Curs de navigatie (I) · 2020. 12. 9. · Harta marină constituie suportul pe care navigatorul...

�

�

�

Navigaţie

maritimă

Conducători ambarcațiuni de agrement

�2

�

1. COORDONATE GEOGRAFICE Pentru a rezolva expeditiv anumite probleme practice ale naviga�iei, s�a

adoptat sfera ca model aproximativ al Pământului. De�i mai pu�in precis decât alte modele (de ex. geoid sau elipsoid), modelul sferic al Pământului satisface majoritatea necesită�ilor naviga�iei maritime.

Valoarea standard a razei sferei terestre este:

(1) R = 6371 km Elementele sferei terestre se definesc astfel (fig.1):

► Axa de rota�ie trece prin centrul de masă al Pământului (C) �i înțeapă suprafața sferei terestre în două puncte particulare, diametral opuse: polul nord terestru (pn) și polul sud terestru (ps).

► Planele axiale sunt plane care con�in axa de rota�ie a Pământului (axa pnps). Intersec�ia acestor plane cu suprafa�a sferei terestre generează meridianele geografice.

Fig.1: Sfera terestră

Acestea au formă de semicerc. Jumătatea opusă unui meridian se nume�te antimeridian. Altfel spus, meridianul navei este semicercul construit de la un pol terestru la celălalt, care trece prin punctul navei.

DEFINI'IE:

Meridianul Greenwich este meridianul materializat fizic de axa optică a unui

instrument astronomic de referin�ă (denumit instrument meridian) plasat la observatorul astronomic Greenwich (The Old Greenwich Royal Astronomical

Observatory) din Londra.

► Acest meridian se mai nume�te �i Primul Meridian �i împarte sfera terestră în două emisfere: emisfera estică �i emisfera vestică.


�8

este un plan. 2. Caracterul deformărilor: � Proiec�ii conforme, la care se conservă unghiurile, dar se

deformează ariile �i lungimile. � Proiec�ii echidistante, la care se conservă lungimile (la scara har�ii),

dar se deformează unghiurile (formele, contururile) �i ariile. � Proiec�ii echiareale, la care se conservă ariile, dar se deformează

unghiurile �i lungimile. 3. Originea de proiec�ie: � Proiec�ii centrale, la care proiectarea suprafe�ei terestre se face din

centrul geometric al modelului terestru (sferă, elipsoid). � Proiec�ii stereografice, la care proiectarea suprafe�ei terestre se

face dintr�un punct diametral opus punctului de tangen�ă a suprafe�ei de proiec�ie. � Proiec�ii ortografice, la care proiectarea suprafe�ei terestre se face

dintr�un punct situat la infinit (liniile de proiec�ie sunt paralele între ele).

LOXODROMA GI ORTODROMA

Guvernarea navei între două puncte pe suprafa�ă sferei terestre se asigură men�inând constant drumul ambarcațiunii. Traiectoria navei este, în consecin�ă, o curbă sferică ce intersectează meridianele sub acela�i unghi. Acest unghi se numește drum adevărat (Da)..

DEFINI'IA 5.6:

Loxodroma1 este curba sferică (fig.5) ce intersectează meridianele sub acela�i

unghi.

► Între două puncte, A �i B, nava se deplasează fără a schimba drumul. ► Spa�iul parcurs de navă pe arcul de loxodromă între punctele A �i B (fig.5.3)

nu reprezintă distan�a cea mai scurtă între acele două puncte. ► Loxodroma este o spirală logaritmică.

pn

C

Ecuator

ps

ADa

Da B

Da

pn

C

Ecuator

ps

Da

Da DaB

A

Da

��

1 Din limba greacă: loxos: oblic + dromos: drum

NavigaŃie

�

� 9

Fig.5: Curba sferică ce intersectează meridianele sub acela�i unghi:

loxodroma

Fig.6: Urma lăsată de un plan ce trece prin centrul sferei (ortodroma) nu intersectează

meridianele sub acela�i unghi

► Dacă o navă s�ar deplasa pe loxodromă la infinit (Da constant), atunci aceasta s�ar apropia de unul din polii tere�tri, fără să îl atingă (fig.5).

DEFINI'IE:

Ortodroma este arcul de cerc mare care une�te două puncte (A �i B, fig.6). ► Un cerc mare pe sferă rezultă din intersec�ia sferei cu un plan ce trece prin

centrul acesteia. ► Spa�iul parcurs de navă pe segmentul de ortodromă ce trece prin punctele A

�i B reprezintă distan�a cea mai scurtă dintre cele două puncte (fig.6). ► Spre deosebire de loxodromă, ortodroma intersectează meridianele sub

unghiuri diferite.

ÎN SINTEZĂ:

LOXODROMA ORTODROMA ► Intersectează meridianele sub

acela�i unghi ► Intersectează meridianele sub

unghiuri diferite ► Nu reprezintă distan�a sferică

minimă dintre punctele A �i B ► Reprezintă distan�a sferică

minimă dintre punctele A �i B ► Are valoare practică: nava se

deplasează pe loxodromă între punctele A �i B, de�i parcurge un spa�iu sensibil mai mare

► Are doar valoare teoretică: nava nu se poate deplasa practic pe ortodromă între punctele A �i B.

ÎN CONCLUZIE:

► În practică, nava parcurge distan�a dintre punctele A �i B pe arcul de loxodromă2 AB, chiar dacă acesta nu reprezintă distan�a cea mai scurtă dintre cele două puncte;

► Guvernarea navei pe ortodromă 3 este imposibilă, ca urmare a necesită�ii schimbării permanente a unghiului de drum.

► În naviga�ia pe distan�e scurte, diferen�a dintre distan�a loxodromică �i distan�a ortodromică este neglijabilă. Pentru distan�e mari (de ordinul miilor de mile marine – cazul traversadelor oceanice), această diferen�ă devine apreciabilă �i, ca urmare, pentru planificarea voiajelor oceanice se vor aplica metode speciale (naviga�ia ortodromică).

► Harta marină constituie suportul pe care navigatorul rezolvă grafic o serie de probleme necesare conducerii navei în condi�ii de siguran�ă între diferite puncte pe suprafa�a sferei terestre (proiectarea voiajului, stabilirea drumului optim de urmat, determinarea pozi�iei navei etc.). Pentru aceasta, o harta marină trebuie să satisfacă următoarele cerin�e:

�� 2 Rhumb line (engl.) 3 Great circle (engl.)


�10

1) Harta să fie conformă, adică figurile (conturul unei coaste, de exemplu)

trebuie să fie asemenea cu proiec�iile acestora pe hartă. Realizarea conformită�ii impune asigurarea egalită"ii unghiurilor măsurate pe sfera terestră cu proiec�ia acestora pe hartă.

2) Loxodroma să apară pe hartă ca segment de dreaptă. Deoarece, în

mod curent, nava este guvernată pe segmente de loxodromă, aceasta (loxodroma) trebuie să apară pe hartă ca segment de dreaptă; unghiul format de segmentul de loxodromă �i meridianele (care sunt de asemenea drepte) este drumul adevărat.

3) Harta să permită stabilirea coordonatelor geografice ale unui punct

cu rapiditate Ji precizie. Pentru aceasta, re�eaua cartografică a hăr�ilor marine este rectangulară dreaptă (meridiane �i paralele să apară pe hartă ca drepte reciproc perpendiculare).

4) Harta să permită măsurarea rapidă Ji precisă a distan�elor. Măsurarea

valorilor de distan�ă este necesară în procesul de determinare a pozi�iei navei. Ca urmare, harta trebuie prevăzută cu o scară pentru măsurarea distan�elor în mile marine.

► Proiec�ia care îndepline�te aceste condi�ii este proiec�ia Mercator, realizată

de cartograful flamand Gerhard Kremer, cunoscut în lumea �tiin�ei sub pseudonimul Mercator (latinizat Gerardus Mercator). Savantul s�a născut în anul 1512 la Rupelmonde �i a murit în 1594 la Duisburg. CON'INUTUL HĂR'ILOR MARINE

► Hăr�ile marine sunt, conform defini�iei, reprezentări plane ale unei zone maritime, fluviale sau oceanice. Zona reprezentată este încadrată de scările latitudinilor crescânde �i de scările longitudinilor.

NavigaŃie

�

� 11

Titulatura

Re�ea cartografică S

chem

ă de

sep

arar

e a

traf

icul

ui

Roză de declina�ie magnetică

Marcaje ale sistemului de balizajRute recomandată

Detalii topografice

Far de aterizare

Sondaje

Linia coastei

Batimetrice

Fig.7: Con�inutul hăr�ilor marine

DEFINI'IE:

Scara latitudinilor limitează la est �i la vest zona geografică reprezentată pe o

hartă marină.

► La proiec�ia Mercator scara latitudinilor nu este constantă, adică lungimea în mm a unei mile Mercator măsurată în partea sudică a hăr�ii nu este egală cu lungimea în mm a acesteia, măsurată în partea nordică a hăr�ii.

DEFINI'IE:

Scara longitudinilor delimitează la nord �i la sud zona geografică reprezentată pe

o hartă marină.

► La hăr�ile marine scara longitudinilor este constantă.

Elementele de con�inut ale hăr�ii marine sunt următoarele:

1) TITULATURA HĂR'II, cuprinzând:

► Seria hăr�ii, element de identificare a hăr�ii, este un număr tipărit pe banda exterioară a hăr�ii, în col�urile stânga�sus �i dreapta�jos ale hăr�ii.

► Titlul hăr�ii se tipăre�te întotdeauna la interior �i precizează zona geografică reprezentată pe hartă. Exemplu: "Marea Neagră�partea de vest, de la Kaliakra la Sulina," "England�South Coast, Southampton water and approaches," etc.

► Scara hăr�ii (Engl.: scale, natural scale), este men�ionată sub formă numerică, alături de care se precizează întotdeauna paralelul de referin�ă. Exemplu: "Scara 1:250000 (ϕ=045°00'N)," "Scale 1:20000" etc. Scara hăr�ii se inscrip�ionează


�12

în interiorul hăr�ii. ► Data publicării este o inscrip�ie exterioară, �i este tipărită pe marginea

inferioară a hăr�ii, pe mijloc. Exemplu: "Publicată de Direc�ia Hidrografică Maritimă, Edi�ia I 20.XI.1998, edi�ie nouă: 20.V.2006" sau "Published at Taunton 29th March 1994 under Superintendence of Rear Admiral G.P.D. Hall, Hydrographer of the Navy, new edition 2nd March 2004"

► Dimensiunile hăr�ii sunt date în mm pe hăr�ile române�ti, respectiv în mm sau inch pe hăr�ile engleze�ti/americane. Acestea sunt tipărite întotdeauna în exterior, în col�ul dreapta jos al hăr�ii. 2) ELEMENTE TOPOGRAFICE, con�inând informa�ii despre natura, relieful, conforma�ia etc. ale coastei; 3) ELEMENTE HIDROGRAFICE, con�inând informa�ii despre:

► Pericole de naviga�ie (dangers): epave, recifuri, stânci, brizan�i, vârtejuri, obstruc�ii, etc. asupra cărora există informa�ii, sub forma unor simboluri plasate pe hartă în punctul în care a fost descoperit pericolul.

