Magnetischer Kompass in der modernen maritimen Navigation

Die Wende zum 21. Jahrhundert hat zu einer wissenschaftlichen und technologische Revolution in der globalen Flotte. Ganze Klassen von Navigationsgeräten und -systemen wurden

wurden aus dem Verkehr gezogen, z.B. Loran A und Loran C, Decca, Omega und Funkpeiler.  

Eine klassische Methode der Schiffsnavigation auf See – die die Himmelsnavigation – hat ihre frühere Bedeutung Bedeutung in der weltweiten Flotte vollständig verloren.    Die Satellitennavigationssysteme GPS, DGPS, GLONAS, EGNOS haben das Problem der Diskrepanz der Beobachtung gelöst und erhöhen kontinuierlich ihre Genauigkeit im Vergleich zum früheren Satellitensystem System Transit.

Die breite Einführung integrierter Navigationssysteme Systeme auf Schiffen, wie ARPA, VTS, AIS, hat die Nautiker weitgehend die Nautiker von Routinearbeiten entlastet, und in der nahen Zukunft können wir mit der völligen Abschaffung der    mühsamen Routinearbeiten mit Papierkarten dank der der Einführung von ECDIS. All diese Errungenschaften sind das Ergebnis der enormen Fortschritte der Satelliten- und Computertechnologie in den letzten Jahren. Der rasche wissenschaftliche und technologische Fortschritt erfordert geeignete Maßnahmen auf rechtlicher, wirtschaftlicher und Bildungsebene. Die überholten Rechtsvorschriften Widersprüche zu den technischen Realitäten von heute führen zu unangemessenen finanziellen Kosten für die Produktion, und haben negative Auswirkungen auf die wissenschaftliche Forschung und Bildungsprozesse.  

– REISEETAPPEN, NAVIGATIONSINSTRUMENTE UND METHODEN

Die Reise eines modernen Schiffes lässt sich grob in drei Phasen unterteilen in drei Phasen unterteilt werden: begrenztes Hafenwassergebiet; Küsten- und Hochseegewässer; Ozeanische Route. Die erste Reisephase ist die arbeitsintensivste, da Arbeit des Nautikers, da die Gefahren für die nautischen Gefahren. Statistisch gesehen ereignen sich die meisten nautischen Unfälle in den begrenzten Gewässern des Hafens und seiner Umgebung. Die Navigation stützt sich in diesem Fall hauptsächlich auf Sicht- und Radarbeobachtung. In der zweiten Phase, der Küstennavigation, werden alle alle Arten von Navigationsgeräten für die Steuerung und Kontrolle des Schiffes und Kontrolle. Um das Schiff auf einem bestimmten Kurs zu halten, warden wird mit Hilfe des Kreiselkompasses durchgeführt, während Bewegungsparameter werden mit allen verfügbaren Mitteln gesteuert einschließlich RADAR und GPS. Die dritte, ozeanische Reisephase ist in der Regel die am wenigsten am wenigsten anstrengend und beschränkt sich darauf, das Schiff auf dem richtigen Kurs zu halten. In dieser Phase der Navigation wird ein Kreiselkompass, und Kreiselkompassfehler werden mit mit Hilfe eines Magnetkompasses. Satellitennavigation

Systeme GPS (DGPS), GLONASS, EGNOS ermöglichen jederzeit die Position des Schiffes mit hoher Genauigkeit hoher Genauigkeit.

– HAUPTAUFGABEN DER SCHIFFSNAVIGATION  

Die Hauptaufgaben der Navigation sind die genaue Positionsbestimmung Positionsbestimmung und das genaue Halten des Schiffes auf einem bestimmten Kurses. Diese Ziele müssen schnell und

zuverlässig erfüllt werden.    Die Genauigkeit, mit der das Schiff auf einem bestimmten Kurs gehalten wird in der Phase der Hochseereise (der längsten Phase) hängt von der Genauigkeit des Kreiselkompasses und Autopiloten sowie von der Genauigkeit der Bestimmung

externen Faktoren (Wind und Drift, Eisfelder) ab.   Die typischsten und gängigsten Kreiselkompasse des Jahrhunderts waren Course-4 und Standard-14, die eine nicht fixierte Achse mit hydrostatischer Aufhängung des Aufnehmers hatten. Sie hatten ein Testnachführsystem mit niedriger Geschwindigkeit (40/s bzw. 80/s).  

