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摘要：计程仪是测量船舶航速和累计航程的航海设备，其中计程仪对水速度的误差值可以通过计算校正值，在设备里自行校正误差。
关键词：多普勒计程仪；测速方法；校正值；校正方法
引言
为满足SOLAS公约要求，能测量对水速度的计程仪是远洋船舶必须配备的设备之一。中国船级社规定，计程仪的速度的测量和指示的误差应不超过如下值：（1）数字显示，航速的2％，或0.2节，取大者；（2）模拟显示，航速的2.5％，或0.25节，取大者；和（3）用于对外数据传输，航速的2％，或0.2节，取大者。为减少误差从而符合规范，需要进行计程仪对水速度的校正。因此，本文将浅谈常见计程仪的速度校正方法。
一、计程仪的简介
计程仪，是计量船舶航速和船舶累计航程的航海仪器。近代计程仪主要由测速部分和指示部分组成。测速部分用以检测和放大船舶航速信号或航程信号；指示部分用机械或电气形式显示船舶航速或航程，再通过积分或微分方法显示航程或速度。不同类型的计程仪的工作原理和性能如下所述：
1.1拖曳计程仪
利用相对于船舶航行的水流，使船尾拖带的转子作旋转运动，通过计程仪绳、联接锤、平衡轮，在指示器上显示船舶累计航程。这种计程仪线性差，高速误差大，受风流影响大，操作不便，但性能可靠，有的船舶作为备用计程仪。
1.2转轮计程仪
利用相对于船舶航行的水流，推动转轮旋转，产生电脉冲或机械断续信号，经电子线路处理后，由指示器给出航速和航程。这种计程仪线性好，低速灵敏度较高，但机械部分容易磨损。除小船应用外，已逐渐被淘汰。
1.3水压计程仪
利用相对于船舶航行水流的动压力，作用于压力传导室的隔膜上，转换为机械力，借助于补偿测量装置，将机械力转换为速度量，再通过速度解算装置给出航程。这种计程仪工作性能较可靠，但线性差，低速误差大，不能测后退速度，机械结构复杂，使用不便，渐被淘汰。
1.4电磁计程仪
通过水流（导体）切割装在船底的电磁传感器的磁场，将船舶航行相对于水的运动速度转换为感应电势，再转换为航速和航程。其优点是线性好，灵敏度较高，可测后退速度。
1.5多普勒计程仪
利用发射的声波和接收的水底反射波之间的多普勒频移测量船舶相对于水底的航速和累计航程。这种计程仪准确性好，灵敏度高，可测纵向和横向速度，但价格昂贵。主要用于巨型船舶在狭水道航行、进出港、靠离码头时提供船舶纵向和横向运动的精确数据。多普勒计程仪受作用深度限制，超过数百米时，只能利用水层中的水团质点作反射层，变成对水计程仪。
1.6声相关计程仪
应用声相关原理测量来自水底同一散射源的回声信息到达两接收器的时移，以解算得相对于水底的航速和航程。这种计程仪可测后退速度，兼用于测深。水深超过数百米时也变成相对于水的计程仪。
二、多普勒计程仪的测速方法
如今在航入级船舶使用的多普勒计程仪品牌有很多，本文主要讨论日本JRC的JLN-205、日本FURUNO的DS-60及中国NINGLU的DS-99这3种型号的多普勒计程仪的校正方法。要想对计程仪进行校正，首先必须进行测速试验，计算出校正值，确认变化情况及是否需要继续校正，如校正值较大，则在设备上输入校正值，再重新计算新的校正值，如此反复，直至找到最优校正值。所谓校正值，实为计程仪测试速度与实际速度的误差值，而此实际速度以GPS测量速度为准。以下说明具体的计算方法：
2.1尽量选择一个海况良好的海域（风和日丽海面平静的），以避免水流以外的其他因素影响测量的准确性。
2.2因为对水速度有顺流跟逆流两个速度，因此除了选定海域，还要选定转速，并保持转速稳定（如75转、85转、90转等）。误差校正后，可用不同的转速做验证。
2.3测速距离一般是10分钟或1海里，本文选择10分钟。
2.4选定一个转速，待转速及船速稳定后，选定一个起点，秒表开始计时，同时记录下计程仪上的里程值A[kn]，测速开始。秒表到10分钟时按下停止，同时记录计程仪上的里程值B[kn]，即可计算出这次测试的计程仪速度，按以下公式：
计程仪速度[kn/h]=
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；10分钟=
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小时。
2.5船舶转向返航，开始第二次测速，步骤与第一次一样，得出第二次计程仪速度。航行路径见图1，其中a=10分钟：
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图1 航行路径
用两次计程仪速度计算出平均值，并结合GPS速度，计算出本次校正值，公式如下：
校正值[%]=
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；
上式中计程仪平均速度就是一来一回两次测得计程仪速度的平均值；GPS平均速度就是一来一回两次测得GPS速度的平均值，GPS速度可从测速试验的数据中获得，或从GPS设备中获得（可观察GPS设备里的量程值或速度值计算，也可直接用GPS测量模式测得数据，图2是JRC的JLR-7800型号GPS的测量模式简介）。
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图2 JLR-7800的测量数据模式
三、多普勒计程仪的校正方法
3.1 JRC JLN-205的校正方法
（1）确保设备正常关机后，先按“POWER”键，系统显示开机界面（留意左下角出现V.10.10M），再长按“CLR”键，待由V.10.10M变成 R 1.00等字样，表明已经进入服务模式。
（2）待设备显示正常后，同时按旋钮键和“CON1/DIM”键，进入菜单模式，旋钮调到“7 ADJUST”，输入校正值。
（3）按旋钮键保存，退出，关机重启即可。
3.2 FURUNO DS-60的校正方法
MENU--SYSTEM--OFFSET DATA--STW Calibration（-12.5% to +12.5%），输入校正值，按“ENT”即可。
3.3 NINGLU DS-99的校正方法
点击“MENU”按键选择菜单，选择“速度修正”，输入校正值，按“OK”即可，设置范围【-29.9~+29.9%】。
四、结束语
本文以国内三个典型的型号的计程仪为例，讨论了计程仪的速度校正方法。不同品牌的计程仪甚至同一品牌不同型号的计程仪的校正步骤不尽相同，以厂家说明书为主，但是测速及计算校正值方法是大同小异的。只要准确把握测速方法，就能解决大部分计程仪校正问题，提高计程仪测量的精确度。
参考文献：
[1]中华人民共和国海事局，国际航行海船法定检验技术规则，人民交通出版社，2008
[2]关于海大新决议对计程仪装置性能标准修改的通知，中国船级社，2013
[3]N-07计程仪指南，中国船级社，2016