Ocena brak

Czym jest nawigacja?

Autor /Starszy Dodano /31.01.2012

Celem nawigacji jest odnajdywa­nie drogi do celu. Nawigatorzy, nie widząc zarysów lądu, posiłkują się w tym celu pozycją Słońca lub gwiazd na niebie lub tez korzystają Z pomocy sygnałów świetlnych, radiowych bądź radarowych.
Dawni żeglarze lub podróżnicy przemierza­jący pustynie posługiwali się dla określe­nia własnego położenia i kierunku podróży pozycją Słońca i gwiazd na niebie. Pierwszymi, którzy sporządzili mapy nieba byli Babilończycy. Według ich poglądów gwiazdy stałe były rozlo­kowane na powierzchni wielkiej wydrążonej kuli otaczającej Ziemię. Kula ta, nazywana sferą nie­bieską, wydawała się obracać ze wschodu na za­chód. W północnej części nocnego nieba Babiloń­czycy widzieli kilka gwiazd ulokowanych w pobliżu osi sfery niebieskiej, które nie porusza­ły się prawie zupełnie. Jasna gwiazda w tej części nieba mogła w ten sposób być używana do odnaj­dywania kierunku północnego, Gwiazdę tę nazy­wamy Gwiazdą Polarną lub Polaris.
Na przełomie IX i X wieku n. e. europejscy nawi­gatorzy poznali inny przyrząd do wyznaczania kie­runku północnego - kompas. Składa się on z ka­wałka lekkiego magnesu stałego zamontowanego tak, że może się on swobodnie obracać. Oddziaływując z polem magnetycznym Ziemi, magnes, mający najczęściej postać igły, ustawia się wzdłuż kierunku północ-południe.
Działanie żyrokompasów opiera się na zasadzie zachowania momentu pędu, z której wynika, że swobodnie zawieszone obracające się koło będzie starało się zachować stałą orientację w przestrze­ni. Żyrokompas raz ustawiony, tak by wskazywał północ, i rozkręcony do dużej prędkości, wymaga jedynie sporadycznych korekt.

Przez stulecia astronomowie określali pozycje gwiazd i zestawiali je w tabelach. To one poma­gały nawigatorom odnaleźć swą szerokość geo­graficzną (czyli ilość stopni na północ bądź po­łudnie od równika). Najprostszą metodą określania szerokości geograficznej by pomiar kąta pomię­dzy horyzontem a Gwiazdą Polarną. Z prostych rozważań geometrycznych wynika, że kąt ten jest w przybliżeniu równy szerokości geograficznej na jakiej znajduje się obserwator. Jednym z najwcze­śniejszych instrumentów do pomiaru kąta, pod jakim gwiazdy widoczne są w stosunku do hory­zontu, było greckie astrolabium. To urządzenie w kształcie dysku było trzymane pionowo, a parę znaczników przesuwano po obwodzie dopóty, do­póki nie znalazły się na jednej linii z obserwowa­ną gwiazdą. Wartość kąta odczytywano następnie ze skali.
Jedną z pierwszych metod kierowania statkiem było żeglowanie na północ bądź południe celem osiągnięcia wymaganej szerokości geograficznej. Następnie żeglowano na wschód lub zachód na stałej szerokości geograficznej, tak by dotrzeć do zamierzonego celu.

Długość geograficzna

Oczywiście prościej i szybciej byłoby żeglować bezpośrednio do celu, zamiast poruszać się po bokach trójkąta. Kierunek tej podróży można było wyznaczyć używając Słońca, gwiazd i kompasu. Lecz wiatr, pływy i prądy morskie mogły znieść statek z obranego kursu i. nie znając dokładnej metody wyznaczania długości geograficznej (stop­ni na wschód bądź zachód od południka zerowe­go), nie można było być pewnym pozycji statku. Problem wyznaczania długości geograficznej był zawsze stowarzyszony z problemem dokładnego pomiaru czasu. Rozwiązał go dopiero w 1760 roku rzemieślnik angielski John Harrison, konstruując na potrzeby marynarki bardzo dokładny zegar, czyli chronometr.

Czas a nawigacja
Jak już wspomniano, wyznaczanie długości geo­graficznej jest bezpośrednio związane z pomiarem czasu. Ziemia kręci się z zachodu na wschód i stąd im bardziej na zachód znajduje się obserwator, tym później (wg uniwersalnego czasu) obserwuje on południe, czyli górowanie Słońca. Pełen obrót Ziemi o 360° trwa 24 h, a więc lokalne południe przypada później o godzinę na każde 15° długości geograficznej na zachód. Mając zegar zsynchroni­zowany z czasem Greenwich (GTM), odpowiada­jącym czasowi lokalnemu na 0° długości geogra­ficznej, możemy, obserwując górowanie Słońca, określił różnicę czasu lokalnego i czasu GTM. Z tej różnicy można określić dl. geograficzną.
Współcześni nawigatorzy mierzą kąt pod jakim widać Słońce lub gwiazdy za pomocą precyzyjne­go przyrządu zwanego sekstansem. Podawane drogą radiową sygnały czasowe umożliwiają odczyt kąta podniesienia Słońca bądź gwiazd dokładnie o żądanej godzinie, by uczynić określe­nie położenia dokładniejszym

Radar i sygnały radiowe
W rejonach przybrzeżnych dużą pomocą w żeglu­dze są latarnie morskie i radiolatarnie wysyłające charakterystyczne dla siebie sygnały świetlne bądź radiowe, na podstawie których można szybko i precyzyjnie określić położenie statku. Sygnały radiowe wykorzystywane są również do bezpiecz­nego prowadzenia samolotów. Skomputeryzowa­na aparatura radarowa instalowana na pokładach współczesnych statków i samolotów z powodze­niem podaje pozycję i pokazuje otoczenie. Pow­szechnie stosowane są również systemy nawigacji satelitarnej. Sygnały odbierane ze specjalnych satelitów pozwalają określić pozycję wszędzie i o każdej porze z dokładnością do 10 metrów. Systemy wojskowe są jeszcze dokładniejsze.

Podobne prace

Do góry