Forord Stoffet i dette kompendium er tatt fra forskjellige navigasjonsbøker og delvis omskrevet slik at det passer til pensum for fritidsbåtførere. Den eldste boka var tilegnet Kronprins Olav og kom ut ca 1920. Astro Navigasjon-01, er spesielt tilrettelagt for navigatører som er ferdig med vanlig kystnavigasjon. Jeg har lagt ned mye arbeide med å forklare Astro-navigasjon på en lett og forståelig måte, spesielt med tanke på de som har fått sitt Deck class 5 pleasurecraft og som nå ønsker å utvide til world wide. Lykke til med kurset Stavanger, juli 2001 Ny korrektur August 2004 Sigfred Ellingsen. Astro-Navigasjon-02 Egentlig er Astronomisk Navigasjon ikke vanskeligere enn vanlig kystnavigering. Snarere tvert i mot, for man kan kanskje forveksle en odde eller holme med en annen. Dette vil vel være umulig i valget mellom sol og måne. Her skal vi holde oss borte fra stjerner og planeter i første omgang. Jordas koordinatsystem består av bredde- og lengdelinjer. Ekvator er nullinja for breddeparallellene Herfra regner vi mot begge polene 90 breddegrader mot sydpolen og mot nordpolen. Sydpolen ligger altså på Br S 90, og nordpolen på Br N 90. Lengdelinjer eller meridianer er linjer som trekkes fra nordpolen til sydpolen og skjærer jorda i to like store deler. Vi har valgt å kalle den meridian eller lengdesirkel som går gjennom byen Greenwick for Nullmeridianen Lengden regnes således fra nullmeridianen mot vest (Amerika) som vestlig lengde og fra nullmeridianen mot øst (Russland) som østlig lengde. Totalt blir dette 360 lengdegrader. Lengden 180 gr ved Fidjiøyene, eksakt på motsatt side av Greenwich blir da både Lg V 180, og Lg Ø 180. Vanligvis angis bredden foran lengden. Tid: Vi bruker GMT om bord To forenklinger gjør det lettere for oss å forstå den astronomiske navigasjonen. La oss for en stund glemme skolen, sola, jorda og verdensrommet. Slik vi ser det, så går sola rundt jorda. I øst (tidlig morgen) dukker sola opp over horisonten og stiger langsomt. Den står på våre bredder ved middagstider, på sitt høyeste punkt i banen og står da nøyaktig i syd. Mot kvelden forsvinner sola så under horisonten i vest. I astronomisk navigasjon (tabeller) arbeider vi bare med Greenwich middeltid (GMT) eller (UTC) Dette er også engelsk normaltid (vintertid) Se neste avsnitt. Middel -europeisk tid brukes på vinteren i Norden (MET) Eksempel: MET kl 1200 = GMT kl 1100 Alle nautiske tabeller, som vi behøver, henviser til GMT. Kronometeret om bord går således etter GMT. 1
Et uttrykk som brukes på sjøen, eller ble brukt i eldre tider, er Sann tid. Da er klokka 1200 (middag om bord) når sola står på sitt høyeste. Seiler man vestover med sola, må klokka stilles tilbake for at sola på sitt høyeste skal komme kl 1200. Seiler man østover blir det motsatt. Da må klokka stilles fram. Felles standard for lengde og tid En posisjon på jordkloden består av en Bredde (Br) og Lengde (Lg), uansett hvor man befinner seg. Br er en del av en meridian regnet fra ekvator nordover eller sørover til den parallellsirkelen som går gjennom stedet. På samme måten regnes lengden fra nullmeridianen (Greenwich) østover eller vestover langs ekvator til den meridian som går gjennom stedet. Alle nasjoner har godtatt standarden for måling av Br og Lg og at nullmeridianens tid, (GMT eller UTC) skal danne grunnlaget for valg av sonetid. Norsk vintertid heter i maritim sammenheng Z 1 (zulutid minus en time) Det må trekkes en time fra lokal tid for å få GMT. Z = UTC = GMT Z 1 = europeisk vintertid Z 2 = europeisk sommertid Z 9 = japansk Etter et nullmeridianen var fastlagt, ble nasjonene enige om en standard tidsmåling. Greenwich middeltid ble dermed innført. Denne har i mange år vært kjent under forkortelsen GMT. Senere har denne forkortelsen blitt forandret til UTC (Universal Time Constant) De forskjellige land baserer nå sin lokale tid på hele eller halve timer + eller denne tid. Avhengig av lengdeforskjellen til nullmeridianen snakker vi om sonetid fra null til 12 timer. Man har videre blitt enig om å gi sonetiden et positivt eller negativt fortegn