Die mittlere Zeit zwischen den Ausfällen des empfindlichen Elementes [6, 7] betrug 12-15 Tausend Stunden. Der Standardfehler betrug o m 1 .    Der gegenwärtig weit verbreitete Kreiselkompass Standard-20 soll einen Herstellerfehler haben für Geschwindigkeiten von 70 Knoten bei Breitengraden bis 700 nicht höher als sec4,0 0 . Ein leistungsfähigeres Nachführsystem (750/s) erlaubt es, die zufälligen Fehler des Radarpeilsystems ARPA bei stürmischem

stürmischem Wetter.   Der Kreiselkompass verwendet Mikroprozessortechnik auf der Grundlage mathematischer Modelle in Form von Differentialgleichungen. Der Mikroprozessor führt durch

eine Berechnung und Kompensation der Geschwindigkeitsabweichung, sowie Trägheitsabweichungen, die bei Kurs- oder Geschwindigkeitsänderungen auftreten Kurs oder Geschwindigkeit auftreten. Die gleichen oder höhere Standards  werden werden von neuen Kreiselkompassen erfüllt: SR-180MK1, Gyrostar-2, ГКУ-5, Meridian. Das Basissystem GM basiert auf der Lösung des Kreiselkompasses SR-180 MK1 und des magnetischen Kompass. Es ist verlangsamt, dass dieses System hat die mittlere Zeit zwischen den Ausfällen 40.000 Stunden. Die Zuverlässigkeit und Bereitschaft von GPS- und GLONASS-Systemen ist so hoch, dass es zu keinen Unterbrechungen verursacht. Unterbrechungen ihres Betriebs sind so kurz so kurz und selten, dass sie keine nennenswerten Auswirkungen auf den den Betrieb des Schiffes haben.

Moderne Kreiselkompasse, auch solche mit elektronischen und computergesteuerten Komponenten, sind nicht die die zuverlässigsten Navigationsgeräte. Eine Umfrage unter 212

Skipper ergab, dass jeder von ihnen mindestens einmal nur mit einem Magnetkompass in den Hafen zurückkehrte während der Kreiselkompass defekt war.  

Der Magnetkompass ist ein äußerst zuverlässiger und preiswerter Indikator für den Kurs des Schiffes. Er ist eine sehr gute

Lösung für das Problem der Überwachung des Kreiselkompasses

und dessen Ersatzgerät.

Arten von Navigationsausrüstung und Ressourcen an Bord moderner Schiffe

Arten von Navigationsausrüstung und Ressourcen an Bord moderner Schiffe

Vorbei sind die Zeiten, in denen ein Schiffsnavigationsoffizier auf unkonventionelle Methoden zurückgreifen musste, um eine Seereise zu planen und zu navigieren. Heute verfügt ein Schiffsoffizier über eine Vielzahl von Navigationsgeräten, die ihm dank des technischen Fortschritts das Leben sehr erleichtern.  Außerdem werden die heutigen Seeleute so ausgebildet, dass sie die Funktionsweise und Bedienung aller modernen Navigationsgeräte kennen, die die Fahrt auf See reibungsloser und sicherer gemacht haben.

Dank moderner Einrichtungen und Automatisierung verfügt ein Schiff heute über mehrere fortschrittliche Navigationssysteme, die genaue Daten für die Reise liefern.

Wir haben hier eine Reihe von alten und neuen Navigationsgeräten aufgelistet, die auf allen Handelsschiffen zu finden sind.

1.   Kreiselkompass

Er wird verwendet, um die richtige Richtung zu finden. Im Gegensatz zum Magnetkompass wird der Kreiselkompass nicht durch ein äußeres Magnetfeld beeinträchtigt.  Er wird verwendet, um die richtige Nordposition zu finden, die auch die Rotationsachse der Erde ist, um eine stabile Richtungsquelle zu bieten. Für die Notsteuerung muss die Steuerplattform mit einem Verstärkersystem ausgestattet sein.

2.   Radar

Die Seeschiffe sind für die Navigation auf das S- und X-Band-Radarsystem angewiesen, da es Ziele erkennen und die Informationen auf dem Bildschirm anzeigen kann, z. B. die Entfernung des Schiffes vom Land, schwimmende Objekte (Inseln, Felsen, Eisberge usw.), andere Schiffe und Hindernisse, um eine Kollision zu vermeiden. Es handelt sich um eine rotierende Antenne, die die Umgebung des Schiffes erfasst.

3.   Magnetischer Kompass

Der Magnetkompass arbeitet in Verbindung mit dem Magnetfeld der Erde und ist das wichtigste Mittel zur Richtungsbestimmung. Er wird verwendet, um einen geplanten Kurs für die Reise zu erhalten. Dieses Schiffsnavigationsgerät wird normalerweise in der Mittellinie des Schiffes auf der Affeninsel angebracht.  Ein Magnetkompass mit Sendefunktion ist so angebracht, dass das Ergebnis auf der Brückentafel angezeigt werden kann.

