MERJENJE SMERI IN KOTOV V NAVIGACIJI Ladijski kompasi Kompas je naprava, ki prikazuje smer meridijana poloţaja, na katerem se nahaja ladja. V navigaciji se uporablja za prikazovanje kurza in določevanje azimuta (smeri). Glede na njegove fizične lastnosti, delimo kompase na: - magnetne kompase, ki za prikazovanje smeri meridijana koristijo Zemeljsko magnetno polje (magnetni, ţiro-magnetni, indukcijski kompasi itd.), - nemagnetne kompase, ki za prikazovanje smeri meridijana koristijo fizične in elektromagnetne zakonitosti ter naravne zakonitosti gibanja Zemlje (ţiro-kompas, laserski in astro-kompas). Glede na namembnost na ladji, delimo kompase na: - glavni kompas, - krmarski kompas, - rezervni kompas, - kompas v rešilnem čolnu, - ročni kompas za merjenje. Poleg prikazovanja kurza in določevanja azimuta, prenašajo kompasi preko svojega ponavljavca (repetitorja) podatke o kurzu tudi drugim napravam na ladji (navigacijske naprave, avto-pilot itd.). Število kompasov na ladji je odvisno od namembnosti in potrebe ladje. Večje ladje imajo več kompasov, manjše pa ponavadi enega ali dva. Povprečna trgovska ladja ima en magnetni in en ţiro kompas. Pri tem ima pa vsaj še pet ponavljavcev ţiro kompasa, ki se nahajajo na poveljniškem mostu, strojnici in krmarnici. Če ima ladja dva navigacijska (poveljniška) mosta, ima temu primerno tudi število magnetnih in nemagnetnih kompasov. V principu so kompasi sestavljenih iz sledečih elementov: - občutljivi element, ki sluţi za prikazovanje smeri meridijana, - elementi za prikazovanje in branje kurza, - elementi za določanje azimuta, - kompenzacijski elementi za odstranjevanje napak pri prikazovanju kurza, - elementi za prenos podatkov o kurzu na oddaljena mesta, - pomoţni elementi za varovanje normalnega dela in uporabo kompasa. Odvisno od vrste, velikosti in namembnosti, so lahko nekateri kompasi brez nekaterih elementov.
Magnetni kompas Med magnetne kompase spadajo vsi kompasi, čigar občutljivi element se pod vplivom Zemeljskega magnetnega polja usmerja v meridijan. Magnetni kompas na kopnem je oddaljen od feromagnetnih mas, zato prikazuje magnetni meridijan. Ker je ladja in njena oprema narejena iz feromagnetnih mas, je ladijski magnetni kompas pod vplivom le teh in nanj poleg Zemeljskega magnetnega polja vpliva tudi ladijsko magnetno polje. Zato se njegov občutljivi element usmerja v smer ti. kompasnega meridijana. Zemeljski magnetizem in njegovi elementi Na površini Zemlje, v atmosferi, kot tudi v globinah Zemeljske skorje, morja in oceanov, deluje Zemeljsko magnetno polje. Zemeljski magnetizem se imenuje geomagnetizem. O nastanku magnetnega polja Zemlje obstajajo mnoge hipoteze. Te v glavnem temeljijo na obstoju feromagnetnih snovi v skorji Zemlje, na električnih tokovih, ki se generirajo znotraj Zemlje, ali na fizičnih karakteristikah vrtečih teles. Osnovna teţava pri pojasnjevanju izvora geomagnetizma je nepoznavanje notranjosti Zemlje. Zunanji sloj Zemlje, do globine 20 km, je dovolj hladen, da bi lahko pokazal magnetne lastnosti, vendar je količina feromagnetnega materiala v tem delu premajhna, da bi se lahko pojasnilo dejansko veliko močnejše Zemeljsko