Navigation

Från Wikipedia
(Omdirigerad från Navigering)
Hoppa till: navigering, sök
Definition av vinklar för navigering med hjälp av tryckta sjökort. Figuren visar en liten del av ett sjökort i skala 1:50 000. Y-axeln utvisar grader latitud från ekvatorn och X-axeln grader longitud från nollmeridianen genom Greenwich. Det uppmätta avståndet A = 0,87 distansminut från farkosten till den mindre ön. Vid en fart på 12 knop (12 distansminut/timme) når farkosten ön på cirka 4 minuter. (0,87/12 x 60 minuter.)

Navigation eller navigering – av latinets navis, ”skepp” – är konsten att navigera, det vill säga vid framförandet av en farkost kunna bestämma position, kurs och fart samt planera sin rutt.

Positionsbestämning[redigera | redigera wikitext]

Varje farkost har vid varje tidpunkt en given position på jordklotet, vanligen angiven med latitud och longitud. Att kunna bestämma sin position, d.v.s veta var man är, är centralt för varje sjöfarare. Beroende på förutsättningarna använder man olika mätinstrument och metoder för att fastställa sin position.

Terrester navigering[redigera | redigera wikitext]

Har man land i sikte kan man använda sig av landbaserad, terrester, navigation. Den grundar sig på att man observerar ett eller flera fasta föremål och därigenom bestämmer sin position genom att sammanställa de ortlinjer man får.
Se även Orientering.

Ortlinjer[redigera | redigera wikitext]

En ortlinje är ett geometriskt begrepp på en linje som förbinder punkter vilka uppfyller samma geometriska villkor. I detta sammanhang kan följande exempel nämnas: Om man pejlar en viss fyr i bäring 45° så kan man med en transportör (eller gradskiva) rita ut en ortlinje i sjökortet. Detta är en linje med vinkeln 45° mot varje meridian som läggs ut så att den går genom fyren som observeras. Farkosten som pejlingen har gjorts från befinner sig då någonstans på ortlinjen.

Se vidare: Krysspejling nedan.

Enslinjer[redigera | redigera wikitext]

Sjövägmärke, Enslinje.svg

I naturen finns både naturliga och tillverkade enslinjer. En tillverkad enslinje på sjön består normalt av två sjömärken, det ena med en tavla som pekar med spetsen nedåt och det andra med en som pekar uppåt. När man befinner sig på enslinjen pekar sjömärkenas spetsar mot varandra på ett tydligt sätt. I sjökortet är sjömärkena markerade och man kan lätt dra ut enslinjen genom att dra ett rakt streck som förbinder de två sjömärkena.

Naturliga enslinjer är till exempel när en fyr ligger ens med en udde eller t.o.m när två uddar ligger ens med varandra.

Enslinjer är ett bra och snabbt sätt att ta ut en ortlinje, eftersom man inte behöver pejla med kompass. För att de skall vara tillförlitliga måste man vara säker på att det är rätt enslinje man observerar, d.v.s man måste veta på ett ungefär var man befinner sig innan man tar ut den.

En enslinje kan även användas som frimärke det vill säga en linje som ej skall överskridas för att bära fritt.

Krysspejling[redigera | redigera wikitext]

Vid krysspejling observerar man bäringen till två eller flera fasta föremål och ritar ut de respektive ortlinjerna i sjökortet. Har man tagit rätt bäringar och kompassen inte visar fel befinner man sig i skärningspunkten för ortlinjerna.

För att skärningspunkten skall bli noggrann bör vinkeln mellan ortlinjerna vara relativt stor, helst 45-120°. Genom att pejla tre föremål får man en bekräftelse på att mätningarna är korrekta. Om en av de första två pejlingarna är fel kommer det tredje objektets ortlinje inte att gå genom skärningspunkten för de första två, men om de första mätningarna är korrekta bekräftas detta av den tredje pejlingen.

Om en eller flera av pejlingarna är oriktig bildar ortlinjerna en feltriangel där de möts. Ju större feltriangeln blir, desto större osäkerhet är det i pejlingarna. Om man inte har möjlighet att göra om pejlingarna, kan man anta att positionen approximativt ligger i feltriangelns tyngdpunkt.

Triangulering[redigera | redigera wikitext]

Genom allmänna kunskaper om trianglar och trigonometri kan man även bestämma sitt läge även om endast ett fast föremål är synligt. För praktiska ändamål kan särskilt följande två metoder nämnas.

