Ortsbestimmung durch Zeitbestimmung

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1 Ortsbestimmung durch Zeitbestimmung
Von der Astro- zur GPS-Navigation

2 Navigare necesse est, vivere non est necesse

3 Navigation: Orts- und Geschwindigkeitsbestimmung
eines Fahrzeugs. Terristische Navigation: Ortsbestimmung durch Beobachtung charakteristischer topographischer Merkmale. (Küste) Funknavigation: Ortsbestimmung durch Beobachtung des Laufzeitverhaltens elektromagnetischer Wellen. Koppelnavigation: Ortsbestimmung durch Geschwindigkeits- messung (nach Betrag und Richtung), ausgehend von einem bekannten Ort. Astronomische Navigation: Ortsbestimmung durch Beobachtung von Gestirnshöhen und den zugehörigen Zeiten.

4 Die Ekliptik Frühling S Winter Sommer Herbst

5 Das Koordinatensystem der Erde
Erdachse N 0. Längengrad  Breitenparallel   Länge  Breite  Äquatorebene  Längenkreis S Schiffsort

6 Die Bestimmung des Breitengrades

7 Mittagsbreite ohne Deklination
  N Schiffsort Sonnenhöhe  h Sonne h Äquator Horizont Breite  = h

8 Mittagsbreite mit Deklination
Schiffsort Sonnenhöhe   h Sonne  h Äquator   Breite Horizont  =  +  = h +  Deklination

9 Polarsternbreite Polaris  = h h N Polarsternhöhe h   Schiffsort
90o - h Äquator  Breite Horizont Polarsternbreite  = h

10 Die Winkelmessung

11 Winkelmessinstrumente
Das Astrolabium Der Jakobsstab Moderner Sextant Der Quadrant Der Sextant

12 Der Sextant

13 Beobachtungsfehler Augenhöhe des Beobachters Indexfehler des Sextanten
Parallaxefehler des Sextanten Lotfehler Gangfehler der Uhr Interpolation der Tabellenwerte Unschärfe des Koppelortes Schleifende Standlinien

14 Die Bestimmung des Längengrades

15 Der Bildpunkt der Sonne
 Bildpunkt M Geschwindigkeit: ca km/h

16 Der Mittagszeitpunkt Schiffsmittag 11h45minUTC 12h50minUTC 10h40minUTC
Länge: E 3o45‘ 44o23‘ 44o23‘ 12h50 -10h40 = 2h10 2h10 : 2 = 1h05 12h50 – 1h05 = 11h45

17 Zeit und Länge

18 Harrison John Harrison Die H4

19 Vorgänger der H4 H2 H3 H1

20 Die navigatorische Praxis

21 Die Höhengleiche  h h h h
S h h  BP h h Alle Beobachter, die die Sonne unter dem gleichen Höhenwinkel messen, befinden sich auf einer kreisförmigen Standlinie mit dem Bildpunkt der Sonne als Kreismittelpunkt

22 Ort aus zwei Höhen möglicheSchiffsorte   BP1   BP2

23 Das Höhendifferenzverfahren
hb = beobachtete Höhe hr = berechnete Höhe hb hr hb Azimut  Bildpunkt h +h Horizont des Beobachters Rechenort Koppelort Rechenort

24

25 Höhenmethode von Hilaire
Standlinien Tangente als Näherung

26 Plotting Sheet     N Azimut 1 Standlinie 2 Standlinie 1 h1
Rechenort  Koppelort  h2 Azimut 2

27 Das GPS

28 Gps-Komponenten GPS-Satellit GPS-Atomuhr

29 Das GPS-Kontrollsystem

30 Die Position der GPS-Satelliten

31 Ortsbestimmung durch GPS

32 GPS-Prinzip     Schiffsort Uhrenkorrektur im Empfänger
Empfängeruhr synchronisiert Uhrenfehler im Empfänger

33 Differential-GPS und WAAS
wahrer Ort auf Land   wahrer Schiffsort GPS-Fehler GPS-Ort  GPS-Ort Schiff 

34 Ende