magnetno polje. V večjih globinah temperatura znatno presega Curiejeve točke, pri katerih posamezni feromagnetni materiali izgubljajo lastnost magneta. Zaradi teh in drugačnih razlogov teorija o feromagnetni strukturi Zemlje ni najbolj pripravna za razlago o izvoru geomagnetizma. Danes je med najbolj sprejetimi teorijami o nastanku geomagnetizma teorija, ki se ji reče tudi alfa omega dinamo model. Ta predpostavlja, da Zemeljsko magnetno polje ustvarjajo električni toki, nastali zaradi lastnega magnetnega polja in gibanja tekočega ter električno prevodnega zunanjega jedra Zemlje. Do tega pride zaradi vrtenja Zemlje in Coriolisovega učinka ter konvekcije in vzgona ob postopnem strjevanju zunanjega jedra, s sproščanjem latentne toplote in ob izločanju laţjih spojin iz meje notranjega jedra. (Stegel, 2009) Zemlja kot vsaki drugi magnet, ima svoje magnetne pole in nevtralno črto, ki se imenuje magnetni ekvator. Svobodno premikajoča magnetna igla se bo postavila v smer magnetnih silnic, ki povezujejo magnetne pole Zemlje. Smer teh silnic prikazuje, na kateri koli Zemeljski točki, smer magnetnega meridijana. Zemeljski magnetni poli se ne pokrivajo z geografskimi poli. Magnetni pol Zemlje ni točka, temveč središče širšega področja kroţne oblike (r= 150 NM). Središče tega ţarišča, v katerem je smer magnetnih silnic pravokotna na ravnino horizonta, stalno menja svoj poloţaj. Pribliţen poloţaj magnetnih polov Zemlje je: - severni magnetni pol: 82,7ºN in 114,4ºW (leta 2005) - juţni magnetni pol: 63,5ºS in 138,0ºE (leta 2004) [10].
Če pol magnetne igle, ki se usmerja proti magnetnemu polu Zemlje na severni hemisferi, označimo z rdečo barvo in ga smatramo za severni pol, potem se, na osnovi zakona o privlačnosti in odbijanju magnetnih polov, na severni geografski hemisferi mora nahajati juţni (modri) pol Zemeljskega magnetnega pola in obratno. Iz praktičnih razlogov, se v navigaciji severni pol magneta vedno označuje z rdečo, juţni pol pa z modro barvo. Enako se označuje juţni geomagnetni pol (na severni geografski hemisferi) s modro barvo, oziroma se z rdečo barvo označuje geomagnetni pol na juţni geografski hemisferi. Slika 1: Magnetno polje Zemlje Vir: Benković, F.: Terestička i elektronska navigacija Zemeljsko magnetno polje je v vsaki točki Zemlje določeno s smerjo in močjo. Smer Zemeljskega magnetnega polja v neki točki (smer magnetnih silnic od rdečega k modremu polju) predstavlja magnetni meridijan. Ker se geografski in magnetni pol ne pokrivata, se tudi geografski in magnetni meridijan ne pokrivata. Magnetni meridijani niso velike kroţnice, temveč nepravilne krivulje, ki nastanejo zaradi razlik med geografsko širino in dolţino magnetnih polov, ki ne znaša 180º, in zaradi neenakomerne razdelitve feromagnetnih materialov znotraj litosfere. Kot med geografskim in magnetnim meridijanom se v navigaciji imenuje variacija (ali magnetna deklinacija). Variacija ima lahko vrednost od 0º do 180º, v plovnih področjih pa znaša ± 30º. Variacija je vzhodna (E ali +), ko je severni pol magnetne igle odklonjen k vzhodu od geografskega meridijana, ter zahodna (W ali ), ko je severni pol igle odklonjen k zahodu.
