GB/T 5743-2025 船用操舵仪

　　ICS 47. 020.70 CCS U 65

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 5743—2025

　　代替 GB/T5743—2010,GB/T 10846—1989,GB/T 11876—2007,GB/T 11877—2010

　　船 用 操 舵 仪

　　Marinepilot

　　2025-08-01发布 2026-02-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 5743—2025

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 技术要求 2

　　4. 1 一般要求 2

　　4. 2 组成 3

　　4. 3 功能 3

　　4. 4 性能 7

　　4. 5 材料 9

　　4. 6 接 口 9

　　4. 7 磁罗经安全距离 9

　　4. 8 环境适应性 9

　　4. 9 外壳防护 10

　　4. 10 电磁兼容性 10

　　4. 11 外观 10

　　5 试验方法 10

　　5. 1 组成 10

　　5. 2 功能 10

　　5. 3 性能 12

　　5. 4 材料 13

　　5. 5 接 口 13

　　5. 6 磁罗经安全距离 13

　　5. 7 环境适应性 14

　　5. 8 外壳防护 14

　　5. 9 电磁兼容性 14

　　5. 10 外观 14

　　6 检验规则 14

　　6. 1 检验分类 14

　　6. 2 型式检验 14

　　6. 3 出厂检验 15

　　7 标志和标签 16

　　8 包装 、运输和贮存 16

　　8. 1 包装 16

　　8. 2 运输和贮存 16

　　附录 A (规范性) 船舶航向 自动控制测试方法 17

　　Ⅰ

　　GB/T 5743—2025

　　A. 1 船舶航向 自动控制测试条件 17

　　A. 2 船舶航向 自动控制稳定精度测试 17

　　A. 3 船舶航向机动试验测试 17

　　附录 B (规范性) 船舶航迹/航迹向 自动控制测试方法 19

　　B. 1 航迹自动控制测试方法 19

　　B. 2 航迹向 自动控制测试 22

　　附录 C (规范性) 自动操纵稳定精度和偏差计算方法 24

　　C. 1 航向偏差 24

　　C. 2 最大航向偏差 24

　　C. 3 稳定精度计算方法 Ⅰ — 平均绝对误差计算法(MAE) 24

　　C. 4 稳定精度计算方法 Ⅱ — 均方根差计算法(RMSE) 25

　　附录 D (规范性) 航迹控制场景定义 26

　　Ⅱ

　　GB/T 5743—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　本文件代替 GB/T 5743—2010《船用自动操舵仪》、GB/T 10846—1989《船用磁罗经自动操舵仪通用技术条件》、GB/T 11876—2007《船用随动操舵仪通用技术条件》和 GB/T 11877—2010《船用陀螺罗经组合 操 舵 仪》等 四 项 操 舵 仪 相 关 标 准 。 与 GB/T 5743—2010、GB/T 10846—1989、GB/T 11877— 2010、GB/T 11876—2007相比 ,除结构调整和编辑性改动外 ,主要技术变化如下 :

　　— 更改并整合了术语和定义(见第 3 章 ,GB/T 5743—2010、GB/T 10846—1989、GB/T 11877— 2010、GB/T 11876—2007的第 3 章) ;

　　— 更改并整合了 技 术 要 求 (见 第 4 章 , GB/T 5743—2010、GB/T 10846—1989、GB/T 11877— 2010、GB/T 11876—2007的第 4章) ;

　　— 增加了“航迹控制 ”等要求与试验方法[见 4. 3. 1. 2 b)和 5. 2. 2. 2 b)] ;

　　— 增加了 “越控 ”等功能(见 4. 3. 1. 3) ;

　　— 更改并整合了 试 验 方 法 (见 第 5 章 , GB/T 5743—2010、GB/T 10846—1989、GB/T 11877— 2010、GB/T 11876—2007的第 5 章) ;

　　— 整合并修改了 检 验 规 则 (见 第 6 章 , GB/T 5743—2010、GB/T 10846—1989、GB/T 11877— 2010、GB/T 11876—2007的第 6章) ;

　　— 增加了船舶航向 自动控制测试方法(见附录 A) ;

　　— 增加了船舶航迹/航迹向 自动控制测试方法(见附录 B) ;

　　— 增加了 自动操纵稳定精度和偏差计算方法(见附录 C) ;

　　— 增加了航迹控制场景定义(见附录 D) 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由全国船舶电气及电子设备标准化技术委员会(SAC/TC531)提出并归 口 。

　　本文件起草单 位 : 中 国 船 舶 集 团 有 限 公 司 第 七 〇 七 研 究 所 、九 江 中 船 仪 表 有 限 责 任 公 司 ( 四 四一厂) 。

　　本文件主要起草人 :刘健 、刘红光 、吴明贤 、苏畅 、孙灵远 、杜亚震 、罗勇平 、欧阳盼 、廖益欣 、刁培腾 、朱文莉 、朱江涛 、蔡韡 、张毓 、汪志勇 。

　　本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为 :

　　— 1985年首次发布为 GB/T 5743—1985,1994年第一次修订 ,2010年第二次修订 ;

　　— 1989年首次发布为 GB/T 10846—1989;

　　— 1989年首次发布为 GB/T 11876—1989,2007年第一次修订 ;

　　— 1989年首次发布为 GB/T 11877—1989,1999年第一次修订 ,2010年第二次修订 ;

　　— 本次为 GB/T 5743的第三次修订 ,并入了 GB/T 10846—1989《船用磁罗经自动操舵仪通用技术条件》、GB/T 11876—2007《船用随动操舵仪通用技术条件》和 GB/T 11877—2010《船用陀螺罗经组合操舵仪》的内容 。

　　Ⅲ

　　GB/T 5743—2025

　　船 用 操 舵 仪

　　1 范围

　　本文件规定了船用操舵仪(以下简称 “操舵仪 ”)的技术要求 、检验规则 、标志和标签及包装运输和贮存 ,描述了相应的试验方法 。

　　本文件适用于舵机 、全回转推进器和喷泵推进器用操舵仪的设计 、制造和验收 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件 。

　　GB/T 2423. 101—2008 电工电子产品环境试验 第 2部分 :试验方法 试验 :倾斜和摇摆

　　GB/T 4208—2017 外壳防护等级(IP代码)

　　GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件

　　GB/T 31843 海上导航和无线电通信设备及系统 数字接 口

　　GB/T 32065. 2 海洋仪器环境试验方法 第 2部分 :低温试验

　　GB/T 32065. 4 海洋仪器环境试验方法 第 4部分 :高温试验

　　GB/T 32065. 6 海洋仪器环境试验方法 第 6部分 :恒定湿热试验

　　GB/T 32065. 10 海洋仪器环境试验方法 第 10部分 :盐雾试验

　　GB/T 32065. 14 海洋仪器环境试验方法 第 14部分 :振动试验

　　GB/T 36911 运输包装指南

　　GB/T 37417 海上导航和无线电通信设备及系统 航迹控制系统 操作和性能要求 、测试方法及要求的测试结果

　　IEC 60945:2002 航海导航和无线电通信设备和系统 通用要求 测试方法和必要的试验结果(Maritime navigation and radio communication equipment and systems—General requirements— Methods of testing and required testresults)

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　航迹偏差 track error

　　船舶位置与当前计划航段的距离 。

　　注 : 船舶位置在当前 计 划 航 向(也 称 计 划 航 段 航 向) 左 侧 时 航 迹 偏 差 用 负 值 表 示 、右 侧 时 用 正 值 表 示 (即 “左 负右正 ”) 。

　　3.2

　　航迹稳定精度 track keeping accuracy

　　航迹控制结果与设定航迹的符合程度 。

　　1

　　GB/T 5743—2025

　　注 : 用航迹线与计划航迹之间所包围的总面积除以 该 段 时 间 的 商 值 来 度 量(数 值 越 小 ,其 稳 定 精 度 越 高) 。工 程 上一般用偏离计划航段/设定航向线距离的平均偏差值或均方根误差值来度量 。