45-graderspejling[redigera | redigera wikitext]

Denna metod bygger på kunskapen om rätvinkliga trianglar. Genom att mäta upp den ena kateten och bestämma hypotenusavinkeln till 45° vet vi att båda kateterna är lika långa. Om vi låter den ena kateten vara den sträcka vi seglar kan den andra kateten utgöra avståndet till föremålet vi pejlar. Tekniken kallas även 2-strecks pejling

1. Pejla föremålet precis när det ligger i riktningen 45° och läs av loggen (distans). Notera bäringen.

2. Segla tills föremålet ligger i riktningen 90° och läs av loggen igen. Notera bäringen.

3. Räkna ut den utseglade distansen.

Du har nu en rätvinklig, likbent triangel och ena katetens längd (den utseglade distansen). Börja med att lägga ut en ortlinje i den första avlästa bäringen (riktning 45°) och sedan en till ortlinje i den andra bäringen (riktning 90°).

Genom att med en transportör lägga ut kompasskursen kan du nu fastställa positionen. Den seglade linjen går mellan ortlinjerna på det ställe där avståndet motsvarar den utseglade distansen.

"Dubbla vinkeln"[redigera | redigera wikitext]

Denna metod bygger på kunskapen om likbenta trianglar och kan sägas utgöra en variant på 45°-pejlingen.

  1. Pejla föremålet precis när det ligger i riktningen 30° och läs av loggen (distans). Notera bäringen.
  2. Segla tills föremålet ligger i riktningen 60° (dubbla vinkeln). Läs av loggen igen och notera bäringen.
  3. Räkna ut den utseglade distansen.

Lägg ut den senast pejlade bäringen i sjökortet. Gör ortlinjen lika lång som den seglade distansen. Du har nu din position - avståndet från fyren är lika långt som du har seglat från den första pejlingen..

Astronomisk navigering[redigera | redigera wikitext]

Att använda himlakroppar för att fastställa sin position kallas astronomisk navigation och är en konst som har nyttjats sedan feniciernas tid, ca 1200-400 f.Kr. Först på 1500-talet e.Kr. utkom dock den första nautisk-astronomiska tabellen. De många upptäckterna av vetenskapsmän som Tycho Brahe, Copernicus, Kepler, Galilei och Newton har utvecklat kunskapen om himlakropparna och därmed metoderna för astronomisk navigation, vilket har lett till ökad noggrannhet.

Astronomisk navigation bygger att man med hjälp av en sextant mäter höjden till olika himlakroppar och med hjälp av en rättvisande klocka får reda på timvinkeln. Genom slagning i tabellverk utifrån ett räknat läge kan man få reda på var de aktuella himlakropparna borde befinna sig om det räknade läget är korrekt. De avvikelser som observeras omräknas till ett observerat läge.

Radiopejling och radionavigering[redigera | redigera wikitext]

Radionavigering eller radionavigation är navigation med hjälp av radiosignaler.

Det första radionavigeringssystemet var ett system för att avgöra riktningar. Genom att ställa in mottagningsfrekvensen på en viss radiostation och använda en antenn med stark riktningsverkan kunde man avgöra i vilken riktning radiostationens sändare låg (radiopejling). Detta system, som till stor del ersatte astronomisk navigation, framförallt i kustnära vatten, kunde användas dygnet runt och även när det var molnigt. Genom att ta reda på riktningen till två stationer och pricka in dem på en karta kunde man räkna ut sin egen position som skärningspunkten mellan de motsatta riktningarna från radiostationernas positioner på kartan.

Navigering med hjälp av radiovågor var vanlig innan satellitnavigatorer som GPS blev överkomliga i pris. Det byggdes under det tidiga 1900-talet upp kedjor av radiofyrar runt om i Europa, grupperade så att det i alla farvatten fanns flera pejlbara fyrar vars ortlinjer tillsammans kunde ge en tillförlitlig positionsbestämning. De var antingen rundstrålande (krävde en speciell pejstation ombord) eller riktade (CONSOL-systemet, som kunde användas med hjälp av en vanlig radiomottagare). Också hyperbelnavigering med Decca eller motsvarande apparatur är radionavigering.

Hyperbelnavigering[redigera | redigera wikitext]

Hyperbelnavigering (se hyperbel), som det europeiska Decca och det amerikanska LORAN, kan ses som en utveckling och automatisering av radionavigationen och dominerade navigationsarbetet under åtskilliga decennier. Systemen bygger på att mer eller mindre automatiskt tolka fas- eller tidsskillnader mellan signaler från grupperade radiofyrar (en huvudsändare och tre slavsändare). Fasskillnaderna omvandlades till hyperbelkurvor i specialsjökort och hade en jämfört med radiopejlingen hög noggrannhet.