avhengig av om nasjonen ligger øst eller vest for nullmeridianen. En sone er lik 15 lengde. Sonetid øst for nullmeridianen har fortegnet minus. - - vest - - har fortegnet pluss. Med andre ord: Kjenner du sonetiden og skal finne UTC (GMT) så bruker du de oppgitte fortegn i beregningen. Eksempel: Kl 1800 Skipets posisjon ca Lg V 75 gr. Sonetiden er + 5. Hva er UTC (GMT) =2300 - - - - Ø 90 gr - - - 6 - - = 1200 Sann tid Tidsregning etter sann tid betyr at tiden blir målt mellom hver gang sola er på sitt høyeste (meridianpassasjen). Tidligere var det vanlig at fartøy flyttet på klokka for å ha sann tid om bord. Det vil si at man ønsket å ha sola på sitt høyeste kl 1200. I dag bruker de fleste skip sonetid som lokal tid om bord. Klokka stilles en halv eller en time. Meridianpassasjen vil således ikke finne sted kl 1200. Beregning av meridianpassasje Se middagshøyden side 3. (Sola på sitt høyeste.) VIKTIG: Solas opplysningspol. Sola beveger seg tilsynelatende rundt jorda en gang i døgnet. Det er alltid en plass på jorda hvor en person har sola rett over hodet sitt (i Zenith) En tenkt linje fra jordas sentrum til solas sentrum vil skjære jorda i et punkt som vi kaller solas opplysningspol. Solas opplysningspol vandrer alltid vestover på sin runde rundt jorda. Den beveger seg sakte mot nord eller syd avhengig av årstiden. Vinkelavstanden fra ekvator kalles deklinasjon DEC (finnes i Nautisk Almanakk) og avstanden fra Greenwich meridian kalles Greenwich timevinkel GHA og regnes alltid fra 0-meridianen og vestover. Med andre ord blir Dec et uttrykk for solas bredde og GHA solas lengde mot vest. Denne tenkemåte kan anvendes på alle himmellegemer og er nøkkelen til Astro navigasjon. Med andre ord kan posisjonen til ei stjerne lang ute i verdensrommet angis med sin posisjon på himmelhvelvingen ved hjelp av Dec og Gha. (Finnes i Nautisk Almanakk) Vi vet nu at sola på 24 timer, beveger seg en runde rundt jorda. Med andre ord så beveger opplysningspolen seg med jetfart rundt jorda fra øst mot vest. Nu begynner du kanskje å forstå hvorfor nøyaktig tid er så viktig for astronomisk navigasjon. Opplysningspolen beveger seg jo med en fart som er ca en og en halv ganger lydens hastighet. 2
Når vi skal navigere etter høydemåling av himmellegemer må vi selvfølgelig kjenne til opplysningspolens nøyaktige posisjon ved tidspunktet for høydemålingen. Alt dette høres mye vanskeligere ut enn det er i virkeligheten. Alle himmellegemers plassering på himmelkulen kan finnes i tabell i Nautisk Almanakk NA, for hvert sekund den respektive dag. NA, kommer ut hvert år og har som oppgave å forsyne navigatøren med slik informasjon. Fiskerialmanakken kan også brukes til dette. Vi skal i vårt pensum konsentrere oss om å finne Observert bredde ved hjelp av sola på sitt høyeste. I tillegg skal vi beregne Lengden ved å måle solhøyden noe før meridian - høyden og beregne nøyaktig tid til vi har samme solhøyde etter meridian - passasjen. Nautisk Almanakk NA. Under den aktuelle dato i NA er tabell med opplysningspolens koordinater for hver time. Se bilag 5 og 6. Hvis vi studerer tallene i NA får vi bekreftet det vi har observert i naturen at solas lengde Gha, forandres meget raskt. Dens bredde Dec, forblir nærmest uforandret. Vi tar for oss et praktisk eksempel: Den 1. April 1977 måles solas høyde kl GMT 14 29 12 NA oppgir for denne dato bare data for hver time, så vi må foreta en enkel interpolering for å få koordinatene for nøyaktig tid i minutter og sekunder. Den ¼ kl 1400 angir tabellen Dec N 4 38,2 Gha 29 02,1 (Se bilag 5) 1500 - - N 4 39,2 44 02,3 Her kan vi se at bredden Dec forandrer seg ubetydelig sammenlikned med lengden Gha. Tross en utmerket presisjon på en moderne sekstant vil en slingrende båt sette grenser på hvor nøyaktig vi kan måle sola. Det burde derfor være tilstrekkelig å avrunde målte høyder til nærmeste helt minutt. Nautiske tabeller, som brukes på yrkesfartøyer, f.eks H.O.249 gjør dette. Går vi tilbake til eksemplet over ser vi at vi lett kan bestemme en nøyaktig Dec for kl 14 29 12 til N 4 38,7 Med Gha blir det noe annerledes. På