　　3.3

　　航迹向 course

　　船舶在水平面内实际航行或准备航行到的方向 。

　　注 : 用真北方向(000°)顺时针转至该方向的夹角表示 。

　　3.4

　　航迹向稳定精度 coursekeeping accuracy

　　航迹向控制结果与设定航迹向的符合程度 。

　　注 : 用船位与航向线距离偏差程度来度 量 。工 程 上 一 般 用 偏 离 设 定 航 向 线 距 离 的 平 均 偏 差 值 或 均 方 根 误 差 值 来度量 。

　　3.5

　　航向(艏向) heading

　　通过真子午线的垂直平面与通过船舶艏艉基准线的垂直平面之间的水平夹角 。

　　注 : 航向是由真北(000°)起按顺时针方向旋转 360°来测量 。

　　3.6

　　航向稳定精度 headingkeeping accuracy

　　航向控制结果与设定航向的符合程度 。

　　注 : 用实际航向曲线与指令航向直线之间所包围的总面积除以该段时间的商值来度量 。工程上一般用平均偏差值或均方根误差值来计算 。

　　3.7

　　简易操舵 non follow-up steering

　　使舵按给定方向转动的一种人工操纵的舵角开环电气控制操舵方式 。

　　3. 8

　　随动操舵 follow-up steering

　　使舵按给定舵角转动的一种人工操纵的舵角闭环电气控制操舵方式 。

　　3.9

　　随动操舵灵敏度 follow-up steeringsensitivity

　　随动操舵时 ,操舵系统正常条件下 ,使操舵控制末级元件动作的最小给定舵角值 。

　　3. 10

　　自动操舵 automaticsteering

　　根据传感器提供的位置 、航向等信息 ,通过控制舵转动 , 自动控制船舶按设定的航迹 、航迹向 、航向等要求运动的一种自动操纵的电气控制操舵方式 。

　　3. 11

　　天气调节 weatheradjustment

　　自动操舵时 ,将因风 、浪 、涌所产生航向波动而进行不必要的操舵减至最小所进行的调节 。

　　4 技术要求

　　4. 1 一般要求

　　操舵仪应能手动或自动地适应船舶在各种航速 、气象及装载情况下的操纵特性 ,并在常温环境和正常操船状态下可靠工作 。

　　2

　　GB/T 5743—2025

　　4.2 组成

　　操舵仪按不同功能配置可分为随动操舵仪 、航向 自动操舵仪和航迹自动操舵仪三种 ,基本组成如表 1所示 。

　　表 1 操舵仪组成

　　序号

　　组成

　　随动操舵仪

　　航向 自动操舵仪

　　航迹自动操舵仪

　　备注

　　1

　　手动操舵装置

　　●

　　●

　　●

　　2

　　舵角反馈传感器

　　●

　　●

　　●

　　3

　　操舵模式转换装置(含操舵模式指示)

　　●

　　●

　　●

　　4

　　舵角复示器

　　●

　　〇

　　〇

　　5

　　报警信号装置

　　●

　　●

　　●

　　6

　　航向显示装置

　　〇

　　●

　　●

　　7

　　航向控制单元

　　—

　　●

　　●

　　8

　　航向速率指示器

　　—

　　〇

　　〇

　　9

　　航迹控制单元

　　—

　　—

　　●

　　10

　　综合信息显示单元

　　—

　　—

　　〇

　　注 :

　　“● ”必选 ,“〇 ”可选 ,“— ”不选 。

　　4.3 功能

　　4.3. 1 操舵

　　4.3. 1. 1 手动操舵

　　操舵仪手动操舵一般应包括如下方式 :

　　a) 随动操舵 ;

　　b) 简易操舵 。

　　4.3. 1.2 自动操舵

　　操舵仪自动操舵一般应包括如下方式 。

　　a) 航向 :

　　操舵仪的航向 自动操舵控制应符合下列要求 :

　　1) 具备天气变化自适应或天气调节功能(海况选择分为 :平静 、中等 、恶劣) ;

　　2) 航向偏差报警阈值可设置 ;

　　3) 舵角限制值可设置 。

　　b) 航迹 :

　　操舵仪的航迹自动操舵控制应符合下列要求 :

　　1) 航迹偏差报警阈值可设置 ;

　　2) 转入的当前航段号可选择 ;

　　3) 当前航段进入方式可选择 ;

　　4) 具有转向速率或转弯半径控制功能时 ,转向速率或转弯半径可设置 。

　　c) 航迹向 :

　　3

　　GB/T 5743—2025

　　操舵仪的航迹向 自动操舵控制应符合下列要求 :

　　1) 距离偏差报警阈值可设置 ;

　　2) 舵角限制值可设置 。

　　注 : a)项适用于航迹自动操舵仪和航迹自动操舵仪 ,b) 、c)项适用于航迹自动操舵仪 。

　　4.3. 1.3 越控

　　自动操舵仪应能够从 越 控 设 备 接 收 信 号 而 终 止 自 动 操 舵 模 式 并 切 换 到 越 控 功 能 , 转 换 到 越 控 之后 ,返回 自动操舵控制需要使用者干预 。

　　注 : 本项适用于航向 自动操舵仪和航迹自动操舵仪 。

　　4.3.2 操纵方式转换

　　操舵仪的操纵方式转换应符合下列要求 :

　　a) 同一操纵部位进行操纵方式转换时 , 自转换指令下达到转换完成的时间不大于 3 s;

　　b) 各操纵方式的转换 ,可在任意舵角位置上进行 。

　　4.3.3 操纵部位及转换

　　4.3.3. 1 操纵部位

　　操舵仪操纵部位设置应符合下列要求 :

　　a) 按不同船舶的要求 ,操舵仪可设置多个操舵部位控制主操舵装置 ,并根据各部位职能 ,配置必要的操纵方式及相应的操纵器和指示装置 ;

　　b) 辅助操舵装置应在舵机舱进行控制 ,如辅助操舵装置是用动力操纵 ,则也应能在驾驶室进行控制 ,并应独立于主操舵装置的控制系统 。

　　4.3.3.2 部位转换

　　操舵仪设置有多个操舵部位时 ,操舵仪的部位转换应符合下列要求 。

　　a) 各操纵部位之间能相互转换 :操舵仪只设置一个部位转换部件时 ,应设置在舵机舱操纵部位 。若各操纵部位均设有转换部件 ,且无特殊要求时 ,则以舵机舱的转换为优先 。

　　b) 各操纵部位操舵互锁 ,且有当前有效操纵部位信号指示 。

　　c) 各操纵部位之间转换 , 自转换指令下达到转换完成的时间不大于 3 s。

　　4.3.4 双舵控制

　　操舵仪适用于无机械连杆的双舵控制时 ,双舵控制应符合下列要求 :

　　a) 自动或随动操舵双舵可电气同步操舵 ;

　　b) 简易操舵时 ,双舵可分别操舵 。

　　4.3.5 舵机启停控制

　　一般情况下 ,各操纵部位应具有相应被控舵机机组的遥控启动 、遥控停止功能 。

　　4.3.6 指示与显示

　　4.3.6. 1 发光要求

　　操舵仪的发光应符合下列要求 :

　　a) 操舵仪各操纵部位的指示和显示采用自发光形式 ,且光线柔和 ;