► Sondaje (dephts), sub forma unor numere, indicând adâncimea apei în punctul respectiv în metri.

► Curbele batimetrie sau izobatele, definite ca locuri geometrice ale punctelor de egală adâncime a apei. Valoarea curbelor trasate depind de scara hăr�ii; astfel, pe hăr�ile la scara 1:250 000 se trec curbele batimetrice de 10m �i 20m (batimetrica de 20m reprezentând batimetrica de avertisment) iar pe hăr�ile la scara 1:300000, 1:500000 apar �i batimetricele de 30m �i 50m.

► Mijloace pentru asigurarea naviga�iei (faruri de aterizare, faruri de intrare, semnale luminoase �i neluminoase, balize, sisteme de separare a traficului, sisteme de balizare (marcare), etc.

► Roza de declina�ie, con�inând informa�ii despre valoarea declina�iei magnetice în anul editării hăr�ii, precum �i modul de varia�ie anuală a acesteia. Pe unele hăr�i pot exista mai multe roze de declina�ie, iar în această situa�ie se va considera valoarea de declina�ie din roza cea mai apropiată de punctul navei. De asemenea, pe unele hăr�i, valoarea declina�iei �i a varia�iei acesteia poate apare fără roza propriu�zisă, având aceea�i valabilitate.

► Informa�ii despre maree. Acestea se găsesc înscrise sub formă de text, sub titlul hăr�ii, pentru zonele cu maree. De asemenea, pe aceste hăr�i se găsesc înscrise într�un loc special, în interiorul hăr�ii, elementele curen�ilor de maree, sub forma unui tabel.

► Elementele hidrografice sunt separate de cele topografice de linia coastei; toate elementele topografice �i hidrografice (inclusiv linia coastei) sunt reprezentate pe hăr�i după un cod de simboluri con�inut în "Simboluri �i abrevieri folosite pe hăr�ile marine Române�ti", iar pentru hăr�ile engleze�ti în "Symbols and abbreviations used on Admiralty charts". Sunt prezentate în continuare simbolurile cele mai utilizate pe hăr�ile moderne de naviga�ie (inclusiv în cadrul sistemelor de hăr�i electronice):

Tabelul 1: Principalele simboluri utilizate pe hăr�ile marine

Visual Wreck. Epavă vizibilă. Dangerous! Wreck. Epavă periculoasă. Good Anchorage. Zonă de ancoraj. Buoy with Light. Baliză luminoasă.

Super(light)buoy, Lanby. Super�baliză, lumină de aterizare.

Light buoy. Baliză luminoasă.

NavigaŃie

�

� 13

Lateral green starboard hand buoy. Marcaj lateral de tribord.

Safe water mark (red/white). Marcaj de ape sigure.

Lateral red port hand buoy. Marcaj lateral de babord.

Cardinal buoy, west mark. Marcaj cardinal de vest.

Stone; drying height above chart datum. Stâncă vizibilă.

Wreck visible at chart datum. Epavă vizibilă la nivelul de referin�ă al hăr�ii.

Danger, least depth by sounding. Pericol la adâncimea de 4⋅1 m.

Dangerous! Wreck, depth unknown.

PERICOL! Epavă la adâncime necunoscută.

Wreck showing Mast(s) above chart datum.

Epavă cu catarg vizibil la adâncimea de referin�ă a hăr�ii.

Wreck, not dangerous (10 m below chart datum).

Epavă nepericuloasă, la 10 m sub nivelul de referin�ă al hăr�ii.

Position for which tidal stream data are tabulated.

Pozi�ie pentru care nivelurile mareelor sunt tabelate pe hartă.

Foul seabed. Avoid anchoring here.

Fund accidentat. Evita�i ancorajul.

Danger line, in general. Zonă periculoasă.

Lighted platform, prohibited zone of 500 m.

Platformă, apropierea la mai pu�in de 500 m este interzisă.

Obstn Obstruction Obstruc�ie. St Stones � Danger. Stânci – Pericol.

FL 42m 29M Flashing light, 42 meters above datum, range 29M.

Lumină cu sclipiri, 42 m deasupra nivelului de referin�ă al hăr�ii, bătaia luminii 29 M

Whis Whistle Fluier REGULI PRIVIND ADMINISTRAREA HĂR'ILOR DE NAVIGA'IE LA BORDUL NAVEI PREGĂTIREA INI'IALĂ. După primirea la bord a unei hăr�i noi, se recomandă parcurgerea următorilor pa�i obligatorii:

► Corectarea după avizele către navigatori publicate ulterior datei de publicare a hăr�ii.

► Citirea notelor din titlul hăr�ii. Navigatorul nu trebuie să rămână cu dubii în ceea ce prive�te simbolurile �i unită�ile de măsură utilizate pe hartă.

► Studierea atentă a scărilor de latitudine �i de longitudine. ► Op�ional: trasarea cu creionul a arcelor de vizibilitate a luminilor principale de

pe hartă, a căror rază se calculează cu înăl�imea ochiului observatorului situat pe puntea de comandă a navei.

► Înscrierea unor date suplimentare extrase din cartea pilot, cartea farurilor, atlase de curen�i sau tablele de maree.

► Acolo unde este cazul: dacă harta electronică utilizată nu este omologată de către IMO, se va �ine naviga�ia � în mod obligatoriu � �i pe harta pe suport hârtie.


�14

DEPOZITAREA

► Hăr�ile digitale, stocate pe diverse medii, de regulă CD, trebuie păstrate departe de lumina solară directă �i de influen�e magnetice puternice, în cutia/carcasa originală.

► Corec�iile permanente se operează cu cerneală de calitate, evitând în acest fel �tergerea accidentală.

► Voiajele de linie pot fi marcate pe hartă în cerneală �i etichetate cu toate datele, pentru aevita efortul inutil.

► Drumurile, liniile de pozi�ie, celelalte marcaje cu creionul se trasează cu o linie potrivit de groasa, nici prea slabă (se poate �terge prin frecarea cu altă hartă) dar nici prea groasă sau “apăsată” (nu se mai poate �terge).

► Datele trasate pe hartă nu trebuie să obstruc�ioneze datele înscrise deja pe hartă.

► La terminarea voiajului se vor �terge cu grijă hăr�ile, afară de cazul în care a avut loc un eveniment care necesită dovezile înscrise pe hartă.

► Harta se depozitează în pozi�ie ”întinsă”, introdusă în portofoliul său, �i apoi în sertar.

► Minimizarea îndoiturilor garantează o durată mai lungă de folosire a hăr�ii. ILUMINAREA

► Navigatorii lucrează, de cele mai multe ori, cu lumină ro�ie în camera hăr�ilor, deoarece afectează cel mai pu�in vederea naturală pe timp de noapte. Acest tip de lumină modifică însă aspectul hăr�ii pe suport hârtie. De aceea, înaintea folosirii luminii de culoare ro�ie, navigatorul trebuie să testeze, obligatoriu �i în detaliu, efectul acesteia asupra marcajelor de pe acea hartă.

► Când se lucrează cu lumină ro#ie, se interzice să se marcheze pe hartă semne, corec"ii, etc. cu cerneală ro#ie sau cu marker ro#u, deoarece sub lumină ro�ie acestea devin invizibile.

► Când se fac marcaje manuale pe hartă, acestea trebuie testate la lumina mesei de naviga�ie. CORECTAREA

► Naviga�ia pe baza hăr�ilor ne�actualizate duce, mai devreme sau mai târziu, la dezastru.

► Data editării hăr�ii reflectă data ultimei actualizări; din acel moment, actualizarea hăr�ii devine sarcina navigatorului.

► Avizele Săptămânale (weekly Notice to Mariners) con�in toate informa�iile necesare actualizării hăr�ii.

► Avizele radio (Radio broadcasts) emit notificări privind corec"iile urgente. ► Alegerea unui sistem de operare a corec�iilor pe documentele nautice este

op�iunea navigatorului. Acesta poate alege între a opera corec�ia pe toate hăr�ile din portofoliul său, sau poate să folosească un card de înregistrare a corec"iilor. Mai precis, navigatorul înscrie corec�ia pe un card, pe care îl ata�ază fiecărei hăr�i din portofoliu. Ulterior, înaintea folosirii unei hăr�i, aceasta se desfă�oară pe masa de naviga�ie, se studiază cardul �i se operează corec�ia/corec�iile înscrise pe acesta. Cardul se poate ata�a tuturor publica�iilor nautice.

► Sumarul cumulativ al avizelor către navigatori se editează anual în 5 volume. Acest sumar devine practic atunci când este necesar să se corecteze o hartă (sau alt document nautic) editat cu un an sau mai mult în urmă.

Actualizarea hăr�ii presupune:

NavigaŃie

�

� 15

1) efectuarea corec�iilor mari (large corrections), pe baza unor informa�ii importante pentru naviga�ie, care se specifică în scris, în col�ul din dreapta jos al hăr�ii;

2) efectuarea corec�iilor mici (small corrections), pe baza unor informa�ii curente pentru naviga�ie, care se notează în col�ul din stânga jos al hăr�ii. Informa�iile cu privire la modificări intervenite în amenajările pentru naviga�ie, apari�ia unor noi pericole de naviga�ie, modificarea pozi�iilor ori anularea unor repere, modificări cu privire la regulamente de naviga�ie, modificări ale caracteristicilor unor lumini de naviga�ie, etc. sunt importante �i fac obiectul corectării (actualizării) hăr�ilor marine; aceste informa�ii sunt con�inute în avizele către navigatori. Acestea pot fi transmise, func�ie de gradul de urgen�ă al informa�iilor ce le con�in, lunar, săptămânal sau zilnic, sau pot fi transmise prin radio. Informa�iile con�inute pot fi cu caracter permanent sau temporar, iar acest lucru se va specifica foarte clar.

Principalele documente de informare în sprijinul naviga�iei, cunoscute sub denumirea globală de avize către navigatori, sunt:

1) Avize radio de naviga�ie (Radio Navigational Warnings), con�in comunicări

urgente care interesează siguran�a naviga�iei (interdic�ii de naviga�ie în anumite raioane, apari�ia de pericole de naviga�ie, modificări ale caracteristicilor luminilor farurilor ori modificarea pozi�iei acestora, etc.). Lista sta�iilor radio care transmit aceste avize, frecven�ele de lucru �i programul de emisie sunt con�inute în List of radio signals, vol.I #i V;

2) Avize zilnice către navigatori

(Daily Notices to Mariners) în care se publică zilnic informa�ii utile privind regimul de naviga�ie, în care se repetă �i informa�iile cuprinse în avizele radio.