grunn av den store hastigheten må den bestemmes nøye på sekundet. Forskjellen mellom kl 14 og kl 15 er 1 time eller 15 lengdegrader. Det er selvfølgelig mulig å foreta en nøyaktig matematisk operasjon for å finne tillegget for 29 min og 12 sek. Vi bruker imidlertid tabellen i slutten på NA. Se bilag 7 og 8. Fortsettelse med eksemplet: GMT = 14 00 00 (Bilag 5) 29 02,1 + tilvekst for 29 min 12 sek (Bilag 7) 7 18,0 Gha kl 14 29 12 36 20,1 (vest) Advarsel: Bruk alltid kolonnen SUN da slipper du forveksling. Vi kan slå fast med en gang at å bestemme opplysningspolen for andre himmellegemer ikke blir noe særlig vanskeligere. Det er imidlertid ikke pensum for oss i denne omgang. Husk at opplysningspolens Bredde er lik Dec og opplysningspolens Lengde er lik Greenwichvinkelen. Den nøyaktige tiden. På grunn av Opplysningspolen Op, enorme hastighet blir den eksakte tiden ytterst viktig. Det tar 24 timer for solas Op å fly rundt jorda. Den 23. Mars og 23. September (til eksempel) når dette skjer langs ekvator (Dec er tilnærmet 0 gr) da blir distansen eksakt 21600 eller nautiske mil. (360 x 60 = 21600 ) Dette gir en solhastighet på 15 n. mil i minuttet, eller 1 n. mil på 4 sekunder. Går klokka om bord feil blir opplysningspolen posisjon 15 n. mil feil i minuttet eller 1 n. mil feil på 4 sekunder. Dette var et av de største problem for navigatøren i gamle dager. Det første Kronometer ble laget i England og var i begynnelsen behandlet som en stor militær hemmelighet. I dag finnes det utmerkede kvarts - armbandsur som er god nok for astro navigering. Det er imidlertid viktig å kontrollere skipsklokka med tidssignal som sendes via radio. Middagshøyden. Dette er den eldste, enkleste og mest nøyaktige metode å bestemme en stedlinje ved hjelp av solas høyde. Fordi middags bredden er enkel å beregne inngår den i alle navigatørers daglige rutine. Man savnet gode klokker helt fram til 1800-tallet, for ikke å snakke om nøyaktige kronometer. Om bord på seilskutene så ble middags bredden helt enkelt de store havenes navigerings - metode. 3
Som navnet sier så kan middags bredden bare bestemmes når sola er på sitt høyeste. Det ble kalt for middag ombord. Klokka ble satt til 1200 (sann tid). Selv om dette med Middags Bredden handler om en spesiell og meget enkel metode innafor astronomisk navigasjon så bygger den på samme tenkemåte som annen astronavigasjon. Den astronomiske stedlinjen er en sirkel rundt opplysningspolen, med avstand observatør opplysningspolen(punktet) som radie. Som navnet sier så kan middagsbredden bare bestemmes på det tidspunkt det er middag om bord. Dette har selvfølgelig ikke noe å gjøre med middag som måltid å gjøre. Hvis vi følger sola på sin vei over jordskorpa i løpet av dagen, så vil vi se at sola står opp i øst om morgenen og stiger utover dagen. Den passerer høyeste punkt på sin bane, synker senere og forsvinner til slutt på ettermiddagen under horisonten i vest. Naturligvis så vet vi at i virkeligheten så er det jorda som går rundt sola, men det er lettere å se og forstå den astronomiske navigasjonens problem om vi lar sola gå rundt jorda. Vi har også lært oss at sola ved middagstider står i syd. (i våre strøk) Skulle vi om bord, uten å se på klokka, peile sola akkurat i det øyeblikk den står i sitt høyeste punkt, da skulle den rettvisende peilingen være 180 gr eller syd. Dette gjelder for våre breddegrader. Befinner observatøren seg for eksempel på den sydlige halvkule kan sola stå i nord eller 360 gr på sitt høyeste. Regler for dette skal vi komme tilbake til. Vi kan med andre ord kontrollere vårt kompass ved hjelp av peiling av sola på sitt høyeste. Når man har rettet kompasspeilingen for deviasjon og misvisning så burde den rettvisende peiling bli 180 gr. Dette er en av de enkleste metodene for å kontrollere kompasset astronomisk. Her behøver man verken tabeller eller andre hjelpemiddel. 