　　4

　　GB/T 5743—2025

　　b) 船舶驾驶室操舵仪设备应适应所有环境光条件(白天 、晨昏 、夜间) 。

　　4.3.6.2 亮度调节

　　船舶驾驶室部位的操舵仪设备应有独立的调光功能 ,必要时可接收调光指令进行统一调光 。

　　4.3.6.3 航向和设定航向

　　操舵仪的航向和设定航向应符合下列要求 :

　　a) 显示分辨率不低于 0. 1°,范围 : [0°,360°) ;

　　b) 操舵仪上的航向复示值与航向发送设备发送值之间的读数值最大误差不大于 0. 2°。

　　注 : 按 4. 2 的规定适用时可选 。

　　4.3.6.4 航迹向和设定航迹向

　　数字分辨率应不低于 0. 1°,范围 : [0°,360°) 。

　　注 : 本项适用于航向 自动操舵仪和航迹自动操舵仪 。

　　4.3.6.5 航行计划和设定当前航路段

　　应显示航行计划和选定的当前航路段 。

　　注 : 本项仅适用于航迹自动操舵仪 。

　　4.3.6.6 转向速率

　　分辨率应不低于 0. 1(°)/s,一般指示范围为 -10(°)/s~ +10(°)/s(左转为“- ”,右转为“+ ”) 。

　　注 : 按 4. 2 的规定适用时可选 。

　　4.3.6.7 舵角指示及设定舵角

　　舵角指示及设定舵角指示应符合下列要求 :

　　a) 除应急表头外 ,数字显示分辨率不低于 0. 1°,刻度盘或刻度尺指示分辨率不低于 1°,一般范围为 -35°~ +35°(左舵为“- ”、右舵为“+ ”,一般左舵为红色数字或刻线 、右舵为绿色数字或刻线 ,正舵为黑色数字或刻线) ;

　　b) 采用刻度盘或刻度尺指示舵角时 , 中间为零位(正舵位置) ,指针往左运动为左舵 ,指针往右运动为右舵 。

　　4.3.7 报警

　　4.3.7. 1 报警项及指示或显示

　　操舵仪应在出现表 2项目时能发出声报警和光报警 ,应在出现表 3 所列舵机延伸报警时能发出声报警和光报警 。

　　表 2 操舵仪报警及指示或显示项目

　　序号

　　报警项 目

　　报警条件

　　报警指示或显示内容

　　报警形式

　　报警类别

　　备注

　　1

　　操舵失效

　　执行机构未按指令要求动作

　　操舵失效

　　光报警 :

　　红色闪烁 ;声报警 :

　　急促

　　紧急报警 :

　　危 及 船 舶 航 行操纵 安 全 、人 员安全 、设备安全

　　2

　　控制电源失电

　　外部控制电源供电中断

　　控制失电

　　5

　　GB/T 5743—2025

　　表 2 操舵仪报警及指示或显示项目 (续)

　　序号

　　报警项 目

　　报警条件

　　报警指示或显示内容

　　报警形式

　　报警类别

　　备注

　　3

　　航向偏差

　　航向 自动保持时 ,航向与设定航向的偏差大于规定值

　　航向偏

　　光报警 :

　　红色闪烁 ;声报警 :

　　急促

　　重要报警 :

　　严 重 影 响 设 备性能

　　4

　　航向信号比对

　　航向 自动操舵时 ,两航向源信号比对 ,相差大于规定值

　　航向监视(可选)

　　5

　　航迹或航迹向偏差

　　航迹或航迹向 自动操纵时 , 当前船位到当 前 计 划 航 段 的 距 离 大于规定值

　　航迹偏(可选)

　　6

　　位置信号比对

　　航迹自动操纵时 ,两位置源信号比对 ,相差大于规定值

　　船位监视(可选)

　　7

　　内部通信

　　操舵仪设备间通信失效

　　内部通信

　　光报警 :

　　黄色闪烁 ;声报警 :

　　缓慢断续

　　一般报警 :

　　对 设 备 性 能 有一定的影响

　　8

　　外部通信

　　操舵仪与外部设备通信失效

　　外部通信

　　9

　　航速低

　　自动操纵时 ,航速低于最低航速设定值

　　航速低

　　10

　　舵角传感器

　　舵角传感器故障或失效

　　舵 角 传 感 器 ( 可选)

　　11

　　航向传感器

　　航向传感 器 或 航 向 信 号 传 输 故障或失效

　　航 向 传 感 器 ( 可选)

　　12

　　航速传感器

　　航速传感 器 或 航 速 信 号 传 输 故障或失效

　　航 速 传 感 器 ( 可选)

　　13

　　位置传感器

　　位置传感 器 或 位 置 信 号 传 输 故障或失效

　　位 置 传 感 器 ( 可选)

　　14

　　双舵同步

　　双舵同 步 操 纵 时 , 两 舵 静 态/动态舵角相差大于规定值

　　双舵失步(可选)

　　15

　　应急电源失电

　　使用应急 电 源 作 为 冗 余 监 测 电源使用时失电

　　应急电源

　　光报警 :

　　黄色闪烁 ;声报警 :

　　缓慢断续

　　一般报警

　　16

　　航 迹 控 制 预转向

　　多航 路 点 航 迹 控 制 时 , 转 向 前3 min~ 6 min之间应发出报警

　　预转向(可选)

　　17

　　航迹控制转向

　　多航 路 点 航 迹 控 制 时 , 转 向 前30 s应发出转向报警

　　转向(可选)

　　18

　　航迹中止

　　航迹自动操纵时 ,系统自动切换到航向控制 ,或不能继续操作

　　航迹中止(可选)

　　19

　　航迹结束

　　航迹自动操纵时 ,到达航路终点前 1 min

　　航迹结束(可选)

　　20

　　舵轮/舵操纵杆位置

　　除随动操 纵 方 式 外 的 其 他 操 纵方 式 时 , 舵 轮/舵 操 纵 杆 不 在零位

　　舵轮/操纵杆位置(可选)

　　光报警 :黄色闪烁

　　提示报警 :

　　不影响设备性能

　　6

　　GB/T 5743—2025

　　表 3 舵机延伸报警及指示或显示项目

　　序号

　　报警项 目

　　指示或显示内容

　　报警形式

　　报警类别

　　1

　　舵机 压 力 、舵 机 电 源 、舵 机 电 源 、舵机 电 源 、油 箱 油 位 、油 箱 油 温 、滤器压差

　　失压

　　光报警 :红色闪烁 ;

　　声报警 :急促

　　紧急报警

　　2

　　失电

　　3

　　断相

　　重要报警

　　4

　　过载

　　5

　　油位低

　　6

　　油温高

　　7

　　滤器压差

　　光报警 :黄色闪烁 ;

　　声报警 :缓慢断续

　　一般报警

　　4.3.7.2 报警电源

　　船舶操舵仪报警信号装置应由主电源和/或应急电源(具有独立电源或蓄电池供电)供电 。

　　4.3.7.3 报警检查与确认

　　报警应设有人工检查与确认功能 ,确认后报警声应消除 、报警光应由闪烁变为常亮(直至故障消除后熄灭) ,且确认后应不影响下次故障引起的声光报警 。

　　4.4 性能

　　4.4. 1 转舵速度适应性

　　船用操舵仪应能适应如下舵机的平均转舵速度 :

　　— 舵机的平均转舵速度单机组状态不低于 2. 3(°)/s;

　　— 舵机的平均转舵速度双机组状态不低于 4. 7(°)/s。

　　4.4.2 舵角电气限位

　　操舵仪应设置独立可调的操舵控制舵角电气限位装置 , 限位值应较操舵系统下一级(液压或机械)限位提前 0. 5°~ 1°。

　　4.4.3 舵角复示误差

　　在舵角限位范围内 ,舵角复示误差应不大于 1°(正舵时应不大于 0. 3°) 。

　　4.4.4 随动操舵

　　4.4.4. 1 随动操舵灵敏度

　　随动操舵灵敏度要求如下 :

　　a) 随动操舵方式下 ,操舵控制末级元件采用开关控制信号形式时 , 随动操舵灵敏度应不低于 1°给定舵角(灵敏度越高数值越小 , 以下同) ;

