Po jednoj definiciji, navigacija je vještina vođenja brodice iz jednog odredišta u drugo najsigurnijim putem. Ne najkraćim, već najsigurnijim! Svakim vašim odvezivanjem od obale počinje vaš pomorski pothvat koji može i brzo završiti s druge strane vale... vezivanjem na vez benzinske stanice...
Za uspješno vođenje navigacije potrebno je poznavati razne vještine:
- čitanje karte i poznavanje navigacijskih oznaka na moru
- određivanja zemlj. dužine i širine
- određivanje kurseva i azimuta, vremena plovidbe
- određivanje točne pozicije samo uz pomoć kompasa i karte
- poznavanje GPS-a i primjena na pravi način, poznavanje kompasa, mjerenja brzine broda i dubine mora
Danas jednostavnost GPS uređaja i lakoća uporabe lako prevari. Mnogi dođu u iskušenje da preskoče temelje. Što će nam karte kada na GPS ploteru sve vidim? Uz to sam si spojio i laptop sa GPS-om, skinuo softver, karte i navigam. GPS sistem ovisi o signalu satelita, koji jednostavno mogu biti ukinuti kad npr. američki brod uđe u Jadran. Jača nevera i debeli oblačni sloj rade probleme prijemu GPS signala. Brodski GPS ploteri imaju prijemnik signala - aktivnu antenu u oblike "gljive" koja na jedrilicama obično stoji negdje pričvršćena na ogradu. Vesela posada lako može oštetiti tu antenu, ili zdrobiti koaksijalni kabel, pa ostajete bez signala - bez navigacije. Jedan reful, ne otpustite na vrijeme škotu i - sa skiperskog stola lete dolje svi mobiteli i taj vaš laptop i namaču se u ono ono malo kaljuže što tada izviri ispod pajola.
Ima različitih tipova navigacije na moru:
- zbrojevna navigacija
- terestrička navigacija
- astronomska navigacija (sekstant)
- satelitska navigacija (GPS)
- radio navigacija
- radarska navigacija
U ovom pregledu tema za voditelja brodice spominjat ćemo zbrojevnu, terestričku navigaciju i dio satelitske navigacije.
Za uspješno vođenje terestričke navigacije od osnovnih pomagala moramo imati pomorske karte, kompas, sat i bez toga ne ide.
Uz pomorske karte uvijek još ide i osnovni set pomagala - olovka, dva trokuta i nautički šestar. Kao velika pomoć, iako ne neophodni za uspješno naviganje, od velike pomoći su peljari. U njima ćete naći sve informacije kojih nema i ne stanu na samu nautičku kartu ili plan neke uvale. Gdje se vezat, prevladavajuće vjetrove itd..
Postanak karata, Mercator, "datum" karata
Karte kod nas izdaje HHI - Hrvatski hidrografski institut. Možete nabaviti 4 osnovna tipa pomorskih karata. To su:
GENERALNE KARTE – veća područja obala ili mora, mjerila od 1:750000 do 1:2500000, npr. prikazuju područje Sredozemnog mora s dijelom Crnog mora, Jonsko more, Jadransko more – karta 101
KURSNE KARTE – za navigaciju na otvorenom moru, mjerila od 1:150000 do 1:300000, npr. prikazuju područje Jadranskog mora, Jonskog mora i Malteških otoka. Za plovidbu uz obalu nisu dobre jer zbog velikog mjerila nije moguće točno prikazati baš sva opasna mjesta i hridi.
OBALNE KARTE – detaljan prikaz manjih područja mora i obala, mjerila od 1:50000 do 1:100000. U ovu grupu spadaju i tzv. "Male karte" mjerila 1:100000 koje svakodnevno koristimo u obalnoj plovidbi, jer su ovo karte gdje je moguće prikazati sve hridi i eventualna opasna mjesta.
PLANOVI – prikazuju najsitnije detalje, mjerila od 1:2000 do 1:40000, prikazuju važnije luke i lučice te zaljeve, uvale i prolaze
Koji je tip karte - piše u zaglavlju karte. Pri prvom susretu s nekom kartom, obavezno pogledajte zaglavlje. Osim naziva, tipa karte, mjerila karte i referentne skale za mjerenje dužina, naći ćete i podatak da su HHI karte u tzv. Mercator projekciji i s geodetskim datumom zvanim Bessel 1841. Dobro je znati značenje tih izraza.
.
