校正后的剩余自差很小(通常不超过0.5°)，与剩余自差系数很接近，两者的差值可以忽略不计，所以有B_剩=δ_B剩=δ_B+δ_B校，C_剩=δ_C剩=δ_C+δ_C校，D_剩=δ_D剩=δ_D0+δ_D校。

以下是本发明方法的实施例。

实施例一、在黄埔西基码头对云峰轮校正自差

1、由船长提供的预先实测的八个航向自差为：

δ_N=-5.1°    δ_NE=-3.6°    δ_E=-1.1°    δ_SE=+1.3°

δ_S=+2.7°    δ_SW=+2.5°    δ_W=+0.4°      δ_NW=-3.1°

2、由上述八个自差求得五个自差系数：A=-0.8°、B=-0.7°、C=-3.8°、D=+0.2°、E=-0.4°。

A、E两系数的值与本船以往正常值相比偏高，按自差理论，该两系数应是很小并且是稳定的，所以，根据以往的正常值将其修正为A=-0.1°、E=-0.2°。而D=+0.2°、＜0.5°，不需校正。

因为最大自差系数不超过5°，所以直接用H′=λH、δ_B=B=-0.7°、δ_C=C=-3.8°，不需进行具体计算。

3、消除纵向半圆自差力B′λH：

用磁力保值偏转仪在保持指向力大小不变情况下将罗北转移至指在船的右正横方向，即模拟270°航向。因δ_B=-0.7°由负力产生，而校正器原有纵磁棒为左^#2、右^#1，均为红后(即左边2号格、右边1号格各有一根纵磁棒，均为红端向后)，产生正力，所以说明校正力不够。将校正器中原纵磁棒右^#1↑^#3(即将右边1号格的纵磁棒调高至3号格)，这时航向变为270.7°，即罗北偏转角δ_B校=+0.7°，从而B′λH产生的最大自差δ_B被消除，B_剩=δ_B+δ_B校=-0.7°+0.7°=0。

4、消除横向半圆自差力C′λH：

用磁力保值偏转仪在保持指向力大小不变情况下将罗北转至指在船首方向，即模拟000°航向。因δ_C=-3.8°由负力产生，校正器原横磁棒为红左、#1(即横磁棒为一根，位于1号格，红端向左)，产生正力，所以说明校正力不够。在校正器中增加横磁棒红左、#3(即在3号格增加一根横磁棒，红端向左)，这时航向变为356.2°，即罗北偏转角δ_C校=+3.8°，由C′λH产生的最大自差δ_C被消除，C_剩=δ_C+δ_C校=-3.8°+3.8°=0。

5、由五个剩余自差系数A=-0.1°、B_剩=0、C_剩=0、D=+0.2°、E=-0.2°，按自差公式求得各航向(每隔15°)的剩余自差，并编制成自差表供船舶航行使用。

实施例二、在广州石化码头对玉池轮校正自差

1、由船长提供的八个航向自差为δ_N=-1.8°、δ_NE=+3.9°、δ_E=+3.8°、δ_SE=+0.8°、δ_S=-4.6°、δ_SW=-7.6°、δ_W=-8.2°、δ_NW=-6.0°。

2、由八个航向自差计算得五个自差系数：A=-2.5°、B=+6.3°、C=+1.5°、D=+0.4°、E=-0.5°。

A、E两系数按以往正常值修正为A=+0.2°、E=-0.2°；D=+0.4°、＜0.5°不需校正。所以确定只校正纵向和横向半圆自差。

以五个自差系数求五个自差力：

A′λH=λHtgA=λHtg 0.2°=+0.00349λH

B′λH=λHSinB=λHSin6.3°=+0.10973λH

C′λH=λHSinC=λHSin1.5°=+0.02618λH

D′λH=λHSinD=λHSin0.4°=+0.00689λH

E′λH=λHSinE=λHSin(-0.2°)=-0.00349λH

3、消除纵向半圆自差力B′λH：

本船所停定的航向为135°(即SE)，该航向上的自差δ=δ_SE=+0.8°，按指向力公式求得H′+0.90000λH，根据tgδ_B=B′λH÷H′(+0.10973λH)÷0.9λH=+0.12192，得δ_B+7.0°由正力产生。