　　7

　　GB/T 5743—2025

　　b) 随动操舵方式下 ,操舵控制末级元件采用比例控制信号形式时 , 随动操舵灵敏度应不低于 0. 3°给定舵角 。

　　4.4.4.2 随动跟随误差

　　当转舵速度满足要求时 ,在舵角限位范围内 ,操舵仪随动操舵跟随误差应不大于 1°。

　　4.4.4.3 动态品质

　　操舵过程中应平稳 ,无振荡 、无超调 。

　　4.4.5 舵角零位稳定性

　　操舵仪舵角零位稳定性要求如下 :

　　a) 指令舵角为零时 ,实际舵角应处于[ -0. 3°,0. 3°]之间 ;

　　b) 指令舵角为零 、操舵方式相互转换时 ,实际舵角变化应在[ -0. 3°,0. 3°]之间 ;

　　c) 指令舵角为零 、操舵部位相互转换时 ,实际舵角变化应在[ -0. 3°,0. 3°]之间 。

　　4.4.6 自动操舵

　　4.4.6. 1 航向自动控制

　　船用操舵仪的航向控制应符合下列要求 。

　　a) 航向稳定精度 :

　　1) 海况低于三级 、巡航速度条件下 ,航向稳定精度不低于 1°,最大航向偏差不大于 3°;

　　2) 海况三到五级(含 三 级) 、巡 航 速 度 条 件 下 , 航 向 稳 定 精 度 不 低 于 2°, 最 大 航 向 偏 差 不 大于 6°;

　　3) 海况五到六级(含 五 级) 、巡 航 速 度 条 件 下 , 航 向 稳 定 精 度 不 低 于 3°, 最 大 航 向 偏 差 不 大于 9°。

　　b) 航向可连续修正 ,一次修正范围 : [ -359. 9°, +359. 9°] ,“- × × °”为逆时针方向修正 × × °航向 ,“+ × × °”为顺时针方向修正 × × °航向 。

　　c) 平静宽广水域(海况低于三级) 、航速不低于巡航速度 、一次修正航向 15°时 ,航向最大超调量不大于 1. 5°、次数不大于一次 ,过渡过程时间由产品规范规定 。

　　d) 具有预设转向速率控制的操舵仪 ,在船舶装载正常且航行在平静宽广水域的情况下(即水域足够宽阔 、足够深,船舶操纵时无扰流影响)以及巡航速度条件下转向 ,转向稳定后 ,转向速率控制误差不大于设定值的 10%或 3(°)/min中的大者 。

　　e) 具有预设转弯半径控制的操舵仪 ,在船舶装载正常且航行在平静宽广水域的情况下(即水域足够宽阔 、足够深,船舶操纵时无扰流影响)以及巡航速度条件下转向 ,转向稳定后的转弯半径计算应利用附录 A 中 A. 3. 2 的实时转向速率数据进行 。

　　注 : 本项适用于航迹自动操舵仪和航迹自动操舵仪 。

　　4.4.6.2 航迹自动控制

　　航迹稳定精度 :

　　a) 海况低于三级 、航速 6 kn~ 30 kn条件下 ,航迹偏差应不大于 100 m(不含定位误差) ;

　　b) 特殊作业船舶航迹稳定精度要求由产品规范规定 。

　　注 : 本项仅适用于航迹自动操舵仪 ,kn为节 ,航速单位 ,为 1. 852 km/h。

　　8

　　GB/T 5743—2025

　　4.4.6.3 航迹向自动控制

　　航迹向稳定精度 :海况低于三级 、航速 6 kn~ 30 kn条件下,船位与设定航向线的距离偏差(航迹偏差)应不大于 100 m(不含定位误差) 。

　　注 : 本项仅适用于航迹自动操舵仪 。

　　4.4.7 电源适应性

　　在以下正常电压和频率波动情况下应可靠工作 :

　　a) 交 流 电 压 , 除 另 有 规 定 外 , 在 220 V 或 380 V 供 电 时 : 稳 态 -10% ~ +10% , 频 率 ±5% , 瞬态 ±20% ,恢复时间 1. 5 s;

　　b) 直流电压 : -25% ~ +30% 。

　　4.4. 8 绝缘电阻

　　操舵仪冷态绝缘电阻应不低于 10 MΩ,热态绝缘电阻应不低于 2 MΩ,湿热试验后和系泊试验状态下绝缘电阻应不低于 1 MΩ。

　　4.4.9 绝缘介电强度

　　操舵仪在标准大气压条件下 ,其绝缘介电强度应为 :

　　a) 工作电压小于 60V 的设备 ,试验电压为 500V;

　　b) 工作电压 60V~ 300 V 的设备 ,试验电压为 2 000 V;

　　c) 工作电压大于 300 V 的设备 ,试验电压为 2 500V;

　　d) 试验电源频率范围为 45 Hz~ 62 Hz;

　　e) 试验时间为 1 min;

　　f) 试验时设备表面应无飞弧 ,元件应无击穿 、无闪烁现象 ;

　　g) 试验电压应无突然降低现象 。

　　4.5 材料

　　操舵仪选用材料应采用阻燃 、耐潮 、防霉 、防腐蚀 、无石棉 ,对人体健康无影响的材料 。

　　4.6 接口

　　4.6. 1 操舵仪应与适用的航向信息源相连接 。

　　4.6.2 操舵仪具有转弯半径控制或航速自适应功能的情况下 ,应与适用的航速信息源相连接 。

　　4.6.3 操舵仪具有与其他的航海仪器进行数据通信功能时 ,通信协议应符合 GB/T 31843 中适用的通信接口要求 。

　　4.7 磁罗经安全距离

　　操舵仪应测量并明确磁罗经安全距离 。

　　4. 8 环境适应性

　　操舵仪应能在下列环境条件下正常工作 :

　　a) 环境温度 :操舵仪安装在船舶舱内的设备在 -15 ℃ ~ 55 ℃ ,安装在舱外无保温措施的设备在

　　-25 ℃ ~ 70 ℃ ;

　　b) 湿热:温度为 40 ℃ ±2 ℃ ,相对湿度为(93±3) % ;

　　9

　　GB/T 5743—2025

　　c) 倾斜和摇摆 :横倾 ±22. 5°,纵倾 ±10°;横摇 ±45°,周期 10 s;纵摇 ±10°,周期 6s;

　　d) 振动 :在频率 2 Hz~ 13. 2 Hz,振 幅 ± 1 mm ( ±10%) ; 频 率 13. 2 Hz~ 100 Hz, 最 大 加 速 度7 m/s2 的振动条件下 ;

　　e) 盐雾 :按 IEC 60945:2002 中 8. 12的规定进行试验时 ,零部件表面无严重的腐蚀现象 。

　　4.9 外壳防护

　　除另有规定外 ,操舵仪设备外壳防护符合如下规定 :

　　a) 安装在驾驶舱等长期有人工作的一般舱室内的设备 ,其防护等级应不低于 GB/T 4208—2017中规定的 IP23;

　　b) 安装在 船 舶 舱 外 、舵 机 舱 等 短 期 有 人 或 长 期 无 人 监 管 场 所 的 设 备 , 其 防 护 等 级 应 不 低 于GB/T 4208—2017中规定的 IP44。

　　4. 10 电磁兼容性

　　操舵仪传导发射 、辐射发射和敏感度应符合 IEC 60945:2002附录 C 的要求 。

　　4. 11 外观

　　操舵仪的外观质量要求如下 :

　　a) 金属表面应无锈蚀 ,非金属表面无明显的泛白 、起泡 、裂纹 , 防护涂层应无起泡 、起皱 、开裂和脱落等缺陷 ,玻璃表面不应有明显划痕 ,箱门开启角度应不小于 90°;

　　b) 各线路板应有防潮湿 、防霉菌 、防盐雾的三防处理 。

　　5 试验方法

　　5. 1 组成

　　人工清点各部件 。

　　5.2 功能

　　5.2. 1 功能检查准备

　　操舵仪按配套要求互连 ,并与实验室仿真系统或装船实物连接 ,操舵仪通电后应工作正常 。

　　5.2.2 操舵

　　5.2.2. 1 手动操舵

　　手动操舵试验方法如下 :

　　a) 简易操舵 :操作简易操舵装置 ,检验两者方向的一致性 ,舵机转舵方向应与简易操舵装置操舵方向相同 ;

　　b) 随动操舵 :操 作 随 动 操 舵 装 置 , 检 验 舵 机 转 舵 方 向 和 随 动 操 舵 装 置 操 舵 方 向 和 舵 角的 一 致性 ,舵机转舵方向和最终实际舵角迎合随动操舵装置的操舵方向和指令舵角一致 。

