Στολή Νασηικώμ Δοκίμωμ

Transcript

1 Στολή Νασηικώμ Δοκίμωμ ΜΑΘΗΜΑ: ΓΕΝΙΚΙΚΗ ΝΑΥΤΙΛΙΑ - ΑΚΤΟΠΛΟΪΑ Καθηγηηής Δρ. Α. Παλληκάρης Θεμαηική Εμόηηηα: Σηοιτεία Γεωδαιζίας Στήμα και μέγεθος ηης Γης, Σθαιρικές Γεφγραθικές Σσμηεηαγμέμες (θ,λ) Ελλειυοειδείς Γεφδαιηικές Σσμηεηαγμέμες (θ, λ, h) Γεφδαιηικά Σσζηήμαηα Αμαθοράς (Geodetic Datums) Σεπηέμβριος 018

2 ΤΟ ΣΧΗΜΑ ΤΗΣ ΓΗΣ 1. Θεσξίεο ηεο αξραηόηεηαο (πξνζέγγηζε ηνπ ζρήκαηνο ηεο γεο κε ζθαίξα) α. Ππζαγόξαο (6 νο αηώλαο π.ρ.): Γηαηύπσζε ηεο ζεσξίαο ζθαηξηθόηεηαο ηεο γεο β. Δξαηνζζέλεο (3 νο αηώλαο π.ρ.): Πξώηε κέηξεζε ηεο αθηίλαο ηεο γεο. Δπηζηεκνληθέο ζεσξίεο ηνπ 18 νπ αηώλα κ.ρ. (πξνζέγγηζε ηνπ ζρήκαηνο ηεο γεο κε ειιεηςνεηδέο εθ πεξηζηξνθήο ΔΔΠ) α. Γάιινη Δπηζηήκνλεο : Ο κεγάινο εκηάμνλαο ηνπ ειιεηςνεηδνύο βξίζθεηαη ζηε δηεύζπλζε ηνπ άμνλα πεξηζηξνθήο ηεο γεο (Διιεηςνεηδέο Cassini) Βόξεηνο Πόινο 3. Σύγρξνλε επηζηεκνληθή ζεσξία β. Βξεηαλνί Δπηζηήκνλεο: Ο κηθξόο εκηάμνλαο ηνπ ειιεηςνεηδνύο βξίζθεηαη ζηε δηεύζπλζε ηνπ άμνλα πεξηζηξνθήο ηεο γεο (Διιεηςνεηδέο Newton) Βόξεηνο Πόινο Πξνζέγγηζε ηνπ ζρήκαηνο ηεο γεο κε ηελ επηθάλεηα ηνπ γεσεηδνύο, ε νπνία πξνζεγγίδεηαη κε ηελ επηθάλεηα ηνπ Γήηλνπ Διιεηςνεηδνύο, ή Διιεηςνεηδνύο Αλαθνξάο Τν Γήηλν Διιεηςνεηδέο έρεη ηνλ κηθξό ηνπ εκηάμνλα ζηε δηεύζπλζε ηνπ άμνλα πεξηζηξνθήο ηεο γεο Από ην 1735 έγηλε δηεζλώο παξαδεθηό, όηη ην ζρήκα ηεο γεο πξνζεγγίδεη ηελ επηθάλεηα ειιεηςνεηδνύο εθ πεξηζηξνθήο (ΕΕΠ), κε ην κηθξό ηνπ εκηάμνλα ζηε δηεύζπλζε ηνπ άμνλα πεξηζηξνθήο ηεο γεο Πεγή: Α. Παιιεθάξεο. «Γεωδαιηικές Εθαρμογές ζηη Νασηιλία», ΝΔ 007