用磁力保值偏转仪在保持指向力大小不变情况下将罗北转移至船的左正横方向，即模拟090°航向，查校正器原纵磁棒为左2支一红前一红后，右2支红后，B轮处于白区9.0位，产生正力，说明校正力过大或方向不对。将左右共四支纵磁棒去掉，B轮调在红区0.8位，这时航向变为096.6°，即改变部分的校正力使罗北产生的偏转角δ_B校=-6.6°，由B′λH产生的最大自差δ_B被消除为δ_B剩=B_剩=δ_B+δ_B校=+7.0°+(-6.6°)=+0.4°。

4、消除横向半圆自差力C′λH：

以B_剩′λH=λHSinB_剩=+0.00698代替B′λH代入指向力公式，求得消除B′λH后的指向力H”=0.97281λH，再根据tgδ_C=C′λH÷H”=(+0.026818λH)÷0.97281λH=+0.02691，得δ_C=+1.5°由正力产生。

用磁力保值偏转仪在保持指向力大小不变的情况下将罗北转移至指向船尾方向，即模拟180°航向。查校正器原有横磁棒6支，红右5支红左1支；C轮处于红区以外，将横磁棒去掉5支，保留1支、红右，C轮调至白区2.0位，这时航向变为178.6°，即改变部分校正力使罗北产生的偏转角δ_C校=-1.4°，由C′λH产生的最大自差δ_C被消除为δ_C剩=C_剩=δ_C+δ_C校=+1.5°+(-1.4°)=+0.1°。

5、由A=+0.2°    B_剩=+0.4°    C_剩=+0.1°    D=+0.4°    E=-0.2°五个剩余自差系数求得各航向剩余自差，编制成自差表供航行使用。

实施例三  在广州石化码头对莲池轮校正自差

1、由船长提供的八个航向自差为：δ_N=0、δ_NE=+3.0°、δ_E=+0.5°、δ_SE=-1.0°、δ_S=+0.8°、δ_SW=+0.8°、δ_W=-1.5°、δ_NW=-3.0°。

2、由八个航向自差求得五个自差系数：A=-0.1°、B=+1.2°、C=-0.2°、D=+2.0°、E=+0.5°。

A、E不需校正，原值保留；C=-0.2°、＜0.5°，不需校正；确定只校正纵向半圆自差和象限自差。

因为最大自差系数不超过5°，可直接用H′=λH、δ_B=B=+1.2°，不需进行具体计算。

3、消除纵向半圆自差力B′λH：

用磁力保值偏转仪在不改变指向力大小的情况下把罗北转移至指在船的左正横方向，即模拟090°航向。查校正器原纵磁棒为1支，左≠12、红后，产生正力，说明校正力过大或方向不对。将原纵磁棒左≠12↓≠1 0(即从12号格调低至10号格)，这时航向变为091.1°即罗北偏转角δ_B校=-1.1°，由B′λH产生的最大自差δ_B被消除为δ_B剩=B_剩=δ_B+δ_B校=+1.2°+(-1.1°)=+0.1°。

4消除象限自差力D′λH：

已知δ_D=D=+2.0°，校正器上原有两个软铁球，直径均为15CM，最近点距罗经中心25CM；查校正软铁能量表得该两软铁球的校正力D₁′λH所产生的罗北最大偏转角δ_D1=D₁=-2.1°。根据δ_D和δ_D1求得船软铁自差力D₀′λH所产生的最大自差δ_D0=D₀=δ_D-δ_D1=+2.0°-(-2.1°)=+4.1°。再查校正软铁能量表得知当直径为15CM的两软铁球的最近点距罗经中心18.4CM时，其校正力使罗北产生的最大偏转角δ_D校=-4.1°。把原两软铁球移至其最近点距罗经中心18.4CM的位置上固定好，由D′λH产生的最大自差δ_D被消除为δ_D剩=D_剩=δ_D0+δ_D校=+4.1°+(-4.1°)=0。