Slika 2: Variacija Vir: Benković, F.: Terestička i elektronska navigacija Na geomagnetnih kartah so podane vrednosti variacije s črtami. Izogona povezuje vsa mesta na Zemlji z isto vrednostjo variacije. Nična vrednost variacije je agona. Ker se variacija neprestano menja, so vsa mesta z isto spremembo variacije povezana z izalogono. Slika 3: Karta izogon za leto 2010 Vir: http://en.wikipedia.org/wiki/magnetic-declination Moč Zemeljskega magnetnega polja v neki točki, se imenuje totalna intenziteta (T). Vektor totalne intenzitete se lahko razdeli na dve komponente: horizontalna intenziteta (H) in vertikalna intenziteta (V). Kot med vektorjem T in vektorjem H se imenuje inklinacija (i). Slika 4: Inklinacija in totalna intenziteta Vir: http://www.ukm.my/rahim/magnetic%20lecture.htm
Magnetna igla, ki se prosto obrača okoli horizontalne osi, se odklanja od horizontalne ravnine za kot inklinacije (i) in prikazuje smer vektorja T. Na magnetnem polu ima inklinacija vrednost 90º, na magnetnem ekvatorju pa i = 0º. Slika 5: Inklinacija igle magnetnega kompasa na Zemlji Vir: http://gravmag.ou.edu/mag_earth/mag_earth.html Geomagnetne karte podajajo vrednost inklinacije za vsa mesta na Zemlji, s črtami, ki se imenujejo izokline in predstavljajo magnetno širino. Vsa mesta z nično inklinacijo, so spojena z aklino, katera predstavlja magnetni ekvator. Magnetni ekvator ima obliko podobno sinusoidi. magnetni ekvator Slika 6: Karta izoklin, današnji čas Vir: http://gravmag.ou.edu/mag_earth/mag_earth.html
Na geomagnetnih kartah so podane vrednosti horizontalne in vertikalne komponente v obliki črt, ki jih imenujemo izodiname. Sprememba geomagnetnih elementov Moč Zemeljskega magnetnega polja ni stalna. Menja se tekom časa, zato se menjajo tudi vrednosti geomagnetnih elementov, glede na čas in mesto. Vrednost geomagnetnih elementov, podanih na pomorskih kartah, se nanašajo na sredino leta (0000 ura 01:07) izdaje karte. Menjave geomagnetnih elementov v času, se imenujejo magnetne spremembe ali variacije. Te delimo na periodične (pravilne) in neperiodične (nepravilne). Periodične spremembe delimo dodatno še na sekularne, letne in dnevne. Sekularne spremembe se dogajajo več let v isti smeri, dokler ne doseţejo neko maksimalno vrednost in nadaljujejo svoj hod v nasprotno smer. Nastajajo v glavnem zaradi spremembe poloţaja magnetnih polov Zemlje, glede na neko točko, ki še danes ni točno določena. Del sekularnih sprememb v toku enega leta so letne spremembe. V navigaciji je najbolj pomembna letna sprememba variacije, saj uporabljamo njeno vrednost pri računanju deviacije magnetnega kompasa. Vsaka pomorska karta vsebuje kompasno roţo, v kateri je zapisana vrednost variacije za leto, ko je bila karta izdana. Poleg nje pa je ponavadi v oklepaju zapisana letna sprememba variacije. Kadar ţelimo uporabiti variacijo iz karte, jo moramo prvo popraviti za leto, v katerem se nahajamo. In čeprav je danes moţno dobiti variacijo področja kar iz GPS sprejemnika, se pomorščaki še vedno posluţujejo osnovnega načina izračuna variacije. Na primeru si oglejmo izračun variacije: Primer: Vrednost variacije je za leto 2000 znašala 1ºE. Letna sprememba znaša 7' W. Izračunaj variacijo področja za leto 2011: Variacija področja za leto 2011 je znašala 0,3º W. Če je na karti več vrednosti variacij, je treba vzeti tisto vrednost, ki je najbliţja področju plovbe (najbliţja vrisanemu kurzu). Dnevne spremembe geomagnetnih elementov niso velike, zato tudi niso pomembne za navigacijo. Neperiodične spremembe geomagnetnih elementov so kratkotrajne in pomenijo velike menjave smeri in moči magnetnega polja po vsej Zemeljski površini. So posledica magnetnih neviht oz. naglih in velikih sprememb v atmosferski naelektrenosti. Pri takšnih spremembah je magnetna igla kompasa zelo nemirna in neprimerna za navigacijo.