1. Middag om bord inntreffer når sola står på det høyeste i sin daglige bane. 2. - - - når sola står i Rettvisende syd eller 180 gr. (På våre bredder) 3. Når sola er på sitt hgøyeste så peiles den i Rettvisende 180 gr. - - Middagsbredden tegnes som en rett linje (Stedlinje) På grunn av den store avstand til solas opplysningspol punkt ( Nautisk almanakk bilag 5 og 6) Vil man på skipets posisjon neppe merke noen krumning på den del av sirkelbuen som er den aktuelle stedlinjen. Avstanden er faktisk så stor at man uten videre kan tegne en rett linje i kartet. Fartøyet er jo rett nord for opplysningspolen ved middagshøyden og den rette linja går hermed vinkelrett på peilingen. Stedlinjen vil hermed gå i øst vest retning. Med andre ord en breddeparalell. Når det gjelder middagsbredden så kan navigatøren avstå fra tekniske konstruksjoner. Det rekker å bestemme radien til opplysningspolen. Radien kan beregnes i nautiske mil eller som grader og minutter fordi, en breddegrad er nøyaktig 60 n. mil. Den enkle beregning av bredden: Sirkelens radius i nordlig retning legges til opplysningspolen bredde (Dec) Da får vi fartøyets nøyaktige bredde. Utregningen av Middagsbredden er så lett at det ikke er nødvendig å være spesielt god i regning. Eksempel: På en omtrentlig bredde på N 40 gr skulle den 31/3 gi følgende beregningsformel. Br = 90 + (Opplysningspolens bredde) N dec - høyden (vi skal se på en enklere metode senere) Man ser at i denne sammenheng er det ikke nødvendig med absolutt nøyaktig tid fordi opplysningspolens Lg eller Gr.vinkel ikke har noen interesse for Br. Formelen for middagsbredden gjelder bare når sola sett fra båten, er på sitt høyeste, og står i syd. Sola gir altså selv det riktige tidspunkt for høydemålingen. På grunn av dette kan man også beregne middagsbredden uten å blande inn noen riktig klokke. På Columbus sin tid var dette den eneste metode for å finne en nøyaktig Bredde. Det er selvfølgelig viktig å kunne beregne omtrentlig tid når sola er på sitt høyeste. Dette fordi at man kan finne Dec. I Nautisk Almanakk (N.A.) En time feil vil imidlertid bare gi knapt et breddeminutt feil i Dec. Med andre ord 1 n. mil feil (N eller S ) Eksempel: Den 31.03.77 er et fartøy på følgende posisjon etter bestikket. 4
N 40 10 V 38 22 Omkring kl 1400 Gmt gjør navigatøren seg klar til å måle sola på sitt høyeste mot syd horisont. Han kontrollmåler solas underrand og finner ut at den fortsatt stiger men stadig vekk langsommere. Til slutt observerer han at sola nå ikke stiger mer og står stille noen minutter. (Ca 4 minutter) Han skriver ned vinkelen (høydevinkelen) men fortsetter å måle med sekstanten til han konstaterer at sola begynner å synke. Den (største) målte vinkel mellom solas underrand og horisonten ca Gmt 1437 måles til 53 58 Hva blir fartøyets Observerte Bredde? Innen vi går i gang med å beregne bredden må vi rette den målte høyden av sola. Vi har målt solas underrand Den må rettes til midten. Det må rettes for lysbrytning. Den sanne horisont er også en liten rettelse som må tas med. Se bilag 9 Altitude Correction Tables (De to første sidene i Nautisk Almanakk. For sola (Sun) står på første side en rettelsestabell for høyder mellom 10 og 90 grader. For solas underrand (Lower limb) og en tabell for solas overrand (Upper limb). Tabellene er delt i to deler på grunn av solas forandring i halvdiameter på grunn av årstidene. Fra Oktober til mars og april til september. På den andre siden har vi tabeller for høyder mindre enn 10 grader. Det er bare i unntakstilfeller at man måler solas overrand. (Mer brukt på månen) Om vi tar ut av tabellen for 2 meters øyehøyde (Dip tabell og Sun tabell) og runder av til helt minutt så kan vi slå sammen samlet høyderettelse for solas underrand til å være: Fra 20 gr + 11 25 + 12 40 + 13 Dette kan du skrive opp på en lapp og henge det opp i Bestikken. Det blir mindre å slå opp på senere. Glem aldri denne rettelsen på målt høyde. Meridianfigur Tilbake til eksemplet Solas underrand målte høyde 53 58 Indeksfeil på instrumentet + eller - Blir vist på sekstant Samlet rettelse +13 i forb. Med underv. Middelsola målt høyde 54 11 Konvertering til kompl 89 60 MZD 35 49 N Dec (N A) 4 16 Observert bredde N 40 05 Oppgaver: 5
