Nautisk mil

Ej att förväxla med sjömil (äldre mått).

Nautisk mil (förkortat M), även benämnd distansminut eller sjömil, är en längdenhet som används internationellt inom sjöfart och luftfart. En nautisk mil definieras som exakt 1 852 meter. Den nautiska milen är inte en SI-enhet, men den är godkänd för användning inom SI-systemet.

Historisk bakgrund till definitionen

1=Latitud
2=Longitud

De historiska definitionerna av meter och nautisk mil utifrån båglängden från nordpolen till ekvatorn motsvarande 90°.

Den nautiska milen definierades historiskt utifrån båglängden på det geografiska sfäriska koordinatsystem, som har en radie lika med radien från jordens medelpunkt till jordytan och vinkeln 1/60 grad, även kallad 1 minut (1'). Enheten minut betecknar alltså 1/60 grad. Vinkeln 1/60 minut kallas i sin tur 1 sekund (1"). (Det totala vinkelområdet för meridiancirkeln är naturligtvis 360 grader (se även vinkel).)

Behovet fanns tidigt i sjöfartens utveckling av att kunna fastställa sin position på öppet hav utan möjlighet till visuell kontakt med referenspunkter på fastlandet och det omöjliga i att kunna mäta en tillryggalagd sträcka med hög noggrannhet i en viss riktning på havet, ledde tidigt fram till att man fastställde ett geografiskt sfäriskt koordinatsystem för jordklotet som följer jordytans approximativt sfäriska form. Man kom inom navigationtekniken tidigt underfund med att man med utgångspunkt från vinkelmätning mot solen eller någon annan synlig himlakropp i förhållande till horisonten och en klocka med stor noggrannhet kunde bestämma sin position på jordytan under antagandet att jorden hade en idealisk sfärisk form. I det geografiska sfäriska koordinatsystemet utgår man således inte från sträckor utan från vinklar i förhållande till jordaxeln i två mot varandra vinkelräta referensplan som skär jordytan:

1. latituden definierar vinkeln i nord-sydlig riktning mot jordaxeln; nord 0-90° respektive syd 0-90° där 0° motsvarar ekvatorn och 90° motsvarar nordpolen respektive sydpolen.
2. longituden definierar vinkeln i ost-västlig riktning med utgångspunkt från nollmeridianen; ost 0-180° respektive väst 0-180°. Nollmeridianen 0° går igenom Greenwich och 180° definierar datumlinjen på motsatt sida av jordklotet.

Lägespositionen på havet anges således inte av sträckor i meter eller kilometer från någon referenspunkt utan som vinklar utifrån ovanstående referenser.

Ursprunget till det ojämna talet 1852 meter för en nautisk mil har sin grund i hur man efter många olika förslag på slutet av 1700-talet hade ett önskemål att definiera måttenheten meter utifrån en naturkonstant och som skulle gälla som standardiserat basmått över hela världen. Efter verkliga uppmätningar av långa sträckor på jordytan, bland annat från Dunkerque till Barcelona och motsvarande gradtalsområde med flera oberoende sextanter, bestämde man att båglängden utefter jordytan från nordpolen till ekvatorn, det vill säga 90°, skulle motsvara längden med det hela talet 10 000 000 meter (10 miljoner meter). 1/60 grad av detta mått, skulle vara grunddefinitionen för 1 nautisk mil. En beräkning av båglängden utefter jordytan ger:

• 1 nautisk mil = 10 000 000/90°/60' = 1851,851852 meter. Detta tal avrundade man till 1852 meter.

Man övergav senare definitionen av metern utifrån båglängden från nordpolen till ekvatorn och använde i stället andra referensmått för att få en internationell likare på metern, men behöll det hela talet 1852 meter som sträckan i enheten [meter] för en nautisk mil. Sträckan 1852 meter motsvarar fortfarande med tillräcklig hög noggrannhet båglängden av 1/60 grad i de allra flesta tillämpningar över hela jordklotet inom både sjöfart och luftfart där man för navigationsändamål önskar uttrycka en längd i meter. Man fick på detta sätt en lämplig måttenhet på sjön för att ange en sträcka som också är lätt visuellt gripbar. Utifrån den nautiska milen definierade man enheten för hastighet till sjöss och i luftrummet som nautiska mil per timme, kallat knop som egentligen avser 1/60 grad per timme:

• 1 knop = 1 nautisk mil per timme

Senare tiders mer noggranna uppmätningar visade att sträckan från nordpolen till ekvatorn utefter en meridian inte var exakt 10 000 000 meter och att krökningsradien varierar genom att jorden inte är idealiskt klotformad utan tillplattad vid polerna. Detta förhållande har i praktiken ingen betydelse genom att avvikelsen från det ursprungligen fastslagna helt sfäriska geografiska koordinatsystemet mot verkliga förhållanden utefter jordytan ger ett fel i beräkningar på maximalt 10 meter. Även vid en översättning av den nautiska milen till meter har det ingen praktisk betydelse att man avrundade 1/60 grad, motsvarande 1851,851852 meter, till 1 852 meter genom att positionen alltid hänförs till ett fastlagt geografiskt koordinatsystem uttryckt i grader. Skillnaden mellan det avrundade talet och det beräknade talet med 3 decimaler blir endast 0,148 meter. På en sträcka av 100 nautiska mil, exempelvis den kortaste sträckan mellan Sandhamn utanför Stockholm och Visby på Gotland blir felet endast cirka 15 meter.