4.   Autopilot

Das Layout der Schiffsbrücke ist voll von Geräten und Werkzeugen, die für die Navigation verwendet werden. Der Autopilot gilt als eines der wirksamsten Navigationsgeräte auf der Brücke, da er den menschlichen Bediener bei der Steuerung des Schiffes unterstützt, indem er die Steuerung im Autopilot hält, so dass er sich auf die allgemeinen Aspekte des Betriebs konzentrieren kann.

Der Autopilot ist eine Kombination aus hydraulischem, mechanischem und elektrischem System und wird zur Steuerung des Schiffssteuersystems von einem entfernten Standort aus eingesetzt (Navigationsbrücke).

5.   ARPA

Automatic Radar Plotting Aid zeigt die Position eines Schiffes und anderer Schiffe in der Nähe an. Dieses Brücken-Navigationsgerät überwacht ständig die Umgebung des Schiffes und erfasst automatisch die Anzahl der Ziele, in diesem Fall Schiffe, Boote, stationäre oder schwimmende Objekte usw., und zeichnet deren Geschwindigkeiten bzw. Kurse auf. Es stellt sie auch als Vektoren auf dem Bildschirm dar und aktualisiert die Parameter ständig mit jeder Umdrehung der Antenne, indem es die nächstgelegenen Punkte der Annäherung an das eigene Schiff sowie die Zeit bis zu deren Eintreten berechnet.

6.   Automatische Verfolgungshilfe

Genau wie ARPA zeigt die automatische Verfolgungshilfe die Informationen über verfolgte Ziele in grafischer und numerischer Form an, um einen geplanten Plan für einen sicheren und kollisionsfreien Kurs zu erstellen.

Normalerweise wird ein großes Ziel mit einem Umfang von 800 m oder mehr als Landmasse betrachtet und nicht verfolgt. Echos mit einem Umfang von weniger als 800 m werden als zu verfolgende Ziele betrachtet.

7.   Geschwindigkeits- und Entfernungsmessgerät

Diese Brückenausrüstung auf einem Schiff dient zur Messung der Geschwindigkeit und der Entfernung, die ein Schiff von einem bestimmten Punkt aus zurücklegt. Durch die Berechnung derselben wird die voraussichtliche Ankunftszeit des Schiffes angepasst oder an die Hafenbehörde und den Agenten weitergegeben.

8.   Echolot

Es gibt viele moderne Schiffsnavigationsgeräte auf Schiffen, und das Echolot ist eines der Instrumente, die schon seit fast 100 Jahren im Einsatz sind. Es wird verwendet, um die Wassertiefe unter dem Schiffsboden mit Hilfe von Schallwellen zu messen, die nach dem Prinzip der Übertragung von Schallwellen und eines Tonimpulses funktionieren, der an einer reflektierenden Schicht abprallt und als Echo zur Quelle zurückkehrt.

9.   Elektronisches Kartenanzeige-Informationssystem

ECDIS ist eine Weiterentwicklung des auf Marineschiffen verwendeten Seekartensystems. Durch den Einsatz elektronischer Navigationsgeräte ist es für die Schiffsbesatzung einfacher geworden, den Standort zu bestimmen, und die Richtungsangaben sind einfacher als früher.

10. Automatisches Identifizierungssystem

AIS gehört ebenfalls zu den Navigationssystemen, die helfen, den Standort und andere Navigationsdaten von Schiffen zu bestimmen. AIS nutzt UKW-Funkkanäle als Sender und Empfänger, um Nachrichten zwischen Schiffen zu senden und zu empfangen, was eine Vielzahl von Aufgaben erfüllt.

Satellitennavigation – GPS Tracking – So funktioniert es

Die Satellitennavigation basiert auf einem weltweiten Netz von Satelliten, die Funksignale aus einer mittleren Erdumlaufbahn senden. Die meisten Nutzer der Satellitennavigation sind mit den 31 Satelliten des Global Positioning System (GPS) vertraut, die von den Vereinigten Staaten entwickelt und betrieben werden. Drei weitere Konstellationen bieten ebenfalls ähnliche Dienste an. Zusammen werden diese Konstellationen und ihre Erweiterungen als Globale Navigationssatellitensysteme (GNSS) bezeichnet. Bei den anderen Konstellationen handelt es sich um GLONASS, das von der Russischen Föderation entwickelt und betrieben wird, Galileo, das von der Europäischen Union entwickelt und betrieben wird, und BeiDou, das von China entwickelt und betrieben wird. Alle Anbieter haben der internationalen Gemeinschaft die kostenlose Nutzung ihrer jeweiligen Systeme angeboten. Alle Anbieter haben Normen und empfohlene Praktiken der Internationalen Zivilluftfahrt-Organisation (ICAO) entwickelt, um die Nutzung dieser Konstellationen in der Luftfahrt zu unterstützen.

