摘 要：随着信息技术的快速发展，卫星定位系统应运而生，并被不同领域所使用。卫星定位系统本身就具有全球性、精度高、体积小、功能全、操作简单等优势，在实际使用的过程中取得了非常好的效果。我国海域面积辽阔，为了能够准确地定位海面上的某个位置，当前主要依靠卫星定位系统，在定位速度、精准度等方面具有很大优势。文章针对当前卫星定位系统在航海领域中的应用进行分析，希望能够给相关人士提供一定的借鉴。
关键词：全球定位系统；船舶；应用
在卫星定位系统开始出现时由于自身的特性被应用于军事、航天等国家重要领域，随着卫星定位系统的快速发展开始被应用于民用工程中，例如船舶导航、海洋调查、石油勘探等等，促进了该领域的发展。子午仪卫星定位系统在八十年代被应用于我国远洋运输中，虽然具有较大优势但是还是存在一些问题。专家针对这些问题研制出了更加精准、更加便捷的GPS技术，实现了卫星定位系统的大跨越。
1 GPS在船舶航行中的应用
为了保证船舶能够稳定航行，需要记录很多东西，GPS的应用使记录过程更加简单便捷，结果也更加精确。
船舶转向的应用。船舶转向，必须确定准确的转向点，不然就会偏航，甚至搁浅。例如，某远洋公司新会轮就因提前转向在西沙暗礁搁浅。但是，在大风浪以及恶劣天气中，在茫茫大洋上要测出一个准确船位那也不是一件易事。为了一个船位，船长、大副、二副、三副凌晨起床守候日出那是常有的事。GPS的出现，全天候的实时船位解决了这一切。
记中午船位。每天中午记下所测得的船位。这是二副每天必须做的。它曾经让老船员自豪地讲述天体，让憧憬大海的孩子不解地望着天空。GPS让人们淡忘了它。
记推算船位。现在的航行船舶每小时记一个GPS船位，因为GPS太普及了。有的船至少有两台，此外，C站也带有GPS功能，AIS也带有GPS接收，许多航海者有了自己的手提GPS。从前的推算船位不知是否有人还会想起。
对时。GPS的精确授时，使对时作业暗淡无光，甚至已经取代了天文钟。
抛锚。先选好锚位，量出锚位经纬度，朝着锚位开去，GPS显示进入锚位并抛锚。
2 GPS在测定船舶机动性能中的应用
2.1 船舶航速测量
通常情况下，为了保证船舶航速测量的准确性，特别是针对于吃水比较深的巨轮来说只能在距离岸边比较远的深水区。传统的船舶航速测量主要采取的是高精度的无线电定位仪，检测结果的相对误差不超过百分之一，但是整个操作过程十分繁琐，而且需要专门的人员来进行操作。为了能够在保证精度的同时简化操作程序，经过大量的测量实践，选择在高精度工作区使用船载无线电定位仪来记录船舶航行的距离和时间，进而求出船舶航行的平均速度。差分GPS定位系统在船舶航速测量中的应用使得测量过程更加简单方便，而且配合使用之字形航行法，能够使测量结果的相对误差小于百分之零点一，但是需要注意的是如果使用标准的GPS服务系统进行测速，那么结果的误差可能超过百分之五。
2.2 船舶旋回半径测量
船舶旋回半径是检验船舶机动性能的一项重要指标。简单来说，旋回半径指的就是船舶在一定舵角和速度的情况下航行所形成的圆形航迹半径，所以不同的舵角所测得的旋回半径和旋回周期是不同的。当前在进行船舶旋回半径测量时往往使用差分GPS定位系统，不仅能够实时输出非常准确的位置信息，而且操作起来也比较简单。具体操作是先让船舶以同一个速度和舵角进行旋回三到四圈，然后再反向进行旋回，并做好相关记录，通过计算机进行处理，把测量结果绘制在航迹仪上，并获得了相应的旋回曲线，进而计算得出旋回半径。这种测量方式为了保证最终结果的准确性，往往需要反复进行，这对于保证船舶能够准确无误地进出港口提供了重要作用。