Lastnosti magnetnega kompasa Da bi bil magnetni kompas uporaben, mora vsebovati določene lastnosti, od katerih so najpomembnejše: občutljivost, mirnost in stabilnost. Občutljivost je lastnost magnetnega kompasa, ki mu omogoča, da pokaţe tudi najmanjšo spremembo kurza. Kot merilo občutljivosti se vzame najmanjši kot, do katerega prikazuje roţa spremembo kurza. Ta kot praktično ne sme biti večji od 0,3º, saj bi bil v nasprotnem primeru kompas nezanesljiv. Občutljivost je odvisna od tehnične izvedbe kompasa (močnejši magneti, manj trenja med roţo in vrhom stojala na kateri leţi roţa, laţja roţa, manjši premer roţe, itd.) in vrednostjo horizontalne komponente Zemeljskega magnetizma (smer sile H). Manjša kot je gostota silnic, ki prehajajo skozi magnetni kompas, manjša je smerna sila, kompas pa bolj nezanesljiv. To se je dogajalo pri magnetnih kompasih, ki so bili nameščeni v krmarnici ali drugih prostorih, ki so bili obkroţeni z ţelezom (danes imamo v zaprtih prostorih na ladji ţiro kompase). Pri takšnih kompasih so bile tudi deviacije večje, zato je danes magnetni kompas nameščen na najvišjem krovu ladje, odmaknjen od večjega vpliva ţeleznih mas. Mirnost je lastnost, ki pomeni, da kompasna roţa ne oscilira (niha) okoli vertikalne osi. V glavnem sta dva vzroka, da roţa oscilira: mehanski in magnetni. Mehanski vzroki se pojavljajo, ko ladja valja ali udarja ob morsko površino, pri morskem udaru ali delu strojev ter podobno. Te vzroke se ublaţi z elastično montaţo kardanskega sistema kompasa in elastično učvrstitvijo stojala kompasa na ladijsko konstrukcijo. Magnetni vzrok oscilacije roţe se pojavi pri zibanju ladje, ko ima nagibni kompasni korektor (vertikalni magnet) napačen poloţaj. Takrat se običajno reče, da je kompas nemiren. Tega lahko umirimo tako, da spremenimo poloţaj nagibnega korektorja. Slika 7: Roţa suhega Thomsonovega kompasa Vir: Simovič, A.: Terestrička navigacija Pravilen razpored magnetnih igel kompasne roţe (slika 7), v odnosu z njeno osjo, povečuje njeno mirnost. Stabilnost je lastnost kompasne roţe, ki ji omogoča stalen vodoraven poloţaj v kotlu. Večji kot je razmik med oporiščem in teţiščem roţe, večja je njena stabilnost. Stabilnost preprečuje, da se roţa nagne pri delovanju vertikalne komponente Zemeljskega magnetnega polja, zaradi tega se roţa sama usmerja pod vplivom njegove horizontalne komponente.
Konstrukcija magnetnih kompasov Občutljivi element kompasa je magnetna igla ali sistem magnetnih igel z roţo (3). Roţa je narejena iz lahkega nemagnetnega materiala, kroţne oblike, s porazdelitvijo od 0º do 360º. Poleg stopinjske razdelitve ima lahko tudi porazdelitev z oznakami vetrov (kardinalne, interkardinatne oznake itd.). V sredini roţe je klobuček (2) iz nemagnetnega materiala. Na klobučku je pričvrščena ena ali več magnetnih igel (7), s poli na diametru roţe, z oznakami 0º - 180º, ali paralelno s tem diametrom. Klobuček leţi na vrhu stojala (8), nameščenega v kotlu kompasa. Kotel kompasa (4) je posoda cilindrične oblike, zaprta zgoraj (1) (in ponavadi tudi spodaj (6)) s steklom ter napolnjena s tekočino. Da tekočina ne bi zmrznila, je le ta v večini sestavljena iz glicerola, če pa tega nimamo pri roki, lahko delno nadomestimo primanjkljaj tekočine v kotlu s kombinacijo destilirane vode in čistega alkohola (razmerje je odvisno od področja plovbe, ponavadi pa 50/50). V kotel se ne sme dolivati navadna voda, ker vsebuje nečistoče, te pa zaradi usedlin povečujejo trenje med stojalom in dragim kamnom (ki je del kompasne roţe). Tekočina se ponavadi doliva preko posebnega čepa, ki se nahaja na strani kompasa. Kotel je nameščen v kardanskem sistemu, ki mu omogoča, da ostane ladja pri valjanju v horizontalnem poloţaju. Da bi bil kotel še bolj stabilen, je na dnu nameščena uteţ (9). Dno kotla njegov del ali bočne stene so narejene iz valovite pločevine, ki s svojo elastičnostjo dovoljuje širjenje in krčenje tekočine pri spremembi temperature in da se v tekočini ne delajo mehurčki. V nasprotnem primeru bi mehurčki vplivali na stabilnost in mirnost roţe, s tem pa oteţevali odčitavanje kurza. Mehurčke izničimo z dolivanjem tekočine. Na notranji strani kotla je pričvrščena vertikalna črta premčnica katera mora leţati v vertikalni ravnini, ki je poloţena skozi vzdolţnico ladje. Premčnica je lahko paralelna z vzdolţnico ladje samo kadar kompas ne leţi vzdolţ ladje. Poleg premčnice so lahko v kompasu oznake za krmo in dve bočni oznaki. Lega roţe v kotlu mora skrbeti za minimalno trenje pri obračanju kotla glede na kompasno roţo, katera mora biti vedno usmerjena v smer meridijana (kompasnega meridijana na ladji, magnetnega meridijana na kopnem). Običajno je klobuček (2) roţe z magneti obešen na stojalo (8), ki s svojim vrhom vstopa v leţišče (10) na klobučku (glej spodnjo sliko). Slika 8: Prečni prerez kompasnega kotla Vir: Benković, F.: Terestička i elektronska navigacija
