Historie: navigace

Navigace

Navigace

Základní informace o Zemi

  • Země je elipsoid
  • Severní a jižní pól
  • Poledníky
    • Povrchové spojnice pólů
    • Greenwich = 0. poledník
  • Rovnoběžky
    • Vzájemně rovnoběžné
    • Rovnoběžné s rovníkem
  • Rovník
    • množina bodů na zemském povrchu, které jsou stejně vzdálené od obou pólů. Tato množina má tvar kružnice.
  • Osa země
    • spojnice severního a jižního pólu, kolem které se země otáčí

Od rovníku a základního poledníku již lze odměřovat zeměpisné souřadnice ve stupních: Zeměpisnou šířku odměřujeme od rovníku:

  • buď na sever v rozmezí 0 až 90°,
  • nebo na jih v rozmezí 0 až 90°.

Zeměpisnou délku odměřujeme od základního poledníku:

  • buď na východ v rozsahu 0 až 180°,
  • nebo na západ v rozmezí 0 až 180°.

Velká kružnice

  • Prochází středem Země
  • Všechny poledníky a rovník

Malá kružnice

  • Neprochází středem Země
  • Všechny rovnoběžky kromě rovníku

Loxodroma

  • Protíná všechny poledníky pod stejným úhlem.

Ortodroma

  • Nejkratší spojnice dvou míst na Zemi.

Zeměpisná šířka a délka

  • Souřadnice bodu na zemském povrchu
  • Délka
    • jak je dlouhé Černé moře?
    • východní a západní
  • Šířka
    • jak je široké Černé moře?
    • severní a jižní

Jednotky

  • Námořní míle
    • 1852m
    • Jedna minuta na velké kružnici.
  • Kabel
    • 1/10 Nm
    • 185,2m
  • Uzel
    • 1kn = 1 Nm/h
  • Zjednodušeně: 1 NM → 2km, 1kn → 2km/h, 1m/s → 2kn
  • Stupně
    • 1° = 60’
    • 1’ = 60’’
    • Používané notace
    • 12,5°
    • 12° 30’
    • Přepočet:
      • 12° 20’ = 12 + 20’/60’ = 12,33°
      • 12,8° = 12° 0,8.60’ = 12° 48’
      • POZOR! 12° 50’ není 12,5°

Mapy

  • Projekce zemského povrchu na plochu mapy
  • Zakřivený povrch nelze převést bez deformací
  • Mapové zobrazení (projekce) výsledek zkreslují
    • Úhlojevná (mercator)
      • Válcová projekce
      • „Roztahuje se“ směrem k pólům.
      • Nehodí se pro polární¨oblasti.
    • Délkojevná
    • Plochojevná

Přečíst Wiki

Informace o mapě
  • Titul (Legenda)
    • Název mapy
    • Doplňující informace – velmi důležité!
  • Měřítko
  • Číslo mapy
  • Datum (angl. date) vydání, revize
  • Datum mapy (CD, Chart Datum)
    • hladina vody, ke které se na mapě vztahují hloubky
  • Zeměpisná délka a šířka
  • Hloubky a výšky (včetně světlosti mostů)
  • Bílá barva – hluboká voda
  • Modrá barva – plytká voda
  • Zelená barva – přílivová oblast (za odlivu tam bude souš)
  • Druhy dna
  • Opravy mapy
  • Zemský povrch
  • Poledníky a rovnoběžky
  • Izobaty – místa se stejnou hloubkou
  • Navigační objekty, Přirozené: pobřeží, kopce atd., Umělé: majáky, bóje, znaky atd.
  • Navigační nebezpečí
    • mělčiny
    • vraky
  • Růžice s vyznačenou deklinací
  • Proudy

Rychlost

měříme v uzlech (knot)

  • 1 kn = 1 Nm/hod
  • Přístroj pro měření rychlosti se nazývá log.
  • Log měří rychlost vůči vodě.
  • GPS měří rychlost vůči dnu.
  • Využití rychlosti pro navigaci
  • Výpočet času doplutí (ETA)

K měření rychlosti v uzlech sloužilo zařízení zvané log, které se spouštělo z paluby pohybující se lodi. Šňůra logu byla opatřena plováky a ve vzdálenostech 14,4018 metrů (47 stop a 3 palce) na ní byly navázány uzly. Údaj v uzlech byl dán počtem uzlů prošlých rukama námořníka za 28 sekund (čas se měřil přesýpacími hodinami).