3 Πξνζέγγηζε ηεο επηθάλεηαο ηεο γεο κε ζθαίξα θαη κε ειιεηςνεηδέο εθ πεξηζηξνθήο α. Πξνζέγγηζε ηεο επηθάλεηαο ηεο γεο κε ζθαίξα Πιενλεθηήκαηα: - Απιόο θαη εύθνινο πξνζδηνξηζκόο ζέζεσο ελόο ζεκείνπ κε ην γεσγξαθηθό πιάηνο θαη κήθνο (θ, ι) πνπ νξίδνληαη ζηελ επηθάλεηα ηεο ζθαίξαο -Χξεζηκνπνίεζε απιήο επηθάλεηαο αλαθνξάο (ζθαίξαο) γηα ηελ εύθνιε επίιπζε πξνβιεκάησλ ππνινγηζκνύ απνζηάζεσλ θαη δηεπζύλζεσλ Μεηνλεθηήκαηα: - Μεησκέλε αθξίβεηα ππνινγηζκνύ απνζηάζεσλ θαη δηεπζύλζεσλ θαζώο θαη γεσγξαθηθώλ ζπληεηαγκέλσλ (θ, ι) ζε ζρέζε κε ηνπο αληίζηνηρνπο ππνινγηζκνύο ζηελ επηθάλεηα ηνπ ειιεηςνεηδνύο εθ πεξηζηξνθήο β. Πξνζέγγηζε ηεο επηθάλεηαο ηεο γεο κε Διιεηςνεηδέο εθ Πεξηζηξνθήο (ΔΔΠ) Πιενλεθηήκαηα: - Αθξηβέζηεξε πξνζέγγηζε ηνπ πξαγκαηηθνύ ζρήκαηνο ηεο γεο - Αθξηβέζηεξνο ηξηζδηάζηαηνο πξνζδηνξηζκόο ηεο ζέζεο ελόο ζεκείνπ P ζηελ επηθάλεηα ηεο γεο κε ην γεσδαηηηθό πιάηνο θ, ην γεσδαηηηθό κήθνο ι θαη ην γεσδαηηηθό ύςνο h -Πνιύ κεγάιε αθξίβεηα ππνινγηζκνύ απνζηάζεσλ θαη δηεπζύλζεσλ Μεηνλεθηήκαηα: - Χξεζηκνπνίεζε ζύλζεηεο επηθάλεηαο αλαθνξάο (ειιεηςνεηδέο εθ πεξηζηξνθήο κε κεηαβαιιόκελε θακππιόηεηα) - Δθηέιεζε ζύλζεησλ θαη πνιύπινθσλ ππνινγηζκώλ - Κίλδπλνο δεκηνπξγίαο πνιύ κεγάινπ ζθάικαηνο ζέζεσο αλ δελ ρξεζηκνπνηεζνύλ νη ζσζηέο παξάκεηξνη ηνπ ρξεζηκνπνηνύκελνπ γεσδαηηηθνύ ζπζηήκαηνο αλαθνξάο Πεγή: Α. Παιιεθάξεο θ.α. "Ναπηηθά Ηιεθηξνληθά Όγξαλα θαη πζηήκαηα Ηιεθηξνληθνύ Υάξηε ECDIS". Έθδνζε Ιδξύκαηνο Επγελίδνπ ειεθηξνληθα νξγαλα.pdf