Višina klobučka se lahko regulira s vijakom (11). Vrh stojala (8) je iz iridija, v leţišču klobučka (10) pa je umetno brušen dragi kamen, zaradi zmanjšanja trenja. Načinov, kako je roţa obešena na stolpec je več, odvisno pa je od teţe občutljivega elementa roţe. Slika 9: Načini postavitve kompasne roţe Vir: Benković, F.: Terestička i elektronska navigacija Kardanski sistem, v katerem je kotel kompasa, je sestavljen iz dveh prstanov. Vsak prstan in kotel se lahko gibljejo prosto okoli ene horizontalne osi. Horizontalne osi prstana se sekajo pod kotom 90º, točno v vertikali točke teţišča roţe (stolpa roţe). Ena os kardana ima leţaje v vzdolţni smeri ladje, druga pa v prečni smeri ladje, kar omogoča, da je kotel kompasa v horizontalni legi, če ladja pod vplivom teţkega morja valja. Na zgornjem prstanu kompasa, ki ima tudi stopinjsko porazdelitev, se postavlja smerni aparat za merjenje horizontalnih kotov. Ostali del kompasa je iz nemagnetnih materialov (les, aluminij, medenina). Sluţi pa za namestitev kardanskega sistema s kotlom in vseh ostalih delov kompasa. Za zaščito kompasa pred slabimi vremenskimi razmerami sluţi kapa, ki nosi v sebi rezervno osvetlitev. Slika 10: Kotel kompasa z vsemi pripadajočimi deli Vir: http://www.nauticexpo.com/prod/scan-steering/magnetic-compasses-for-ship-31582-209090.html Z zunanje strani nosila kompasa (slika 11) so običajno deli za kompenzacijo: - D korektorji, - Flindersova palica, - inklinometer, - regulator osvetljevanja roţe, - vratca za dostop do magnetov za kompenzacijo in delom za osvetljevanje roţe.
V notranjosti nosila so magneti za kompenzacijo polkroţne deviacije (v vzdolţni prečni osi ladje) ter električna osvetlitev roţe. V nekaterih kompasih je znotraj tudi elektromagnetni kompenzator. Slika 11: Magnetni kompas na krovu ladje Vir: http://www.acecrc.sipex.aq/access/page/?page=afcfbb2e-b886-102a-8ea7-0019b9ea7c60 Če uporabljamo magnetni kompas za potrebe krmarjenja, se koristi optični prenos kurza iz glavnega kompasa, ki je na najvišjem krovu, do krmarja, ki je en krov niţje, na poveljniškem mostu. Za ta prenos se koristi eno vrsto periskopa. Danes se v praksi, za potrebe navigacije, magnetni kompas neposredno ne uporablja več, saj imamo ţiro kompas. Vendar če slednji odpove, kar ni neobičajno, mora vsak častnik poznati stanje magnetnega kompasa, variacijo in deviacijo, ki jo izračuna s posebnimi postopki. Magnetni kompasi so zelo enostavna sredstva in so bili stoletja edini instrument za prikazovanje smeri meridijana. Za njihovo uporabo je bilo bistveno poznavanje variacije in deviacije. In kot je po eni strani variacija poznana oz. jo lahko izračunamo, je vrednost deviacije ne samo odvisna od ladijskega magnetnega polja, ampak tudi od vrste in količine tovora, ki ga ladja prevaţa. Poleg tega je prenos podatka o kurzu na druge naprave na ladji zahteval komplicirane izvedbe posebnega sistema prenosa. Vse to je vplivalo na razvoj drugih načinov prikazovanja pravega meridijana, na katerega ne bi vplivalo Zemeljsko in ladijsko magnetno polje. Eden od takšnih naprav je ţiro kompas, ki se je pojavil v prvi polovici 20. stoletja in je še danes (z nekaj tehnološkimi izboljšavami) najpomembnejši kompas na ladjah. Žiro kompas Ţiro kompas uporablja lastnosti ţiroskopa, čigar os vrtenja se usmerja v smer geografskega meridijana, pod vplivom sile teţe in dnevnega vrtenja Zemlje. Ţiro kompas tako omogoča prikazovanje pravega geografskega meridijana, poleg tega pa tudi z enostavnim sistemom prenosa daje podatke o kurzu na številne druge navigacijske naprave in ostale naprave na ladji
(danes je del integriranega navigacijskega mosta). Več o principu vrtavke, ki je sestavni del ţiro kompasa ter o ţiro kompasih, si preberite v naslednji datoteki»vrtavčni kompas ţiro kompas«, ki je nastala na podlagi zapiskov iz predavanj zdaj ţe upokojenega mag. Andreja Novaka in so del učnega gradiva Navigacijske naprave.