Způsob měření hloubky
  • Přístroj pro měření hloubky se nazývá echolot.
  • Důležité je vědět, odkud se měří hloubka
    • Od čidla (bývá na trupu u kýlu)
    • Pod kýlem (nejpohodlnější)
    • Od hladiny (pak je potřeba počítat s ponorem jachty)
    • Zařízení se dá nakalibrovat na libovolný údaj.
    • Využití hloubky k navigaci
    • Lze použít pro určení přibližné pozice.

K ručnímu měření se užívá těžká olovnice na laně s metrovými (sáhovými atd.) značkami. Dá se použít jen do hloubky desítek metrů, v klidné vodě a při pomalé plavbě.

Kruhový systém značení směru
  • Měří se kompasem
  • Používané kompasy
    • Magnetický
    • Fluxgate (elektronický)
    • Lze využít GPS
    • Ruční zaměřovací
  • Okružní systém má 360.°
  • Kompas je kalibrovaný po 5°.
  • Světové strany
    • 0° = 360° = N
    • 90° = E
    • 180° = S
    • 270° = W

Rumbový systém značení směru

• Ne vždy byly kompasy děleny na 360°. • Používal se rumbový systém • Dělil horizont na 32 částí (proč?) • 1 rumb = 11.25° (11° 15’)

Magnetická deklinace
  • Magnetická deklinace = variace
  • Díky zemskému jádru má Země vlastní magnetické pole.
  • Osa tohoto pole se však nekryje s osou otáčení Země.
  • Proto ani zeměpisný a magnetický pól nejsou totožné.
  • Důsledkem toho neukazuje magnetický kompas k pólů zeměpisnému.
  • Úhel mezi geografickým a magnetickým pólem se nazývá deklinace.
  • Velikost deklinace se na různých místech Země různí.
  • Deklinace není v čase konstantní, protože magnetické pole rotuje.

  • Kompas neukazuje správně!
  • S deklinací je nutné počítat při práci s mapou.
  • Deklinace může dosáhnout i 18°.
  • Západní deklinace
    • Vychyluje kompas doleva od zeměpisného pólu
    • Kompas ukazuje „méně“
    • Má znaménko “–” (mínus)
  • Východní deklinace
    • Vychyluje kompas doprava od zeměpisného pólu
    • Kompas ukazuje „více“
    • Má znaménko ”+” (plus)

  • Na mapách značeno textově i graficky
  • Vždy je uvedeno:
    • Velikost deklinace pro daný rok
    • Způsob změny
    • Roční změna
    • Možná značení:
      • E / W
      • Inc / dec
      • + / -
      • Ve mapách s velkou oblastí mohou být Izogony, tj. čásy spojující oblasti se stejnou deklinací.
  • Výpočet:
    • Aktuální rok odečtu od roku, pro který je deklinace definovaná na mapě.
    • Pokud udaná deklinace má stejný směr jako její změna (tj. E a E, W a W) nebo je uvedeno Inc, + pak vynásobím změnu rozdílem počtu let a toto přičtu k původní deklinaci.
    • Pokud udaná deklinace má jiný směr než její změna (tj. E a W, W a E) nebo je uvedeno Dec, - pak vynásobím změnu rozdílem počtu let a toto odečtu od původní deklinace.
      • Pozor na změnu do „záporna“, tj. na druhou stranu
    • Pozor 100' není 1°, ale 60' je 1°

Příklad:

  • Zadání: VAR 3° 31' W (1995), 8' E | (počítáno pro rok 2022)
  • Výpočet:
    • 2022 - 1995 = 27
    • 27 * 8 = 216'
    • 216 / 60 = 3,6
      • 3 x 60 = 180
      • 216 - 180 = 36
      • 3,6° = 3° 36'
    • 3° 31' - 3° 36' = -5'
    • Výsledek 5' E. Zaokrouhlujeme na celé stupně: Variance je 0.

Deviace

  • Kompas ovlivňuje i samotná loď a její kovové části
  • Laminatové méně, ocelové více
  • Pozor na motor, elektromotory, reproduktory,…
  • Každý kompas má svou vlastní deviační tabulku sestavou podle skutečného měření.
  • Velikost deviace je závislá na směru plavby

Náměrový kompas

  • Náměr je linie spojující objekt s pozorovatelem.
  • Používá se pro stanovení polohy plavidla.
  • Typy náměrů
    • Náměr kompasový (NK) je zatížený deviací a deklinací.
    • Náměr magnetický (NM) je vztažen k magnetickému pólu.
    • Náměr reálný (NR) je vztažen k zeměpisnému pólu.
    • Náměr kompasový je ten, který ukazuje kompas.
    • Náměr reálný vyčteme z mapy.
    • Náměry netrpí větrem ani proudy.
  • Pro náměrový kompas není možné sestavit deviační tabulku. Měříme tam, kde je deviace nejmenší, obvykle na přídi lodi, ale ne přímo u windlass.
    • V praxi jen NK (to co přečteme na kompasu) a NR (=ND, dnový = upraveno o variaci)