Nye eksempler som du skal regne ut: Finn Observert Bredde! a) Den 12.06.77 Posisjon etter bestikket N 41 39 V 59 54. Ca GMT 16 00 00 måles solas underrand på sitt høyeste. Målt høyde 71 10 Indeksfeil + 2 b) Den 11.06.77 Etter bestikk N 55 09 V 160 12, Ca GMT 22 42 00 måles solas underrand på sitt høyeste. Målt høyde 57 50 Indeksfeil 3 c) Den 01.04.77 Etter bestikk N 38 40 Ø 7 32 Ca GMT 11 32 00 måles solas underrand på sitt høyeste. Målt høyde 55 41 Eksemplene over er alle fra farvann som ligger nord for ekvator og har større nordlig bredde enn nordlig deklinasjon. I alle disse tilfeller ser vi sola på sitt høyeste mot syd. Hvis opplysningspolen befinner seg nord for oss så ser vi sola på sitt høyeste mot nord. Svar på oppgavene a) N 41 47 b) 55 04 c) 38 42 (Indeksfeil (instrumentfeil) ikke medregnet) Lengde Middagslengden ved hjelp av to like høyder (før og etter middagshøyden). Denne måten å beregne Lengden Lg,var for få år siden ikke kjent i Norge og andre land. Dette på grunn av at yrkesnavigatører som kan koste på seg en lang utdannelse, brukte de mer kompliserte metodene med lengdemetoden. Metoden har imidlertid vært i bruk av engelske og amerikanske fritidsbåt-seilere. Middagslengden fremkommer etter følgende tenkemåte: Når man som tidligere ved hjelp av en kjent lengde kan regne ut når sola står på sitt høyeste eller når dens opplysningspol er på samme lengde som fartøyet, da kan man naturligvis omvendt ganske lett beregne hvilken lengde skipet befinner seg. Dette om man på nærmeste sekund kan bestemme tidspunktet når navigatøren har sola på sitt høyeste, eller når det er middag. Men akkurat dette støter på store problem. I følge solkurven finner vi at sola i praksis holder sin høyeste høyde i ca 4 minutter. Den som kan sin sekstant vet at han kommer ut for det tilfelle at sola på sitt høyeste står stille i omtrent 4 minutter. Problemet blir nøyaktig GMT for sola på sitt høyeste På fire sekunder har imidlertid solas opplysningspol fløyet så langt som 1 n. mil på ekvator, som på 24 timer tilbakelegger 360 grader, ( eller 15 grader pr time), 15 grader = 900 minutter (distanseminutter på ekvator) 3600 sekunder delt på 900 n mil = 4 sekunder pr nautiske mil. Slike unøyaktigheter vil man ikke ha i astronomisk navigasjon. En ukjent sjømann har kommet fram til denne forholdsvis lette løsning: Den kurve som sola beskriver for en observatør ved middagstid er lik og symetrisk. Når navigatøren måler solhøgda på et bestemt klokkeslett (GMT) mens den enda stiger og venter til han får samme høyde på vei nedover (GMT), da må sola ha stått på sitt høyeste punkt midt mellom de to målingene og i tillegg ha vært nøyaktig på skipets lengde. Dette tidspunktet er lett å regne ut. Det må selvfølgelig leses av nøyaktig GMT ved begge målingene. Vi er således avhengig av å ha ei nøyaktig klokke. I gamle dager kunne nøyaktig GMT først bestemmes etter at Kronometeret var oppfunnet. I dag har vi alle nøyaktige klokker og vi har tilgang på tidssignaler via radio. Dette skulle således ikke være noe stort problem. Eksempel. Den 01.04.77 måles solas underrand på veg opp mot største høyde: GMT 13 36 02 Høyde 52 36 Omkring GMT 14 30 står sola på sitt høyeste. (Middagshøyde ikke oppgitt i dette eksempel) På veg nedover måles sola på samme høyde 52 36 GMT 15 26 46. Den eksakte tiden for middag ligger altså midt mellom de to målingene. For å få den riktige tiden skal man legge sammen de ti tidspunktene og dele på to. Husk vi regner med minutter og sekunder! Opp 13 36 02 Ned 15 26 46 Til sammen 28 62 48: 2 = 14 31 24 GMT sola på sitt høyeste. Neste spørsmål blir nu: På hvilken Lg var solas opplysningspol da sola var på sitt høyeste GMT 14 31 24 Nå har du bruk for Nautisk Almanakk 6
