Table Of Content

Gunnar Ulseth og Hans L. Dragsnes Navigasjon og navigasjonsmidler UNIVERSITETSFORLAGET © Universitetsforlaget AS 1998 ISBN 82-00-42059-0 Det må ikke kopieres fra denne boka i strid med åndsverkloven eller avtaler om kopiering inngått med Kopinor, Interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk. Kopiering i strid med lov eller av tale kan medføre erstatningsansvar og inndragning, og kan straffes med bøter eller fengsel. Læreboka er godkjent av Nasjonalt læremiddelsenter i november 1997 til bruk i videregående sko le på studieretning for naturbruk, VK1 fiske og fangst, i faget navigasjon og navigasjonsmidler, modulene 5 og 6. Godkjenningen er knyttet til fastsatt læreplan av februar 1995, og gjelder så lenge læreplanen er gyldig. I denne boka er ca. 40% skrevet på nynorsk og 60% på bokmål. Nynorskdelen er oversatt av Per Arvid Ølmheim. Gunnar Ulseth har mottatt støtte fra Det Faglitterære fonds forfatterstipend. Henvendelser om denne boka kan rettes til: Universitetsforlaget AS Postboks 2959 Tøyen 0608 OSLO Universitetsforlaget på Internett: http://www.scup.no Illustrasjoner: se på side 292 Omslag: Tor Berglie Sats: Tekstflyt as Trykk: PDC Grafisk Produksjon a.s. Forord Denne boka tar sikte på å dekke pensum i navigasjon og navigasjons midler på mindre skip i nærfart slik det kommer til uttrykk i lærepla nen. I tillegg til den teoretiske innføringen i stoffet har forfatterne lagt stor vekt på å gi praktiske råd og vink. I presentasjonen er det forsøkt å legge grunnlaget for utviklingen av elevens kritiske vurdering. Et overordnet pedagogisk mål er å utvikle evnen til å ordne, begripe, tilpasse og mestre en kompleks virkelighet. Dersom det lykkes, vil de få bedre anledning til å delta aktivt i disku sjoner og drøftinger. Det vil gi elevene anledning til å ta ansvar for sin egen læring. Meningen er at eleven ikke skal gjøre det alene, men i samarbeid med lærere og medelever. Progresjonen er slik at framtidige navigatører skal få en større faglig forståelse etter hvert som lærepro sessen kommer i gang. Vi er oppmerksomme på at tiden til rådighet er svært kort. Det kan derfor kreve hardt arbeid å sette seg inn i de fag kursene omfatter. For å lette innlæringen har vi basert presentasjonen på databasert informa sjonsteknologi med supplerende illustrasjoner. I mål 6 i læreplanen heter det at elevene skal utvikle gode arbeidsmåter i faget og kunne overføre denne kunnskapen også til arbeidet med andre fag. Hovedmomentene i dette målet er å - ha kunnskap om elementær studieteknikk og kjenne til og kunne bruke ordlister, ordbøker og andre typer oppslagsverk som hjelpemiddel - kunne bruke biblioteket til å finne fram til supplerende stoff - kunne ulike arbeidsformer, for eksempel prosjektarbeid Vi som forfattere håper at boka sammen med studentenes egen innsats vil være det beste grunnlaget for læring og trivsel. Mesteparten av stof fet egner seg også til oppslag om bord på skipet og i rederiet. Maritim opplæring etter reform 94 gir ungdom rett til tre års kompe tansegivende opplæring. En treårig maritim opplæring fra videregå ende skole kvalifiserer for videre offisersutdanning i ny toårig teknisk fagskole eller maritim høgskole. Vi takker Kystverket, Furuno Norge AS, Norges Sjøkartverk, Oddstøl Elektronikk AS, Kværner Ships Equipment AS, Sjøfartsdirektoratet og Fiskeridirektoratet med diverse bidrag og god bistand i utarbeidelsen av boka. Vi ønsker dere lykke til med studiet. Kristiansund N 1997 Gunnar Ulseth og Hans L. Dragsnes Innhold Innleiing..........................................................................7 Luftspenn...................................................................44 Undervasskablar og rørleidningar.........................44 Terrestisk navigasjon................................................10 Faste sjømerke, jernstenger, vardar og båkar..........45 Innleiing........................................................................10 Racon - maritimt radarfyr......................................45 Storsirklar og småsirklar - meridianar og Identifisering............................................................46 parallellsirklar...............................................................10 Rekkjevidd.................................................................46 Historikk....................................................................10 Meridianar og storsirklar..........................................11 Fyr og lykter.................................................................49 Parallellsirklar og småsirklar...................................11 Historikk.......................................................................49 Koordinatar til ein stad............................................12 Viktige karakterar brukte på fyr og lykter.................50 Retningar........................................................................13 Leifyr og fyrlykter........................................................50 Kvadrantproblemet..................................................14 Lanterner.......................................................................50 Samanhengen mellom forteikn og kvadrant.... 14 Overeittlykter.................................................................51 Målestokk......................................................................15 Sektorar..........................................................................51 Avstandsmåling.............................................................16 Skjerming.......................................................................51 Breidd, av viking og lengd............................................17 Nedbør, snø og is..........................................................52 Trigonometri.............................................................18 Identifisering av fyr og lykter....................................52 Merkatorkartet...............................................................18 Lysgrenser.....................................................................54 Projeksjonar på norske sjøkart...................................20 Lysvidd..........................................................................54 UTM..........................................................................20 Karakteren og driftsforma til fyrlyset.......................56 Distansemåling på kart med stor og liten målestokk 21 Når fyra er tende og sløkte...........................................57 Tåkesignal.....................................................................57 Sjøkart..........................................................................24 Merking av faste installasjonar på Innleiing........................................................................24 