4 Σθαηξηθέο Γεσγξαθηθέο Σπληεηαγκέλεο (θ,ι) ηεο θιαζηθήο Ναπηηιίαο θαη Διιεηςνεηδείο Γεσδαηηηθέο Σπληεηαγκέλεο (θ, ι, h) ηεο Ηιεθηξνληθήο Ναπηηιίαο α. Σθαηξηθέο Γεσγξαθηθέο Σπληεηαγκέλεο (θ,ι) ηεο θιαζηθήο Ναπηηιίαο [Πξνζέγγηζε ηεο επηθάλεηαο ηεο γεο κε ζθαίξα] β. Διιεηςνεηδείο Γεσδαηηηθέο Σπληεηαγκέλεο (θ, ι, h) ηεο Ηιεθηξνληθήο Ναπηηιίαο [Πξνζέγγηζε ηεο επηθάλεηαο ηεο γεο κε Διιεηςνεηδέο εθ Πεξηζηξνθήο (ΔΔΠ)] Γεσδαηηηθό Πιάηνο (θ) ελόο ζεκείνπ Ρ ηεο επηθάλεηαο ηεο γεο: Η γσλία πνπ ζρεκαηίδεη ε θάζεηε ζην ειιεηςνεηδέο κε ην επίπεδν ηνπ ηζεκεξηλνύ. Σν Γεσδαηηηθό Πιάηνο (θ) κεηξηέηαη πάλσ ζηνλ κεζεκβξηλό πνπ πεξλά από ην ζεκείν P από ηνλ ηζεκεξηλό πξνο βνξξά θαη ιακβάλεη ηηκέο: από 0 έσο 90 πξνο ηνλ Βόξεην Πόιν θαη από 0 έσο 90 πξνο ηνλ Νόηην Πόιν. Γεσδαηηηθό κήθνο (ι) ελόο ζεκείνπ Ρ ηεο επηθάλεηαο ηεο γεο: Η γσλία (δίεδξε) πνπ ζρεκαηίδνπλ ηα επίπεδα ηνπ ΠΡΏΣΟΤκεζεκβξηλνύ ηνπ Greenwich θαη ηνπ κεζεκβξηλνύ ηνπ ζεκείνπ P. Σν ζεκείν P είλαη ε πξνβνιή ηνπ ζεκείνπ Π επάλσ ζηελ επηθάλεηα ηνπ ΕΕΠ. ηε Ναπηηιία ην γεσδαηηηθό κήθνο (ι) κεηξείηαη πάλσ ζηνλ Ιζεκεξηλό θαη ιακβάλεη ηηκέο: από 0 έσο 180 αλαηνιηθά θαη από 0 έσο -180 δπηηθα. Γεσδαηηηθό ύςνο, ή πςόκεηξν, h ελόο ζεκείνπ Ρ ηεο επηθάλεηαο ηεο γεο: Η απνζηαζή ηνπ ζεκείνπ απηνύ από ηελ επηθάλεηα ηνπ ειιεηςνεηδννύο εθ πεξηζηξνθήο, ε νπνία κεηξείηαη πάλσ ζηελ θάζεηε ζην ΕΕΠ από ην ζεκείν Ρ (ρ. 3). Σν γεσδαηηηθό κήθνο κεηξηέηαη ζε κέηξα θαη ιακβάλεη ζεηηθέο ηηκέο αλ ην ζεκείν Ρ βξίζθεηαη ζην εμσηεξηθό ηεο επηθάλεηαο ηνπ ΕΕΠ, ελώ αλ βξίζθεηαη ζην εζσηεξηθό ηεο επηθάλεηαο ηνπ ΕΕΠ ιακβάλεη αξλεηηθέο ηηκέο. Πεγή: Α. Παιιεθάξεο θ.α. "Ναπηηθά Ηιεθηξνληθά Όγξαλα θαη πζηήκαηα Ηιεθηξνληθνύ Υάξηε ECDIS". Έθδνζε Ιδξύκαηνο Επγελίδνπ ειεθηξνληθα νξγαλα.pdf

5 Βαζηθέο γξακκέο ζηελ επηθάλεηα ηεο ζθαίξαο θαη ζηελ επηθάλεηα ηνπ ΔΔΠ Βαζηθέο γξακκέο ζηελ επηθάλεηα ηεο ζθαίξαο Μεζεκβξηλνί (κέγηζηνη θύθινη) Ιζεκεξηλόο (κέγηζηνο θύθινο) Παξάιιεινη πιάηνπο (κηθξνί θύθινη) Οξζνδξνκηθό ηόμν (ηόμν κεγίζηνπ θύθινπ) Λνμνδξνκηθή θακπύιε Βαζηθέο γξακκέο ζηελ επηθάλεηα ηνπ ΔΔΠ Μεζεκβξηλνί (ειιείςεηο) Ιζεκεξηλόο (θύθινο αθηίλαο a) Παξάιιεινη πιάηνπο (κηθξνί θύθινη) Γεσδαηζηαθή γξακκή (γξακκή ειάρηζηεο απόζηαζεο) Μέγηζην ειιεηπηηθό ηόμν Λνμνδξνκηθή θακπύιε Ρπκβνεηδήο γξακκή ή ινμνδξνκία ζηελ επηθάλεηα ηεο ζθαίξαο θαη ηνπ ΕΕΠ (Rhumb line or Loxodrome) Πηγή: Παλληκάρης Α «Βεληιωμένες Μέθοδοι Επίλσζης Θεμελιωδών Προβλημάηων Νασζιπλοΐας». Νασσίβιος Χώρα, Τεύτος 3/010