3) Edi�ia completă săptămânală (The Weekly Complete Edition), care însumează toate avizele zilnice din săptămâna respectivă; 4) Sumarul anual al avizelor către navigatori (The Annual Summary of Admiralty Notices to Mariners), publicat în fiecare an la 1 Ianuarie, �i care con�ine avizele către navigatori importante publicate în anul anterior.

► Aceste documente se procură de către ofi�erul maritim II prin intermediul

agentului din portul de escală. Pentru uzul navelor Marinei Militare se emit lunar avize către navigatori de către Direc�ia Hidrografică Maritima; avizul cu numărul 1 (emis în luna ianuarie) con�ine informa�ii complete, la zi, cu privire la siguran�a naviga�iei, inclusiv lista reperelor de naviga�ie din Marea Neagră �i Marea Marmara, precum �i caracteristicile acestora.

► Pe măsura recep�ionării informa�iilor cuprinse în avize, se procedează la corectarea hăr�ilor, astfel:

1) corec�iile cu caracter permanent se înscriu cu cerneală violet sau ro�ie indisolubilă, utilizând simbolurile standard;

2) corec�iile cu caracter temporar, se execută cu creion negru, urmând a se �terge în momentul anulării lor;


�16

3) pe hăr�ile la scară mare se execută corecturile în detaliu; pe hăr�ile de drum se execută doar corecturile reperelor de naviga�ie (care interesează naviga�ia costiera �i aterizările la coastă), iar pe hăr�ile generale se corectează doar reperele cu o bătaie mai mare de 15M.

► Sarcina corectării hăr�ilor �i a celorlalte documente nautice o are comandantul SL I, respectiv ofi�erul maritim II, opera�iune care se verifică apoi în mod obligatoriu de către comandantul navei. 3. HARTA DIGITALĂ DE NAVIGAȚIE

Harta digitală este unul din elementele fundamentale ale conceptului de punte integrată, reprezentând suportul care gestionează informațiile de navigație în cadrul unei punți integrate.

DEFINI'IE:

ECDIS + Electronic Chart Display and Information System este sistemul de hărți digitale creat și menținut în concordanță cu specificațiile rezoluției IMO nr.

A/817 și a publicațiilor speciale S�52 și S�57 ale Organizației Hidrografice Internaționale.

ECDIS este un sistem standardizat, adoptat la nivel internațional, destinat afișării de hărți digitale pe display – ul unui computer. În ultimul deceniu, potențialul sistemului ECDIS a creat premizele înlocuirii legale a hărții pe suport hârtie la bordul navelor comerciale; unele autorități vor efectua această importantă translație până la sfârșitul acestui deceniu (de ex. US Navy, până în octombrie 2009, cf. Bruno, 2005, pe suportul unui software licențiat de Sperry Marine din cadrul grupului Northrop Grumann). În sprijinul acestui demers, se estimează că ”harta digitală asistată de informația de poziție GPS a adus siguranței navigației cel mai important aport de la introducerea radarului și până în prezent”, cf. Willis, citat de Bruno, 2005.

ECDIS este un sistem de navigație asistat de computer care, atunci când respectă specificațiile IMO, poate fi acceptat ca suport al hărții de navigație, în spiritul regulii V/20 din convenția SOLAS 1974; aceste specificații sunt următoarele:

1. Publicația S+57 a Organizației Hidrografice Internaționale (IHO), ediția 3, noiembrie 1996. Aceasta descrie structura de date și formatul de transfer al hărții digitale/electronice de navigație (ENC – Electronic Navigational Chart) între oficiile hidrografice, producătorii de ECDIS, utilizatori și terțe părți;

2. Publicația S+52, care cuprinde specificațiile referitoare la elementele de conținut și de aspect ale sistemului ECDIS, precum și directivele referitoare la editarea, corectarea și afișarea hărții digitale ENC, ediția 5 decembrie 1996.

3. Rezoluția IMO nr. A/817(19), care constituie standardul de performanță impus de IMO sistemului ECDIS, ediția 23 noiembrie 1996. Aceasta precizează standardele minime de performanță, hardware și software, ale sistemului ECDIS și ale componentei sale principale, harta digitală.

NavigaŃie

�

� 17

NOTĂ: Această rezoluție IMO a inițiat și stimulat dezvoltarea sistemului ECDIS, reprezentând un moment crucial în dezvoltarea navigației moderne; din acest motiv, conținutul acestui document este prezentat la finalul acestei lucrări, în cadrul anexei nr.12. Această rezoluție stabilește, de asemenea, terminologia conexă sistemului ECDIS:

1. ENC – Electronic Navigational Chart este o bază de date cu caracteristici (conținut, structură, format) standardizate, utilizată ca suport al sistemului ECDIS, sub autoritatea oficiilor hidrografice. ENC cuprinde toate informațiile necesare navigației în siguranță, incuzând segmente de date care nu pot fi afișate pe harta pe suport hârtie.

2. SENC – System Electronic Navigational Chart reprezintă, de asemenea, o bază de date, obținută prin transformarea ENC. În fapt, SENC este baza de date pe care ECDIS o accesează în procesul de afișare și up�datare (corectare).

O hartă digitală se poate obține fie prin scanarea unei hărți pe suport hârtie, fie prin construcție punct cu punct, rezultând două variante tehnologice ale acesteia:

1. harta raster, 2. harta vector.

Harta digitală tip ”raster” reprezintă, așa cum s�a precizat, imaginea scanată (copiată în mod fidel) a unei hărți de navigație pe suport hârtie. Toate informațiile și simbolistica hărții pe suport hârtie se regăsesc fidel pe display�ul computerului care reprezintă o hartă tip raster. Ca urmare, operatorul nu poate interveni în nici un fel asupra conținutului unei astfel de hărți digitale. Cele mai importante produse tip ”raster” sunt următoarele:

1. BA�ARCS, produs de UK Hydrographic office; 2. NOAA�produs de NOAA (National Oceanic and Atmospheric

Administration), SUA; 3. NDI�produs de serviciul hidrografic Canadian (CHS);

Dintre avantajele hărții digitale tip ”raster”, cele mai importante sunt legate de faptul că prezintă navigatorului o imagine familiară acestuia, statutul legal este identic cu cel al hărții pe support hârtie, actualizarea se face prin ștergere/înlocuire înlăturând orice posibilitate de a greși. Dezavantajul major al acestui tip de hartă digitală este faptul că nu suportă mai multe straturi de informație geografică, privând în acest fel navigatorul de informațiile adiacente hărții pe suport hârtie.

Harta digitală tip ”raster” nu este acceptată de standardul ECDIS.

Prin contrast, harta digitală tip ”vector” este o bază de date de informații geografice. Sistemul ECDIS accesează această bază de date și crează o hartă digitală pe baza parametrilor pre�selectați de către utilizator. Hărțile digitale tip ”vector” se produc sub următoarele formate:

1. ENC, aprobat de IMO, produs sub standardul S�57, acceptat de ECDIS.

2. DNC, produs de guvernul SUA în format VPF pentru uz militar. 3. C�Map, produs comercial. 4. DC, produs care se poate ”vectoriza” la bordul navei (din acest

motiv nu este acceptat de standardul ECDIS).


�18

Cele mai importante avantaje ale hărții digitale tip ”vector” sunt următoarele:

1. Suportă mai multe straturi de informație geografică și de aceea oferă utilizatorului posibilitatea de a afișa doar acele informații pe care acesta le consideră utile în situația dată;

2. Permite sistemului ECDIS să execute estimări ale parametrilor de navigație (drum, relevmente, distanțe, adâncimi ale apei, etc.) și să le transmită punții integrate pentru a le confrunta cu parametrii măsurați; puntea integrată va returna fie un mesaj de integritate, fie o alarmă;

3. Permite utilizatorului accesul la informațiile asociate diverselor detalii ale hărții, pe care acesta le poate obține, de regulă, printr�un simplu click (de stânga sau de dreapta) al mouse�ului pe punctul de interes.

4. Permite tranziția către scări mai mari (așa�numitul ”zoom”), fără degradarea sau deformarea detaliilor geografice ori de navigație.

Cele mai importante dezavantaje ale hărții digitale tip ”vector” cuprind:

1. Riscul de supra�încredere într�o singură sursă de informație; 2. Complexitatea sa tehnologică implică o sensibilitate/vulnerabilitate

proporțională; 3. Sistemul erorilor este extrem de complex și se sprijină, în esență,

pe precizia senzorilor și pe acuratețea algoritmului de vectorizare; toate acestea sunt în afara controlului echipei de cart.

Conform standardului S�57, o hartă digitală (acceptată de standardul ECDIS)

trebuie să conțină, în principiu, următoarele date:

� Date referitoare la reperele de naviga�ie; � Linia coastei; � Facilități portuare; � Detalii topografice; � Date despre pericole și obstrucții; � Elemente hidrografice; � Scheme de separare a traficului și alte amenajări de navigație; � Drumuri recomandate; � Date despre infrastructura energetică și de comunicații; � Sondaje și informații privind adâncimile apei și natura fundului mării, precum și alte date privind posibilități ori interdicții pentru ancoraj; � Elemente tehnice privind reflexia ecoului radar, s.a.

Generarea hărții digitale se poate face prin scanarea sau prin vectorizarea

hărții pe support hârtie, cele două produse finite corespunzătoare fiind harta digitală raster, respectiv cea vector.

Display+ul ECDIS afișează poziția navei pe harta digitală a zonei în care se

navigă, selecția hărții făcându�se automat în funcție de poziția geografică (ϕ, λ) indicată de receptorul GNSS de bord, sau prin selecție manuală de către ofițerul de cart pe baza catalogului hărților. Display�ul mai dispune:

� Afișarea drumului �i vitezei navei;

NavigaŃie

�

� 19

� Asigurarea unei ferestre în care operatorul poate introduce parametri de siguranță ai navei: adâncimea minimă a apei sub chilă, eroarea maximă a drumului navei, etc.; � Trasarea drumului preliminar și afișarea parametrilor relativi ai navei față de acest drum.

În acest context, ECDIS poate afișa date numerice și grafice în două moduri, relativ �i absolut (prin analogie cu formele de prezentare a imaginii radar):

� În modul relativ nava proprie este menținută permanent în centrul geometric al display�ului iar toate celelalte detalii grafice se deplasează în direcția de deplasare a navei proprii, dar în sens opus.

� În modul absolut detaliile grafice ale hărții sunt fixe iar simbolul grafic al navei proprii se deplasează pe drumul deasupra fundului, cu viteza deasupra fundului.

NOTĂ: Formele de prezentare ale parametrilor cinematici ai navei proprii în

contextul geografic local, la scara dorită, sunt analoge celor utilizate de sistemul radar. Astfel, sistemul ECDIS este capabil să simuleze următoarele forme de prezentare:

� “north9up” (cu nordul sus) este forma de prezentare identică hărții de navigație pe suport hârtie, în cadrul căreia meridianele sunt orientate paralel cu marginile verticale ale ecranului (display�ului), fig.8;

� “course9up” (cu drumul sus) este forma de prezentare în cadrul căreia direcția de deplasare a navei se reprezintă printr�o dreaptă paralelă cu marginile verticale ale display�ului, fig.9.

