1250463123

1.4 Kompasy Gdańsk, czerwiec 2014

Podstawową jednostką długości używaną w nawigacji jest mila morska (Mm, ang. nautical mile - NM). Jedna mila morska jest równa długości jednej minuty na kole wielkim Ziemi.

(Zakłada się pewne uproszczenie że Ziemia jest kulą geometryczną o średnim promieniu R = 6371,1 km. Każde koło o promieniu R, przechodzące przez środek Ziemi nazywa się kołem wielkim. Tzn. w takim modelu równik i wszystkie południki są kolami wielkimi Ziemi)

l[Mm] = ²*^n,g^¹0*^lll°⁰ « 1852m

Jednostką prędkości używaną w nawigacji morskiej jest węzeł (kn, ang. knot). Jeden węzeł równy jest jednej mili morskiej na godzinę.

l[kn] = ilfgi es 1, 852[km/h]R; 0. 5[m/s]

1.4    Kompasy

Kompas jest podstawowym przyrządem w nawigacji służącym do wyznaczania bieżącego kierunku południka magnetycznego, a dzięki temu - umożliwiającym określanie kierunków na morzu.

Wśród kompasów wyróżnia się m.in.:

•    magnetyczne - historycznie pierwsze, wskazują kierunek południka magnetycznego

•    żyrokompasy - dobre i drogie; wskazania żyrokompasu są niezależne od własnego pola magnetycznego statku i deklinacji magnetycznej (żyrokompas pokazuje więc biegun geograficzny, a nie magnetyczny), natomiast błędy pomiaru powodowane ruchem statku są automatycznie korygowane dzięki właściwościom żyroskopu

•    "satelitarne” - wykorzystujące dwa odbiorniki GPS oddalone od siebie o znaną długość 0,5 m - 1 m i określające kierunek południka geograficznego na podstawie różnicy we wskazaniach; działają dobrze w przestrzeni otwartej objętej zasięgiem działania wybranego systemu nawigacji satelitarnej.

1.5    System GPS

Satelitarne systemy nawigacyjne powstały, aby można było w szybki i precyzyjny sposób wyznaczyć pozycję odbiornika danego systemu na powierzchni Ziemi. Systemy te zwyczajowo dzielą się na trzy segmenty [5]:

•    kosmiczny

•    kontrolny (naziemny)

•    użytkownika

Jednym z czołowych przedstawicieli takich systemów jest amerykański nawigacyjny system satelitarny - GPS (ang. Global Positioning System). Jego działanie opiera się o pomiar odległości dzielącej obserwatora od znajdującego się na ściśle wyznaczonej orbicie satelity, którego pozycja jest w danym momencie znana [9]. System GPS jest systemem biernym (pasywnym), gdyż sygnał nadawany jest przez satelity, a użytkownicy posługują się jedynie odbiornikami. System jest zarządzany przez Ministerstwo Obrony USA (United States Department of Defense) [5].

Jego segment kosmiczny składa się nominalnie z 24 satelitów oraz satelitów zapasowych. Satelity operacyjne (o zakładanej żywotności ok. 7.5 roku) rozmieszczone są na 6 orbitach (wysokość orbity: ok. 20 000 km), tak, że prawdopodobieństwo dostępności co najmniej 5 z nich w dowolnym punkcie na płaszczyźnie Ziemi wynosi 0.9996. Dokładność określania pozycji horyzontalnej przy pomocy systemu GPS w 95% przypadków wynosi ok. 5-10 m. Każdy satelita emituje bardzo stabilne częstotliwości

4/17