6 Δλδεηθηηθέο Δθαξκνγέο ηεο Γεσδαηζίαο ζηε Ναπηηιία θαη ζηηο Ναπηηθέο Δπηρεηξήζεηο Αθξηβέζηεξε επίιπζε ησλ βαζηθώλ πξνβιεκάησλ ηεο λαπζηπινΐαο ζηελ επηθάλεηα ηνπ ειιεηςνεηδνύο Πξνβιήκαηα ινμνδξνκηθνύ πινπ ζην ΔΔΠ (επζύ θαη αληίζηξνθν ινμνδξνκηθό πξόβιεκα) Πξνβιήκαηα πινπ ειάρηζηεο απόζηαζεο ζην ΔΔΠ (επζύ θαη αληίζηξνθν πξόβιεκα πινπ ζηε γεσδαηζηαθή γξακκή (επζύ θαη αληίζηξνθν πξόβιεκα πινπ ζηε κέγηζηε έιιεηςε) Σύλζεζε ησλ δπλαηνηήησλ ηεο γεσδαηζίαο, ηεο δνξπθνξηθήο λαπζηπινΐαο θαη ησλ Σπζηεκάησλ Η/Ν Χάξηε γηα ηελ απνηειεζκαηηθόηεξε ππνζηήξημε ηεο Ναπζηπινΐαο θαη ησλ Ναπηηθώλ επηρεηξήζεσλ Βειηίσζε ηεο αμηνπηζηίαο θαη ησλ δπλαηνηήησλ ησλ Σπζηεκάησλ Ηιεθηξνληθνύ Χάξηε (ζπζηήκαηα ECDIS, WECDIS) Απνηειεζκαηηθόηεξε θαη αθξηβέζηεξε ζρεδίαζε θαη εθηέιεζε ησλ λαπηηθώλ Δπηρεηξήζεσλ dλ dφ tan ζ ds a(1 e ) dφ 1 e sin φ 1 e 1/ 1 e sin φ cosφ 3 secζ

7 Βαζηθέο παξάκεηξνη ηνπ Διιεηςνεηδνύο εθ Πεξηζηξνθήο (ΔΔΠ) a - b f a e - a - b b e 1- OF OE a b a OF a - b a e e -1 OΡ b b a a - κεγάινο εκηάμνλαο: a - κηθξόο εκηάμνλαο: b - επηπιάηπλζε: f - πξώηε εθθεληξόηεηα: e - δεύηεξε εθθεληξόηεηα: e Γηα ηνλ θαζνξηζκό ελόο ζπγθεθξηκέλνπ ΔΔΠ απαηηνύληαη κόλν δύν από ηηο παξαπάλσ πέληε βαζηθέο παξακέηξνπο (a, b, f, e θαη e), από ηηο νπνίεο ε κία ηνπιάρηζηνλ πξέπεη λα είλαη γξακκηθό κέγεζνο (a ή b). Σπλήζσο ρξεζηκνπνηνύληαη νη παξάκεηξνη a θαη f Πεγή: Παιιεθάξεο, Α. «Γεωδαιηικές Εθαρμογές ζηη Νασηιλία», ΝΔ 007

8 Σπζρεηηζκόο ηεο θπζηθήο (ηνπνγξαθηθήο) επηθάλεηαο ηεο γεο, ηεο επηθάλεηαο ηνπ γεσεηδνύο θαη ηεο επηθάλεηαο ηνπ ειιεηςνεηδνύο αλαθνξάο Πεγή: Α. Παιιεθάξε, Γ. Καηζνύιε, Δ. Δαιαθιή. "Ναπηηθά Ηιεθηξνληθά Όγξαλα θαη πζηήκαηα Ηιεθηξνληθνύ Υάξηε ECDIS". Εθδ. Ιδξ. Επγελίδνπ ειεθηξνληθα νξγαλα.pdf