Fig.8: Reprezentarea “north9up” (cu

nordul sus)

Fig.9: Reprezentarea “course up” (cu

drumul sus) Operatorul poate selecta, în funcție de conjunctura geografică și cinematică, una din următoarele combinații, identice cu cele oferite de sistemul radar:

� Relative Motion, North Up. � Relative Motion, Course Up. � Absolute Motion, North Up. � Absolute Motion, Course Up.

NOTĂ: Ofițerul de cart va avea în vedere faptul că este foarte probabil ca în

cadrul sistemului ECDIS de la bord formele de prezentare Course9Up să lipsească. În


�20

acest context, trebuie subliniat că uzual, regimul de lucru cu harta digitală este cel cu nordul sus (North Up).

Un monitor separat sau o fereastră dedicată pe display�ul ECDIS va putea fi folosită pentru afișarea următoarelor date alfa�nimerice:

� drumul; � viteza; � poziția; � distanța la care se găsește poziția instantanee față de drumul preliminar; � alți parametri.

Această ferestră poate fi utilizată pentru vizualizarea rapidă a unei alte hărți.

În prezent, rezoluția normală de lucru al unui display ECDIS este de 1600 x 1200 dpi (dots per inch, engl.).

Mouse�ul4 sistemului poate deplasa un cursor pe display�ul ECDIS, una din ferestrele sale afișând continuu poziția geografică a cursorului; în acest mod se poate determina poziția geografică a oricărui punct de pe suprafața display�ului.

Fig.10: Parametrii unui reper de navigație afișați de o hartă digitală (standard ECDIS/S�57)

Nu în ultimul rând, combinații de click stânga/dreapta ale mouse�ului pot fi

utilizate pentru trasarea de drepte de drum sau relevment, deschiderea unor sub�meniuri, obținerea de informații referitoare la un simbol al hărții, etc. Pentru exemplificare, în fig.10. este reprezentat un display ECDIS care, prin selecție cu

�� 4 Unele sisteme sunt prevazute cu track9ball sau cu joystick.

NavigaŃie

�

� 21

mouse�ul, furnizează (în partea de jos a display�ului) informații despre un reper de navigație (farul Les Trois�Pierres).

Sub�meniul ”Plan” oferă navigatorului posibilitatea de a proiecta (planifica) voiajul navei. Aceasta se face în mod similar procedurilor descrise pentru receptorul GPS prin utilizarea punctelor de referință (WPT9way point, engl.). Definirea rutei se face prin introducerea coordonatelor punctelor de plecare, intermediare și sosire. Opțional, ruta poate fi definită loxodromic (rhumb) sau ortodromic (great circle). Ofițerul de cart va introduce limitele domeniului de eroare iar sistemul va alarma atunci când, de exemplu, poziția curentă se află la o distanță mai mare decât o valoare predefinită a abaterii de la drumul preliminar. Detaliile grafice ale drumului preliminar apar pe display�ul ECDIS odată cu trecerea navei prin zonele geografice acoperite de ruta planificată.

Sistemele integrate standard C au facilitatea de a comanda ajustarea drumului și/sau vitezei navei pentru urmărirea rutei planificate (pe lângă cea destinată evitării abordajelor). Dacă puntea integrată deține această caracteristică, atunci procesul de naviga�ie se reduce, în principiu, doar la monitorizarea alarmelor.

Sistemul de monitorizare prevede, printr�o interfață adecvată, introducerea unor valori�limită ale parametrilor cinematici de interes, permițând ofițerului de cart să gestioneze într�un mod pro�activ problema crucială a siguranței navigației. Alarmele standard cuprind:

1. Devierea de la o ruta planificată; 2. Apropierea de puncte de schimbare de drum sau de alte puncte importante, predefinite ; 3. Harta cu date geodezice diferite de cele ale sistemului de poziționare. 4. Disponibilitatea unei scări mai mari a hărții; 5. Depașirea limitelor de cross�track (depărtarea față de drumul planificat); 6. Defectarea sistemului de pozitionare; 7. Trecerea navei peste contururi/zone de siguranță predefinite, s.a.

Alarmele sunt semnale de avertizare vizuală și/sau audio. Managementul

alarmelor este primordial pentru siguranța navei, setarea corectă a acestora constituind o sarcină fundamentală a ofițerului de cart.

Toate sistemele ECDIS vor avea presetate alarmele de bază, din fabrică (default, engl.). Deoarece detaliile operaționale diferă de la un sistem la altul, navigatorului îi revine sarcina suplimentară a familiarizării cu sistemul ECDIS din cadrul punții integrate de la bord, precum �i cu folosirea lui efectivă.

Pentru standardizare, sisteme ECDIS utilizează următoarele unități de măsură pentru parametrii presetați și/sau afișați:

1. Poziția: Latitudinea �i longitudinea vor fi afișate în grade, minute, �i zecimi de minut, pe modelul elipsoidal al Pământului WGS84; 2. Adâncimea: în metri �i decimetri5. 3) Înălțimea: Metri și decimetri; 4) Distanțele: în Mile marine �i zecimi (cabluri); alternativ în metri; 5) Viteza: Noduri și zecimi de noduri.

Prioritizarea claselor de date în cadrul unui sistem ECDIS devine foarte importantă, pe fondul dezvoltării acestor sisteme și creșterii fluxului de informații pe care acestea le schimbă în unitatea de timp cu utilizatorul (echipa de cart). Ca urmare, standardul actual prevede ca alarmele, mesajele și avertismentele ECDIS să ocupe prima prioritate. Celelalte clase de informații vor avea prioritate redusă

�� 5 Sistemul anglo9saxon se mai folosește doar restrâns. De regulă, sistemele ECDIS noi nu mai folosesc acest

sistem de unități de măsură iar cele care totuși îl dețin oferă varianta metrică.


�22

(mesaje emise de oficiul hidrografic competent, “Notices to Mariners,” informații radar, date ale producatorului privind cromatica zonelor, etc.).

Uzual, un sistem ECDIS execută următoarele calcule numerice:

– Calculul coordonatelor geografice; – Transformarea coordonatelor geografice între WGS84 și un alt sistem geodezic

local (datum, engl.); – Distanța reală �i azimutul dintre două poziții geografice. – Transformări ortodromice și loxodromice.

În cadrul unei punți integrate, imaginea ECDIS se poate suprapune peste

imaginea radar. Fig.11 prezintă o astfel de imagine combinată.

Fig.11: Hartă digitală superpozată pe imaginea radar 4. INSTRUMENTE DE LUCRU PE HARTĂ

În vederea rezolvării grafice pe hartă a problemelor fundamentale de

naviga�ie enumerate mai sus, se utilizează următoarele instrumente: 1) Gheara compas (fig.12), este un instrument utilizat pentru

măsurarea distan�elor dintre două puncte pe hartă. Este fabricat din metal inoxidabil �i se compune din două bra�e cu vârfurile ascu�ite ce se pot roti în jurul unui �urub. Gheara compas trebuie să satisfacă următoarele condi�ii:

NavigaŃie

�

� 23

1. vârfurile bra�elor trebuie să fie foarte bine ascu�ite, astfel ca urma lăsata de în�epătura lor pe suprafa�ă hăr�ii să fie punctiformă, asemănătoare cu cea a unui ac; de asemenea, cu bra�ele strânse, vârfurile acestora trebuie să fie lipite.

2. bra�ele trebuie să se rotească uniform, cu o oarecare frecare, în jurul �urubului. Deoarece gheara compas se manevrează cu o singură mână, mi�carea trebuie să se poată face cu u�urin�ă, evitând în acela�i timp "jocul" bra�elor. ► Reglajul mecanic al rotirii bra�elor se execută prin

strângerea/eliberarea �urubului cu un cle�te�patent. Fig.12: Gheara compas

► De asemenea, trebuie precizat că în nici o situa"ie, bra"ele ghearei compas nu se

vor deschide cu un unghi mai mare de 90°. Manevrarea ghearei compas în vederea măsurării unei distan�e de pe hartă se va face având cotul mâinii rezemat de masa de naviga�ie, iar gheara va avea o înclinare de 60°�70° fa�ă de planul mesei. Gheara compas nu se manevrează niciodată perpendicular pe hartă sau „culcată” pe hartă.

2. Liniile paralele (fig.13) servesc la trasarea �i transla�ia drumurilor �i

dreptelor de pozi�ie. Liniile paralele sunt formate din două rigle din material plastic, transparent, articulate cu două tije metalice cu lungimi egale, ce asigură men�inerea paralelismului permanent al celor două rigle.

Fig.13: Linii paralele

3. Echerul raportor serve�te la:

020

200

030210

040220

045

225 14

0

320

135315

150

330

160

340

► trasarea pe hartă a drumurilor/relevmentelor adevărate, sau determinarea valorii unui drum/relevment adevărat trasat anterior pe hartă;

► marcarea pe hartă a unui punct de coordonate cunoscute.

► Punctul O se nume�te centrul echerului raportor, iar punctul A este vârful său. Fig.14: Echerul raportor

► Echerul raportor este gradat în grade sexagesimale; numerotarea acestora

este executată în sens retrograd, astfel: pe semicercul exterior de la 00 la 1800 iar pe semicercul interior de la 1800 la 360°; ca urmare, între perechile de valori ale celor două semicercuri există o diferen�ă de 180°;

► Pe suprafa�a echerului raportor sunt trasate trei nervuri. Nervura OA este principală, deoarece corespunde direc�iilor cardinale E �i W (celelalte două nervuri


�24

secundare OB �i OC corespund direc�iilor inter�cardinale). Condi�iile pe care un echer raportor trebuie să le îndeplinească sunt următoarele:

1. suprafa�a acestuia trebuie să fie plană; 2. cele trei nervuri trebuie să se întâlnească într�un singur punct, centrul

echerului; 3. muchiile să fie drepte, iar grada�iile să fie clare.

► Pentru executarea tuturor opera�iunilor ce fac obiectul destina�iei echerului raportor, acesta se va folosi întotdeauna împreună cu echerul simplu (negradat), în modul reprezentat pe fig.15.

REGULĂ:

Cele două echere se vor manevra întotdeauna "cuplate" (lipite unul de celălalt), echerul raportor având una din catete lipită de ipotenuza echerului simplu (fig.15).

► La majoritatea echerelor�raportor grada�iile de la 000° la 180°, respectiv de la

180° la 360° sunt astfel dispuse încât echerul raportor se va manevra indiferent de valoarea unghiului ce urmează a fi trasat sau scos din hartă cu vârful (A) în jos (către sud).