GMT 14 00 00 Opplysningspolens Lg 29 02,1 31 24 + mot vest 7 51,0 Lg for Opplysningspol og fartøy vest 36 53,1, Befinner skipet seg på østlig lengde, vil GHA bli større enn 180 og må trekkes fra 360 for å få riktig Lengde øst. Repetisjon og prinsipper for Middagslengden ved hjelp av to høyder: 1. Sola står på sitt høyeste punkt i sin bane nøyaktig når den er på skipets Lg. 2. I og med at sola står på sitt høyeste i ca 4 minutter, er det vanskelig å bestemme tidspunktet nøyaktig nok for lengdeberegning 3. Måler man sola en stund før og etter middag med samme vinkel og tar tiden nøyaktig, så vil sola være på sitt høyeste mitt mellom tidspunktene. 4. Ved hjelp av Nautisk Almanakk, kan man for det beregnede tidspunkt for middag bestemme Opplysningspolens og skipets Lg. 5. På vest Lg bestemmes lengden direkte. 6. På øst Lg trekkes vinkelen fra 360 gr. (eller forenklet 359 gr 60 ) Eksempler for beregning: Beregnet bestikk (antatt bestikk) den 12.06.77 N Br 46 24 V Lg 28 20 Når tid inntreffer middag (sola på sitt høyeste) a) GMT 12 32 59 måles solas underrand til 61 30 Øyehøyde 2 meter b) 13 54 (ca.) - - på sitt høyeste 66 31 c) 15 13 18 - - solas underrand til 61 30 Hva blir skipets Observerte plass ved middag? Lg vest 28 20 12/6 sola i mer = middeltid om bord 12 00 (se mer. Pass side 119 i NA) Større klokke i Gr. 28 til tid 1 52 ( se vedlegg 4) 20 - - 1 20 Sola i mer GMT 13 53 20 Vi bruker denne GMT som vi har beregnet ut fra skipets bestikk-lengde, som er nøyaktig nok for å ta ut DEC fra NA. Se side 119 i Na: Dec kl 13 00 = N 23 09,8 Kl 1400 = N 23 09,9 (se nedenfor) Jeg foretrekker å sette beregningen opp slik: Solas underrand målte hd 66 31 Meridianfigur. Indeksfeil på sekstanten 0 Solas underrand rette hd 66 31 SE SIDE 5 Samlet rettelse +13 Middelsol rette hd 66 44 89 60 MZD 23 16 N Dec 23 10 Observert Nord Bredde 46 26 7
Bruk deretter Gmt for de like høydene før og etter middag og finn middel. 12.06.77 a) Gmt 12 32 59 c) 15 13 18 til sammen 27 45 77 : 2 = Gmt 13 53 08 Nøyaktig tid, sola i mer. 12.06.77 G.h.a. Gmt 13 timer = 15 03,8 Tillegg for 53 min 08 sek = 13 17,0 Til sammen 28 20,8 Det vil si V Lg 28 20,8 Dette eksempel regner du selv: Beregnet bestikk ved middag den 01.04.77 N Br 33 29 Ø Lg 143 15 Øyehøyde 2 meter. Gmt 01 25 48 måles solas underrand 56 59 Ca 02 33 sola på sitt høyeste 60 43 Gmt 03 36 32 måles solas underrand 56 59 Hva blir Observert plass ved middag. (Svar: N Br 33 31 Ø Lg 143 12,7 ) Vis hvordan du kom fram til dette svaret!!! Litt teori. Breddebestemmelse ved Sola. For å finne din bredde ved hjelp av sola må du ha solas declinasjon og rette høyde i meridianen (sola på sitt høyeste). Solas Dec finnes i Norsk Fiskerialmanakk eller en annen almanakk, eks NA hvor den står utregnet til GMT (UTC). Declinasjonen forandrer seg med årstidene: Den er 0 den 21.-22. Mars, Vårjevndøgn. Så er det økende nord dec til 21. 22. Juni, Sommersolverv. Da er dec størst mot nord ca 23,5, for så å avta til 22. 23. September, høstjevndøgn, da den igjen er 0. Utover vinteren øker dec mot syd til 21. 22. Desember, vintersolverv, da er dec størst ca 23,5. Så går vi mot vår igjen. Declinasjonens forandring er forskjellig til de forskjellige årstider. Den er størst ved jevndøgn, ca 1 i timen, og null ved solverv. Tabell for Tidsjevning og middelsolas Rektascensjon finnes også i NA. Tidsjevning er forskjellen mellom Sann tid og middeltid som er nødvendig for å finne GMT. Benevningen Sann tid blir lite brukt i dag. Det er imidlertid viktig å vite at når man tidligere ønsket å ha sola på sitt høyeste kl 1200 så måtte lengdeforandring og tidsj. tas med i beregningen når pinsing av klokka skulle beregnes. For å finne tidsforskjellen mellom skipet og Greenwich, må Lngden i grader og min omgjøres til tid. Dette kan gjøres etter denne tabell: (Se for øvrig tabell vedlegg 4) 360 = 24 timer 15 = 1 time 1 = 4 minutter(tid) 15 = 1 - - 1 = 4 sekunder (1 på ekvator = 1 nautisk mil) For å måle høyden av sola på sitt høyeste ( i meridianen) må man ha et vinkelmålingsinstrument. Mest alminnelig er sekstant og oktant. Sekstanten er et finere instrument enn oktanten. Med sekstanten kan man måle vinkler opp til 120 135 grader. Oktanten har en mindre bue og tillater måling av vinkler opp til 90 100 grader. For måling av periferi vinkler, vanligvis til land- og sjømåling, påsettes sekstanten et ekstra vinkelprisme og man kan da måle vinkler opp til 210 grader. 8