Chybovost - Šedesátinové pravidlo

Plavidlo plující s chybou 1° od svého kurzu bude po uplutí 60 Nm vzdáleno

Působení větru na jachtu za plavby

Snos (drift), Působení větru

  • Působení větru na loď a její snášení vůči zamýšlenému kurzu
  • Kýlová plachetnice odolnější, lodě bez kýlu velmi náchylné
  • Velikost odchylky dle kurzu plavby
    • Plavba proti větru (close-hauled i 15°)
    • Boční vítr (close reach, beam reach i 10°)
    • Plavba po větru (broad reach i 5°), čistě zadní (running) 0°
  • Odhad snosu pozorováním
    • Brázda za lodí
Výpočet kurzu
  • Kurz je směr, kterým se plavidlo pohybuje.
  • Problém: díky chybám kompasu a dalším vnějším vlivům není možné
  • údaje z kompasu vynašet do přímo do map.
  • údaje vyčtené z map použít přímo použít pro navigaci pomoci kompasu.
  • Řešení: pro navigaci je nutné provádět přepočty a tím chyby a externí vlivy eliminovat.

Pro začátky metoda „schody“ DVSP (Dělej vole schody pořádně).

  • KK - kompasový kurz - čteme z kompasu
  • KM - kurz magnetický - Kompasový kurz opravený o deviaci lodě
    • Úhel mezi severní částí magnetického poledníku a podélnou osou plavidla.
  • KR - kurz reálný - Magnetický kurz opravený o variaci (magnetickou deklinaci)
    • Úhel mezi severní částí zemského poledníku a podélnou osou plavidla.
  • KV - kurz vodou - Reálný kurz upravený dle snosu
    • Úhel mezi severní částí zemského poledníku a směrem pohybu plavidla vodou.
  • KD - kurz dnový - Kurz vodou upravený o pohyb způsobený proudy
    • Úhel mezi severní částí zemského poledníku a směrem pohybu plavidla vůči dnu.

Určení polohy

Poziční linie je přímka, mající stejný náměr na určitý bod.

Vynesení GPS souřadníc:

  • Zorientovat se na mapě, na některých mapách najít nejbližší celý stupeň
  • Pozor: Starší mapy nemusí být v systému WGS84, které využívá GPS a může být nutné provést korekci souřadnic - vyčtu v mapě.

  • Astronavgigace
  • Terestrická navigace
    • Určení polohy a navigování pomocí viditelných objektů na pobřeží
    • Za vidu pevniny (objektů na pevnině)
    • Provedu náměry na objekt/y (např. na kostel, maják, kardinální znak, …)
    • Nesmím zapomenout provést přepočet z náměru magnetického na náměr reálný

Vynášení směrů do mapy

  • Pokud nehodlám jezdit jen podle GPS (což bych určitě neměl), pořídit Portland plotter
  • Použití trojúhelníku:
    • 0 na přeponě trojuhelníku přikládám na poledník
    • Přeponu otočím do požadovaného směru měření/vynášení
    • Úhel čtu na odvěsnách
    • Pozor na skutečný směr, kám „mířím“ např. 40° vs 220°

  • ze dvou náměrů
    • Určím dva (lépe 3) body, které dokážu jednoznačně identifikovat v mapě
    • Ve stejný čas (co nejdříve po sobě) provedu náměr na tyto body
    • Upravím o variaci a vynesu přímky do mapy z bodu na který byl dělaný náměr směrem, kde předpokládám, že jsem
    • Průsečík bodů = má pozice
    • Při použití 3 bodů získávám přesnější pozici spolu s „trojúhelníkem nejistoty“, tj. vím, že jsem někde v tomto trojúhelníku, ale nevím kde přesně. Při použití dvou bodů musím odhadovat kuržnici nejistoty
  • ze dvou nesoučasných náměrů na jeden objekt
    • Nedokážu identifikovat více než jeden bod
    • Udělám náměr na bod a pokračuju stejným kurzem a rychlosti. Dobře si poznačím čas, pokud mám tak údaj z log.
    • Po nějakém čase udělám náměr znovu
    • Oba náměry vynesu do mapy a určím jakou vzdálenost jsem uplul dle log nebo spočítám dle času a rychlosti
    • Od linie prvního náměru vynést přímku ve směru KD (Kurz dnový) a vyznačit uplutou vzdálenost. V tomto bodě vynést rovnoběžku s linií prvního náměru
    • V místě kde se protne rovnoboběžka z předchozího bodu a druhý náměr se nachází naše kalkulovaná pozice.
  • z náměru a hloubky
    • Izobáta = linie spojující místa se stejnou hloubkou
    • Pokud ji protinám (zjistím z hloubkoměru) a udělám jeden náměr = průsečík je moje pozice
  • Z tranzitu a kolmého náměru
    • Dva objekty, které jsou v zákrytu
      • Pokud vidíte dva zmapované objekty v zákrytu, pak jste na přímce, na které se tyto objekty nachází
      • Přidejte ideálně kolmý náměr na tento tranzitP
      • Pozici zjistíte z průsečíku linie tranzitu a náměru
  • Z náměru a světla na obzoru
    • Světlo musím správně identifikovat, pak stejná jako ze dvou náměrů
    • Pozor na sektorové majáky

