Georg Bach / Eugen Richter: Astronomische Navigation Teil 2: Aufgaben der Navigation Abbildungen: BSG Segeln und pixelio.de

Aufgaben der Navigation Ortsbestimmung wo befinde ich mich (wo ist mein Standort)? Kursbestimmung wohin führt mein Kurs welcher Kurs führt zum Ziel

Standort Aus dem täglichen Leben kennen wir: Ort Strasse Hausnummer

Definition eines Standortes Koordinatensystem der Erde : Kennzeichnung eines Punktes innerhalb eines gedachten Netzes um die Erde Breitenkreise Längenkreise

Koordinatensystem der Erde Beschreibung eines Standortes durch die geographische Breite  geographische Länge 

Breitenkreise Bezugsebene ist der Äquator Parallel zum Äquator verlaufen die Breitenkreise

Geographische Breite  Winkel zwischen Ortsbreite und Äquator am Erdmittelpunkt N S 50 ° N Ortsbreite Breite 0 ° Äquator

Geographische Breite  Notwendig ist die Angabe, ob vom Äquator aus nach Nord oder nach Süd gezählt wird Extremwerte: 90° N  Nordpol 90° S  Südpol

Geographische Breite  Winkel zwischen Ortsbreite und Äquator am Erdmittelpunkt

Längenkreise (Meridiane) Bezugsebene ist der Greenwich-Meridian (Null-Meridian) Von Pol zu Pol verlaufen halbkreisig die Längenkreise

Standort Geographische Länge  Winkel zwischen Ortsmeridian und Null-Meridian am Erdmittelpunkt N Null-Meridian Orts-Meridian 45 ° E S

Geographische Länge  Notwendig ist die Angabe, ob vom Greenwich-Meridian aus nach Ost (E) oder nach West (W) gezählt wird 000° bis 180° E 000° bis 180° W Extremwerte: 000°  Greenwich-Meridian 180°  hintere Meridian (Datumsgrenze)

Geographische Länge  Winkel zwischen Ortsmeridian und Null-Meridian am Erdmittelpunkt

Angabe des Ortes durch Länge und Breite

Mercatorkarte Kartenprojektion Wir benötigen eine winkeltreue Karte: Gerardus Mercator 1512 - 1594

Von der Kugel zur Karte

Mercatorprojektion winkeltreu aber nicht flächentreu

Kompass Bezugsrichtungen Geographische Breite: Äquator Geographische Länge: Greenwich-Meridian Für die Praxis ist ein Instrument notwendig, dass mir eine dieser Bezugsrichtungen anzeigt: Kompass

Kompassanzeige Zeigt die Nord - Süd - Richtung Richtung der Meridiane

Bezugsrichtungen Kompasseinteilung 000 315 045 270 090 225 135 180

Kompasseinteilung N NW NE W E SW SE S

Kompassrose

Kurs Winkel zwischen Meridian und Kursrichtung

Kurs: 090° Meridian 90° Kurslinie

Kurs: 045° 45°

Kurs: 270° 270°

Kompass-Fehler Missweisung Kompass zeigt nicht zum geographischen Nordpol, sondern zum magnetischen Nordpol Kompass wird durch geologische Gegebenheiten beeinflusst Die Missweisung ist der Seekarte zu entnehmen

Der magnetische Nordpol ist nicht stationär

Missweisung MgN rwN

Die Missweisung ist der Seekarte zu entnehmen:

Die Missweisung ist der Seekarte zu entnehmen:

Berechnung der Missweisung Die Missweisung in den Seekarten wird stets für ein bestimmtes Jahr angegeben: 0° 35´E 2000 (7´E) Die Missweisung betrug 2000 0° 35´E, sie ändert sich jedes Jahr um 7´in Richtung E sie ändert sich jedes Jahr um + 7´

Distanzangaben Die Seemeile ist ein natürliches, auf das Koordinatensystem bezogenes Maß der Entfernung (Distanz) 1 sm ist der Abstand zweier Breitenparallele im Abstand von einer Minute 1/10 sm = 1 Kabellänge

Seemeile N S  = 54° 22,2` 1 sm  = 54° 21,2`

Abgreifen einer Distanz in der Karte am rechten oder linken Kartenrand 1 Minute = 1 Seemeile

Umrechnung von sm in km Erdumfang: 40.000 km hierin enthalten sind 360° 1 Minute = 1 Seemeile 360° = 21.600 Minuten 40.000 km : 21.600 = 1,852 km

Navigationsverfahren terrestrische Navigation elektronische- (Funk-) Navigation astronomische Navigation

Terrestrische Navigation Erdgebundenes Navigationsverfahren (Terra = Erde) Grundlagen: Verwendung von Landmarken, Seezeichen oder Koppelorten Verfahren: Peilungen, Koppelnavigation Standlinie: Gerade

Terrestrische Peilungen Peilobjekte müssen eindeutig identifiziert werden können in der Seekarte eingezeichnet sein Je näher das Peilobjekt, je geringer ist der Peilfehler

Terrestrische Peilungen Standlinie, aber noch kein Standort Meridian ?