kontinentalsokkelen......................................................58 Gradnettet.....................................................................24 Akvakulturanlegg..........................................................58 Kartkatalog...................................................................25 Indirekte lys...................................................................58 Kartgrupper...............................................................26 Lovreglar.......................................................................59 Fiskerikart......................................................................29 Fyrlista............................................................................59 Båtsport..........................................................................30 Elektroniske sjøkart......................................................30 Sjømerkesystemet......................................................63 Feil på karta...............................................................31 Historikk.......................................................................63 Historisk posisjonering eller samtidsposisjonering. 32 Merkeregionane A og B...............................................64 Ruteplanlegging på elektroniske kart........................32 Generelt.....................................................................64 Trykking og ajourhald av sjøkart..............................33 2 Lateralmerke.......................................................65 Omtale av farvatnet......................................................34 3 Kardinalmerke...................................................68 Symbol og forkortingar på norske sjøkart...............35 4 Frittliggj ande grunnar eller farar......................69 Djupner og høgder........................................................37 5 Senterleimerke...................................................70 Referansenivå på norske sjøkart.................................38 6 Spesialmerke.......................................................71 Merking av bruer...........................................................38 7 Nye farar..............................................................71 Anna merking av bruer............................................39 8 Dei internasjonale merkeregionane A og B ... 73 Blåfarge på karta...........................................................39 Sjømerkesystemet i Noreg...........................................74 Kystlinja........................................................................39 Retninga til hovudleia.............................................79 Grunnar..........................................................................40 Leistrekar...................................................................40 Kompasset og peileskiva...........................................81 Skjer og skvalpeskjer..................................................41 Kompasset.....................................................................81 Overeittlinjer.............................................................42 Magnetfelt.................................................................81 Méd - dagmerke......................................................42 Kompassrosa - magnetkompasset..........................84 Vrak............................................................................43 Deviasjon...................................................................84 Ankerplassar.............................................................43 Kursen vi skal styre......................................................86 Havbruk.....................................................................44 Reknereglar...............................................................86 Minstekrav til kartutstyr..........................................87 Posisjonsbestemmelse Gyrokompass.................................................................89 ved hjelp av instrumenter.....................................153 Breidde- og fartskompensasjon og gyrofeil .... 90 Stedfesting.................................................................153 Peilingar........................................................................92 Forskrift om navigasjonshjelpemidler....................153 Deviasjonsundersøking................................................93 Oversikt over typer av stedlinjer brukt i Posisjonsreglar........................................................93 radionavigasjon og elektronisk navigasjon...........154 Relativ peiling...............................................................94 Radiopeilinger, terrestrisk basert........................154 Peileprosedyre...........................................................94 Radiodeviasjon...........................................................156 Døme på relativ peiling teken over eit Fast antenne for goniometerpeilere........................157 magnetkompass........................................................95 Heiming......................................................................159 Peilingsalternativ...........................................................97 Flere alternativer.......................................................159 ARPA PPI.................................................................97 Decca-mottaker og Decca-kart...........................160 Posisjonsreglar ved hjelp av fleire peilingar. ... 97 Posisjonsnøyaktighet............................................161 Stadlinjer........................................................................99 Manuell beregning av decca-posisjoner...........161 Bestikkplass....................................................................99 Loran C..................................................................161 Sannsynleg plass.....................................................101 Loran-mottaker.....................................................162 Peiling og førebygging av samanstøytar..............101 Feilkilder................................................................163 Reglane 13 til 15 i sjøvegsreglane.............................101 Loran-kart..............................................................163 Integrerte systemer.....................................................163 Seilas på kartet.........................................................105 DGPS......................................................................164 Forberedelser................................................................105 NavstarGPS...........................................................164 Kursbok under seilas i rute........................................105 Differensiell nøyaktighet for posisjonering. ... 