5根据剩余自差系数A=-0.1°、B_剩=+0.1°、C=-0.2°、D_剩=0、E=+0.5°求得各航向上的剩余自差，编制成自差表供船舶航行使用。

表1是上述三个实施例在八个航向上校正前后实测自差及校正后预报自差的对比。

本发明的单一航向校正磁罗经自差的方法是根据自差理论，通过计算求得各自差力及其它有关的量的大小和方向，再在模拟航向上进行校正操作而完成的，所以本方法对环境的要求较低，可在本船吊机升起，舱口打开，船磁性已发生变化，并有码头磁性以及码头装卸设备磁性存在的环境中进行。本方法除了预先实测八个航向自差外，其它全部过程均由罗经师一人在船舶处于锚泊或停靠码头的固定状态下完成，不存在航行出海的不安全因素，能减轻船员劳动强度。而且本方法既简便而容易实施，又不占用船舶营运时间，不消耗燃油，具有显著的经济效益；按在广州地区为万吨级船舶校正自差采用以往方法每次校正自差需出航1.5～2天计算，采用本发明方法校正自差每艘次多提供运力和节约燃油的经济效益可达5～10万元。

本发明方法尤其适用于营运船舶每年例行的磁罗经自差校正。经过近几年来近500艘次的校正实践证明，本发明方法的校正效果良好，符合有关国际标准和国家标准要求。表2是采用本发明方法校正自差的部分实例的校正前后实测八个航向自差对比。

本发明的单一航向校正磁罗经自差方法中所用的磁力保值偏转仪包括三脚架和磁棒盒两部分；三脚架的结构与已有照像用的普通三脚架相同，其三只脚可伸缩调节长度，上部有一可上下调节的中轴，磁棒盒就安装在该中轴上端，盒的中心点位于该中轴轴线上，盒上装有水平仪，盒中有呈对称平行放置的若干永磁棒。

以下结合附图对本发明的磁力保值偏转仪作具体说明。

图1是磁力保值偏转仪的结构示意图；

图2是图1中的A-A局部剖面图；

图3是等分角器的结构示意图；

图4是磁力保值偏转仪的工作原理示意图。

参照图1和图2，该磁力保值偏转仪有三脚架1、磁棒盒2。三脚架的中轴11可上下调节，可将磁棒盒2调节在不同高度上。磁棒盒内部分隔成若干平行的小格，永磁棒22放置于这些小格中，构成对称、平行的排列结构。磁棒盒2上装有水平仪21，以便于判别磁棒盒是否处于水平状态；磁棒盒2通过底部中央的安装座23套装在中轴11上端，定位销24插在定位孔25和12上，起固定作用；定位孔25和12分别径向穿过安装座23和中轴11，当这两定位孔对正可插上定位销24时，中轴11和三脚架一只脚13a的轴线正好落在磁棒盒中各磁棒磁轴的垂直平分垂面上。

还可在三脚架的一只脚13a下部装上一个等分角器3，这样，使用时操作起来更为简便快速。

参照图3，等分角器3包括等分杆31、边杆32和调节杆33。等分杆31由两节构成拉杆式结构，可伸缩调节长度，其一端与套环37铰连；等分角器就通过套环37套装在三脚架的一只脚13a上，并可在其上滑动，套环37上有定位螺丝38可起定位作用；等分杆另一端与两边杆32的一端铰连在一起，构成等分角器的顶点34。两调节杆33的一端分别与套在等分杆31上的套环35铰连，另一端分别与两边杆在距顶点34相同距离处铰连；套环35可在等分杆上滑动，从而通过调节杆带动两边杆张合调节角度大小，套环上有定位螺丝36可起定位作用。

本发明的磁力保值偏转仪除了其中的永磁棒外，其它部件均由非磁性材料做成。

本发明的磁力保值偏转仪专用于本发明的单一航向校正磁罗经自差方法中消除半圆自差力的操作步骤中，其主要作用是可简便地将罗北在保持指向力大小不变的状态下其指向转移至所需要的方向(船的横向或纵向)，实现人为模拟航向。