Terrestrische Peilungen Standort aus 2 Standlinien

Terrestrische Peilungen Besser: Drei Standlinien A C B Fehlerdreieck

Terrestrische Peilungen

Koppelorte Standortbestimmung aus versegelter Strecke Ein so ermittelter Ort heißt Koppelort (Ok) Meridian KüG 17.00 OK z.B. 6 sm 16.00 OB

Terrestrische Navigation Verfahren: Abstandsbestimmungen Feuer in der Kimm Höhenwinkelmessungen Doppelwinkelmessungen Standlinie: Kreisbogen mit r = Abstand

Abstandsbestimmungen r = Abstand r

Feuer in der Kimm Rechnerische Ansatz: A = 2,075 x (√H +√Ah) A = Abstand in sm H = Höhe des Feuers in m Ah= Augenhöhe des Beobachters

Höhenwinkelmessung H n A A = 13 7 x H n

Höhenwinkelmessung

Elektronische (Funk-) Navigation Grundlage: elektromagnetische Wellen Verfahren: Peilung von Funkfeuern Standlinie: Gerade

Peilung von Funkfeuern Meridian Standlinie Funkfeuer

Peilung von Funkfeuern In der Schifffahrt heute nicht mehr gebräuchlich Anwendung aber weiterhin in der Luftfahrt: Flugfunkfeuer

Flugfunkfeuer z.B. Instrumenten – Landesystem (ILS)

Flugfunkfeuer z.B. UKW-Drehfunkfeuer (VOR)

Elektronische (Funk-) Navigation Verfahren: Loran (Long Range Navigation) Standlinie: Hyperbel als geometrischer Ort aller Punkte, deren Abstände zu zwei Sendern den gleichen Unterschied bilden

Hyperbelnavigation Zwei Sender (A und B) eines Hyperbelsystems 80 sm Sender B Für das Fahrzeug ergibt sich eine Abstandsdifferenz von 180 sm - 80 sm = 100 sm

Hyperbelnavigation F A B 200 sm 180 sm 80 sm 100 sm 160 sm 60 sm 90 sm 190 sm A B Alle Fahrzeuge mit einer Abstandsdifferenz von 100 sm stehen auf der gleichen Hyperbel

Hyperbelnavigation Hyperbel 1 Hyperbel 2 Standort

LORAN – Abdeckung Mittelmeer West Hautpsender: Sellia Marina (1) Nebensender: Lampedusa (2) Estartit (3) 3 1 2

NELS

LORAN Laufzeitdifferenzmessung zwischen Signalen von zwei Sendern einer Kette eine direkte Laufzeitmessung des Signals wäre gerätetechnisch sehr aufwendig, da der Startzeitpunkt des Signals bekannt sein muss Frequenz: 100 kHz (Langwelle) Angabe der Abstandsdifferenz als Laufzeitdistanz

Elektronische (Funk-) Navigation Verfahren: GPS Standlinie: Kugelschale als geometrischer Ort aller Punkte, die den gleichen Abstand zum Satelliten haben

GPS Messung der Laufzeit eines Signals

Kugelschale als Standlinie

GPS

GPS Zwei Kugelschalen ergeben einen Standort

GPS Die Genauigkeit wächst mit der Anzahl der Satelliten

Elektronische (Funk-) Navigation Verfahren: Radar Standlinie: Gerade aus Peilungen oder Abstandsbestimmungen von Radarzielen

Radar Bezugsrichtung Peilrichtung Abstandsringe

Radar

Radar

Radar

Astronomische Navigation Grundlage: Bestimmung des Winkels zwischen Horizont und Sonne Mond Planeten ausgewählten Fixsternen

Astronomische Navigation Verfahren: Standlinie nach HO 249 Chronometerlänge Mittagsbreite Nordsternbreite

Astronomische Navigation Standlinie: Kreis um den Bildpunkt des Himmelskörpers

Standlinienarten Gerade Kreis(bogen) Hyperbel Kugelschale