Suuntimatekniikoiden käyttö navigoinnissa, G. Wahlberg

7
Göran Wahlberg [email protected] Suuntimatekniikoiden kä yttö navigoinnissa Sähköisten navigointilaitteiden aikakaudella suuntimatekniikoiden käyttö on useimmilta unohtunut ja nuoremmat eivät ehkä niitä ole koskaan oppinut käyttämään. Useimmat veneilijät eivät käytä paperikarttaa rinnakkain elektronisten plottereiden kanssa. Jos elektroninen navigointi lakkaa toimimasta, voi sijainnin tarkka määrittely olla vaikea, koska maastohavaintoja ei ole tarvinnut tehdä. Tällöin voi suuntimalaitteella ja kompassilla olla suurta hyötyä jos pystyy tunnistamaan lähistöllä olevia maamerkkejä. Katsastusluokissa 1 ja 2 vaaditaan varakompassia ja suuntimalaitetta, mutta olisi kyllä hyvä olla jos ne löytyisivät jokaisessa veneessä. Kompassin ja suuntimalaitteen lukemat ovat magneettisia suuntia. Ne on ensin korjattava tosisuunniksi ennen kuin ne voidaan sijoittaa merikorttiin. Merikortin pohjoinen osoittaa maapallon pohjoisnapaa. Kompassin pohjoinen osoittaa magneettista pohjoisnapaa, joka sijaitsee n. 1000 km pohjoisnavasta Pohjois-Kanadassa 1800-1900 luvuilla, mutta on siirtymässä Venäjän alueille 2000-luvulla. Magneettinen pohjoisnapa liikkui ennen 1930 lukua kaakkoon ja sen jälkeen pohjoiseen. 1831 se sijaitsi 70°N 97°W. Vuonna 2007 82,7°N 114,4°W ja 2012 84,9°N 110,8°W. Tällä hetkellä se liikkuu n. 55 km vuodessa. Magneettisten napojen liikkeet johtuvat maan sisällä olevan sulan massan virtauksista. Kompassipohjoisen ja tosi pohjoisen ero kutsutaan erannoksi. Eranto ja vuotuinen muutos on merkattu merikortteihin. Ahvenanmaalla - Saaristomerellä se on 5-6° itään paikasta riippuen ja vuotuinen muutos n. +6', Itäsuomessa eranto on noin 11°. Tämän lisäksi Suomen vesillä on alueita, jossa on magneettisia häiriöitä johtuen meren pohjassa olevista magneettisista aineista kuten rautamalmia. Nämä aiheuttavat kompassiin virhenäyttöjä. Lähialueiden suurimmat magneettiset häiriöalueet ovat Jussarö Tammisaaren eteläpuolella, Nyhamn Maarianhaminan eteläpuolella, laaja alue Jurmon kaakkoispuolella jne. Veneen moottori ja muut magneettiset osat aiheuttavat magneettikenttiä. Nämä aiheuttavat kompassin lukemaan virheen, joka kutsutaan eksymäksi. Eksymän virheen korjaamiseksi tarvitaan venekohtainen eksymätaulukko, joka voi olla numeerinen taulukko tai käyrämäinen graafi. Paikan ja etä isyyden mää rittely suuntimalla Käytetyt lyhenteet: TP = tosipohjoinen MP = magneettipohjoinen KP = kompassipohjoinen TS = tosisuunta MS = magneettisuunta KS = kompassisuunta ts = tosisuuntima mp = magneettisuuntima kp = kompassisuuntima er = eranto eks = eksymä s/v = sorto ja virta Sijainnin mää rittely suuntimalla Yksinkertaisin sijainnin määrittäminen tehdään suuntimalla kaksi kohdetta mahdollisimman samanaikaisesti. Korjaamalla magneettilukemat tosisuunniksi ja sijoittamalla ne merikorttiin. Suuntien leikkauskohta on aluksen mittausajankohdan sijainti. Mitä lähempänä 90* kulmaa leikkauskohdat ovat, sitä suurempi on määrittely tarkkuus. Alla olevat esimerkit hyödyntävät geometrian ja trigonometrian perusteita.

Transcript of Suuntimatekniikoiden käyttö navigoinnissa, G. Wahlberg

Page 1: Suuntimatekniikoiden käyttö navigoinnissa, G. Wahlberg

Göran Wahlberg [email protected]