以下结合图1和图4说明该磁力保值偏转仪的使用操作方法及工作原理：

使用时，先将取下磁棒盒2，把三脚架1安放于罗经柜上方，使其中轴11的轴线i与水平面垂直并经过罗盘中心o，并使其一只脚13a的下端处于罗北与船的纵向X轴(或横向Y轴)所成夹角的平分线1(以下称等分角线)上；当有等分角器3时，则调整等分角器，使其顶点位于罗盘中心O，两边杆分别与罗北和船的纵向X轴或横向Y轴重合，这时，等分杆及与其相连的三脚架的一只脚13a即处于罗盘面上的等分角线1上。在中轴11上方装上磁棒盒2，使定位孔25和12对正并插上定位销24固定；调节三脚架三只脚的长度，使磁棒盒处于水平状态，可通过水平仪21判断。这时盒中磁棒22的磁轴与水平面平行，并且等分角线1处于磁棒磁轴的垂直平分垂面P上，该垂直平分垂面P是指与各磁棒22的磁轴及水平面垂直并经各磁棒磁轴中心的平面；这样就使永磁棒22在罗盘中心的作用力F垂直于等分角线1。这时，只要通过调整磁棒方向使磁棒作用力F的方向处于使罗北向船的纵向X轴(或模向Y轴)偏转的方向上，并通过增减磁棒数量、或调节中轴改变磁棒盒与罗盘中心的距离，即可把罗北(指向力的方向)转移到船的纵向(或横向)上，而保持指向力的大小不变，从而实现人为模拟航向。

当磁棒盒2中的永磁棒22在罗盘中心产生的作用力F垂直于等分角线1，并把罗北推到船纵轴X(或横轴Y)方向上时，原指向力H0′和磁棒作用力F的合力为H₁′，根据力的矢量合成及平面三角形理论，可知H₀′和H₁′相等，即指向力的大小保持不变而其指向转移至船的纵向X轴(或横向Y轴)上，也就是实现了在保持指向力大小不变的情况下，把罗北指向转移至船的纵向(或横向)上。

表1(单位：度)

		δN	δNW	δE	δSH	δS	δSW	δW	δNW
										实施例一	校正前实测自差	+5.1	-3.8	-1.1	+1.3	+2.7	+2.5	+0.4	-3.1
校正后预报自差	-0.3	+0.1	+0.1	-0.3	-0.3	+0.1	+0.1	-0.3
									校正后实测自差		+0.1	+0.4	+0.5	+0.2	-0.3	-0.3	-0.1	0
实施例二	校正前实测自差	0	+3.0	+0.5	-1.0	+0.8	+0.8	-1.5											-3.0
									校正后预报自差	+0.2	+0.2	-0.5	+0.1	+0.8	0	-0.7	-0.2
	校正后实测自差	0	0	0	+0.3	+0.3	-0.2	-0.7										-0.4
									实施例三	校正前实测自差	-1.8	+3.8	+3.8	+0.8	-4.8	-7.8	-8.2		-8.0
校正后预报自差	-0.1	+0.8	+0.8	+0.3	+0.1	+0.4	0	-0.8
										校正后实测自差	-0.4	+0.1	+1.0	+1.0	+0.2	-0.2	-0.1	-3.0

表2．部分实例校正前后实测八个航向自差对比(单位：度)

Claims (6)

1、一种校正磁罗经自差的方法，其特征包括：

(1)、预先在出航状态分别实测出磁罗经在北、东北、东、东南、南、西南、西、西北八个航向上的自差；

(2)、由上述八个航向的自差分别按相应的自差系数公式求出恒定自差力、纵向半圆自差力、横向半圆自差力、象限自差力和次象限自差力五个自差力的自差系数，再求出相应五个自差力的大小和方向；

