“节”源于航海测速绳结法,即28秒内放出47英尺3英寸绳长对应1海里/小时;后经标准化定为1节=1国际海里/小时=1852米/小时;现代由多普勒、电磁计程仪及gps等电子传感器实现精确测量。

如果您在阅读航海文献或观看船舶操作时遇到“节”这一速度单位,可能会好奇它为何被用来表示每小时海里数,以及其名称如何与绳索打结相关联。以下是“节”这一航海单位从原始测量方式到标准化定义的演变过程:
一、传统测速法:绳结与沙漏的配合
早期航海者缺乏精确计时与测距工具,遂采用“测速绳”(log line)结合沙漏来估算航速。该方法依赖于固定长度的绳索上等距打结,并以标准时间间隔测定放出的绳结数量。
1、取一根直径均匀的麻绳,截取长度为47英尺3英寸(约14.4米)的一段作为基本单元。
2、在此段绳索上每隔此长度打一个结,形成等距绳结序列。
3、将绳索一端系上木质浮块(log chip),投入海中使其随船尾水流静止不动,绳索则随船行被拖出。
4、同时翻转一个28秒沙漏,开始计时;待沙漏流尽,立即停止收绳并清点已放出的绳结数。
5、每28秒通过1个绳结,即对应船速为1节 = 1海里/小时,因47英尺3英寸 × 3600秒 ÷ 28秒 ≈ 6076英尺 ≈ 1海里。
二、标准化修正:从经验绳长到国际定义
不同国家与船队曾使用略有差异的绳长与计时器,导致“节”的实际值不一致。19世纪后期,随着航海精度要求提升,国际社会推动统一物理基准,脱离对绳索与沙漏的依赖。
1、1897年英国海军部正式将1节定义为每小时1国际海里(1852米),不再绑定具体绳长或沙漏时间。
2、1929年国际水文组织(IHO)确认1海里为地球子午线1角分的平均长度,即1852米,成为全球通用标准。
3、各国航海仪器制造商据此校准机械式计程仪和后来的电磁式航速仪,使“节”的读数直接输出为1852米/小时的倍数。
三、现代实现:电子传感器取代物理绳索
当代船舶不再使用抛绳测速,而是依托安装于船体底部的传感器,通过测量水流相对船体的速度推算航速,再经数据处理模块换算为“节”。
1、多普勒计程仪向舷外发射声波,接收从海底或水体中悬浮颗粒反射的频移信号,计算相对速度。
2、电磁计程仪利用海水作为导体,当船体切割地磁场时产生感应电动势,其大小与航速成正比。
3、GPS接收器获取位置变化率,经滤波与坐标系转换后输出对地航速,系统自动将其单位标注为节(kn)。
4、驾驶台综合导航系统(INS)将多种传感器数据融合,以加权平均方式输出最终航速值,并持续刷新显示。