Das GPS Tracking bietet den Nutzern in 95 % der Zeit eine Genauigkeit von etwa 7,0 Metern an jedem Ort auf oder nahe der Erdoberfläche. Um dies zu erreichen, sendet jeder der 31 Satelliten Signale aus, die es den Empfängern ermöglichen, durch eine Kombination der Signale von mindestens vier Satelliten ihren Standort und ihre Zeit zu bestimmen. Die GPS-Satelliten sind mit Atomuhren ausgestattet, die eine äußerst genaue Zeitangabe liefern. Die Zeitinformationen sind in den vom Satelliten ausgestrahlten Codes enthalten, so dass ein Empfänger kontinuierlich den Zeitpunkt der Ausstrahlung des Signals bestimmen kann. Das Signal enthält Daten, anhand derer ein Empfänger die Positionen der Satelliten berechnet und andere Anpassungen vornimmt, die für eine genaue Positionsbestimmung erforderlich sind.

Der Empfänger verwendet die Zeitdifferenz zwischen dem Empfangszeitpunkt des Signals und dem Sendezeitpunkt, um die Entfernung bzw. den Bereich zwischen dem Empfänger und dem Satelliten zu berechnen. Dabei muss der Empfänger Ausbreitungsverzögerungen oder Verringerungen der Signalgeschwindigkeit berücksichtigen, die durch die Ionosphäre und die Troposphäre verursacht werden. Mit den Informationen über die Entfernungen zu drei Satelliten und die Position des Satelliten zum Zeitpunkt der Aussendung des Signals kann der Empfänger seine eigene dreidimensionale Position errechnen. Für die Berechnung der Entfernungen aus diesen drei Signalen ist eine mit GPS synchronisierte Atomuhr erforderlich. Durch die Messung von einem vierten Satelliten kann der Empfänger jedoch auf eine Atomuhr verzichten. Somit verwendet der Empfänger vier Satelliten zur Berechnung von Breitengrad, Längengrad, Höhe und Zeit.

– GPS – Wie es funktioniert

Seit der Antike blicken die Menschen zum Himmel, um ihren Weg zu finden. Die Seefahrer der Antike nutzten die Sternbilder am Nachthimmel, um herauszufinden, wo sie sich befanden und wohin sie fuhren.

Heute brauchen wir nur noch einen einfachen GPS-Empfänger (kurz für Global Positioning System), um herauszufinden, wo auf der Welt wir uns gerade befinden. Aber wir brauchen immer noch Objekte hoch oben am Himmel, um herauszufinden, wo wir sind und wie wir an andere Orte gelangen.

Anstelle von Sternen verwenden wir Satelliten. Über 30 Navigationssatelliten kreisen hoch über der Erde. Diese Satelliten können uns genau sagen, wo wir sind.

GPS ist ein System. Es setzt sich aus drei Teilen zusammen: Satelliten, Bodenstationen und Empfängern.

Die Satelliten funktionieren wie die Sterne in Sternbildern – wir wissen, wo sie sich zu einem bestimmten Zeitpunkt befinden sollen.

Die Bodenstationen verwenden Radar, um sicherzustellen, dass sie sich tatsächlich dort befinden, wo wir sie vermuten.

Ein Empfänger, wie Sie ihn z. B. in Ihrem Telefon oder im Auto Ihrer Eltern finden, sucht ständig nach einem Signal von diesen Satelliten. Der Empfänger findet heraus, wie weit er von einigen dieser Satelliten entfernt ist.

Sobald der Empfänger die Entfernung zu vier oder mehr Satelliten berechnet hat, weiß er genau, wo Sie sich befinden. Und los geht’s! Aus einer Entfernung von mehreren Kilometern im Weltraum kann Ihre Position auf dem Boden mit unglaublicher Präzision bestimmt werden! In der Regel können sie Ihren Aufenthaltsort bis auf wenige Meter genau bestimmen. Hightech-Empfänger können Ihren Standort sogar bis auf wenige Zentimeter genau bestimmen!

Die alten Seefahrer der Geschichte wären verblüfft über die Geschwindigkeit und Leichtigkeit, mit der man heute seinen Standort bestimmen kann.