GPS-systemet använder också tidsskillnader och därmed hyperbelkurvor, men termen används radionavigationssystemen.

Tröghetsnavigering[redigera | redigera wikitext]

Under 1900-talet utvecklades navigationsutrustning som gör det möjligt att helt utan signaler från omvärlden mäta relativa förändringar i läge och orientering. De första exemplen på denna typ av utrustning är gyrokompassen, som behövdes på snabba fartyg, och instrument som möjliggjorde flygning utan visuella referenser. För att underlätta och möjliggöra navigering av bombflyplan och ballistiska robotar fortsatte utvecklingen med kompletta tröghetsnavigeringssystem som bygger på att man noggrant mäter acceleration och vinkelhastighet för skrovet hos en farkost och utifrån dessa beräknar farkostens lägesändringar och rotationer relativt lämpliga referenser.

Satellitnavigering[redigera | redigera wikitext]

Satellitnavigering bygger på att mäta dopplerförändringar i den mottagna signaler från navigationssatelliter i väldefinierade omloppsbanor. Kontakt med tre satelliter ger en noggrann positionsbestämmelse i två plan, med en fjärde satellit kan även höjddata fås. Satellitnavigering har funnits sedan 1960-talet men de tidigare systemen är numera ersatta av GPS och motsvarande system (se mer under GPS-navigator nedan).

Radarnavigering[redigera | redigera wikitext]

Radarnavigering får anses vara en självständig navigationsmetod genom möjligheten till ortbestämning med bäring och avstånd. På många platser finns svarande radarfyrar (RACON) som svarar när den träffas av en radarsignal från ett fartyg, vilket syns som ett morsetecken på skärmen. Det finns även kontinuerligt sändande radarfyrar (RAMARK) som automatiskt indikerar en bäring på fartygets radaskärm.

Navigering med GPS-mottagare[redigera | redigera wikitext]

Användning av GPS-mottagare för navigering till sjöss har idag blivit det mest använda navigeringsverktyget genom att den aktuella positionen och fartygets hastighet, som automatisk beräknas 1 gång per sekund, direkt kan föras över till ett elektronisk lagrat sjökort som visas på en skärm i valfri zoomskala. Positionen visas kontinuerligt med en markör på det elektroniska sjökortet, parallellt med visning av latitud- och longitudvärden, aktuell kurs, fart, tillryggalagd distans från en föregående angiven position m. fl. andra värdefulla uppgifter som kan bidra till en både säkrare och mer vilsam navigering. Rätt använd och noggrant kalibrerad utrustning är den elektroniska navigeringsutrustningen många gånger överlägsen en manuell mekanisk navigeringsutrustning. På öppet vatten med liten risk att satellitsignalerna ska skymmas av något föremål, höga berg, hus, träd etc., ger även de enklaste navigatorerna i de flesta fall en positionsnoggrannhet på cirka 5 m, som sällan kan uppnås med en manuell utrustning och tryckta sjökort. Vid användning av medelvärdesberäkningar, kan en noggrannhet ner mot cirka 3 m uppnås. Det som främst kan påverka noggrannheten är hur många GPS-satelliter som befinner sig ovanför horisonten vid det aktuella mättillfället. Rätt kompasskurs visas dock enbart när farkosten rör sig med en minsta fart på 2-3 knop. Ligger farkosten still finns det ingen möjlighet att ta ut en viss kompassriktning, exempelvis riktning mot nord 0°, bäringen till ett föremål eller liknande genom att kursen i en GPS mottagare beräknas utifrån föregående position och nästföljande som även innefattar medelvärdesberäkningar av flera positioner. Ju längre rak sträcka som farkosten rör sig, desto säkrare visning av kursen. En magnetisk mekanisk kompass tillhör därför standardutrustningen även vid användning av GPS som huvudinstrument.

Användningen av enbart GPS-mottagare för navigation har nackdelen att man aldrig kan vara helt säker på att den visade positionen är korrekt beroende på flera faktorer, som antalet avlästa GPS-satelliter, fel i programvara, fel i elektronik etc. Vid användning under färd tillkommer felet beroende av navigatorns uppdateringsfrekvens vid den interna beräkningen som utförs 1 gång per sekund. Vid färd med höga hastigheter ger fördröjningen ett relativt stort fel som kan få allvarliga konsekvenser. Vid en fart av 40 knop tillryggalägger farkosten på en sekund en sträcka på cirka 20 meter. Den angivna positionen som visas är alltid en "gammal" uppgift, ju högre fart desto större fel. Vid ett fartområde inom 10-12 knop är felvisningen försumbar.