Suuntimatekniikoiden käyttö navigoinnissa Sähköisten navigointilaitteiden aikakaudella suuntimatekniikoiden käyttö on useimmilta unohtunut ja nuoremmat eivät ehkä niitä ole koskaan oppinut käyttämään. Useimmat veneilijät eivät käytä paperikarttaa rinnakkain elektronisten plottereiden kanssa. Jos elektroninen navigointi lakkaa toimimasta, voi sijainnin tarkka määrittely olla vaikea, koska maastohavaintoja ei ole tarvinnut tehdä. Tällöin voi suuntimalaitteella ja kompassilla olla suurta hyötyä jos pystyy tunnistamaan lähistöllä olevia maamerkkejä. Katsastusluokissa 1 ja 2 vaaditaan varakompassia ja suuntimalaitetta, mutta olisi kyllä hyvä olla jos ne löytyisivät jokaisessa veneessä. Kompassin ja suuntimalaitteen lukemat ovat magneettisia suuntia. Ne on ensin korjattava tosisuunniksi ennen kuin ne voidaan sijoittaa merikorttiin. Merikortin pohjoinen osoittaa maapallon pohjoisnapaa. Kompassin pohjoinen osoittaa magneettista pohjoisnapaa, joka sijaitsee n. 1000 km pohjoisnavasta Pohjois-Kanadassa 1800-1900 luvuilla, mutta on siirtymässä Venäjän alueille 2000-luvulla. Magneettinen pohjoisnapa liikkui ennen 1930 lukua kaakkoon ja sen jälkeen pohjoiseen. 1831 se sijaitsi 70°N 97°W. Vuonna 2007 82,7°N 114,4°W ja 2012 84,9°N 110,8°W. Tällä hetkellä se liikkuu n. 55 km vuodessa. Magneettisten napojen liikkeet johtuvat maan sisällä olevan sulan massan virtauksista. Kompassipohjoisen ja tosi pohjoisen ero kutsutaan erannoksi. Eranto ja vuotuinen muutos on merkattu merikortteihin. Ahvenanmaalla - Saaristomerellä se on 5-6° itään paikasta riippuen ja vuotuinen muutos n. +6', Itäsuomessa eranto on noin 11°. Tämän lisäksi Suomen vesillä on alueita, jossa on magneettisia häiriöitä johtuen meren pohjassa olevista magneettisista aineista kuten rautamalmia. Nämä aiheuttavat kompassiin virhenäyttöjä. Lähialueiden suurimmat magneettiset häiriöalueet ovat Jussarö Tammisaaren eteläpuolella, Nyhamn Maarianhaminan eteläpuolella, laaja alue Jurmon kaakkoispuolella jne. Veneen moottori ja muut magneettiset osat aiheuttavat magneettikenttiä. Nämä aiheuttavat kompassin lukemaan virheen, joka kutsutaan eksymäksi. Eksymän virheen korjaamiseksi tarvitaan venekohtainen eksymätaulukko, joka voi olla numeerinen taulukko tai käyrämäinen graafi. Paikan ja etä isyyden määrittely suuntimalla Käytetyt lyhenteet: TP = tosipohjoinen MP = magneettipohjoinen KP = kompassipohjoinen TS = tosisuunta MS = magneettisuunta KS = kompassisuunta ts = tosisuuntima mp = magneettisuuntima kp = kompassisuuntima er = eranto eks = eksymä s/v = sorto ja virta Sijainnin määrittely suuntimalla Yksinkertaisin sijainnin määrittäminen tehdään suuntimalla kaksi kohdetta mahdollisimman samanaikaisesti. Korjaamalla magneettilukemat tosisuunniksi ja sijoittamalla ne merikorttiin. Suuntien leikkauskohta on aluksen mittausajankohdan sijainti. Mitä lähempänä 90* kulmaa leikkauskohdat ovat, sitä suurempi on määrittely tarkkuus. Alla olevat esimerkit hyödyntävät geometrian ja trigonometrian perusteita.

Page 2: Suuntimatekniikoiden käyttö navigoinnissa, G. Wahlberg

a). Kaksi samanaikaisesti tehtyä suuntimaa (ristisuuntima) Paikka A:n suuntima on 330° ja paikka B:n suuntima on 50°. Aluksen kulkusuunta on 85°, eksymätaulukko antaa -6° ja eranto merikartasta 3°.

KS 85° eranto 2° eksymä -6° korjausarvo -4° ms (A) 330° ms (B) 50° korjaus -4° korjaus -4° ts 326° ts 46° b) Kahden paikan suuntima ja kulkureitin sijainti Tätä menetelmää käytetään silloin kun suunnittavat kohteet eivät ole yhtaikaa näkyvissä. Kohde A suunnitaan paikassa D suunnassa 357°, jonka jälkeen alus kulkee magneettisuunnassa, MS 85°, 5 meripenikulmaa ja suunnitaan kohde B paikassa F suunnassa 15°. Eranto on 2° ja eksymä MS:lla 85° on -6°.

ms (A) 357° ms (B) 15° KS 85° eranto 2° 2° 2° eksymä -6° -6° -6° ts (A) 353° ts (B) 11° TS 81°