010190

010190

010190

Fig.15: Utilizarea echerelor pentru lucrul pe hartă Fig.16: Sta�iografulul

► Precizia de trasare (măsurare) a unghiurilor cu ajutorul echerului raportor este de 000°2 (două zecimi de grad).

► Sta�iograful (fig.16) este un instrument de naviga�ie destinat trasării simultane pe hartă a două unghiuri orizontale ce au o latură comună. Acesta este format dintr�un cerc gradat în unită�i sexagesimale, în al cărui centru sunt fixate trei bra�e; bra�ul din centru este fix iar cele două bra�e exterioare pot executa o mi�care de rota�ie în jurul centrului cercului gradat. Sta�iograful este prevăzut cu un sistem de reglaj micrometric, care permite fixarea unghiurilor orizontale între bra�e la o precizie de 0'.1. În centrul cercului gradat există un orificiu de marcare a punctului navei.

NavigaŃie

�

� 25

TRASAREA UNUI PUNCT PE HARTĂ Se cere să se traseze pe harta Mercator punctul de coordonate ϕ=44°21’N, λ=028°36’E. Aceasta opera�iune se execută uzual cu echerele �i gheara compas:

Fig.17: Trasarea unui punct pe hartă cu echerele �i gheara compas

► se identifică (cu aproxima�ie) zona de pe hartă în care se găse�te punctul dat; ► se a�ează echerul raportor cu nervura principală pe meridianul cel mai apropiat

de scara latitudinilor crescânde, pe o latitudine oarecare în zona punctului dat; în timpul acestei manevre, echerul simplu se va men"ine permanent cu ipotenuza lipită de una din catetele echerului raportor; se translează echerul raportor pe ipotenuza echerului simplu până când ipotenuza echerului raportor se va afla pe paralelul de latitudine dată (ϕ=44°21’N);

► se identifică pe scara longitudinilor valoarea longitudinii date �i se măsoară cu gheara compas distan�a de la meridianul punctului până la cel mai apropiat meridian fa�ă de punct;

► se fixează această distan�a pe ipotenuza echerului raportor (care a rămas imobilizat pe paralelul punctului dat), în�epând u�or harta, materializând astfel punctul dat. Punctul astfel determinat nu se va accentua niciodată cu creionul (se va considera punctul ca loc al intersec�iei a două segmente scurte de dreaptă), astfel:


�26

+ sau �

REGULĂ:

Indiferent de procedeul utilizat, după punerea punctului pe hartă se va proceda la verificarea corectitudinii pozi�iei punctului. Pentru aceasta, se vor scoate coordonatele

punctului pus pe hartă �i se vor compara cu valorile date; aceste valori trebuie să coincidă.

DETERMINAREA COORDONATELOR UNUI PUNCT DE PE HARTĂ

Această opera�iune, denumită mai simplu „scoaterea unui punct din hartă”, se execută precis și rapid cu ajutorul ghearei compas, astfel: ALGORITM:

Fig.18: „Scoaterea” unui punct din hartă cu ajutorul ghearei compas

► se fixează gheara cu unul din vârfuri în punct �i se deschide până când cel de�

NavigaŃie

�

� 27

al doilea bra� tangentează cel mai apropiat paralel de pe hartă; ► păstrând intactă pozi�ia ghearei, se va măsura pe scara latitudinilor crescânde

distan�a de la acel paralel până la paralelul punctului; vârful ghearei va indica valoarea latitudinii;

se va proceda analog, tangentând cel mai apropiat meridian; valoarea longitudinii se va citi pe scara longitudinii. TRASAREA UNUI DRUM (RELEVMENT)

Se pune problema să se traseze un drum cu valoarea dată, printr�un punct dat de pe hartă. Aceasta se poate realiza cu echerele sau cu liniile paralele. ALGORITM: Cu echerele: ► se stabile�te faptul că drumul ce trebuie trasat este cuprins, de ex., în cadranul

NE de orizont; se orientează imediat sistemul format de cele două echere cu ipotenuza echerului raportor în cadranul NE de orizont;

OBSERVA'IE: Cadranul de orizont al valorii de drum se stabile�te

considerând observatorul în punctul navei, privind în sensul de mar�.

010190

010190

a) Manopera b) Semnifica�ia c) Ce rămâne pe

hartă

Fig.19: Trasarea unui drum în cadranul NE (Da=060°⋅0)


�28

Mer

idia

nA

��=120o

010

190

020200

030210

040220

050230

045225

0 6024 0

070250

080260

090

270

100280

110290120300 130

310 140320

135315

150330

160340

170

350

O

A

a

1

PUNCT

��=120 o

3

��=120o

010

190

020200

030210

040220

050230

045225

06 02 40

070250

080260

090

270

100280

110290120300 130

310 140320

135315

150330

160340

170

350

O

A

2

a) Manopera b) Semnifica�ia c) Ce rămâne pe hartă

Fig.20: Trasarea unui drum în cadranul SE (Da=120°⋅0) ► se fixează centrul echerului gradat pe meridianul cel mai apropiat de punctul dat

(aproximativ pe acela�i paralel), �i simultan se orientează sistemul format de cele două echere până când grada�ia corespunzătoare valorii date de Da se află pe meridianul respectiv;

► se translează cateta echerului raportor pe ipotenuza echerului simplu până când ipotenuza echerului raportor trece prin punctul navei.

► Se va trasa cu creionul bine ascu�it o linie sub�ire de la 2�3 mm de punctul navei, în cadranul de orizont stabilit la punctul 1) al algoritmului.

ATEN'IE! Drumul adevărat nu este o dreaptă, ci este unghiul măsurat de la

direc�ia nord adevărat (meridianele trasate pe hartă) până la dreapta trasată cu creionul (dreaptă care materializează de fapt axul longitudinal al navei).

NavigaŃie

�

� 29

020200

100

280

O

A

��=2

20o

020200

100

280

O

A


Fig.21:Trasarea unui drum în cadranul SW (Da=240°⋅0) Trasarea relevmentului adevărat se face analog, însă se impun următoarele

observa�ii foarte importante:

1) Cadranul de orizont este cadranul în care se vede reperul costier, privit de pe mare către uscat; 2) Se fixează valoarea Ra dat pe echerul raportor, la cel mai apropiat meridian fa�ă de reperul costier la care s�a măsurat relevmentul; 3) Se translează echerul raportor până când ipotenuza acestuia trece prin reperul costier dat; 4) Se va trasa o linie sub�ire pe hartă, dar aceasta nu va pleca din reper, ci de la o distan�ă convenabilă de acesta. 5) Relevmentul adevărat este un unghi (conform defini�iei), deci linia trasată cu creionul pe hartă materializează direc�ia de vizare la reper.


�30

010

190

110290

010

190

110290


Fig.22: Trasarea unui drum în cadranul NW (Da=300°⋅0) 5. MĂSURAREA UNGHIURILOR ORIZONTALE GI VERTICALE.

SEXTANTUL

DEFINI'IE:

Sextantul este un instrument optic portabil, destinat măsuratorilor de unghiuri orizontale �i verticale la bordul navei, în vederea determinării pozi�iei navei.

Păr�ile componente ale sextantului sunt:

1) limbul, gradat în grade sexagesimale, de la 0000 la 1400; 2) alidada, piesa mobilă pe limb, destinată citirii valorii de unghi la precizie de grad

întreg; 3) tamburul, este anexat alidadei �i serveste la citirea unghiurilor la precizie de 001 ;

4) luneta; 5) oglinda mare, de formă patrată, este solidară cu bratul alidadei,

deci se rote�te odată cu aceasta; 6) oglinda mică, de formă rotundă, fixată rigid de planul sextantului

(este deci oglinda fixă a sextantului). Jumătatea superioară a oglinzii mici este sticla transparentă, iar jumătatea inferioară este oglindă (sticla etamată);

7) filtre de lumină, mâner, chei�a de reglaj, etc.

Fig.23: Sextantul

DEFINI'IE:

Unghiul orizontal măsurat între două repere A �i B este dublul unghiului cu care s�a rotit alidada.

NavigaŃie

�

� 31

6. COMPASUL MAGNETIC

Compasul magnetic este cel mai vechi instrument de naviga�ie utilizat la

bordul navelor maritime. În esență, compasul magnetic se bazează pe proprietatea unui ac magnetic de a se orienta cu aproximație către nord. În epoca modernă acul magnetic a fost înlocuit cu un sistem de ace magnetice (pentru mărirea momentului for�ei directive) montat pe un plutitor a�ezat într�un recipient cu lichid, în scopul realizării orizontalită�ii acestuia în condi�iile balansului natural al navelor. Astăzi există o mare varietate de tipuri de compasuri magnetice, care însă se bazează pe acela�i principiu fizic, �i anume pe proprietatea acului magnetic de a se orienta pe direc�ia liniilor de câmp magnetic terestru, materializând în felul acesta o direc�ie stabilă �i foarte apropiată de direc�ia Na.

DEFINI'IE:

1. Magnetismul reprezintă proprietatea anumitor minerale cu con"inut de Fe de a atrage mase metalice. 2. Un corp metalic având această proprietate se nume�te magnet natural. 4.3.3. Magnetita (oxidul de fier, Fe3O4) este cel mai cunoscut magnet natural.

DEFINI'IE:

1. Magne�ii artificiali sunt masele metalice cu proprietă"i magnetice dobândite pe cale artificială (printr�un procedeu industrial). 2. Magnetizarea nu produce modificări fizice ori chimice materialului fa�ă de care se manifestă

PROPRIETATE

Acul magnetic are proprietatea de a se orienta pe direc�ia tangentei la linia de for�ă a câmpului magnetic terestru ce trece prin centrul său de greutate, cu polul său N

către polul nord magnetic terestru (PNm).

DEFINI'IE:

Declina�ia magnetică (d) este unghiul din planul orizontului, cu vârful în centrul de greutate al acului magnetic, măsurat de la meridianul adevărat (direc�ia Na)

până la meridianul magnetic (direc�ia Nm).

► Declina�ia magnetică ia valori semicirculare, de la 000° la 180° către est, �i de

la 000° la 180° către vest. ► Declina�ia magnetică este estică sau pozitivă atunci când meridianul magnetic

se află la est de meridianul adevărat, respectiv vestică sau negativă când meridianul magnetic se află la vest de meridianul adevărat.

► Pentru rezolvarea aplica�iilor practice uzuale de la bord, declina�ia magnetică se exprimă în grade �i zecimi de grad. Notă: Pe hăr�ile de naviga�ie valoarea declina�iei este dată în grade �i minute. Din acest motiv, pentru calculele de naviga�ie este necesară transformarea valorii de


�32

declina�ie extrasă din hartă (exprimată în grade �i minute) în grade �i zecimi de grad, deoarece, în general, drumurile �i relevmentele se exprimă în grade �i zecimi de grad (ca urmare a limitei de precizie a compasurilor).