Ett ytterligare problem vid navigering med GPS är att även om GPS-mottagaren visar korrekt position på jordklotet så har sjökorten alltid en viss felvisning. Dessa uppritningsfel är dock i de allra flesta fall försumbara inom markerade farleder. De tryckta såväl som de elektroniska korten som baseras på samma grundläggande mätunderlag uppdateras ofta minst en gång per år där eventuella rapporterade fel och nya mätdata förts in. Felvisningen på alla sjökort gäller främst djupangivelser det vill säga fel som är oberoende av vilken typ av navigeringsutrustning som används. Felen utanför de av sjöfartsverket och sjöfartsverkets samarbetspartners markerade farlederna, kan vara betydande i områden som ännu inte har uppdaterats med senare tiders avancerade mätdatainsamling från fartyg, flyg och satellitutrustning. Det finns fortfarande stora områden i innerskärgårdarna utanför farlederna där sjökorten utvisar djup som härrör från mätningar som utfördes med enkel manuell lodning på slutet av 1800-talet, som på sjökorten anges som att mätningarna utförts före 1920. Inräknat landhöjningen på cirka 4-5 mm per år i Stockholmstrakten, upp till 0,9 mm i Umeåtrakten under 100 år, kan det således finnas fel i djupangivelser i storleksordningen 0,5-0,9 meter enbart beroende av landhöjningen. Till detta tillkommer att sjökorten utvisar djupkurvor vid medelvattenstånd. Verkligt djup i svenska farvatten kan därför variera i området ± 0,5 m mot angivna djup även om djupmätningen är utförd med senaste teknik. Fastställda farleder markerade på sjökorten är noggrant kontrollerade av sjöfartsverket. Djupangivelser inom vitt område inom farleden (större djup än 6 m på skärgårdskort) är fullständigt djupscannade och ska inte innehålla några fel i form grundare partier. Djup inom blått område anges inte förutom grynnor varför ekolod i praktiken är den utrustning som kan erfordras inom dessa områden för en mer noggrann djupindikation.

En kontinuerlig uppsikt över vattenområdet framför farkosten i färdriktningen är alltid den grundläggande säkerhetsåtgärden för all sjöfart för att i tid kunna upptäcka landpartier, ej markerade grynnor, andra farkoster och flytande tyngre föremål som gamla trästockar och dylikt.

På öppet hav långt ifrån fastlandet är det tryckta sjökortet, en magnetisk kompass, en sextant med hög precision, en klocka och en mekanisk logg (distansmätare) en ovärderlig navigationsutrustning att ha till hands om den elektroniska navigeringsutrustningen skulle sluta fungera eller visa fel värden. Den manuella navigationsutrustningen ger i de flesta fall en fullt tillräcklig precision, men kräver å andra sidan mer arbete och kan vara problematisk vid svåra väderleksförhållande som stark blåst med stor avdrift, hög sjögång och dålig sikt vid regn och dimma där mycket av koncentrationen går åt till att styra själva fartyget. I dessa fall är navigering och positionsbestämning med GPS-mottagare som grundläggande navigationsverktyg överlägsen en manuell navigering som också fungerar i totalt mörker förutsatt att inget främmande föremål dyker upp framför fartyget.

Säker navigering i alla situationer bygger till stor del på mångårig sjövana där kunskapen att kunna "läsa av" vattnet och formen på uppstickande öar utgör en mycket viktig del.

Navigering med enbart sjökort och kompass[redigera | redigera wikitext]

Ruttplanering till viken på norra sidan av Lilla Askholmen för att undvika grund g1-g5. Färdväg ost om Bergsholmen är mer osäker genom både grundet g4 och g5 som kan vara svåra att lokalisera visuellt beroende på djup under vattenytan, aktuellt vattenstånd, vindriktning, våghöjd och ljus.

För navigering på kända vatten där man oftast förflyttar sig utefter tidigare använda markerade eller egna farleder är det normalt fullt tillräckligt att ha kontroll över vilka öar, grynnor etc. man passerar och följa med i sjökortet så att den aktuella positionen alltid är känd. På okända vatten utanför farlederna läggs företrädesvis rutten upp med sikte på närmaste ögrupp, holmar etc. som ska passeras i de fall detta inte innebär en större omväg. En grovavläsning av kompasskursen med jämna mellanrum säkerställer att kursen ligger inom rimliga värden för förflyttning i riktning mot målet. Med planande motorbåtar är det viktigt att inte passera områden där vattendjupet är mindre än båtens maximala djupgående som normalt uppträder när båten ligger still, eftersom ett motorstopp kan uppstå när som helst. Med fartyg måste man ha tillräcklig marginal med tanke på rullning och det sug som farten åstadkommer om bottnen är nära. Också vattenståndet varierar.