Page 3: Suuntimatekniikoiden käyttö navigoinnissa, G. Wahlberg

Tosisuuntimat sijoitetaan merikarttaan. Kuljettu matka 5 meripenikulmaa sijoitetaan tosisuunnan TS mukaisena. Esimerkkikuvassa 5 meripenikulman matka C-D siirretään suuntimalinjojen väliin tosisuunnassa TS, ja siirretään kunnes se leikkaa molemmat suuntimalinjat (kohdat D-F). Alus kulkee siis linjaa D-F pitkin. Yhden kohteen suuntima ja kuljetun matkan määrittely Seuraavat esimerkit näyttävät miten suuntimalla yhtä kohdetta ja käyttämällä tunnettuja geometrian ja trigonometrian perussääntöjä, voidaan joko määrittää aluksen sijaintia tai kuljettua matkaa. Suuntimat ja kompassisuunnat korjataan edellisten esimerkkien mukaisesti. c) 45° suuntima Suunnitaan paikassa A kohdetta M 45° kulmassa ja myöhemmin 90° kulmassa (tai päinvastoin). Kun alus on 90° suuntimapisteessä B ovat etäisyydet A-B ja B-M yhtä suuret.

d) 30° suuntima Jos kohde M suunnitaan ensin ts 30° ja toisen kerran ts 60°, on etäisyys 60° suuntimapisteestä kohteeseen M sama kun suuntimapisteiden A-B välimatka.

Page 4: Suuntimatekniikoiden käyttö navigoinnissa, G. Wahlberg

e) 26,5° suuntima Kohde M suunnitaan kohteesta A ensin suunnassa 26,5° ja toisen kerran kohdassa B suunnassa 45°. Suuntimapisteessä C alus on 90° kulmassa kohteeseen M. Etäisyys C-M on silloin sama kuin kuljettu matka suuntimapisteiden A-B välillä.

f) 14° suuntima Suuntimalla kohde M ensin 14° keulasuuntimana (A) ja toisen kerran 14° peräsuuntimana (B), on etäisyys 90° suuntimapisteestä (C) kohteeseen M sama kun kaksi kertaa suuntimapisteiden A-B välinen etäisyys.

Page 5: Suuntimatekniikoiden käyttö navigoinnissa, G. Wahlberg

g) 63° suuntima Kohteen M ensimmäinen suuntima pisteestä A on 63° ja toinen suuntima pisteestä B on 90°. Etäisyys B-M on kaksi kertaa pitempi kuin välimatka A-B.

h) Kulman kaksinkertaistamisen suuntima Jos kohteen M toisen suuntiman B kulma on kaksi kertaa suurempi kuin ensimmäisen suuntima A, on etäisyys B-M sama kun matka A-B. Tässä on käytetty 40° ja 80°, mutta sääntö on yleispätevä kaikilla kulmilla.

Page 6: Suuntimatekniikoiden käyttö navigoinnissa, G. Wahlberg

i) Kulman puolentamisen suuntima Tämä menetelmä on edellisen nähden käänteinen. Kohde M suunnitaan ensin kohteessa A ja toisen kerran kohteen A:n puolessa kulmassa B, on välimatka A-M sama kuin kuljettu matka A-B.

j. Paikan määritys väylän linjan ja yhden suuntima avulla Kun alus on väylällä, joko liikkuessa väylää pitkin tai ylittämässä sitä missä kulmassa tahansa, suunnitaan kohde C. Aluksen sijainti on tosisuuntimaksi muutetun suuntiman leikkauspiste väylän linjan kanssa.

Page 7: Suuntimatekniikoiden käyttö navigoinnissa, G. Wahlberg

k) Etä isyyden määrittely horisontin avulla Etäisyyttä tunnettuun kohteeseen jonka korkeus on tiedossa, voidaan määritellä horisontin avulla. Geometrisesti laskettuna luvut ovat hieman pienempiä kuin alla olevan taulukon arvot, koska ilmakehä taittaa valoa ja etäisyydet kasvavat n. 8%.

Korkeus merenpinnasta metreinä

Etäisyys horisonttiin meripenikulmina

Korkeus merenpinnasta metreinä

Etäisyys horisonttiin meripenikulmina

Korkeus merenpinnasta metreinä

Etäisyys horisonttiin meripenikulmina

0,5 1,5 6 5,1 35 12,2 1 2,1 7 5,5 40 13

1,5 2,5 8 5,8 45 13,8 2 2,9 9 6,2 50 14,6

2,5 3,3 10 6,5 60 16 3 3,6 12 7,1 70 17,3

3,5 3,9 15 8 80 18,4 4 4,1 20 9,2 90 19,6

4,5 4,4 25 10,3 100 20,6 5 4,6 30 11,3

Esimerkki: Etäisyys 40 m korkeaan majakkaan kun ihmisen silmä on 2,5 m merenpinnasta Meripenikulmaa Silmän korkeus taulukosta 3,3 Majakan korkeus taulukosta 13,0

Etäisyys veneestä majakkaan 16,3