Osnovni pojmovi u navigaciji

Graevinski fakultet Sarajevo

Odsjek za geodeziju

Master studij geodezije

Medida Muli

Navigacija odgovara na slijedea pitanja (Mies, 1999):

Poloaj gdje sam?

Kurs u kojem pravcu lei moj cilj?

Udaljenost koliko je udaljen moj cilj?

Put kojim putem dolazim do cilja?

Vrijeme kad u stii na cilj?

Pod navigacijom se podrazumijeva voenje nekog pokretnog objekta:

od izhodine take,

po odreenom putu,

do zadanog cilja,

ukljuujui sva mjerenja i postupke raunanja.

Metode navigacije

U osnovi postoje dvije metode navigacije:

Vidna

kod koje se poloaj i smjer kretanja odreuje promatranjem objekata na Zemlji.

Povezana navigacija (engl. dead reckoning navigation)

kod koje se poloaj odreuje raunski na osnovu jednostavnih zakona kretanja, npr.:

iz brzine,

pravca (smjera) i

vremena kretanja pokretnog objekta.

Povezana znai da se svaka poloajna taka odreuje pomou povezivanja preenog puta s posljednjom odreenom, poznatoma, gdje se preeni put rauna iz brzine, pravca i utroenog vremena.

Danas se primjenjuju razliiti postupci (metode)

navigacije:

Akustiki Optiki Magnetski Inercijalni

pomou iroskopa i akcelometra

Radarski Hiperbolini sistemi:

DECCA, OMEGA, LORAN Satelitski postupci:

Transit (Doppler) GNSS (GPS, GLONASS, Galileo, COMPAS...)

Navigacija pomou digitalnih karata. Razni postupci zasnovani na radio mreama:

GSM, HiFi, WAN, LAN, Navigacija pomou itanja bar koda, itd.

Razlika izmeu premjera-izmjere

(pozicioniranja) i navigacije: 1

U navigaciji objekti ije poloaje odreujemo su skoro uvijek

u pokretu.

U pozicioniranju (premjeru-izmjeri) objekti premjera su u veini sluajeva

nepokretni. MEUTIM:

esto se premjer izvodi s pokretnih platformi- tzv. kinetiki premjer: u fotogrametriji,

daljinskim istraivanjima,

pri premjeru i/ili iskolavanju:

eljeznikih pruga,

cjevastih vodova,

te u hidrografiji.

Razlike premjera i navigacije 2

1. Razlika se oituje i po zahtjevu kako brzo treba odrediti poloaj?

U navigaciji je poloaj potreban u realnom vremenu tj. odmah da bi se kurs i brzina prilagodili.

U premjeru se obino ne zahtijeva poloaj u realnom vremenu, ali postaji i tendencija primjene odreivanja poloaja

u realnom vremenu.

Razlika premjera i navigacije 3

2. Razlika se oituje i u zahtjevima tanosti. U navigaciji:

od nekoliko kilometara do 1 centimetra.

U premjeru:

od metra do dijelova milimetra.

Dalji razvoj tane navigacije i kinematikog premjera dovodi sve vie do sjedinjenja obje metode pozicioniranja.

Ipak, kinematiki premjer nema cilj voenja vozila, nego samo odreivanje njegovog poloaja, ukljuujui brzinu i kurs.

Definicije osnovnih pojmova navigacije

Stanje kretanja nekog objekta opisuje se njegovom:

1. pozicijom,

2. orijentacijom u prostoru i

3. brzinom.

Obino se to u navigaciji naziva poloaj i ne treba to brkati s terminom poloaj u premjeru.

Ako se brzina prikae vektorom onda se to naziva kurs vozila.

Prisjetimo se pojma:

vektora stanja korisnika iz predhodne prezentacije.

Stanje objekta u navigaciji eng. state vector

pozicija

kurs orjentacija

(stav)

U pomorskoj i zrakoplovnoj navigaciji posebno mjesto zauzimaju velike krunice i linije istog kursa.

Velike krunice (najkrae spojnice na kugli) nazivaju se i orthodrome

(grki: put u pravcu)

Linije istog kursa sijeku meridijani pod jednakim uglovima i one se

nazivaju loxodrome

(grki zakrivljena putanja)

Navigacijski paradox

U Merkatorovoj projekciji:

Ortodroma izgleda dua!?