PRETVARJANJE IN POPRAVLJANJE KURZOV IN AZIMUTOV (SMERI) Vrste kurzov in azimutov Zaradi varnosti ladje mora znati navigator določiti oziroma nadzorovati kurz ladje ter meriti premčne kote in azimute objektov na horizontu. Kurz je smer, po kateri pluje ladja, azimut oz. premčni kot pa smer opaţenega objekta ali nebesnega telesa na horizontu (lahko je na nebu, morju ali na kopnem). Definicija kurza, azimuta in premčnega kota je bila razloţena ţe v prvem poglavju, zdaj pa si oglejmo kakšne vrste azimutov in kurzov poznamo v navigaciji glede na vrsto kompasa. Za orientacijo v prostoru in določevanje kurza ladje ter azimuta nekega objekta, uporabljamo vrtavčni (v nadaljevanju ţiro, angl. gyro) in magnetni kompas. Če ne bi bilo napak, ki so posledica konstrukcije ţiro kompasa, in ko bi se le ta nahajal na nepremičnem mestu, bi žiro kompas prikazoval smer pravega meridijana, s tem pa bi bili vsi kurzi in azimuti pravi. Vendar ničla ţiro-kompasne roţe (severni del osi ţiro kompasa) odstopa od pravega meridijana in se postavlja v žiro-kompasni meridijan, ki od pravega meridijana odstopa za kot, ki se imenuje deviacija žiro kompasa (δ g ) 1. Zato tudi prikazuje ţiro kompas ţiro-kompasni kurz (K g ), pri merjenju objektov pa ţiro-kompasni azimut (ω g ). Slika 12: Vrste kurzov in azimutov ţiro kompasa Vir: Simovič, A.: Terestrička navigacija Kot med severnim delom ţiro-kompasnega meridijana in vzdolţnice ladje se imenuje žirokompasni kurz (K g ). Kot med severnim delom ţiro-kompasnega meridijana in linije azimuta se imenuje žirokompasni azimut (ω g ). 1 Žiro kompas označujemo s črko»g«(gyro compass).
Pri konstrukciji magnetnega kompasa se izkorišča lastnost magnetne igle, katera se pod vplivom Zemeljskega magnetnega polja postavlja v smer magnetnega meridijana in s svojim severnim (rdečim) koncem igle kaţe proti severu (magnetnemu polu severne hemisfere). Če upoštevamo, da se magnetni in geografski poli ne pokrivajo, se 0º (ali N) kompasne roţe ne bo usmerjala proti pravemu (geografskemu) polu, temveč proti meridijanu, ki od pravega meridijana odstopa za kot variacije, torej proti magnetnemu meridijanu. Slika 13: Vrste kurzov in azimutov magnetnega kompasa Vir: Simovič, A.: Terestrička navigacija Kot med severnim delom magnetnega meridijana (N m ) in vzdolţnico ladje (linija kurza) se imenuje magnetni kurz (K m ). Kot med severnim delom magnetnega meridijana (N m ) in linije azimuta se imenuje magnetni azimut (ω m ). Vse te vrednosti veljajo za magnetni kompas, ki se nahaja na kopnem in na katerega vpliva le Zemeljski magnetizem. Na ladji pa je magnetni kompas pod vplivom Zemeljskega in ladijskega magnetnega polja. Zaradi vpliva horizontalne komponente skupnega ladijskega magnetnega polja, se severni konci magnetnih igel (0º ali N kompasne roţe) odklanjajo od magnetnega meridijana za kotno vrednost, ki ji pravimo deviacija. Zato se ladijski magnetni kompas oz. 0º (ali N) kompasne roţe usmerja proti meridijanu, ki mu pravimo kompasni meridijan. Kot med severnim delom kompasnega meridijana (N k ) in vzdolţnico ladje (linija kurza), se imenuje kompasni kurz (K k ). Kot med severnim delom kompasnega meridijana in linijo azimuta se imenuje kompasni azimut (ω k ).