Mercator projekcija nasljeđe je Njemačko-Belgijskog matematičara Gerardusa Mercatora iz 16.tog stoljeća, a slijedeći crtež je najbolje opisuje:
Cilindrična projekcija nastaje direktno na projekcijskom cilindru koji možete zamisliti kao valjak od paus papira koji se nakon prijekcije razmota. Tako dobivate kartu cijelog svijeta u cilindričnoj projekciji.
Mercator projekcija je u stvari matematička transformacija te cilindrične projekcije. Treba primijetiti kako su na ekvatoru kvadrati koje ocrtavaju sjecišta paralela i meridijana stvarno kvadrati, ali se prema polovima izdužuju u pravokutnike. Za visoke geografske širine ti pravokutnici postaju previsoki, pa se zato Mercator projekcija koristi samo za srednje zemljopisne širine.
Ravna crta, pravac po površini zemaljske kugle – što je inače najkraći put između npr. Lisabona i New Yorka, projicira se na Merkator karti u krivulju (ortodroma). Analogno tome pravac na Merkator karti koji bi povukli kao kurs od Lisabona prema New Yorku ((loksodroma), predstavlja u stvari krivulju na površini zemlje – pa tako nije najkraći put između dvije udaljene točke. Ovo je zanemarivo kod obalnih tj. malih karata. Ali za putovanje na velike udaljenosti kao što je preko oceana, brodovi (i avioni) plove ortodromskim kursom koji nije konstantan, što će na Merkator karti biti prikazano kao luk. Za plovidbu Jadranom od npr. Rijeke prema Otrantskim vratima, razlika loksodromskog i ortodromskog kursa je oko 3°.
Što se tiče"datuma" karata, tu se misli na geodetski "datum" koji predstavlja skup matematičkih formula koje opisuju zemlju kao elipsoid. Znači zanemaruju se brda i doline, dno mora i vrh Everesta. Bessel 1841 je u stvari jedan elipsoid ili recimo kugla spljoštena na polovima potpuno ravne površine koja predstavlja 0 m nadmorske visine. Kako je to nemoguće baš točno napraviti, postoje različiti datumi, a danas najpopularniji je WGS84 koji je osnovni datum kod GPS-ova. Bessel 1841 je uveden kod nas za vrijeme Austrijske vladavine, i iz povijesnih razloga koristi se i danas. U odnosu na WGS84 postoji razlika, koja za preciznu navigaciju nije zanemariva. Greška iznosi i do 400 m. Znači, HHI karte imaju koordinate po Besselu, a GPS ima koordinate po WGS84. Za preciznu navigaciju treba uvesti korekciju, a koliku - piše na karti:
Ovo u praksi znači, da na zemljopisnu dužinu koju daje GPS, treba "dodati" iznos od 0,28' E, te tu novodobivenu (izračunatu) ucrtati na kartu. Ako s karte skidate koordinate, onda treba s nje oduzeti tih 0,28', prije upisivanja u GPS, odnosno prividno ćete se pomaknuti toliko na zapad.
Meridijani, paralele...
Horizontalne "crte" na karti su paralele, a vertikalne "crte" su meridijani. Gledajući na kartu izgleda da su i meridijani paralelni jedan s drugim. Zamislite zemaljsku kuglu - pogledajte i gornji crtež nastajanja Mercator projekcije, prikaz zemljine kugle. U stvarnosti meridijani nisu paralelni - to su kao ivice kriške lubenice. Meridijani spajaju sjeverni i južni pol. Ali paralele su i u stvarnosti paralelne - zato se i zovu paralele. ;)
Ovo znači da i bilo koja vertikalna crta koju vi nacrtate olovkom na karti, isto predstavlja jedan meridijan, isto kao i bilo koja horizontalna crta koju vi nacrtate, predstavlja jednu paralelu.
Zemljopisne koordinate, zemljopisna širina i dužina
Spominjali smo meridijane i paralele. Znači, meridijani su vertikalne crte na karti, spajaju polove i predstavljaju skalu za mjerenje zemljopisne dužine. Paralele predstavljaju skalu za mjerenje zemljopisne širine. Kako to zapamtiti, što je širina, što dužina, kad je zemlja okrugla? Predlažem Sredozemno more. Kod njega je potpuno jasno što mu je dužina, a što širina, pa je to tako i na svakoj Mercator karti:
Meridijan koji je označen kao nulti, prolazi kroz Greenwich, i rečeno je da idući točno prema istoku, zemljopisna dužina raste u plus, a prema zapadu zemljopisna dužina pada - ide u minus.