　　5.2.2.2 自动操舵

　　自动操舵试验方法如下 。

　　a) 航向 :

　　在航向 自动控制状态下 ,

　　10

　　GB/T 5743—2025

　　1) 检查具备天气变化自适应能力或天气调节功能 ;

　　2) 手动设置航向偏差报警阈值 ;

　　3) 手动设置舵角限制值 。

　　b) 航迹 :

　　在航迹自动控制状态下 ,

　　1) 手动设置航迹偏差报警阈值 ;

　　2) 手动选择转入的当前航段号 ;

　　3) 手动选择当前航段进入方式 ;

　　4) 具有转向速率或转弯半径控制功能时 ,手动设置转向速率或转弯半径 。

　　c) 航迹向 :

　　在航迹向 自动控制状态下 ,

　　1) 手动设置距离偏差报警阈值 ;

　　2) 手动设置舵角限制值 。

　　5.2.2.3 越控

　　在自动操舵模式下 ,操作越控操舵装置 ,可实现手动操舵 。

　　5.2.3 操纵方式转换

　　操作操纵方式转换装置 ,检查操纵方式转换时间和转换舵角 。

　　5.2.4 操纵部位及转换

　　5.2.4. 1 操纵部位

　　操舵仪应可在不同操纵部位进行操舵 ,检查操舵仪是否能在不同部位进行操舵 。

　　5.2.4.2 部位转换

　　操舵仪应可通过操纵部位转换装置实现操舵部位的转换 ,检查操舵仪操舵部位转换的符合性 。 5.2.5 双舵控制

　　操作检验双舵控制的符合性 , 自动或随动操舵时 ,双舵能否实现电气同步 ;简易操舵时 ,双舵能否分别控制 。

　　5.2.6 舵机启停控制

　　操作检验舵机启停控制的符合性 。

　　5.2.7 指示与显示

　　操作检验舵机启停控制的符合性 。

　　5.2. 8 报警

　　5.2. 8. 1 报警项及指示或显示

　　人工触发报警条件 ,检查操舵仪能否指示或显示相应的报警内容 。

　　5.2. 8.2 报警电源

　　检查操舵仪报警电源 ,能否由主电源和/或应急电源(具有独立电源或蓄电池供电)供电 。

　　11

　　GB/T 5743—2025

　　5.2. 8.3 报警检查与确认

　　操舵仪的报警应能进行检查和确认 。

　　5.3 性能

　　5.3. 1 转舵速度适应性

　　用随动方式从左(或右)满舵到右(或左)满舵操舵 ,记录从左(或右)满舵到右(或左) 满舵运行所需时间(ΔT) ,3 次所测记时间的平均值与舵叶转过的角度之商值即为转舵速度 。

　　5.3.2 舵角电气限位

　　用随动方式从左(或右)满舵到右(或左)满舵操舵 ,检查舵角电气限位效用并记录限位值 。

　　5.3.3 舵角复示误差

　　用随动方式从左(或右)满舵到右(或左) 满舵操舵 ,往返一次 , 每隔 5°记录一次机械舵角指示值和操舵仪上的电气舵角复示值 ,并计算舵角复示误差 。

　　5.3.4 随动操舵

　　5.3.4. 1 随动操舵灵敏度

　　操舵仪处于随动操舵方式 ,顺时针(向右)或逆时针(向左)操纵舵轮 、旋钮或操纵杆 ,使操舵仪控制末级元件动作 ,记录给定舵角值 ,再反向操纵 ,使操舵仪控制末级元件反向动作 ,记录给定舵角值 。两给定舵角间隔值的一半为随动灵敏度 。

　　5.3.4.2 随动跟随误差和动态品质

　　操舵仪处于随动操舵方式 ,在电气舵角限位范围内 ,从左(或右) 满舵到右(或左) 满舵往返转舵 一周 ,每隔 5°记录一次给定舵角 值 与 复 示 舵 角 值 , 并 计 算 跟 随 误 差(给 定 舵 角 值 与 复 示 舵 角 差 值 的 绝 对值) , 同时观察转舵是否平稳 、有无振荡 、有无超调 。

　　5.3.5 零位稳定性

　　操舵仪按配套要求 互 连 , 并 与 实 验 室 仿 真 系 统 或 装 船 实 物 连 接 , 操 舵 仪 各 信 号 给 定 装 置 处 于 零位 ,检查舵角复示和 实 际 舵 角(舵 机 机 械 刻 度 舵 角 指 示) 是 否 处 于 零 位 , 然 后 转 换 操 舵 方 式 或 操 舵 部位 ,再检查舵角复示和实际舵角值 。

　　5.3.6 自动操舵

　　5.3.6. 1 航向自动控制

　　航向 自动控制测试内容如下 。

　　a) 航向控制稳定精度测试 ,实验室或实船试验 ,在 A. 1 所述条件下 ,按 A. 2 所述方法进行 。根据产品规范要求 ,选择附录 B 中相关方法计算航向稳定精度 。

　　b) 航向修正范围测试 ,实验室或实船试验 ,在 A. 1 所述条件下 ,通过操舵仪航向设置功能模块设置航向修正值 。

　　c) 航向修正测试 ,实验室或实船试验 ,在 A. 1 所述条件下 ,按 A. 3. 1 的方法进行 。根据产品规范要求 ,按附录 A. 3. 1 中指定方法计算航向修正技术指标 。

　　12

　　GB/T 5743—2025

　　d) 预设转向速率控制测试 ,实验室或实船试验 ,在 A. 1 所述条件下 ,通过操舵仪参数设置功能模块预设转向速率控制转向 ,转向稳定后 ,按 A. 3. 2 中指定方法计算转向速率 。

　　e) 预设转弯半径控制测试 ,实验室或实船试验 ,在 A. 1 所述条件下 ,通过操舵仪参数设置功能模块预设转弯半径控制转向 ,转向稳定后 ,按 A. 3. 2 中指定方法计算转弯半径 。

　　5.3.6.2 航迹自动控制

　　实验室或实船试验 ,在 B. 1. 1所述条件下 ,操舵仪接收航行计划线 ,并通过参数设置功能模块设置航路段等参数 ,按 B. 1 的方法进行 。根据产品规范要求 ,选择附录 C 中公式(C. 4) 的相关方法计算航迹稳定精度 。

　　5.3.6.3 航迹向自动控制

　　实验室或实船试验 ,在 B. 2. 1所述条件下 ,通过操舵仪参数设置功能模块设置航迹向 ,按 B. 2 的方法进行 。根据产品规范要求 ,选择公式(C. 4)的相关方法计算航迹向稳定精度 。

　　5.3.7 电源适应性

　　按 4. 4. 7 a)和 4. 4. 7 b)中规定的电压和频率变化范围进行试验 ,设备保持正常工作 。

　　5.3. 8 绝缘电阻

　　操舵仪通电工作 2 h 以上 ,测量结果为热态绝缘电阻 ;操舵仪断电 2 h 以上 ,测量结果为冷态绝缘电阻 。

　　测量时应断开电源线上的接地电容 、滤波器和过压保护器件 ,用相应量程兆欧表测量设备各电源线接线端子与壳体间的绝缘电阻(将兆欧表的线路端与操舵仪电源进线端子相连 ,将兆欧表的接地端与操舵仪机壳相连) 。