► Ca urmare a faptului că intensitatea câmpului magnetic terestru este variabilă (datorată ne�omogenită�ilor structurii interne a Pământului), rezultă că �i valoarea declina�iei magnetice diferă de la o zonă geografică la alta.

► De asemenea, pe baza unor serii de măsurători precise, s�a eviden�iat faptul că într�un punct oarecare al suprafe�ei terestre valoarea declina�iei magnetice variază în timp. S�au pus în eviden�ă:

1. varia�ii zilnice, 2. varia�ii anuale 3. varia�ii seculare

► În naviga�ia maritimă are utilitate doar varia�ia anuală a declina�iei magnetice. Pe hăr�ile marine sunt date, sub forma unei roze de declina�ie (fig.4.12) informa�ii cu privire la:

1. Valoarea declina�iei pentru anul editării hăr�ii (în fig.4.12, pentru anul 1987, d = 3°52' E = + 3°52' = + 3°⋅9);

2. Varia�ia anuală a declina�iei poate fi crescătoare sau descrescătoare �i se dă întotdeauna în minute de arc. Informa�ia este utilă pentru calculul valorii declina�iei pentru anul în curs (în fig.24, declina�ia cre�te în fiecare an cu 4').

Observa�ii:

1. Pe hăr�ile engleze�ti sunt utiliza�i următorii termeni:

• variation = declina�ie magnetică; • increasing = cre�tere; decreasing = descre�tere.

2. Inscrip�ia „ 3°52' E 1987 (4’) ” de pe roza de declina�ie trebuie interpretată astfel: "în această zonă maritimă declina ia magnetică era egală, în anul 1987, cu d1987 = +3°52' +i de atunci cre+te în fiecare an cu 4’.”

3. În problemele de naviga�ie este necesară actualizarea declina�iei magnetice, adică determinarea valorii declina�iei magnetice pentru anul în curs. Pentru aceasta, trebuie re�inut că expresiile: "cre�te" �i "descre�te" se referă la valoarea absolută a declina�iei dată în roză.

Fig.24: Roza de declina�ie magnetică Exemplu: Pe harta de naviga�ie, în zona în care se navigă, se găse�te inscrip�ia: „2°12’ W (1995) decreasing 5’ annually.” Să se actualizeze (să se calculeze pentru anul în curs) valoarea declina�iei magnetice.

NavigaŃie

�

� 33

Rezolvare: Actualizarea declina�iei se va face întotdeauna după următorul tip de calcul:

Calculul d2009 d1995 = � 2°12'

var(145') = + 1°10' d2009 = � 1°02'

= + 1°°°°⋅⋅⋅⋅0

► Expresia decreasing (descre#te) semnifică faptul că începând cu anul 1995 declina"ia magnetică descre+te în valoare absolută, cu câte 5’ în fiecare an. Din acest motiv, s�a utilizat semnul + în linia a două a calculului (de�i am fi tenta�i să punem minus, dat fiind termenul "descre�te anual 5”). Concluzie: În fa�a valorii varia�iei de declina�ie (linia a 2�a a algoritmului de calcul) se va utiliza semnul + sau �, astfel încât să fie satisfăcută condi�ia de cre�tere sau descre�tere a declina�iei magnetice în valoare absolută (în modul).

DEFINI'IE:

Drumul magnetic (Dm) al navei este unghiul din planul orizontului

adevărat al observatorului măsurat de la direc�ia nord magnetic (Nm) până la axul longitudinal prova al navei (fig.4.13).

► Rela�ia dintre drumul adevărat �i drumul magnetic este:

Da = Dm + [ d ]

► Relația de mai sus este unică, declina�ia magnetică intrând cu semnul său algebric între parantezele drepte:

NS

NS

a b

Fig.25: Drumul magnetic

Considera�iile făcute asupra comportării acului magnetic în câmpul magnetic terestru au avut ca premisă fundamentală lipsa oricărei for"e magnetice deviatoare a acestuia. La bordul navei însă, datorită ac�iunii câmpului magnetic al navei, acul magnetic va fi deviat de la direc�ia Nm.

DEFINI'IE:


�34

Câmpul magnetic al navei este câmpul magnetic indus în masele metalice de la bordul navei de către câmpul magnetic terestru.

�

La bordul navei, acul magnetic liber suspendat în centrul său de greutate se va afla în permanen�ă sub influen�a a două câmpuri magnetice:

1) câmpul magnetic terestru; 2) câmpul magnetic propriu al navei.

DEFINI'IE:

Devia�ia magnetică (δδδδc) este unghiul din planul orizontului adevărat, măsurat de

la direc�ia Nm la direc�ia Nc (fig.26).

► Devia�ia magnetică se exprimă semicircular, luând valori de la 000°0 la 180°0 către est (�i va primi semnul algebric + ), sau de la 000°0 la 180°0 către vest, �i va primi semnul algebric −−−− .

► În fig.26 direc�ia Nc se găse�te la est fa�ă de direc�ia Nm; ca urmare, δc este estică iar valorii sale numerice i se va atribui semnul algebric + .

► Devia�ia magnetică se exprimă la precizie de zecime de grad.

DEFINI'IE:

Drumul compas (Dc) al navei este unghiul din planul orizontului adevărat, măsurat de la direc�ia Nc până la axul longitudinal al navei.

Fig.26: Drumul navei în cadranul NE. Devia�ia compas este pozitivă

(estică)

Fig.27: Drumul navei în cadranul SE. Devia�ia compas este pozitivă

(estică)

NavigaŃie

�

� 35

Fig.28: Drumul navei în cadranul

SW. Devia�ia compas este negativă (vestică)

Fig.29: Drumul navei în cadranul NW. Devia�ia compas este negativă

(vestică) �

► Drumul compas se exprimă, de regulă, în sistem circular, luând valori de la 000°0 la 360°0, în sens retrograd.

► La bordul navei, influen�a deviatoare a câmpului magnetic al navei este importantă, astfel că devia�ia compas (δc) poate lua valori foarte mari. Opera�iunea de reducere a devia�iei se nume�te compensare.

Fig.30: Drumul compas

► Ca mijloace de compensare, la bordul navei se utilizează magne�i permanen�i pentru compensarea for�ei deviatoare a câmpului magnetic permanent �i corectori din fier moale pentru compensarea for�elor deviatoare produse de ac�iunea câmpului magnetic temporar.

► Magne�ii permanen�i �i corectorii de fier moale folosi�i pentru compensarea compasului magnetic se dispun astfel fa�ă de roza compasului, încât să genereze, în diferite drumuri ale navei, câmpuri magnetice egale �i de sens contrar cu câmpurile magnetice ale navei.

► Devia�iile magnetice rămase în urma compensării se determină experimental, la bordul navei, prin metode costiere, astronomice sau prin compararea drumurilor indicate de compasul giroscopic �i compasul magnetic (pentru aceea�i orientare a axului longitudinal al navei).

► Devia�iile astfel determinate se înregistrează în tabela de devia�ii a compasului magnetic, care este un tabel ce con�ine pe prima coloana valorile de drum magnetic sau drum compas din 10° în 10°, iar pe a doua coloană valorile devia�iei magnetice corespunzătoare acestor drumuri (fig.31).

► Tabela de devia�ie se întocme�te de regulă în cadrul probelor de mare (sau ori de câte ori este nevoie), �i se afi�ează în camera hăr�ilor.

► Pentru exemplificare, se se prezintă în continuare o tabelă de devia�ii magnetice, con�inând valori fictive, având doar utilitate didactică:

► Tabele de devia�ii magnetice se întocmesc la bord pentru fiecare compas magnetic în parte. Alături de tabela de devia�ii, în camera hăr�ilor se afi�ează �i diagrama devia�iilor compas func�ie de drumul magnetic/compas. În fig.32 este reprezentată această diagramă ridicată pentru valorile con�inute în tabela de devia�ii:


�36

► La navele de transport maritim, devia�iile magnetice pot prezenta varia�ii fa�ă de cele determinate în cadrul probelor de mare, în următoarele situa�ii:

1) la traversade oceanice, când se men�ine timp îndelungat acela�i drum; 2) când nava sta�ionează timp îndelungat în aceea�i pozi�ie; 3) la schimbarea semnificativă a pozi�iei anumitor mase metalice de la bord

(gruie, bigi) sau la ambarcarea de mase metalice; 4) la varia�ii mari de temperatură suferite de corpul navei (sudură, îndreptare

la cald, etc.).

Dm Dc δδδδc

Dm Dc δδδδc

000° +2°.3 180° �1°.7 010° +1°.7 190° �1°.0 020° +1°.3 200° �0°.7 030° +1°.0 210° +0°.3 040° +0°.5 220° +1°.3 050° 0°.0 230° +2°.7 060° �0°.7 240° +3°.5 070° �1°.5 250° +4°.0 080° �2°.0 260° +4°.3 090° �2°.7 270° +4°.5 100° �3°.3 280° +4°.5 110° �3°.7 290° +4°.3 120° �4°.0 300° +4°.0 130° �4°.3 310° +3°.7 140° �4°.0 320° +3°.5 150° �3°.7 330° +3°.0 160° �3°.3 340° +2°.7 170° �2°.5 350° +2°.5

Fig.31: Tabela de devia�ii a compasului magnetic (pentru

uz didactic)

Fig.32: Diagrama de varia�ie a devia�iei compasului magnetic (uz didactic)

Ca urmare, se impune, ca pe timpul naviga�iei, să se execute, ori de câte ori

este posibil, controlul devia�iei magnetice a tuturor compasurilor magnetice de la bord, printr�un procedeu oarecare (costier, astronomic, etc.); de altfel, în atribu�iile ofi�erului de cart (cartul 04.00�08.00) intră �i obligativitatea controlului devia�iei compasului magnetic cu Soarele la răsărit/apus.

DEFINI'IE:

Destina�ia compasului magnetic este de a materializa la bordul navei direc"ia nord compas.

► Păr�ile componente ale compasului magnetic sunt următoarele:

1. habitaclul; 2. sistemul de compensare; 3. postamentul; 4. u�i de vizită; 5. talpa; 6. puntea etalon;

NavigaŃie

�

� 37

7. tub periscop; 8. �uruburi pentru reglajul oglinzii periscopului; 9. oglinda periscopului. În interiorul habitaclului se găse�te cel mai important element al acestuia,

cutia compasului, care este constituită din (fig.33): 1. Corpul cutiei; 2. Sistemul cardanic; 3. Roza compasului magnetic; 4. Flotorul; 5. Linia de credin�ă; 6. Cerc azimutal pentru citirea relevmentelor prova.

Fig.33: Compasul magnetic: păr�i componente.

Fig.34: Compasul magnetic. Detaliu: habitaclul �i sistemul de compensare.