(3)消除纵向半圆自差力：

①根据自差公式求出船所停定航向上的自差，再根据指向力公式求出在该航向上由地磁力和船磁力共同作用下的磁罗经指向力，从而根据公式：tgδ_B=B’λH÷H’，求出该指向力与纵向半圆自差力互相垂直时产生的最大自差；

②用磁力保值偏转仪把磁罗经罗北在保持指向力大小不变的情况下转移至船的正横方向上；

③调整校正器中的纵向校正磁棒的规格、数量或/和位置，使改变部分的校正力方向与纵向半圆自差力方向相反，并使由该校正力产生的罗北偏转角的大小等于或最接近于本步聚第①点所求出的最大自差；

(4)消除横向半圆自差力：

①由经上述步聚(3)校正后的剩余自差系数，根据B_剩’λH=λHSinB_剩求出相应的剩余自差力，将其代入指向力公式，求出经上述步聚(3)校正后的指向力，再根据公式tgδ_C=C’λH÷H”求出该指向力与横向半圆自差力互相垂直时产生的最大自差；

②用磁力保值偏转仪把磁罗经罗北在保持指向力大小不变的情况下转移至船的纵向方向上；

③调整校正器的横向校正磁棒的规格、数量或/和位置，使改变部分的校正力方向与横向半圆自差力方向相反，并使由该校正力产生的罗北偏转角的大小等于或最接近于本步聚第①点所求出的最大自差；

(5)消除象限自差力：

根据校正器上原有校正软铁的规格、数量及位置，从校正软铁能量表查得其校正力所产生的罗北最大偏转角，再由象限自差力所产生的最大自差，根据δ_D0=δ_D-δ_D1求出船软铁自差力所产生最大自差；再从校正软铁能量表查出要使罗北产生与该最大自差方向相反、大小相等或最相近的偏转角所需要的校正软铁的规格、数量及位置，再据此重新放置相应的校正软铁；

(6)预报各航向剩余自差：

将经过上述校正以后的五个自差力的剩余自差系数代入自差公式，求得各航向上的剩余自差，将其编制成自差表供船舶航行使用。

2．按照权利要求1所述的方法，其特征是：在校正纵向或横向半圆自差之前，先把校正器原有校正软铁的规格、数量及位置做好记录后全部取出，待校正完半圆自差后，再将其恢复原来位置，或者等校正象限自差时按最后查表所确定的能消除船软铁自差力的新的校正软铁规格、数量及位置进行放置。

3．一种用于权利要求1所述方法的磁力保值偏转仪，其特征是该偏转仪包括三脚架(1)和磁棒盒(2)两部分，三脚架的结构与已有照相用的普通三脚架相同，其三只脚可伸缩调节长度，上部有一可上下调节的中轴(11)，磁棒盒(2)就安装在该中轴上端，盒的中心点位于该中轴轴线上，盒上装有水平仪(21)，盒中有呈对称平行放置的若干永磁棒(22)。

4、按照权利要求3所述的偏转仪，其特征是磁棒盒(2)通过其底部中央的安装座(23)套装在三脚架中轴(11)上端，安装座(23)和中轴(11)上端分别有位置互相对应的径向穿过的定位孔(25和12)，当该两定位孔(25和12)对正可插上定位销(24)时，中轴(11)和三脚架一只脚(13a)的轴线正好落在磁棒盒中各磁棒磁轴的垂直平分垂面上。

5、按照权利要求4所述的偏转仪，其特征是在三脚架(1)的一只脚(13a)下部装有一个等分角器(3)。

6、按照权利要求5所述的偏转仪，其特征是所说的等分角器(3)包括等分杆(31)、边杆(32)和调节杆(33)；等分杆由两节构成可调节长度的拉杆式结构，其一端与装在三脚架(1)的一只脚(13a)上的套环(37)铰连，套环(37)上有定位螺丝(38)，等分杆另一端与两边杆(32)的一端铰连在一起，构成该等分角器的顶点(34)；两调节杆(33)的一端分别与套在等分杆上的套环(35)铰连，另一端分别与两连杆在距顶点相同距离处铰连；套环(35)可在等分杆上滑动，其上有定位螺丝(36)。