　　若操舵仪采用隔离变压器或总电源变压器时 ,应视该变压器次级为电源线 。

　　5.3.9 绝缘介电强度

　　在正常大气条件下 ,断开外接供电电源线 ,将操舵仪电源开关处于闭合工作位置 ,用绝缘强度测量仪进行测量(只在操舵仪出厂时做 ,操舵仪全生命周期内只进行一次绝缘强度测量) 。

　　断开电源线上的接地电容 、滤波器和过压保护器件 ,断开设备内部所有电子模块 ,用绝缘强度测量仪按 “起始为小于 1/2试验电压 ,然后以约 100V/s 的速度升至要求值 ,保持 1 min,再以同样的速度降到 0 V,再断开电源 ”的方法 ,测量设备供电电源接线端子与设备壳体间的绝缘介电强度(将绝缘强度测量仪的高压线路端与操舵仪电源线相连 ,将绝缘强度测量仪的接地端与操舵仪机壳相连) 。

　　5.4 材料

　　操舵仪应提供相应的材质证明 。

　　5.5 接口

　　5.5. 1 在操舵仪与导航系统(或仿真系统)进行通信时 ,读取操舵仪(或仿真系统)的航向数据 。

　　5.5.2 在操舵仪与导航系统(或仿真系统)进行通信时 ,读取操舵仪(或仿真系统)的航速数据 。

　　5.5.3 在操舵仪与其他航海仪器(或仿真系统)进行通信时 ,读取操舵仪(或仿真系统)的通信数据 。

　　5.6 磁罗经安全距离

　　操舵仪应按 IEC 60945:2002 中 11. 2规定的方法进行试验 ,从所有试验中得到的最大距离为安全

　　13

　　GB/T 5743—2025

　　距离 。

　　5.7 环境适应性

　　操舵仪按以下方法进行环境适应性试验 。

　　a) 环境温度 :低温试验按 GB/T 32065. 2 的规定进行 ,高温试验按 GB/T 32065. 4 的规定进行 ;

　　b) 湿热:湿热试验按 GB/T 32065. 6 的规定进行 。

　　c) 倾斜 :将操舵仪各仪器按实际安装方式单个 、若干个或全部安装在试验台上 ,使操舵仪处于自动工作状态 ;横倾 22. 5°,纵倾 10°,试验 30 min。

　　摇摆 :将操舵仪各仪器按实际安装方式单个 、若干个或全部安装在试验台上 ,使操舵仪处于工作状态 ;横摇 ±45°,周期 10 s;纵摇 ±10°,周期 6 s,各试验 10 min,按 GB/T 2423. 101—2008第 7章的规定进行试验 。

　　d) 振动 :振动试验按 GB/T 32065. 14的规定进行 。

　　e) 盐雾 :盐雾试验按 GB/T 32065. 10的规定进行 。

　　5. 8 外壳防护

　　操舵仪按以下方法进行外壳防护试验 :

　　a) 安装在驾驶室的仪器按 GB/T 4208—2017的规定进行试验 ;

　　b) 安装在舱外 、舵机舱的仪器按 GB/T 4208—2017的规定进行试验 。

　　5.9 电磁兼容性

　　操舵仪按以下方法进行电磁兼容性试验 :

　　a) 操舵仪通电工作 ,传导发射 ,按 IEC 60945:2002 中 9. 2. 2 的规定进行传导发射试验 ;

　　b) 操舵仪通电工作 ,辐射发射 ,按 IEC 60945:2002 中 9. 3. 2 的规定进行辐射发射试验 ;

　　c) 操舵仪通电工作 ,敏感度 ,按 IEC 60945:2002 中第 10章的规定进行敏感度试验 。

　　5. 10 外观

　　用目测法检查操舵仪各部件的外观 。

　　6 检验规则

　　6. 1 检验分类

　　检验分为型式检验和出厂检验 。

　　6.2 型式检验

　　6.2. 1 检验项目和顺序

　　除另有规定外 ,型式检验项目和顺序一般按表 4规定进行 。

　　6.2.2 检验样品数量

　　除特殊规定外 ,型式检验的样品一般为一套 。

　　6.2.3 合格判据

　　操舵仪通过表 4 中规定的选定项目时 ,判为合格 。

　　14

　　GB/T 5743—2025

　　6.3 出厂检验

　　6.3. 1 检查项目和顺序

　　除另有规定外 ,一般应按表 4 的项目和顺序进行 。

　　对能出具证明已进行过霉菌试验的器件或材料 ,在证明有效期内可不做霉菌试验 。生产厂用同 一种工艺生产的类似零件已进行过盐雾试验 ,并能出具证明的 ,在证明有效期内可不做盐雾试验 。

　　6.3.2 合格判据

　　提交检验的产品 ,在完成表 4规定的所有检验项目后 ,若全部符合本规范要求 ,则判定为合格 。在检验过程中若某项不合格 ,应找出原因 ,在采取纠正措施后复检相关项目且检验合格 ,则仍可判为检验合格 ,若仍有不符合要求的项 目 ,则判操舵仪检验不合格 。如果故障不能排除 ,则抽取加倍数量的操舵仪 ,重新进行该项检验及与该项检验有关的项目检验 。对加倍抽取数量中的一台仪器做其他项 目 的检验 ,若复验所有检验项目均符合要求 ,仍判操舵仪检验合格 ,若仍有不符合要求的项 目 ,则判操舵仪检验不合格 。

　　表 4 检验项目和顺序

　　序号

　　检验项 目

　　型式检验

　　出厂检验

　　要求

　　检验方法

　　1

　　组成

　　●

　　●

　　4. 2

　　5. 1

　　2

　　功能

　　操舵

　　●

　　●

　　4. 3. 1

　　5. 2. 2

　　3

　　操纵方式转换

　　●

　　●

　　4. 3. 2

　　5. 2. 3

　　4

　　操纵部位及转换

　　●

　　●

　　4. 3. 3

　　5. 2. 4

　　5

　　双舵控制

　　●

　　●

　　4. 3. 4

　　5. 2. 5

　　6

　　舵机启停控制

　　●

　　●

　　4. 3. 5

　　5. 2. 6

　　7

　　指示与显示

　　●

　　●

　　4. 3. 6

　　5. 2. 7

　　8

　　报警

　　●

　　●

　　4. 3. 7

　　5. 2. 8

　　9

　　性能

　　转舵速度适应性

　　●

　　●

　　4. 4. 1

　　5. 3. 1

　　10

　　舵角电气限位

　　●

　　●

　　4. 4. 2

　　5. 3. 2

　　11

　　舵角复示误差

　　●

　　●

　　4. 4. 3

　　5. 3. 3

　　12

　　随动操舵

　　随动操舵灵敏度

　　●

　　●

　　4. 4. 4. 1

　　5. 3. 4. 1

　　13

　　随动跟随误差

　　●

　　●

　　4. 4. 4. 2

　　5. 3. 4. 2

　　14

　　动态品质

　　●

　　●

　　4. 4. 4. 3

　　5. 3. 4. 2

　　15

　　零位稳定性

　　●

　　●

　　4. 4. 5

　　5. 3. 5

　　16

　　自动操舵

　　航向稳定精度

　　●

　　●

　　4. 4. 6. 1

　　5. 3. 6. 1

　　17

　　航向修正

　　●

　　●

　　4. 4. 6. 1

　　5. 3. 6. 1

　　18

　　转向速率控制误差

　　●

　　●

　　4. 4. 6. 1

　　5. 3. 6. 1

　　19

　　转弯半径控制误差

　　●

　　●

　　4. 4. 6. 1

　　5. 3. 6. 1

　　20

　　航迹稳定精度

　　●

　　●

　　4. 4. 6. 2

　　5. 3. 6. 2

　　21

　　航迹向稳定精度

　　●

　　●

　　4. 4. 6. 3

　　5. 3. 6. 3

　　22

　　电源适应性

　　●

　　●

　　4. 4. 7

　　5. 3. 7

　　15

　　GB/T 5743—2025

　　表 4 检验项目和顺序 (续)