2.3 船舶舵角提前量的测量
为了保证船舶在航行时避免出现碰撞，特别是在通过狭小的航道时能够正常通行，必须精准地测量船舶的不同航速和不同的舵角。简单来说，舵角提前量指的是船舶在接收到转舵的指令之后，离开原来的航行轨迹到达指定的航行轨迹之间的距离。在测量船舶舵角提前量时所采取的方法和旋回半径的测量方法一样。在船舶航行的过程中采取差分GPS定位技术进行测量数据，并做好连续记录，直至船舶航行到指定轨道上，把这些数据绘制成航轨图，进而求得船舶舵角提前量。由于不同的舵角所计算出来的舵角提前量是不同的，所以必须分别进行测定。
2.4 船舶航向稳定性测量
船舶航向的稳定性直接关系到整个船舶航行过程中的安全性。简单来说，航向稳定性指的就是船舶保持直线航行的能力。在实际航行的过程中虽然舵角是零，但是航向却是在不断改变。作为驾驶员必须能够根据航向的变化操作船舶，使之始终保持在规定的航线上。如果船舶的稳定性能够满足标准，那么必然会减少驾驶员的工作强度，进而保证航行的安全性。目前测量船舶航向稳定性的方法和测量航速的方法基本一致，只是在某些方面存在差异。在测量的过程中，操作人员应该记录好GPS的位置数据，并计算出平均方位线，并和平均发展速度方位线进行比对，求出偏离量，进而能够了解到船舶直线航行的稳定性。偏离量越小说明船舶的稳定性越高。通过船舶航向的稳定性能够判断出船员的操控能力、航行时间长短等方面。
2.5 船舶惯性测量
运动的物体都存在一定的惯性。船舶在航行的过程中也存在一定的惯性，具体表现在驾驶员在接收到改变运动状态的指令之后到船舶实际到达新的运动状态所需的时间和空间位置。在船舶行驶的过程中出现加速、减速、紧急制动、突然停止等情况时都会因为自身的惯性而不能立刻执行命令。作为驾驶人员应该准确地掌握船舶的惯性，并做好相应的处理措施。具体的测量方法和测量速度的方法基本是相同的。根据差分GPS定位系统的测量数据，通过计算机具体分析，就能够得出不同状态下船舶的惯性特性。
3 GPS在校准船舶助航仪器中的应用
为了保证船只在航行的过程中能够找准方位，通常在船舶上安装很多的助航设备，例如磁罗经、计程仪等等，这些设备能够独立操作，结构也比较简单，但是缺点是随着使用时间的增长设备误差也会逐渐增大，影响到定位结果，所以需要定期对这些助航设备进行校准。在过去通常进行人工校准，不仅耗费大量的人力、物力和财力，而且人工校准的精度还是存在一定的偏差，这对于船舶航行中的定位是十分不利的。
随着卫星定位系统的快速发展，GPS技术在校准船舶助航仪器中的应用越来越广泛，不仅具有精度高的特点，而且校准速度非常快。GPS能够为操作人员实时提供船舶的位置，并做好相应的读数记录。通过大量的校准实践可以发现，使用GPS定位系统的误差距离小于百分之零点一，航向误差小于五分。
4 结束语
综上所述，卫星定位系统在船舶领域的应用只是卫星定位系统的主要应用领域之一，在促进航海业的发展具有十分重要的作用。随着卫星定位系统的快速发展，势必会解决在应用中的各种疑难问题，不断的推陈出新，不断的创新改革，这也是当前科技发展的需要。
参考文献
[1]王广运，郭秉义，李洪广.差分GPS定位技术与应用[M].电子工业出版社，1996.
[2]杨在金.航海仪器[M].大连海事大学出版社，2001.
[3]洪大永.GPS全球定位系统技术及其应用[M].海潮出版社，1994.
[4]钱天爵，翟学林.GPS全球定位系统[M].海军出版社，1989.