GPS-satellit i bana runt jorden.

Det viktiga inom sjöfarten eller flyget är inte tillryggalagd sträcka eller beräknad sträcka i meter med högsta noggrannhet utan den aktuella positionen med hög noggrannhet, hänfört till jordytan. I samband med introduktionen av GPS-systemet fastslogs det nya systemet WGS 84 som tar hänsyn till att jorden inte är idealiskt klotformad. Äldre sjökort var uppritade efter denna modell.^{[förtydliga]}

Genom att positioner med dagens positioneringsteknik utgår från WGS 84 och man direkt kan få sin position i detta system automatiskt beräknad 1 gång per sekund (beroende på vilken satellitnavigeringsutrustning som används) var helst på jordklotet man befinner sig, har behovet av att logga sin färdväg eller bestämma sin position med sextant eller exempelvis radiopejling, i praktiken försvunnit. Inom yrkessjöfarten sker dock en kontinuerlig inprickning på de tryckta sjökorten för att eliminera risken för fel på navigationsutrustningen eller de aktuella GPS-satelliterna som även inbegriper differentiell GPS (DGPS), utom i de fall då man helt gått in för elektroniska sjökort. Man har även andra system för minst tre- eller fyrdubbel säkerhet i högtrafikerade och kustnära farvatten som exempelvis DECCA-systemet som baseras på radiopejling^{[ifrågasatt uppgift]} mot noggrant uppmätta referenspositioner på fastlandet.

Enheten 1 nautisk mil uppdelas även dels i så kallade distanssekunder, dels i kabellängder. En sekund är en sextiondels minut, alltså en 3600-del av en grad, och därmed är en distanssekund ungefär 30,9 meter (beräknat som 10 000 000/90/60/60 = 30,864 meter). En kabellängd är en tiondels nautisk mil, alltså 185,2 meter.

Kabellängder anges på de svenska och finska sjökorten i skala 1:50 000 (den oftast använda skalan för kustnära navigering) som en delskala inom varje markerad nautisk mil. För större skalor som 1:25 000 eller som är vanligt på detaljerade båtsportkort i skala 1:10 000 är varje 1/10 minut uppdelad 5 eller 10 delar.

Begreppet distansminut är djupt rotad i språkbruket inom sjöfarten och lever kvar som enhet för nautisk mil genom hur den ursprungligen definierades i 60-dels grad, där uppdelningen i 60 delar motsvarar ett räknesystem som baseras på talet 60, även kallat minut. I Sverige används även ”sjömil”.

I äldre svensk litteratur definierades en sjömil som längden av 1/15° längs ekvatorn, vilket blir 7 420 meter. Huruvida begreppet "sjömil" bör användas som den nautiska milen har varit en pågående diskussion under decennier. Risken för sammanblandning i är dock minimal – utom i historiska sammanhang – då de flesta sjöfarare idag uppfattar uttrycket "sjömil" som helt synonymt med nautisk mil.

Positionsbestämning i det geografiska sfäriska koordinatsystemet WGS 84

Vid positionsangivelser i det sfäriska koordinatsystemet WGS 84 med angivelse av gradtal i latitud och longitud uppges positionen i grader, minuter och sekunder, med följande symboler angivet efter talen:

• Grader anges med den vedertagna symbolen för grader, en upphöjd ring: °
• Minuter anges som en apostrof (rakt vertikalt kort upphöjt streck): '^{[källa behövs]}
• Sekunder anges som två apostrofer: ''

Sjökorten är graderade i grader, minuter och tiondels minuter motsvarande 185,2 meter. Sekunder anges inte utan minuten i decimal form,^{[förtydliga]} vanligtvis med 3 decimalers noggrannhet, vilket motsvarar en noggrannhet på cirka 1,8 meter. En positionsangivelse i talvärden från en navigator i Stockholms skärgård kan se ut som följande:

• Latitud, nord: N59° 32,335'
• Longitud, ost: E18° 55,735'

Utifrån dessa värden kan man utan behov av några beräkningar direkt pricka in positionen på sjökortet med tillräckligt hög noggrannhet. I innerskärgården finns det normalt någon verklig referenspunkt (en grynna, holme eller dylikt) att jämföra med som ger den faktiska positionen som enbart beror av noggrannheten i uppritning av sjökortet.

En ordinär GPS-mottagare har inte en högre noggrannhet än cirka 10 meter. Om GPS-utrustningens automatiska medelvärdesberäkning av flera oberoende beräkningar i samma position utnyttjas kan ofta en noggrannhet ner mot 5 meter uppnås under gynnsamma förhållanden där signaler från 12 satelliter tas emot. Vid bestämning av positioner inom lantmäterieverksamhet för exempelvis fastställande av fastighetsgränser, ligger man på en noggrannhet på 1 cm där man förutom ordinär GPS använder parallella system för att kalibrera de mindre noggranna GPS-positionerna mot fastlagda referenspunkter på land.

Se även

• Sjömil (äldre mått)
• Knop (enhet)