Måling av sola i praksis. Når sola begynner å nærme seg meridianen, måler du solas underrand slik at sola berører horisonten. For å kontrollere at sekstanten er i vater så svinger du litt på instrumentet med kikkerten som akse. Du vil da se at speilbildet av sola beskriver en bue og det er på det dypeste av buen at solas underrand skal berøre horisonten. Etter noen minutter retter du sekstanten mot samme sted på horisonten som du sist hadde berøring. Du vil nå lett kunne finne sola igjen og du kan stille på finskruen for å justere stigningen av sola. Når høyden ikke lenger øker, så er sola på sitt høyeste eller i meridianen. Denne høyden brukes for beregning av Bredden. Ved måling av middagshøyden bør øyets høyde være minst 2 3 meter, men helst noe høyere og i hvert fall så høyt at sjøene ikke skjuler horisonten. Observasjonenes nøyaktighet. Et korrekt instrument er en forutsetning for at observasjonen er riktig. Man bør derfor kunne kontrollere instrumentet for indeksfeil. Ved forsiktig behandling skal instrumentet holde seg riktig når det en gang er rettet. Instrumentet bør imidlertid kontrollere ofte for indeksfeil. Dette går vi gjennom på kurset ASTRO NAV. I sjøgang så forandres øyehøyden. Dette vil gi en feil i den målte høyden. 1 meter feil øyehøyde vil gi 0,3 til 0,5 feil på høyden. Feilen vil kunne bli mye større hvis sjøene skulle dekke horisonten. Med andre ord så bør øyehøyden vare så stor som praktisk mulig når bølgene er store. Det kan her være snakk om grader feil. Feil vil også oppstå om du har feil Dec. 1 feil i Dec gir 1 feil i Bredde. 1 min feil i Br tilsvarer 1 n mil. Hvis du bruker NA for feil år så vil Dec være forskjellig. Dette kommer av at Dec ikke er den samme fra år til år. Størrelsen for rettelser for antall timer og minutter vil imidlertid være den samme. (vedlegg 4) Deviasjonskontroll ved hjelp av sola. Det går an å beregne solas rettvisende peiling når den kommer opp om morgenen på østhimmelen og går ned om kvelden i vest. Eksempel Et skip befinner seg på N Br 30 20. Solas Dec i oppgangsøyeblikket er N 20 12 Finn solas rettvisende peiling i oppgang! Det er klart at når sola står opp i øst, så skal peilingen ha retning nord og øst. (Nord dec og Østhimmelen) Ut fra den aktuelle matematiske formel har man laget en tabell som skal gjøre det enklere å finne den rettvisende peiling. Tabellen viser solas rettvisende peiling i det sanne oppgangs og nedgangsøyeblikk. Sola en halv soldiameter over horisonten. Declinasjon Nord eller Sør. Bredde 0 3 6 9 12 15 18 21 23,5 0 90 87 84 81 78 75 72 69 66,5 5 90 87 84 81 78 74,9 71,9 68,9 66,4 10 90 87 83,9 80,9 77,8 74,8 71,7 68,7 66,1 15 90 86,9 83,8 80,7 77,6 74,5 71,3 68,2 65,6 20 90 86,8 83,6 80,4 77,2 74 70,8 67,6 64,9 25 90 86,7 83,4 80,1 76,7 73,4 70,1 66,7 63,9 30 90 86,5 83,1 79,6 76,1 72,6 69,1 65,6 62,6 35 90 86,3 82,7 79 75,3 71,6 67,8 64,1 60,9 40 90 86,1 82,2 78,2 74,3 70,3 66,2 62,1 58,6 45 90 85,8 81,5 77,2 72,9 68,5 64,1 59,5 55,7 50 90 85,3 80,6 75,9 71,1 66,3 61,3 56,1 51,7 55 90 84,8 79,5 74,2 68,7 63,2 57,4 51,3 46 60 90 84 77,9 71,8 65,4 58,8 51,8 44,2 37,1 65 90 83 76 70 62 55 46 37 28 Siste linje usikker Rettvisende peiling har samme navn som dec. Den er nord via øst i oppgang, og nord via vest i nedgang hvis dec er nordlig. Ved sørlig Dec: Sør via øst i oppgang og sør via vest i nedgang. 9
Deviasjonsundersøkelse av sola i opp eller nedgang er en metode som er vanlig brukt.den kan imidlertid gi uriktige resultater i visse tilfeller. Vanlig fremgangsmåte er å peile sola i det underranden er ca en halv sol diameter over den synlige horisont. Sola er da i den sanne horisont. Dette gjelder ved øyehøyde 0 meter, og varierer noe med øyehøyden. Nautisk Almanakk Vanlig fremgangsmåte er å ta ut tidspunkt for solas opp eller nedgang fra NA og således finne GMT og Dec. En liten unøyaktighet i Dec og Bredde vil ikke gi stor forskjell. Tabellene som settes opp gir grove verdier så det blir nødvendig å interpolere. Peiling i opp og nedgang: Det er ikke alltid like lett å avgjøre når solas underrand er en halv soldiameter over synlig horisont. Metoden kan være usikker å bruke på høye