Slika 14: Odstopanje severnega konca roţe magnetnega kompasa na ladji Vir: Simovič, A.: Terestrička navigacija Razlika med dvema kompasnima azimutoma oz. dvema premčnima kotoma je horizontalni kot. Pretvarjanje kurzov in azimutov - pri magnetnem kompasu Glavne formule, ki pridejo v poštev za pretvarjanje kurzov in azimutov, merjenih z magnetnim kompasom, izhajajo iz njihovih medsebojnih odnosov, ki jih prikazuje prejšnja slika. - K p K p = K k + (± Sp) ω p = ω k + (± Sp) - ω p var K m = K p (± var) ω m = ω p (± var) var K m K k = K p (± var) (± δ) ω k = ω p (±Sp) ω m δ Sp = K p K k Sp = ω p ω k δ K k + Sp = (± δ) + (± var) δ = Sp (± var) ω k + δ = K m K k δ = ω m ω k Za pretvarjanje kurzov je potrebno poznati deviacijo kompasa (δ) in variacijo (var). Skupni popravek (Sp) je vsota teh dveh vrednosti in označuje kot med pravim in kompasnim meridijanom. Za določeno plovno področje ostaja skupni popravek nespremenjen, dokler ne menja ladja svoj kurz. Variacijo (kot je ţe bilo omenjeno) dobimo iz pomorske karte ali GPS-a ter iz posebnih kart geomagnetnih elementov. Deviacijo dobimo iz tablice deviacij ladijskega magnetnega kompasa (vsak magnetni kompas ima svojo tablico).
Tablica deviacij podaja deviacijo za vsakih 10º spremembe kompasnega kurza, za ostale kurze pa naredimo interpolacijo. Tablica deviacij velja samo določen čas in za določen magnetni kompas. Deviacija je pozitivna (+), če je severni konec kompasne igle odklonjen vzhodno, in negativna ( ), če je odklonjen zahodno od magnetnega meridijana. Deviacija je funkcija kompasnega oz. magnetnega kurza in ne azimuta. To pomeni, da na spremembo deviacije vpliva sprememba ladijskega kurza, z azimutom pa si lahko pomagamo pri izračunu deviacije. Pri popravljenem kompasu je njena vrednost manjša od 5º. Uporabno je, da se vse kurze in azimute popravlja s skupnim popravkom razen, ko se K p pretvarja v K k. Takrat je potrebno K p z variacijo pretvoriti v K m, z njim pa iz tablice deviacij določiti deviacijo kompasa in izračunati K k. - pri žiro kompasu Glavne formule za pretvarjanje kurzov in azimutov po ţiro kompasu: K p = K g + (± δ g ) K g = K p (± δ g ) δ g = K p K g ω p = ω g + (± δ g ) ω g = ω p (± δ g ) δ g = ω p ω g Deviacija ţiro in magnetnega kompasa se kontrolira z merjenjem obalnih objektov ali nebesnih teles. Vsi zgornji izrazi (za magnetni in ţiro kompas) sluţijo za pretvarjanje kurzov in azimutov, pri čemer pa je potrebno upoštevati sledeče: - na pomorsko karto se vrisujejo samo pravi kurzi (azimuti); - krmari se po kompasnem oz. ţiro kurzu, kateri odgovarja pravemu kurzu; - če se pri reševanju ene od enačb dobi negativen rezultat, potem je potrebno to vrednost odšteti od 360º; - če je rezultat enačbe večji od 360º, se od njega odšteje 360º; - vrednost variacije se vzame iz tiste kompasne roţe na pomorski karti, katera je najbliţje včrtanem kurzu po katerem plujemo, pri tem pa ne smemo pozabiti popraviti to vrednost na trenutno leto. Pod pojmom popravljanje kurza se razume popravljanje napak, nastalih in določenih za čas plovbe. Kurz po magnetnem kompasu se popravlja v času plovbe, zaradi sprememb variacije, določenih sprememb deviacije, napak krmarjenja, zanosa zaradi vetra in morskega toka ter ostalega. Kurz ţiro kompasa se popravlja zaradi spremembe geografske širine in hitrosti ladje. V obeh slučajih se popravlja kurz, da bi obdrţali ladjo na pravem kurzu, ki je vrisan na pomorski karti (vsaka smer, narisana na pomorski karti, je prava smer, merjena od pravega geografskega meridijana). Kontrola in popravljanje kurza ladje je v času plovbe stalna naloga častnika krova v straţi.
