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磁罗经北极高纬海区航向误差分析与补偿

2021-03-02李伟李天伟周红进兰国辉王涌

船海工程 2021年1期

李伟,李天伟,周红进,兰国辉,王涌

(海军大连舰艇学院 航海系,辽宁 大连 116018)

由于磁罗经的自主指向能力可以作为远洋船舶最后的保障,国际海事组织明确要求远洋船舶必须安装使用。

磁罗经的指北力为地磁场水平分力,在磁赤道处最强,随着纬度的增加而逐渐减弱,到达磁南北极处为零。因此,舰船航行到高纬度海区时磁罗经指向能力变弱,准确性较差[1]。关于不同工作条件下磁罗经的指向误差,已有学者通过指向误差的测试分析和误差补偿等研究工作,提出提高磁罗经指向精度的方法[2-5]。但这些研究都集中于中低纬度磁罗经的指向误差分析与补偿,难以依托分析获取有效调整高纬海区磁罗经指向误差的模型参数。为此,考虑基于船舶在北极东北航道实测磁罗经指向数据,与同步采集的高精度GPS光纤罗经指向数据进行比对,开展磁罗经指向误差分析,并运用最小二乘法数据拟合系数对误差进行补偿修正,以期提高舰船磁罗经在北极高纬海区的指向精度和适用性。

1 磁罗经指向误差

1.1 磁差特性

地理北极N与地磁北极NM的不重合产生磁差Var,磁北偏东磁差为正,偏西磁差为负,见图1。

图1 磁差与自差

由于磁罗经只能指示磁北方向,因此在实际使用时要进行磁差修正。磁差因时因地而异,各地磁差值及其年变化量,在海图上都有标注。在北极高纬地区磁差尤其明显,东北航道维利基茨基海峡附近达到15°E~37°E,同时极区的地磁异常也会对磁罗经指北产生较大干扰,发生严重磁暴时磁罗经指向误差能达到几十度。……

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