bredder hvor forandring i høyde er liten i forhold til forandringen i peilingen. (Sola ruller langs horisonten). Hvilken nytte har vi av å kunne bestemme den rettvisende peilingen til et himmellegeme? -- Vi kan sjekke hvilken deviasjon kompasset har Polarstjernen er et himmellege som blir brukt til slik kontroll! Porstjernen (Polaris) Himmelens Nordpol. Polarstjernas plassering i verdensrommet er nær forlengelsen av jordaksen. Denne brukes derfor både til posisjonsbestemmelse og til dev. Kontroll. Spesielt til dev-kontroll er stjerna mye brukt. I praksis korrigerer vi ikke for den feil som Polaris har. Det er imidlertid også mulig å beregne en nøyaktig rettvisende peiling til stjerna. Polaris beveger seg sakte mot en grense på N 90 gr. Der finner vi himmelens nordpol. Stjerna beveger seg som andre stjerner i en elipse og variere ca 3 grader i peiling. Vi bruker Polarstjerna i navigeringen fordi den gir anledning til å bestemme kompassets deviasjon, uten bruk avkompliserte likninger. Figur: retningen til Polaris. 10
11
For å finne polarstjerna må du: 1. finne Karlsvogna, Den store Bjørn isolere de to bakerste stjernene i vogna 2. trekke en rett linje fra bakhjulet til du treffer en stjerne som danner den første stjerna i Den lille Bjørn Kontroll av deviasjon (Polarstjerna gir deg en omtrentlig rettvisende peiling) Eksempel: Rettv peiling Polaris 000 Missv - 6 Magn peiling - - 006 Kompass - - 003 Deviasjon 3 gr Tallet er positivt og gir fortegnet + I praksis kan det by på en del vanskeligheter å peile en stjerne som står høyt på himmelen. Trening gjør mester. Husk at Polaris har samme høyde over horisonten som Bredden, grovt regnet. De gamle arabiske sjømenn brukte denne stjerna for å bestemme sin bredde. Dekksdagbok Definisjoner Innenriks fart: Stor kystfart: Fart på den norske kyst, unntatt Svalbard og Jan Mayen og fart på norske innsjøer og elver. Fart på svenske og danske farvann østenfor en linjekristiansand Hirtshals til Ystad, og fart på den tyske kyst østover til Arkona. Anvendelse Dekksdagbok skal føres på skip i utenriks fart og på skip på 50 brutto registertonn og derover i utenriks fart og på fiske og fangst. 12
Anbefalte Navigasjonstabeller: Norsk Fiskerialmanakk: (NF) Gis ut årlig, pris 2001 kr 307.- Nautisk Almanakk: (NA) - - Gis ut på engelsk. Koster en del, men har de tabeller som er nødvendig for hele verden. Du bør huske dette: GHA ELLER Greenwich timevinkel er det stykke av himmelens ekvator som et himmellegeme står vestafor Greenwich timesirkel. Sann tid er den virkelige sols timevinkel. Den uttrykkes i tid og klokka er 12 00 00 når sola står i øvremeridianen, eller er på sitt høyeste. Den virkelige sol bruker ikke like lang tid fra den er på sitt høyeste til den kommer dit igjen. Derfor kan et sant soldøgn variere i lengde i løpet av året. Årsaken er jordas ujevne bevegelse langs sin årlige bane. Tidsjevningen finnes i NF. Middeltid: Det vil være umulig eller meget vanskelig å få en klokke til å gå etter den ujevne sanne tid. På grunn av dette er begrepet Middelsol innført. Det er et tenkt himmellegeme som beveger seg vestover langs himmelens ekvator og bruker like lang tid på hvert omløp. Et middel -soldøgn er på 24 timer. Tidsjevning: Det er Middeltid middag når middelsola på sitt høyeste og sann tids middag, når den virkelige sol passerer. Tidspunktet for disse to meridianpassasjene kan falle sammen, men inntreffer oftest til ulike tider. Den virkelige sanne sol vil kunne passere meridianen opp til 16 minutter før eller etter middelsola. Det er denne tidsforskjellen som kalles tidsjevning. GMT Betegnelsen UTC (Universal time Coordinatet), UT (Universal Time) og GMT går for det samme i all daglig bruk. Fiskerialmanakken bruker GMT. Kanskje verd å huske: Ved omgjøring fra den kursen du tar ut av kartet (rettvisende kurs) til kompasskurs (ditt kompass om bord) Skal vestlig missvisning og deviasjon legges til og da skal selvfølgelig østlig trekkes fra. Denne enkle regelen, LVT, (uttales helvete) betyr Legg vest til så har du kompasskursen. Lykke til hilsen Sigfred Ellingsen. 13
14