Zanos Če pluje ladja pod vplivom vetra ali morskega toka, oziroma pod njunim skupnim vplivom, sta pravi kurz (ki ga dobimo s pomočjo kompasa in popravka) ter kurz preko dna, različna. Ta dva kurza se razlikujeta za kot zanosa (Z a ). V tem slučaju se pravi kurz, določen s pomočjo kompasa, imenuje kurz skozi vodo (K p ), drugi, določen s potjo preko dna, pa se imenuje kurz preko dna (K pd ). V angleščini in v praksi se uporablja izraz COS (course over sea) in COG (course over ground). Te podatke nam danes nudijo GPS-i, po katerem se tudi orientiramo in popravljamo ladijski kurz v primeru zanosa Če je ladja zanošena desno, se smatra (Z a ) za pozitivno vrednost, če pa levo, pa negativno vrednost. Kot med severnim delom pravega meridijana in potjo preko dna, se imenuje kurz preko dna. Na osnovi tega imamo sledeče formule: Z a = K pd K p K pd = K p + (± Z a ) K p = K pd (± Z a ) K pd Z a K p δ g K g + Slika 15: Medsebojni odnosi K p, K pd in Z a (opomba: piha N veter; Z a = +) Vir: Simovič, A.: Terestrička navigacija Vse horizontalne smeri (razen kurza) merimo s pomočjo smerne plošče (azimutnega kroga), ki jo postavimo na kompas, usmerimo njen objektiv in okular v smer opazovanega objekta ali nebesnega telesa in odčitamo kotno vrednost (azimut). Horizontalne kote lahko merimo tudi s sekstantom, ki je razloţen v učnem gradivu Astronomska navigacija (pod predmetom Oceanska navigacija).
Slika 16: Smerna plošča azimutni krog Vir: http://www.atlasinstrument.com
Literatura: 1. Atlas instrument company, Navigational instruments (31.08.2011). Azimuth circle. Dostopno na: http://www.atlasinstrument.com/. 2. Benković, F., Piškorec, M., Lako, L., Čepelak, K. in Stajić, D. (1986). Terestička i elektronska navigacija, Split: Hidrografski institut ratne mornarice. 3. Nautic Expo (19.10.2011). Magnetic compass for ships. Dostopno na: http://www.nauticexpo.com/prod/scan-steering/magnetic-compasses-for-ship-31582-209090.html. 4. Samsudin, A. (15.10.2011). Magnetics Surveying. Dostopno na: http://www.ukm.my/rahim/magnetic%20lecture.htm 5. Simović, A. (1987). Terestrička navigacija, tretja izdaja. Zagreb: Školska knjiga. 6. Sipex (19.10.2011). Ship's magnetic compass. Dostopno na: http://www.acecrc.sipex.aq/access/page/?page=afcfbb2e-b886-102a-8ea7-0019b9ea7c60. 7. Stegel, R. (15.10.2011). Zgodovinski pregled geomagnetnih meritev in raziskav. Dostopno na: http://www.fgg.uni-lj.si/sugg/referati/2009/szgg09-stegel.pdf. 8. The University of Oklahoma (15.10.2011). Earth's Magnetic Field. Dostopno na: http://gravmag.ou.edu/mag_earth/mag_earth.html 9. Wikipedia (15.10.2011). Magnetic declination. Dostopno na: http://en.wikipedia.org/wiki/magnetic-declination 10. Wikipedia (15.10.2011). North Magnetic Pole. Dostopno na: http://en.wikipedia.org/wiki/magnetic_north_pole