Cutia compasului magnetic se sprijină pe două puncte (2) de pe un cerc

cardanic, astfel că se poate roti în planul longitudinal al navei; la rândul său, cercul cardanic se sprijină în două puncte pe postamentul compasului, astfel că întregul ansamblu cutie9cerc cardanic poate executa o rota�ie în planul transversal al navei. Acest sistem cardanic permite cutiei compasului să execute mi�cări atât în plan transversal cât �i în plan longitudinal, mi�cări ce au rol de compensare a ruliului �i tangajului navei.�

Fig.35: Cutia compasului magnetic. Vedere generală.


�38

La compasurile magnetice moderne, cutia compasului este plină cu un lichid cu compozi�ia:

► 43% alcool; ► 57% apă distilată.

Lichidul are rol de amortizare a oscila�iilor rozei, provocate de ruliu �i tangaj,

precum �i de reducere a fric�iunii rozei pe pivotul de susținere. Compasurile magnetice care utilizează lichid în cutia compasului se numesc

„umede” iar cele nu utilizează lichid de sus�inere în cutia compasului, sunt „uscate.”

DEFINI'IE:

1: Drumul compas al navei este unghiul măsurat de la direc�ia Nc până la axul longitudinal prova al navei (fig.37). 2: Valoarea drumului compas se cite�te pe roza compasului magnetic, în dreptul firului reticular dinspre prova al liniei de credin�ă (5, fig.35)

Sistemul de compensare a influen�elor magnetice exterioare este format din:

1) magne�i permanen�i longitudinali; 2) magne�i permanen�i transversali; 3) magne�i permanen�i verticali; 4) corectorii de fier moale.

Magne�ii sistemului de compensare creează în jurul cutiei compasului un câmp magnetic egal �i de sens contrar cu câmpul magnetic creat de masele metalice de la bordul navei. Astfel, magne�ii permanen�i contracarează ac�iunea câmpului magnetic permanent al navei, în timp ce corectorii de fier moale contracarează ac�iunea câmpului magnetic temporar al navei. Ace�ti magne�i au formă de bară, în general, cu excep�ia corectorilor de fier moale, care pot fi sferici, cilindrici etc. Magnetul permanent vertical se nume�te corector de bandă �i are menirea de a reduce jocul rozei la balansul navei.

REGULĂ:

Corectorul de bandă se fixează cu polul nord în sus când nava navigă în emisfera nord terestră; la trecerea navei în emisfera sudică, corectorul de bandă se întoarce

cu polul său sud în sus. Dacă apare o instabilitate a rozei pe mare rea, atunci pozi�ia pe verticală a corectorului de bandă se ajustează până când „jocul” rozei se

reduce la minim. Compasul magnetic este montat pe puntea etalon, în planul diametral al

navei. În aceasta pozi�ie, compasul este ferit de influen�e deviatoare puternice �i, în plus, oferă posibilitatea măsurării relevmentelor compas sau prova. Toate navele moderne sunt utilate cu compasuri cu reflexie (reflector compass), fig.33. Pentru receptarea imaginii rozei compasului timonerie, roza este gradată pe ambele fe�e; tubul telescopic (7, fig.33) trece prin puntea etalon �i este plasat astfel încât partea sa inferioară, prevăzută cu o oglindă reglabilă (9) să fie observată de la timonă. Recep�ionarea unei imagini clare a rozei în timonerie este asigurată de un sistem de lentile montate în tubul telescopic.

► Proprietatea rozei compasului magnetic de a se men�ine orientată

permanent în POAd pe direc�ia Nc permite utilizarea compasului magnetic pentru materializarea unei direc�ii de referin�ă la bordul navei.

NavigaŃie

�

� 39

► Grada�ia 0000 de pe roza compasului magnetic materializează direc�ia Nc, în timp ce linia de credin�ă (5, fig.35, respectiv „L” fig.37) materializează axul longitudinal al navei.

NcDc=040 o.0

LAx

ul lon

gitud

inal

prova

► Când nava girează, va gira �i linia de credin�ă (L), linia 0000�1800 (adică direc�ia Nc) rămânând tot timpul fixă în orizont. ► Valoarea Dc se va citi pe roză, în

dreptul liniei de credin�ă (L) de pe roza compasului magnetic. ► Pentru a men�ine drumul compas

ordonat de ofi�erul de cart, timonierul trebuie să vină la stânga sau la dreapta, astfel încât linia de credin�ă (L) să se men�ină permanent în dreptul grada�iei corespunzătoare drumului compas ordonat de pe roză.

Fig.37: Direc�ia nord compas (Nc). Linia de credin�ă (L). Drumul compas (Dc).

► La bordul navelor maritime, drumul compas se �ine la precizie de 000°⋅⋅⋅⋅5, valoare

impusă de sensibilitatea standard a rozei compasului magnetic. ► Aceea�i precizie de măsurare o au �i relevmentele compas măsurate la compasul

magnetic. DEFINI'IE:

Relevmentul compas este unghiul măsurat de la direc�ia nord compas până la

direc�ia de vizare la un reper (fig.38).

Nc

Axul longitudinal prova

Dc=105.0

F

Rc=035.0

L

Direc

tia de

vizare

a rep

erului

F

► Relevmentul compas se măsoară la bord cu ajutorul alidadei simple (fig.39) montate pe cercul azimutal al cutiei compasului. Pentru măsurarea relevmentelor compas se procedează astfel:

• se orientează alidada pe direc�ia reperului astfel încât acesta să se vadă prin crestătura ocularului (2), pe firul reticular (1). • Simultan cu orientarea alidadei

se cite�te valoarea Rc la prisma/lentila (3). Fig.38: Relevment compas

Fig.39: Alidada simplă


�40

Relevmentul prova se va citi direct la cercul azimutal printr�o decupare practicată în talpa alidadei.

DEFINI'IE:

Convertirea compas este opera�iunea de transformare a valorilor de Dc �i Rc (citite la compasul magnetic) în valori de Da �i Ra, ori invers, de transformare a

valorilor de Da �i Ra (scoase din hartă) în valori de Dc �i respectiv Rc.

DEFINI'IE:

Corec�ia totală a compasului magnetic (c) este unghiul din POAd măsurat de la direc"ia Na până la direc"ia Nc, fig.40.

► Corec�ia totală a compasului ia valori semicirculare de la 0000 la 180°. ► Conven�ia semnelor:

• Când direc�ia Nc se află la est fa�ă de direc�ia Na, c se măsoară către est �i va primi semnul algebric + .

• Când direc�ia Nc se găse�te la vest fa�ă de direc�ia Na, c se măsoară către vest �i va primi semnul algebric � .

► Corec�ia totală a compasului (c) se mai poate defini �i ca sumă algebrică a declina�iei magnetice (d) �i a devia�iei compas (δc).

Rela�iile generale de calcul a corec�iei totale compas:

c = Da – Dc �

c = [d] + [δc] �

► În rel.4.5., d �i δδδδc intră, între parantezele drepte, cu semnul lor algebric. ► Corec�ia totală a compasului magnetic se exprimă la precizie de zecime de grad

(000°.1).

► Drumul navei ia numele meridianului (direc�iei) de la care se măsoară (fig.4.30):

• drum adevărat (Da) se măsoară de la Na; • drum magnetic (Dm) se măsoară de la Nm; • drum compas (Dc) se măsoară de la Nc.

Fig.40: Convertirea drumurilor

NavigaŃie

�

� 41

► Prin analogie, relevmentul măsurat la un reper de naviga�ie ia numele meridianului (direc�iei) de la care se măsoară, astfel (fig.41): • relevment adevărat (Ra) măsurat de la Nc • relevment magnetic (Rm) măsurat de la Nm • relevment compas (Rc) măsurat de la Nc.

Fig.41: Convertirea relevmentelor ► Rela�iile generale de convertire compas a drumurilor �i relevmentelor sunt următoarele (Notă: Între parantezele drepte, corec"iile intră cu semnul lor algebric):

Da = Dm + [ d ] Dm = Da – [ d ]

Dm = Dc + [ δc ] Dc = Dm – [ δc ] Da = Dc + [ d ] + [ δc ] Dc = Da – [ d � δc ] Da = Dc + [ c ] Dc = Da – [ c ]

Ra = Rm + [ d ] Rm = Ra – [ d ] Rm = Rc + [ δc ] Rc = Rm – [ δc ]

Ra = Rc + [ d ] + [ δc ] Rc = Ra – [ d ] – [ δc ] Ra = Rc + [ c ] Rc = Ra – [ c ]

Fig.42: Convertiri compas. Aplica�ie

numerică

► În calcule se va opera cu Dc la precizie de 000°⋅1, având în vedere că valoarea ce se comandă timonierului să fie însă rotunjită la 000°⋅5, ca urmare a faptului că sensibilitatea standard a compasului magnetic este, a�a cum s�a precizat, de 000°⋅5.

Exemplu: La data de 31/01/2008, nava "N" navigă în Dc=161°°°°⋅⋅⋅⋅0. Pe hartă, cea

mai apropiată roză indică d1997 = 001°12'W, cre+te anual 8'. Să se calculeze Da.

42

Rezolvare (fig.42):

1) Calculul d2008 2) Calculul Da

d1997 = – 001° 12’⋅0 Dc = 161°⋅0 var(21⋅8’) = – 002° 48’⋅0 +δc = –003°⋅2

d2006 = – 004° 00’⋅0 Dm = 157°⋅8 = – 004°⋅0 +d2006 = –004°⋅0

Da = 153°⋅8

Aldea AndyTypewritten Text

�

�

Navigaţie

maritimă

Aldea AndyTypewritten TextPartea 2




�2

�

7. DETERMINAREA APROXIMATIVĂ A POZI�IEI NAVEI. NAVIGA�IA ESTIMATĂ

► Conducerea ambarcațiunii în siguran�ă între două puncte pe suprafa�a sferei terestre presupune reprezentarea grafică, pe harta de naviga�ie, a pozi�iilor succesive ocupate de navă din momentul virării ancorei, până la terminarea voiajului.

► În acest proces de reprezentare grafică, harta electronică nu înlocuie"te (încă) harta de naviga(ie pe suport hârtie, ci doar o supline"te. Ca urmare, lucrul pe hartă, ca totalitate a manoperelor grafice de reprezentare a pozi�iilor succesive ocupate de navă, rămâne o necesitate.

DEFINI�IE:

Estima este procesul de determinare aproximativă a pozi�iei navei doar pe baza valorilor de drum compas "i de distan�ă parcursă fa�ă de ultima pozi�ie cunoscută.

► Avantajele estimei fa�ă de celelalte metode de determinare a punctului navei

sunt următoarele: %În estimă nu se utilizează observa�ii externe (observa�ii la repere costiere,

radiofaruri, a"tri, sta�ii de emisie, sateli�i, etc.). Estima este, în consecin�ă, independentă de repere exterioare navei.

%Algoritmul opera�iunilor este simplu, asigurând operativitate în trasarea pe hartă a drumului urmat de navă "i în determinarea punctului navei.