Výpočtová pozice (dead reckoning)

  • Polohu získáme výpočtem z
    • Polohy známé
    • Kurzu plavidla
    • Rychlosti plavidla
    • V pravidelných intervalech vykreslujeme pohyb plavidla.
    • Je to základní způsob určování pozice.
    • Výše uvedenými metodami ji zpřesňujeme.
    • S narůstajícím časem pozbývá přesnosti.
Hloubky a výšky v mapě

Hloubky a výšky (včetně světlosti mostů)

  • Bílá barva – hluboká voda
  • Modrá barva – plytká voda (Stupně modré)
  • Zelená barva – přílivová oblast (za odlivu tam bude souš)

Izobata - spojnice míst se stejnou hlobkou. Základní značky v mapě:

Slapové jevy:

  • Pravidelné střídání přilivů a odlivů.
  • Změna výšky hladiny (středozemí cca +- 30cm, atlantické pobřeží Francie až 13m)
  • Obvykle za den 2x příliv a 2x odliv
  • Nutné číst z denních tabulek, almanachu nebo elektronických zdrojů
  • SPING: Skočný průběh = slunce a měsíc jsou v jedné linií a vzájemně svůj vliv umocňují → nejvyšší příliv
  • NEAP: Hluchý průběh = slunce a měsíc jsou kolmo k sobě a vzájemně svůj vliv tlumí → nejnižší odliv

Počasí a hloubka:

  • Tlaková níže = vyšší hladina
  • Tlaková výše = nižší hladina
  • Vítr může vodu „nafoukat“ ve svém směru

Roviny od kterých se měří hloubky a výšky (nutno vyčíst z konkrétní mapy):

  • HAT: Highest astronomical tide
  • MHWS: Mean high water spring
  • MSL: Mean sea level
  • MLW: Mean low water
  • CD: Chart datum
  • LAT: Lowest astronimical tide

Podtržené číslo je výška pevniny nad vodou za odlivu. Podtržené z obou stran je garantovaná podjezdná výška za přílivu.

IALA
Zvukové signály

Některé majáky a bóje jsou vybaveny zvukovým signálem do mlhy.

  • Diaphone
    • stlačený vzduch
    • nejsilnější tón
  • Horn
    • kmitající membrána
    • podobný houkačce v autě
  • Siren
    • vysoký tón
  • Reed
    • slabý
    • často u vjezdu do přístavu.
  • Bell, gong, whistle
    • používá se na bójích
    • využívá se pohybu bóje
Práce na mapě, lodní deník a jeho vyplňování
  • Každou trasu pečlivé plánuji a plán vynesu do mapy
    • Mohu využít plavební body (waypointy), kterou lzou nastavit i do elektronických navigačních pomůcek. (lze na ně nastavit i autopilot)
  • Během plavby zanáším realitu do mapy a periodicky do lodního deníku
  • Perioda je cca 60-120 minut + při každé výjmečné udalosti, např. změna kurzu
Základy systému satelitního určení polohy (dále jen „GPS")
  • GPS, Galileo, GLONASS, BEIDOU, QZSS
  • Mapový plotr umí vykreslovat pozici na digitální vektorové mapě.
  • Výhody
    • rychlé a přesné
    • není nutné přepočítávat kurzy a náměry
  • Nevýhody
    • velikost displeje
    • nezobrazuje se vždy vše (ostrovy, charakteristiky světel)
    • ovládání uživatelsky nepohodlné (tlačítka, kolečka)
    • v noci oslepuje
  • Pozor na vynášení pozic z GNSS do papírové mapy
  • kombinace GPS a papírové mapy je výhodná