9 Διιεηςνεηδέο Αλαθνξάο ή Γήτλν Διιεηςνεηδέο Σν ειιεηςνεηδέο εθ πεξηζηξνθήο (ΕΕΠ), ηνπ νπνίνπ ε επηθάλεηα πξνζεγγίδεη όζν ην δπλαηόλ θαιύηεξα ηελ επηθάλεηα ηνπ γεσεηδνύο, έρεη ηελ ίδηα κάδα κε ηε Γε θαη είλαη ζπγρξόλσο ηζνδπλακηθή επηθάλεηα ηνπ εαπηνύ ηνπ νλνκάδεηαη Διιεηςνεηδέο Αλαθνξάο, ή Γήτλν Διιεηςνεηδέο. Σν Γήτλν Διιεηςνεηδέο κπνξεί λα νξηζηεί κε δύν κόλν γεσκεηξηθέο παξακέηξνπο, π.ρ. ηνλ κεγάιν εκηάμνλα a θαη ηελ επηιάηπλζή ηνπ f θαη λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ηελ αληηθαηάζηαζε ηεο πνιύπινθεο επηθάλεηαο ηνπ γεσεηδνύο κε ηελ απινύζηεξε καζεκαηηθή επηθάλεηα ηνπ ΕΕΠ. Σν Γήτλν Διιεηςνεηδέο ρξεζηκνπνηείηαη σο επηθάλεηα αλαθνξάο σο πξνο ηελ νπνία ζπζρεηίδεηαη ε θπζηθή επηθάλεηα ηεο γεο γηα ηελ εθηέιεζε βαζηθώλ γεσδαηηηθώλ ππνινγηζκώλ ζηελ επηθάλεηα ηεο γεο, όπσο ν ππνινγηζκόο απνζηάζεσλ θαη δηεπζύλζεσλ κεηαμύ ζεκείσλ ηεο επηθάλεηαο ηεο γεο. Παξάκεηξνη Γηαθόξσλ Διιεηςνεηδώλ Αλαθνξάο Διιεηςνεηδέο Αλαθνξάο Μεγάινο εκηάμνλαο (a) Δπηπιάηπλζε (f -1 ) Everest μέτρα Bessel μέτρα 99, Clarke ,145 μέτρα 93, 465 Airy μέτρα 97 Fisher μέτρα 98.3 WGS ,98 μέτρα 98,6 Geodetic Reference System GRS μέτρα WGS μέτρα 98,6

10 Γεσθεληξηθά θαη πεξηθεξεηαθά γεσδαηηηθά ζπζηήκαηα αλαθνξάο ΓΣΑ Βαζηθά ραξαθηεξηζηηθά: - Γεκηνπξγία Γεσδαηηηθνύ Σπζηήκαηνο Αλαθνξάο (ΓΣΑ) κε ρξήζε ελόο Διιεηςνεηδέο εθ Πεξηζηξνθήο (ΔΔΠ) - Οη παξάιιεινη πιάηνπο είλαη θύθινη (όπσο θαη ζηε ζθαίξα) - Οη κεζεκβξηλνί είλαη ειιείςεηο (ζηε ζθαίξα είλαη θύθινη) - Η απόζηαζε ηνπ γεσκεηξηθνύ θέληξνπ ηνπ ΔΔΠ από ηα ζεκεία ηεο επηθάλεηαο ηνπ δελ είλαη ζηαζεξή (κέγηζηε ηηκή ζηνλ ηζεκεξηλό θαη ειάρηζηε ζηνπο πόινπο) Γεσθεληξηθά Παγθόζκηα Γεσδαηηηθά Σπζηήκαηα Αλαθνξάο: - Πξνζέγγηζε ηεο επηθάλεηαο ηνπ γεσεηδνύο κε έλα ΔΔΠ γηα ηελ δεκηνπξγία ελόο γεσθεληξηθνύ παγθόζκηνπ γεσδαηηηθνύ ζπζηήκαηνο αλαθνξάο. - Τν γεσκεηξηθό θέληξν ηνπ ΔΔΠ ζπκπίπηεη κε ην θέληξν βάξνπο ηεο γεο - Ο κηθξόο εκηάμνλαο ηνπ ΔΔΠ βξίζθεηαη ζηε κέζε δηεύζπλζε ηνπ άμνλα πεξηζηξνθήο ηεο γεο Πεξηθεξεηαθά Γεσδαηηηθά Σπζηήκαηα Αλαθνξάο: - Πξνζέγγηζε ηεο επηθάλεηαο ηνπ γεσεηδνύο κε δηάθνξα ΔΔΠ γηα δεκηνπξγία πεξηθεξεηαθώλ γεσδαηηηθώλ ζπζηεκάησλ αλαθνξάο. - Τν γεσκεηξηθό θέληξν ηνπ ΔΔΠ δελ ζπκπίπηεη κε ην θέληξν βάξνπο ηεο γεο - Ο κηθξόο εκηάμνλαο ηνπ ΔΔΠ είλαη παξάιιεινο ζηε κέζε δηεύζπλζε ηνπ άμνλα πεξηζηξνθήο ηεο γεο Πεγή: Α. Παιιεθάξεο θ.α. "Ναπηηθά Ηιεθηξνληθά Όγξαλα θαη πζηήκαηα Ηιεθηξνληθνύ Υάξηε ECDIS". Έθδ. Ιδξ. Επγελίδνπ ειεθηξνληθα νξγαλα.pdf