Paralela koja je označena kao nulta je linija ekvatora. Idući točno prema sjeveru, zemljopisna širina raste u plus, a idući točno prema jugu zemljopisna širina vam pada - ide u minus:
Točka na zemlji - koordinata koja je 0 ° zemljopisne dužine i 0 ° zemljopisne širine, nalazi se u Africi u Gvinejskom zaljevu. Praktički se sve mjeri od te točke. Ako bi htjeli doći u Zagreb, od te točke moramo prijeći 16 ° po meridijanima prema istoku, a onda 45 ° po paralelama prema sjeveru. Na ovaj način svaka točka na zemlji, opisana je s te dvije koordinate.
Kako ne bi lomili jezik svaki puta kad treba spomenuti ime koordinate, dobro je koristiti skraćene nazive kod kojih se zemljopisna širina označava grčkim slovom fi, a zemljopisna dužina grčkim slovom lambda. Mogu se koristiti prava grčka slova, ali zbog eventualnih problema s fontom, dalje u tekstu koristiti ću riječi fi (širina) i lambda (dužina).
Određivanje zemljopisnih koordinata mjesta na karti
Za primjer ćemo raditi na karti 1:100.000 koja pripada malim kartama i koje ćete najčešće koristiti u obalnoj plovidbi. Karta MK-6 pokriva otok Cres. Za odrediti koordinate nekog mjesta na karti, trebate povući horizontalu i vertikalu kroz to mjesto, tj. nacrtati meridijan i paralelu tog mjesta na karti. Točka gdje taj novi meridijan presijeca skalu dužine na karti - to je zemljopisna dužina, a točka gdje ta nova paralela presijeca skalu širine - to je zemljopisna širina:
U gornjem primjeru za poziciju označenu krugom, lambda je 14 stupnjeva 33 minute 12 sekundi istočno (E) i fi je 44 stupnja 42 minute 48 sekundi sjeverno (N). Oznake istočno i sjeverno određuju dio zemlje gdje ste, jer ista dužina postoji kao 14°33'12" zapadno (W) i nalazi se u Atlantiku.
Kod karte 1:100.000, veće crtice na skali fi i lambda označavaju minute, a manje crtice sekunde. Jedna minuta se malim crticama dijeli na 5 polja, a svaka mala crtica znači 12 sekundi, kako je u gornjoj slici naznačeno. To je tako zbog čitljivosti, a dovoljno je precizno. Stupnjeve ćete naći na jednom od meridijana na karti, a to je u ovom primjeru meridijan 14°30'
Ako ste pak uvijek u plovidbi Jadranom, onda vam je uvijek lambda "istočno", a fi "sjeverno". Sve, baš sve pozicije u Jadranu su uvijek lambda istočno i fi sjeverno tako da se zna ta oznaka ispustiti. Dodatno još ne možete pogriješiti ako obratite pažnju na sam broj stupnjeva. U Jadranu (naša obala) brojke 13° do 19° mogu samo označavati zemlj. dužinu - lambda, a brojke 41° do 45° samo zemlj. širinu - fi.
Mjerenje udaljenosti, nautička milja
Već sam spomenuo da u zaglavlju karte imate referentnu skalu za mjerenje udaljenosti:
U slučaju da ikad zaboravite koliko je 1 milja, dobijete kartu u drugom mjerilu ili samo hoćete provjeru, na osnovu te skale uvijek možete odrediti točne udaljenosti na karti. Gore je mjerilo u miljama, a dolje u kilometrima i metrima. Oznaka "kab" ako niste znali...to je deseti dio milje, kabel, i iznosi oko 185 m.
Nautička milja je definirana kao 1852 m. U povijesti bilo je različitih definicija.
a) 1 nm je dužina 1 lučne minute na površini zemlje mjereno po ekvatoru
b) 1 nm je dužina 1 lučne minute na površini zemlje mjereno po meridijanu (bilo kojem)
Da je zemlja idealna kugla, ove bi dvije definicije bile jedno te isto. Ali zemlja je elipsoid, pa je udaljenost 1 nm po definiciji a) nešto veća od one po definiciji b). Ova dogovorna mjera od 1852m je nešto u sredini.