Vane linije u navigaciji

Ortodrome

Loksodrome

Loksondroma i ortodroma

Izgled linija na kugli! Loksodroma se stalno pribliava polu ali nikad tamo ne stigne!

Linija najkraeg puta-ORTODROMA

Geodetska linija

Najkrae rastojanje izmeu dvije take. Na kugli je to velika krunica.

Zato je vana

Ekonomski: uteda vremena i goriva

Najkrae putovanje broda ili aviona.

Ortodroma

Grki jezik (ortos-pravi, dromos-put)

Kad brod putuje po ortodromi putuje najkraim putem

Linija najkraeg puta-ORTODROMA

Linija sijee meridijane pod razliitim azimutima.

Potrebna stalna korekcija kursa!

Ortodroma

Najkrai put

Prednost:

Treba stalno popravljati kurs

Nedostatak

Linija stalng kursa-LOKSODROMA

Loksos

zaobilazan

Kriva linija koja sijee meridijan pod istim uglom

krivulja

prostorna krivulja koja se stalno pribliava polu, ali nikad ne stigne.

pravac

U Merkatorovoj projekciji je prava linija.

Linija stalng kursa-LOKSODROMA

U Merkatorovoj projekciji

U stereografskoj projekciji

Linija stalng kursa-LOKSODROMA

Loksodroma

Stalni kurs Prednost

Due putovanje Nedostatak

Znaajna razlika izmeu oktodrome i loksodrome

na avionskoj liniji Los Angelos-Frankfurt!

Loksodroma i ortodroma na avio liniji Los Angelos-Frankfurt u Merkatorovoj projekciji. Uteda u vremenu putovanja i goriva znaajna! Neophodno stalno popravljanje kursa!

Udaljenost u navigaciji

Jedinica za mjerenje udaljenosti u navigaciji je obino nautika milja (NM).

Jedna nautika milja je duljina luka velikog kruga iji centralni ugao iznosi 1 (1 lunu minutu).

1 NM=1,852 km.

Luk velikog kruga od 1 na ekvatoru iznosi 1,852 km.

Na paralelama ova udaljenost je manja i treba se pomnoiti s

kosinuson geografske irine, v. sl.

Cos 0 =1 duina 1 1 852 km

Cos 30 =0,866 duina 1 1604 km

Cos 60 =0,5 duina 1 926 km

Bosna 42-45 duina 1od 1376 do 1310 km

Navigacijska karta Mediterana iz 14 stolj. u

Kongresnoj biblioteci u Vaingtonu

TA JE TO NAVIGACIJSKO RJEENJE

NAVIGACIJSKI POLOAJ-

eng. state vector

Navigacijsko rjeenje

Pozicija

Kurs

orjentacija

Poloaj (pozicija)

Poloaj na kugli odreuje se sfernim koodinatama:

geografska irina-latituda i geografska duina-longituda

Orijentacija (stav)

Za opis orjentacije nekog objekta/vozila ima vie mogunosti i esto se koriste:

Eulerovi uglovi. Za navigaciju se koriste razliiti koordinatni sistemi:

1. Globalni geocentriki terestriki i/ili inercijalni,

2. Lokalni topocentrini geodetski i

3. Sistem vezan za tijelo vozila-body system.

Usmjerenje i poloaj koordinatnih osi opisuje se razliito u raznim disciplinama i kolama.

Brzina

Brzina se moe prikazati na dva naina: vektorom, veinom u lokalnom geodetskom koordinatnom sistemu:

D

E

N

v

v

vl

v

Pri kretanju u horizontalnoj ravnini:

-s modulom vektora u horizontalnoj ravnini i

-kursom (orijentacijom ovog vektora u horizontalnoj ravnini).

Osim u SI- jedinicama brzina se izraava i u vorovima:

1 v =1 NM/h= 1852 m/h

Pravac, kurs

Pravci se na Zemlji definiraju u odnosu na sjever i mijenjaju se u smjeru kretanja kazaljke na satu od 0 do 360.

Razlikujemo tri vrste

azimuta:

1. geografski

2. magnetski i

3. kompasni azimut

ta smo novo nauili?

Hvala na panji! Sljedee predavanje:

Historija navigacije