　　序号

　　检验项 目

　　型式检验

　　出厂检验

　　要求

　　检验方法

　　23

　　性能

　　绝缘电阻

　　●

　　●

　　4. 4. 8

　　5. 3. 8

　　24

　　绝缘介电强度

　　●

　　●

　　4. 4. 9

　　5. 3. 9

　　25

　　材料

　　●

　　—

　　4. 5

　　5. 4

　　26

　　接口

　　●

　　〇

　　4. 6

　　5. 5

　　27

　　磁罗经安全距离

　　●

　　—

　　4. 7

　　5. 6

　　28

　　环境适应性

　　●

　　—

　　4. 8

　　5. 7

　　29

　　外壳防护

　　●

　　〇

　　4. 9

　　5. 8

　　30

　　电磁兼容性

　　●

　　〇

　　4. 10

　　5. 9

　　31

　　外观

　　●

　　●

　　4. 11

　　5. 10

　　注 :

　　“● ”为必检项 目 ,“〇 ”为协商检验项 目 ,“— ”为不检验项 目 。

　　7 标志和标签

　　在操舵仪的组成设备上应标识下列内容 :

　　a) 制造厂商标识 ;

　　b) 完成型式试验设备的序列号或型号 ;

　　c) 产品序列号和出厂日期 ;

　　d) 产品重量 ;

　　e) 船检标志 ;

　　f) 与磁罗经的安全距离(安装在驾驶室的设备) 。

　　8 包装、运输和贮存

　　8. 1 包装

　　除另有规定外 ,操舵仪的包装应按 GB/T 13384的规定进行 。

　　8.2 运输和贮存

　　除另有规定外 ,操 舵 仪 包 装 箱 的 运 输 和 贮 存 应 满 足 GB/T 36911 的 规 定 , 并 贮 存 在 环 境 温 度 为-10 ℃ ~40 ℃ 、相对湿度不大于 75%的清洁 、通风的仓库内 。

　　16

　　GB/T 5743—2025

　　附 录 A

　　(规范性)

　　船舶航向自动控制测试方法

　　A. 1 船舶航向自动控制测试条件

　　航向控制自动测试前应完成操舵仪 4. 1~4. 3、4. 4. 1~4. 4. 5所述的功能性能测试 。航向控制 自动测试采用如下实验室仿真测试和实船航行试验测试相结合的方法进行 :

　　a) 在实验室仿真测 试 中 , 操 舵 仪 航 向 自 动 控 制 所 有 功 能 和 性 能 的 测 试 应 使 用 船 舶 运 动 仿 真 器进行 ;

　　b) 船舶运动仿真器为 GB/T 37417船舶模型规定的船舶运动仿真器 。

　　A.2 船舶航向自动控制稳定精度测试

　　船舶在 “航向 ”操舵方式下以规定范围内的航速和海况定向航行 ,并顶浪 、旁浪 、顺浪各试验一次 ,记录航行时航向随时间的变化曲线 ,每次试验不小于 10 min。 自动以不低于 1 Hz 的频率或人工以不低于 0. 1 Hz的频率采样 ,记录船舶艏向 ,采用 A. 3 中的计算公式计算航向稳定精度 。

　　A.3 船舶航向机动试验测试

　　A.3. 1 航向自动修正试验测试

　　船舶以规定的航速和海况定向航行 ,输入修正航向 15°的航向阶跃修正量 ,用记录设备记录航向随时间的变化曲线(如图 A. 1) ,左 、右各一次 。计算(确定) 航向超调量与稳定时间 ,并记录振荡次数和船舶的最大横倾角 。

　　图 A. 1 航向自动阶跃响应

　　航向超调量按公式(A. 1)计算 :

　　…………………………( A. 1 )

　　式中 :

　　σ — 航向最大百分比超调量 ;

　　17

　　GB/T 5743—2025

　　ϕmax— 最大变化航向值 ,单位为度(°) ;

　　ϕc — 次航向修正值 ,单位为度(°) 。

　　稳定时间(ts)按下述方法确定 :

　　自航向阶跃修正信号输入时刻起 ,到航向变化过程进行到使公式(A. 2)成立时 ,所需的最短时间 。

　　18

　　

　　ϕ(t) -ϕc ≤ Δ (Δ= min(0. 05 ϕc ,1. 0) ,t≥ ts)

　　

　　… … … … … … …

　　

　　( A. 2 )

　　式中 :

　　Δ — 最大稳态误差 ,单位为度(°) ;

　　ϕc — 一次航向修正值 ,单位为度(°) ;

　　ϕ(t) — 航向变化值 ,单位为度(°) 。

　　A.3.2 船舶转向速率和转弯半径试验测试

　　行 200(按)°的航向修正试验(GB/T35713—2)0(可(17)连(附)续(录)定。转弯半径试验时(的船舶运动模型) ,,则(在)用(L)公(/v)A(0).3(和))计算设定的转向速率(最大值舵角限制值的)条:件下进

　　…………………………( A. 3 )

　　式中 :

　　ψ· — 设定的转向速率 ,单位为度每秒(°/s) ;

　　r — 设定的转弯半径 ,单位为米(m) ;

　　v — 航速 ,单位为米每秒(m/s) 。

　　试验应用设定的转弯半径或设定转向速率的最大值 、中间值在左右方向各进行一次 ,合计 4次 。

　　注 : 本试验中进行转向速率或转弯半径试验时 ,水平加速度不超过 1. 0 m/s2 。

　　GB/T 5743—2025

　　附 录 B

　　(规范性)

　　船舶航迹/航迹向自动控制测试方法

　　B. 1 航迹自动控制测试方法

　　B. 1. 1 航迹自动控制测试条件

　　航迹控制测试前应完成操舵仪 4. 1~4. 3、4. 4. 1~ 4. 4. 5、4. 4. 6. 1 所述的功能性能测试 。航迹控制测试采用实验室仿真测试和实船航行试验测试相结合的方法进行 。

　　B. 1.2 航迹自动控制实验室仿真测试

　　B. 1.2. 1 实验室仿真测试的一般要求

　　在实验室仿真测试中 ,航迹自动操舵仪所有功能和性能的测试应使用船舶运动仿真器进行 。

　　船舶运动仿真器为 GB/T 37417船舶模型规定的船舶运动仿真器 。

　　试验场景为附录 D规定的试验场景 。

　　B. 1.2.2 无环境干扰情况下的仿真测试

　　B. 1.2.2. 1 使用场景一进行仿真测试

　　场景一仿真测试方法和结果要求如下 。

　　a) 测试方法 :

　　1) 设置航向偏差报警值为 15°、航迹偏差报警值为 100 m ,加载场景一的计划航线 ,从第一条航路段起始点开始仿真测试 ;

　　2) 在航迹控制方式下,船舶沿计划航线从第一个航路点航行至最后一个航路点 ;

　　3) 各航路段结束前 ,应在规定的时间范围内人工确认转向报警 。

　　b) 测试结果 :

　　1) 船舶任意时刻的航向偏差和航迹偏差都应不大于偏差报警设定值 ;

　　2) 信息及报警显示正确 ;

　　3) 航迹结束应发出航迹结束报警 ,并以最后一个计划航段航向作为预设航向直线航行 。

　　c) 操舵仪具备曲线航迹控制功能时 ,应 :

　　1) 使用预设转弯半径进行航迹转向 ;

　　2) 航迹图形应显示实际转弯半径 。

　　B. 1.2.2.2 使用场景二进行仿真测试

　　场景二仿真测试方法和结果要求如下 。

　　a) 测试方法 :

　　1) 设置航向偏差报警值为 15°、航迹偏差报警值为 100 m ,加载场景二的计划航线 ,从第一条航路段起始点开始仿真测试 ;

　　2) 在航迹控制方式下,船舶沿计划航线从第一个航路点航行至最后一个航路点 ;

