研究引導船舶在海上安全而迅速地從一地駛抵另一地的一門技術科學。航海學涉及數學、地理學、天文學、氣象學、海洋學、電子學、制圖學，以及無線電技術。運用航海學的知識，并通過海圖作業隨時掌握船位，是航海者最重要的任務。
航海學的形成和發展 古代航海家僅能利用視界內的陸標引航，這種技術稱為“引航術”。有了磁羅經和計程方法以后開始能進行航跡推算，作遠離海岸的航行。通過長期的實踐,15～17世紀逐步總結出“八大航法”：平面航法、流中航法、折航法、等緯航法、中分緯度航法、墨卡托航法、大圓航法和混合航法（見航法），形成以三角計算為基礎的航海學。18世紀30～40年代，六分儀、天文鐘以及天文定位方法的問世，進一步解決了遠洋航行中的定位問題，充實了航海學的內容。20世紀20年代，現代海圖開始普及后，大多數航法計算為海圖繪算所取代,使航海作業更方便、直觀。30年代以后,航海上廣泛使用陀螺羅經(見羅經)、計程儀、測深儀、雷達、無線電測向儀和各種雙曲線定位儀等新式航海儀器，在很大程度上提高了推算船位和觀測船位的準確性。60年代以來，隨著無線電導航系統自動觀測能力和觀測精度的不斷提高以及通過微處理機將船舶各種航海儀器和操縱系統綜合起來，初步實現了船舶航行自動化，使航海學出現了一次新的飛躍。現代航海學按照確定船位的方法，可分為地文航海、天文航海和無線電航海（見船舶無線電導航）三部分。
航海基礎知識 地球為不規則的橢圓球體，航海計算上一般可近似地當作正圓球體,其赤道圓周長為21600海里。在地球表面航行，確定地理坐標、方向基準和距離單位是確定船位、航向、航程的基礎。
經度和緯度 航海上采用地理坐標表示位置。地球上任一點的緯度可定義為通過該點的緯度圈與赤道在經度線上所夾的弧長,由赤道向南、北度量各由0°至90°；地球上任一點的經度可定義為通過基準經度線 (格林威治經度線)與通過該點的經度線在赤道上所夾的小于180°的弧長，由基準經度線向東、西度量各由0°～180°。
航向和方位 航海上通常以基準北作為計算航向和方位的基準。最常用的方向劃分法為圓周法：順時針方向由0°至360°。此外，還有象限法、半圓法和羅經點法等方位劃分法。航向指基準北線與船首向線的夾角，常用圓周法劃分。方位指基準北線與目標方位線的夾角，常用圓周法劃分。船首向線與目標方位線的夾角稱舷角，以船首向線為基準，常用半圓法或圓周法劃分。如用半圓法劃分，向左向右各由0°至180°。舷角為90°時稱為正橫。航海上是用羅經指示航向和方位的。通常存在羅經差，所以必須加以修正才能得到真航向和真方位。
距離和速度 海上距離以海里為單位,1海里為10鏈；航行速度以節（海里／小時）為單位。中國和大多數國家采用國際標準：1海里＝1852米。在航海上一般取： 1海里＝1′緯度平均弧長航程 (S)通常可直接從計程儀求得，也可以按速度(V)與航行時間(t)的乘積求得：S＝Vt 航程可分解為南北和東西兩個距離分量：南北距離分量等于緯差；東西距離分量稱為東西距不等于經差。當緯度不太高時，東西距與經差的關系式為： 東西距＝經差×cos（平均緯度）
船舶在無風和流的影響下的速度稱為航速，在風和流的影響下的對地速度稱為實際航速。在風和流影響下的對地航程稱為實際航程，等于實際航速乘航行時間。
研究內容 航海學的研究內容主要有三個方面：船位確定、航線設計和航行方法。此外，航海學還要研究海圖和航海圖書、航海儀器、航標和航海氣象等。
船位確定 航海者必須隨時知道本船的船位。船位確定的方法有航跡推算和觀測定位兩類。航跡推算是根據羅經和計程儀所指示的航向和航程，并計算風和流等的影響，從已知起算點推算出航跡和船位。觀測定位是使用各種航海儀器觀測外界已知位置的物標確定船位，有陸標定位、天文定位和無線電定位等。
航線設計 擬定航線是制定航行計劃的首要任務。航線應根據航行任務和航行地區的地理、氣象、海洋情況,以及船舶狀態、技術設備狀態和船員的經驗和水平等擬定。可參考《世界大洋航路》、《航路指南》、《航路設計圖》等航海圖書所提供的推薦航線，也可以采用氣象航線（見氣象導航）。航線確定后，再制定航行的具體實施計劃。其內容主要包括：航向，航程，預計起航、到達中途港和目的港的大約時間，通過危險或困難水域的時間和避險措施，估計到達轉向點的時間，轉向目標和轉向措施等（見海上航線）。
航行方法 航海學在這一方面側重研究復雜條件下的航行方法。所謂復雜條件主要是指復雜的地理條件、氣象條件和海洋條件等。不同條件下的航行方法各有其特殊規律和要求。例如狹水道航行（包括港灣、海峽、島礁區和江河等復雜水道航行）的方法，主要是掌握航道特點，善于利用導標、避險位置線等，以引導船舶沿預定航線航行。霧中航行方法主要是爭取在進入霧區前測出準確船位，隨后極其仔細地進行航跡推算，并利用各種無線電導航儀器和測深儀測位或辨位，掌握海霧生消趨勢，同時注意用雷達探測和了望，避免碰撞。冰區航行方法，主要是掌握冰情，選擇冰量少、冰質弱的航線，掌握多航向運動的航跡推算方法，及時分析船位的準確性，掌握冰中航行的操縱要領。風暴中航行方法主要是正確估計風暴運動的路徑，正確判斷船舶與風暴中心的相互位置，結合本船的適航性能和裝載情況，選擇最利于避開大風浪的航線航行。
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