► Dezavantajul major al estimei îl reprezintă precizia scăzută, ca urmare a ac�iunii aleatoare a următorilor factori: %factori de mediu (vântul "i curen�ii marini), care ac�ionează în sensul derivei navei de la drum "i al modificării vitezei acesteia; %factorul uman, care �ine de imprecizia guvernării navei de către timonier, având ca efect abaterea navei fa�ă de drumul compas/giro comandat de ofi�erul de cart; %factorii accidentali. PREMISE FUNDAMENTALE:

1. Odată cu generalizarea Sistemului Global de Pozi�ionare (GPS), metodele clasice de determinare a pozi�iei (inclusiv estima) "i%au pierdut importan�a practică.

2. Naviga�ia estimată nu se mai aplică la bordul navei în acest moment decât foarte rar, prin excep�ie.

3. Cu toate acestea, cunoa"terea de către conducătorii de ambarcațiuni a metodei aproximative de determinare a pozi�iei rămâne o necesitate, aplicabilă în situa�ii de urgen�ă, când orice alt mijloc de pozi�ionare nu mai poate fi utilizat.

DEFINI�IE:

Punctul navei determinat prin estimă se nume"te punct estimat "i se simbolizează printr%un segment scurt de dreaptă perpendicular pe drumul navei trasat pe hartă.

NavigaŃie

�

� 3

06.45391.2

Ultima pozi�ie cunoscută

► În dreptul punctului estimat al navei se înscriu sub formă de frac�ie ora bordului la precizie de minut (la numărător) "i citirea la loch la precizie de cablu (la numitor), ambele valori fiind citite în momentul determinării punctului navei:

► Estima are ca rezultat trasarea pe hartă a drumului real parcurs de navă, prin ultima pozi�ie cunoscută, precum "i trasarea pe acest drum a pozi�iilor succesive ocupate denavă, de regulă din oră în oră.

Fig.1: Reprezentarea grafică a punctului estimat

► Acest lucru se poate rezolva în practică prin două metode:

1) Estima grafică; 2) Estima prin calcul.

► Estima grafică rezolvă problema determinării punctului estimat în mod grafic, pe hartă, în timp ce estima prin calcul o rezolvă în mod exclusiv analitic.

► În naviga�ie, estima rezolvă două tipuri de probleme practice: 1) problema directă a estimei; 2) problema indirectă a estimei. PROBLEMA DIRECTĂ A ESTIMEI ENUN:UL PROBLEMEI DIRECTE A ESTIMEI:

► Se cunosc:

• Ultima pozi�ie precis determinată (ϕ1, λ1), la ora O1 "i citirea la loch C�1; • Valoarea drumului real al navei, ob�inută prin covertirea drumului

instrumental (Dc sau Dg) �inut de timonier, în drum adevărat Da, la care se însumează, atunci cand este cazul, unghiurile de derivă de vânt "i/sau de curent;

► Se cer: Să se estimeze coordonatele punctului navei (ϕ2, λ2) la ora O2/C�2 (cunoscute).

► Rezolvare:


�4

• În fig.2 s%a considerat următoarea situa�ie: Nava în mar" în Dc = 018°5, (declinatia magnetică se scoate din roza de declina�ie iar devia�ia magnetică din tabela de devia�ii a navei).

• Datorită unor defec�iuni majore, recep�ia semnalelor GPS a fost întreruptă la ora 22.00;

• Ultimul punct precis (Z1) s%a determinat la ora 21.40 (C�1 = 387.5). Factorul de corec�ie al lochului este f = 1⋅04.

• Se pune problema determinării unui punct estimat (aproximativ), notat cu Z2, după o oră (la ora 22.40).

► Algoritm:

Pasul 1: la ora 22.40 se cite"te lochul (C�2=399⋅2);

Pasul 2: se calculează spa�iul real (m) parcurs de navă de la ultimul punct determinat până în momentul acestei determinări:

Pasul 3: se actualizează declina�ia, se scoate valoarea devia�iei din tabela de devia�ii "i se converte"te Dc în Da:

1) Calc. m C�2 = 399.2 M

%C�1 = 387.5 M ml = 11.7 M ⋅f = 1.04

m = 12.168 M = 12.2 M

Fig.2: Problema directă a estimei. Rezolvarea grafică

2) Calc. ��c 3) Calc. Da d = % 001°2 Dc = 018°5

δc = +001°4 + �c = + 000°2 �c = +000°2 Da = 018°7

Pasul 4: se trasează drumul adevărat, cu valoarea calculată mai sus, din punctul Z1,; Pasul 5: se ia în gheara compas valoarea spa�iului real parcurs de navă între cele două determinări, calculat la pasul 2 al algoritmului, "i se pune această distan�ă pe drumul trasat. Pasul 6: rezultă punctul estimat Z2 prin care se trasează un segment de dreaptă (de 2 % 4 mm) perpendicular pe drumul adevărat al navei (acesta constituie, a"a cum s%a văzut, simbolul punctului estimat al navei). Pasul 7: în dreptul acestui punct se scriu, sub formă de frac�ie, ora "i citirea la loch

corespunzatoare momentului determinarii punctului (2.399

40.22). Linia de frac�ie va avea

NavigaŃie

�

� 5

o lungime de 10%15 mm, "i se va trasa întotdeauna paralelă cu paralelele de latitudine de pe hartă; Pasul 8: pe segmentul de drum parcurs de navă între cele două determinări de punct, se înscriu următoarele:

• valoarea Dc; • valoarea �c, între paranteze.

Pasul 9: Se analizează depărtarea punctului estimat Z2 fa�ă de drumul preliminar trasat pe hartă înainte de plecarea în voiaj. În func�ie de aceasta, se hotără"te dacă se men�ine sau nu drumul compas. PROBLEMA INDIRECTĂ A ESTIMEI ENUN:UL PROBLEMEI INDIRECTE A ESTIMEI:

► Se cunosc:

• pozi�ia curentă (ϕ1, λ1), denumită punct de plecare; • ora bordului "i citirea la loch (O1, C�1); • o pozi�ie pe care nava trebuie să o ocupe, denumită punct de aterizare

(ϕ2, λ2).

► Se cer:

• să se estimeze drumul compas/giro ce trebuie comandat timonierului; • să se estimeze ora "i citirea la loch corespunzătoare momentului

aterizării (O2, C�2).

► Rezolvare: În fig.3 s%a considerat următoarea situa�ie:

• nava se află în punctul Z1, determinat precis1, la ora O1 = 02.30 "i C�1 =

414⋅6; • se ordonă ca nava să ia un astfel de drum, încât să aterizeze în punctul

Z2, precizat pe hartă prin coordonatele sale (declinatia magnetică se scoate din roza de declina�ie iar devia�ia magnetică din tabela de devia�ii a navei);

• factorul de corec�ie al lochului este f = 0.97. • se cere să se estimeze ora "i citirea la loch (O2, C�2) la aterizarea în

punctul Z2. Algoritm:

�� 1 Determinarea precisă, în accep�iunea actuală, înseamnă o pozi�ie afi�ată de receptorul GPS, cu o eroare

medie pătratică (circulară) de ordinul zecilor de metri.


�6

Pasul 1: se trasează pe hartă punctul Z2 (punct de aterizare); Pasul 2: se unesc cele două puncte Z1 "i Z2 cu un segment de dreapta "i se determină cu ajutorul echerelor valoarea drumului adevărat (Da) determinat de cele două puncte (în acest exemplu, Da=036°0); Pasul 3: se actualizează declina�ia magnetică "i se converte"te valoarea Da în Dc2:

Fig.3: Problema indirectă a estimei. Rezolvarea grafică

1) Calc. ��c 2) Calc. Da d = % 004°0 Da = 033°5 δc = + 001°4 %�c = +002°6 �c = % 002°6 Dc = 036°1

= 036°0 Pasul 4: valoarea estimată a Dc se comandă timonierului "i se inscrie, împreună cu ��c, pe segmentul de drum Z1Z2; Pasul 5: se măsoară, cu gheara compas, valoarea distan�ei dintre Z1 "i Z2; aceasta reprezintă spa�iul (m) pe care estimăm că nava îl va parcurge; (în acest exemplu m=32.4 M); Pasul 6: se cite"te viteza la loch V�=12,3 nd; Pasul 7: se calculează O2 "i C�2 "i apoi se înscriu pe hartă, sub formă de frac�ie:

3) Calculul m�� 4) Calculul C��2 5) Calc.O2 m = 32,4 C�1 = 414,6 O1 = 02.30 :f = :0,97 +m� = 33,4 +(m�:v�) = 02.43

m� = 33,4 C�2 = 448,0 O2 = 06.13 Pasul 8: Se estimează că la ora 06.13 nava va ateriza în punctul Z2. DERIVA DE CURENT

DEFINI�IE:

Curen�ii marini sunt mi"cări de transla�ie, periodice sau permanente, ale maselor de apă din bazinele maritime "i oceanice.

�� 2 Se reaminte"te că Dc "i Rc se măsoară la precizie de jumătate de grad (± 000°⋅5), Dg "i Rg la precizie de

zecime de grad (±000°⋅1) iar trasarea pe hartă a Da "i Ra se face cu o precizie de două zecimi de grad (± 000°⋅2).

NavigaŃie

�

� 7

► Principalele cauze ale formării curen�ilor marini sunt: • diferen�a de densitate a apei în zone oceanice învecinate • vânturi permanente sau sezoniere; • mareele oceanice.

► Tipuri de curen�i marini: • curen�i permanen�i: Curentul Golfului (Gulf Stream), Curentul

Benguelei, Curentul Atlanticului de sud/nord, Curentul ecuatorial de sud/nord, Contra%curentul ecuatorial, etc, a"a cum se poate vedea "i pe schema din fig.4:

• curen�i sezonieri (care se formează în perioadele de ac�iune a vânturilor sezoniere);

• curen�i accidentali; • curen�i de maree.

Fig.4: Curen�i oceanici permanen�i

► Informa�ii referitoare la curen�ii din zonele ce urmează a fi traversate se pot ob�ine din următoarele documente nautice:

� Brown’s Nautical Almanac (doar pentru insulele britanice); � Oceanul Passages for the Word; � Atlase de curen�i (de exemplu Currents of the Indian Ocean, South

Pacific Ocean Currents, etc.). ► Elementele curen�ilor marini sunt:

1) DIREC�IA curentului (Dir), este direc�ia către care se deplasează masa de apă, în raport cu fundul mării. Direc�ia curentului se exprimă astfel:

“curent de sud” ⇒ masa de apă se deplasează către S; “curent de nord%vest” ⇒ masa de apă se deplasează către NW.

REGULĂ:

Curentul iese din compas

2) VITEZA curentului (Vc), este viteza masei de apă fa�ă de fundul mării; se măsoară în noduri (sau, mai rar, în cab/min).

► Curen�i

Curs de navigatie (I) · 2020. 12. 9. · Harta marină constituie suportul pe care navigatorul...

Documents

Transcript of Curs de navigatie (I) · 2020. 12. 9. · Harta marină constituie suportul pe care navigatorul...