Navigering med segelfarkost är betydligt mer komplicerat än med motorbåt eftersom hänsyn måste tas till möjlig kurs med tanke på vindriktningen, till båtens avdrift, eventuella vattenströmmar och oftast till ett betydligt större djupgående för en segelbåt vid jämförbara båtstorlekar. Å andra sidan har segelbåtsskeppare i allmänhet en större vana att bedöma båtens läge, då det sällan går att kryssa längs själva farleden.

Död räkning[redigera | redigera wikitext]

Då land inte är i sikte och man inte heller kan använda automatiska navigationssystem (Decca, GPS e.d.) är man tvungen att beräkna sitt läge utgående från tidigare position och senare kurs och fart, med beaktande av avdrift, ström och andra felfaktorer. Tekniken kallas bestickföring, bestickräkning eller död räkning.

Sjökort[redigera | redigera wikitext]

Sjökort är kartor som visar latitud och longitud, vatten- och landmassor, öar, grund, sjömärken, fyrar, djupangivelser och annat som är relevant för den som navigerar. Sjökortet är centralt för ruttplanering, för visuell navigation och för bestickföring.

Sjökorten är graderade i grader, minuter och 1/10-dels minuter på både X- och Y-axeln med tydliga tryckta markeringar av distansminutens längd, inkluderat en delskala motsvarande 1/10-dels minut för varje utvisad distansminut. Vid uppmätning av avståndet i valfri riktning mellan två positioner på sjökortspappret utgår man alltid från den angivna längden av en distansminut som är tryckt på Y-axeln mitt i det område där avståndet ska mätas upp. Genom att längden på en distansminut varierar utefter Y-axeln beroende på kartprojektionen (normalt Gauss projektion i Svenska farvatten), blir det ett litet fel i uppmätningen som dock i praktiken normalt inte har någon betydelse. Positionen, det vill säga skärningspunkten mellan värdet i Y- och X-led angiven som Latitud (grader, minuter och tiondels minut) i Y-led och Longitud (grader, minuter och tiondels minut) i X-led, ger en för praktiskt bruk helt korrekt position med hög noggrannhet som direkt kan användas i en GPS-navigator. Förutsättningen för en manuell positionsbestämning med hög noggrannhet, är att man befinner sig invid en känd position på något landparti, exempelvis en spetsig udde, en liten holme, direkt över en synbar grynna eller dylikt, som är utritad på sjökortet. Felet vid en manuell positionsbestämning beror mer på hur noggrant skalorna på Y- och X-led avläses och kortets grundläggande noggrannhet, men är i de flesta fall minst lika noggrann som med en ordinär GPS-navigator som är starkt beroende av hur många icke skymda satelliter som befinner sig ovanför horisonten vid det aktuella tillfället. På öppet hav långt ifrån något landparti måste man tillgripa andra metoder om inte positionen kan bestämmas med en GPS-navigator, radiopejling eller dylikt.

Navigationsinstrument[redigera | redigera wikitext]

Se Navigationsinstrument

Navigationsprogram[redigera | redigera wikitext]

Program för PC som kan använda indata från till exempel GPS och presentera läge och kurs på elektroniska sjökort. Navigationsprogram finns för landbaserad navigation, flyg- och sjötrafik.

Källor[redigera | redigera wikitext]

  • Sten Ramberg, Fritidsskepparen, Nautiska Förlaget, 2001, 248 sidor. ISBN 91-89564-02-2
  • Bengt Ståhl & Björn Borg, Navigation 2. Astronomisk navigation. Tidvattenlära., Chefen för Marinen, 1996. 326 sidor. ISBN 91-38-07858-9
  • Carl Erik Tovås, Handbok för långseglare - Allt för Utsjöskepparintyget, Carl Erik Tovås 1999. 176 sidor. ISBN 91-973273-1-X
  • Jonas Ekblad, Radarboken, Bilda Förlag, 2004. 126 sidor. ISBN 91-574-7626-8
  • Börje Wallin, "Radar i skärgården", Jure Förlag AB, 2008. 80 sidor. ISBN 978-91-7223-318-8

Se även[redigera | redigera wikitext]