　　3) 各航路段结束前 ,应在规定的时间范围内人工确认转向报警 。

　　b) 测试结果 :测试结果同 B. 1. 2. 2. 1 b)项要求 。

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　　B. 1.2.2.3 使用场景三进行仿真测试

　　场景三仿真测试方法和结果要求如下 。

　　a) 测试方法 :

　　1) 设置航向偏差报警值为 15°、航迹偏差报警值为 60 m ,加载场景三的计划航线 ,从第一条航路段起始点开始仿真测试 ;

　　2) 在航迹控制方式下,船舶沿计划航线从第一个航路点航行至最后一个航路点 ;

　　3) 各航路段结束前 ,应在规定的时间范围内人工确认转向报警 。

　　b) 测试结果 :测试结果同 B. 1. 2. 2. 1 b)项要求 。

　　B. 1.2.2.4 使用场景四进行恒向线(RL)航行仿真测试

　　场景四恒向线航行仿真测试方法和结果要求如下 。

　　a) 测试方法 :

　　1) 设置航向偏差报警值为 25°、航迹偏差报警值为 200 m ,加载场景四的计划航线 ,从第一条航路段起始点开始仿真测试 ;

　　2) 在航迹控制方式下 ,采用恒向线航法,船舶沿计划航线从第 1 个航路点航行到第 3 航路点,应在规定的时间范围内人工确认转向报警 ;

　　3) 船舶沿航路点 3 和航路点 4之间的航路段航行 ,在航路点 4 或之前停止航迹控制 。

　　b) 测试结果 :

　　1) 船舶任意时刻的航向偏差和航迹偏差都应不大于偏差报警设定值 ;

　　2) 信息及报警显示正确 ;

　　3) 确认在航路点 3 和航路点 4之间 ,其航迹偏差不大于 50 m。

　　B. 1.2.2.5 使用场景四进行大圆(GC)航行仿真测试

　　场景四大圆航行仿真测试方法和结果要求如下 。

　　a) 测试方法 :

　　1) 航迹偏差报警值设置为 1 000 m ,将航路点 7 到航路点 8 之间的航路段设置为大圆航行模式 ;

　　2) 航路点 6 和航路点 7之间的航路段末端 , 以恒向线航行模式沿计划航线航迹控制到航路点 7;

　　3) 当操舵仪不具备自动选择大圆航行模式功能时 ,应可手动选择大圆航行模式 ;

　　4) 大圆航行航迹控制测试至少要连续运行 4 h;

　　5) 在航路点 7 和航路点 8之间的四个大圆位置上 ,应重新开始航迹控制 ;

　　6) 在航路点 7 和航路点 8之间的大圆航路段上 ,将船位设置在航路段末端 ,方向设置为航路段的大圆航行方位 。重新开始航迹控制 ,航行通过航路点 8。 如系统不能 自动切换到恒向线航行模式 ,应可手动选择恒向线航行模式 。

　　b) 测试结果 :

　　1) 执行了从恒向线到大圆的切换 ;

　　2) 确认图形显示信息正确无误 ;

　　3) 测试时航迹相关数据显示正确无误 ;

　　4) 船舶在大圆航路段上航行时 ,航向发生改变 ;

　　5) 大圆航路段测试部分依据场景 4计算的航向航行 ,航迹偏差不超过测试设定的航迹偏差报警值 ;

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　　6) 大圆航行时航向正确无误 ;

　　7) 在通过航路点 8后 ,应能从大圆航行模式自动或手动切换到恒向航行模式 ;

　　8) 航路点 8 和航路点 9之间的恒向航路段测试部分依据计算的航向航行 ,航迹偏差不超过50 m。

　　B. 1.2.3 有环境干扰情况下的仿真测试

　　B. 1.2.3. 1 海况干扰适应性测试

　　海况干扰适应性测试要求如下 。

　　a) 测试目的 :

　　验证航迹自动操舵仪能通过手动或自动方式适应航速 、装载 、海流和海况的变化 。测试之前应进行船舶模型参数适配 。测试包括如下内容 :

　　1) 转向期间航速变化影响测试 ;

　　2) 直线航路段海流变化影响测试 ;

　　3) 转向期间海流影响测试 ;

　　4) 转向期间海况影响测试 ;

　　5) 直线航路段海况变化影响测试 。

　　b) 测试方法 :

　　加载场景三的航迹 ,相应设置船舶运动仿真器 。

　　1) 在第一条航路段上距离航路点 2 大约 2 n mile~ 3 n mile处设置仿真船位 , 以 40°航向和10 kn航速开始航迹控制 。开始转向后 ,将指令航速增至 20 kn。

　　2) 在第二条航路段上距离航路点 3 大约 3 n mile~4 n mile处重新开始航迹控制 , 以 140°航向和 20 kn航速航行 。开始转向后 ,将指令航速减至 7 kn。

　　3) 在第二条航路段上以 140°航向和 20kn航速重新开始航迹控制 。 当仿真船舶距离航路点3 大约 4 n mile~ 5 n mile时 ,引入垂直于航线 、速度为 5 kn 的模拟海流 。

　　4) 在第一条航路段上距离航路点 2 大约 2 n mile~ 3 n mile处重新开始航迹控制 , 以 40°航向和 20 kn航速航行 。在转向中 ,引入方向正北 、速度为 5 kn 的模拟海流 。

　　5) 在第二条航路段上距离航路点 3 大约 3 n mile~4 n mile处重新开始航迹控制 , 以 140°航向和 20 kn航速航行 。在转向中 ,引入方向正北 、速度为 5 kn 的模拟海流 。

　　6) 在第一条航路段上距离航路点 2 大约 2 n mile~ 3 n mile处重新开始航迹控制 , 以 40°航向和 20 kn航速航行 。将仿真海况设置为二级海况 ,并完成转向 。

　　7) 在第二条航路段上距离航路点 3 大约 2 n mile~ 3n mile处重新开始航迹控制 ,在二级海况下 , 以 140°航向和 20 kn航速航行 。航行至航路段中间 ,引入五级仿真海况 。

　　8) 确认制造商的随机文件中包括操舵仪适应不同装载条件的方法 ,并在场景 3 的航路段上对该方法进行测试 。

　　c) 测试结果 :确认在上述各项测试中 ,航迹自动操舵仪能以 自动或手动方式适应不同的条件 。在进行适应性处理后 ,能沿计划航线航行且航迹偏差不超出报警值 。

　　注 : n mile为海里 ,1 n mile为 1. 852 km。

　　B. 1.2.3.2 传感器噪声干扰适应性测试

　　该测试的目的是确认航迹自动操舵仪能减少由偏航 、传感器数据分辨率和统计分布的位置误差等引起的无效舵 。具体测试如下 。

　　a) 测试方法 :

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　　1) 加载场景三的航迹 ,并设置仿真器 ;

　　2) 将仿真船位设置在航路点 2 之后 , 以 140°航向和 20 kn航速航行 ;

　　3) 开始航迹控制 ,并按 B. 1. 2. 3. 2 b)项干扰执行测试 。

　　b) 测试干扰 :

　　1) 加到航迹控制的航向输入(正弦周期性航向输入干扰)中:产; 生频率 f= 0. 1 Hz, 幅值为 ±4°的正弦周期性偏航运动 , 添

　　2) 航向数据分辨率干扰 :1/6°;

　　3) 航速数据分辨率干扰 :1/2kn;

　　4) 位置数据分辨率干扰 :1/100'(18 m) ;

　　5) 位置误差干扰 :产生统计分布的位置误差 。

　　c) 测试结果 :确认航迹自动操舵仪能以 自动或手动的方式适应干扰 ,能在航迹偏差报警值范围内沿计划航线航行 ,且不产生频繁的打舵动作 。

　　B. 1.2.3.3 船舶固定偏航干扰适应性测试

　　该测试的目的是确认航迹自动操舵仪能够补偿船舶固定偏航 ,例如由船体水流和螺旋桨效应等产生的不对称性 。具体测试如下 。