Nautička milja na malim kartama
Kod HHI malih karata, koje su u mjerilu 1:100.000, tih 1852 m ispada 18.5 mm. Pošto je definicija nm da je to 1 lučna minuta po meridijanu, zato nam je na malim kartama 1 nm također udaljenost 1' na skali zemljopisne širine - vertikalnoj skali, koja predstavlja jedan od meridijana. Na skali dužine - horizontalnoj skali ne možemo očitavati milje jer vidite iz donje slike da je razmak manji, a što je najbolje nije konstantan već je na svakoj karti drugačiji (zbog drugačije širine). Jedino na karti koja pokriva područje ekvatora (nula širine), gdje je vidljiv ekvator - paralela 0°, na njoj bi mogli udaljenost od 1 nm čitati kao 1 ' i na skali dužine i na skali širine.
Na idućoj slici je primjer karte Cres MK-6. Ako ćete mjeriti na nekoj drugoj svojoj karti, isto ćete na vertikalnoj skali izmjeriti 1' = 18.5 mm, ali na horizontalnoj skali izmjeriti ćete drugu vrijednost jer je vrijednost širine različita:
Kako mjerimo udaljenost dvije točke na karti?
Ako je udaljenost manja, onda nautički šestar rastegnete između točke A i točke B. To su na idućoj karti Uvala Vučigrađe i Plić Čavlin:
Zatim ga tako raširenog postavite na vertikalnu skalu - skalu širine i očitate minute. Ako dobijete 4.2 minute, udaljenost je 4.2 nm:
Ako je udaljenost između točaka A i B nešto veća nego što možete šestar rastegnut, onda na vertikalnoj skali - skali širine, uzmete u otvor šestara npr. 3 minute što je točno 3nm. Zatim "štrikate" šestarom po karti i zbrajate. Ovako možete izmjeriti i udaljenost po neravnoj putanji - npr. oko punte nekog otoka izbjegavajući hridi. Greške koje ovako napravite zbog sklizanja šestara, u praksi su zanemarive. Vi ćete najčešće tako izmjerenu udaljenost koristiti za proračun vremena plovidbe koje vam treba od točke A do točke B.
Iz svega ovog o miljama, proizlazi ohmov zakon: "Nikad ne mjeriti udaljenost na horizontalnoj skali - skali dužine". Za provjeru koristiti skalu udaljenosti u zaglavlju karte.
Proračun vremena plovidbe
Kad imate udaljenost, lako je izračunati koliko vam vremena treba. Morate samo još znati prosječnu brzinu barke. Brzina na moru se mjeri u čvorovima. Jedan čvor je 1 nautička milja na sat. Prosječna brzina 10m jedrilice je oko 4-5 čv za miješani režim jedra/motor. Naravno ako je slab vjetar, a vi ne želite motorom, uzimate manju brojku. Prosječna pasara s motorom postiže 3-4 čv ne folgas. Ako ste izmjerili 4 nm udaljenost, a prosječna brzina vam je 5 čv, onda će vam trebati:
t=s/v
s=4 nm
v=5 čv
t=4/5 = 0.8 h
0.8 h = 8 x 6 = 48 minuta
U praksi rijetko ćete ovako detaljno računati. Uglavnom ćete u ovom slučaju odokativno reći da vam treba "nešto manje od sat vremena" plovidbe ili zaokružiti na 45 minuta.
Kurs plovidbe - kompasna ruža
Za određivanje nepoznatog kursa između dvije destinacije ili za ucrtavanje poznatog kursa broda u kartu služe nam trokuti i kompasna ruža na karti (nije ruža vjetrova). Oznake u kompasnoj ruži daju nam informaciju o sjeveru (zvijezda) i o magnetskoj varijaciji i samom kursu plovidbe u opsegu od 0 do 360 ° uvijek u smjeru kazaljke na satu:
Princip određivanja kurseva se može opisati ovako:
- ako tražite brojčani iznos kursa, a imate ga nacrtanog na karti, onda idete "s karte u kompasnu ružu"
- ako imate brojčani iznos kursa, a trebate nacrtati kurs na karti onda krećete "iz kompasne ruže"
Sve će biti jasno ako pogledate idući primjer...
Dužu stranicu trokuta postavimo na kurs iz Uvale Vučigrađe prema plići Čavlin.
Zatim taj trokut uz pomoć drugog trokuta koji postavljamo po kraćim stranicama prvog trokuta, translatiramo u kompasnu ružu tako da stanemo kad smo u centru kompasne ruže:
Sad očitamo kurs - to je 199° za plovidbu prema Plići Čavlin, i 19° u povratku. Naravno nećete ploviti direktno na plić, ali ako znate gdje je, moći ćete je i izbjeći. Možete koristiti i neku drugu metodu ili protraktor za translaciju kurseva, ali rezultat će biti isti.