164 Fart, tid og distanse.....................................................106 Kystverkets test av differensiell navstar GPS Bruk av intervallet..................................................106 (DGPS) navigasjonssystem...................................165 Sette ut en kurs...........................................................106 Grunnleggende om GPS.....................................166 Ankomst-og avgangsrutiner......................................106 Grunnleggende om DGPS...................................166 Anbefalte ruter i dårlig vær........................................107 Internasjonale standarder.........................................167 De mest værutsatte områdene...............................108 Brukerutstyr...............................................................168 Anbefalt lei..................................................................108 Geodetiske data og sjøkart.......................................168 Rutiner ved bruvakt under seilas og i Nøyaktighet og dekningsområde............................169 manøversituasjoner.....................................................110 Status og planer....................................................169 Øvingsoppgave i kartseilas....................................110 DGPS-senderstasjoner.........................................169 Navigering på halvstreken..........................................111 Informasjon...........................................................170 Praktisk bruk av tommelfingerregelen.............111 Doppler......................................................................170 Seilas i kystfarvann.....................................................112 Telchart.......................................................................171 Dagseilas..................................................................112 Digitalisering av kart..................................................171 Eksempel på dagseilas............................................114 Autopilot....................................................................173 Nattseilas..................................................................117 Blokkskjema for typisk AP-opplegg..................174 Eksempel på nattseilas i indre farvann.............118 Bruk av autopilot (selvstyring)...............................175 Eksempel på nattseilas over Hustadvika...........120 Logger........................................................................176 Seilas i havner og trange farvann.............................125 Ekkolodd....................................................................177 Seilas på åpent hav og oversjøs seilas......................126 Tidevannsstrømmer.....................................................129 Radar..........................................................................185 Navigering og strøm..................................................129 Innledning.................................................................185 Omvendt strømkopling..............................................130 Magnetron.................................................................185 Drift på grunn av vind................................................136 Tekniske feilkilder................................................186 Huskeregler for kursrettelser.................................137 Fysiske feilkilder..................................................187 Huskeregel for drift................................................137 Grunnleggende radarteori.......................................187 Peilinger..................................................................137 Minsteavstand.......................................................187 Tvers og passert...........................................................137 Avstandsoppløsning..............................................188 Radarbølgenes frekvens.......................................189 Dokumentasjon av seilas..........................................141 S- og X-båndradar................................................189 Innledning....................................................................141 God innstilling av radaren...................................189 Forskrifter for føring av dekksdagbok....................141 Falske ekko...........................................................190 Dokumentasjon av seilasen........................................142 Luftspenn...............................................................190 Dagbokføring..............................................................144 Måling av avstand.....................................................191 Eksempel på føring av dekksdagboka...............144 Radarpeilinger...........................................................191 Dagbokføring under seilas over åpne strekninger. 148 Rettvisende eller relativt orientert..........................191 Stort dagbokformat................................................148 Radarkart....................................................................192 Seilas i lukket kystfarvann........................................149 Betjening og innstilling av radar.............................192 Dagbokføring under havneopphold...........................149 Radar for stedfesting og seilaskontroll.............193 Radar for overvåking av området rundt fartøyet og Strøm............................................................................245 for trafikkontroll.....................................................193 Tidevannsstrømmer....................................................247 Usentrert bruk av radaren......................................194 Navigering og strøm..................................................247 Zooming..................................................................194 Rett strømkopling.......................................................248 Meny tastene............................................................194 Omvendt strømkopling..............................................248 Vaktalarm................................................................195 Radar for mindre båter..........................................196 Farleisystemet...........................................................252 Radomantenne - lukket antenne.........................196 Leikategoriar...........................................................252 Åpen antenne..........................................................196 Farleiskode..................................................................253 Sjøveisregel 19 og bruken av radar.........................196 Databasen....................................................................255 Plotting.........................................................................197 Generelle reglar om seglingsruter............................255 Bruk av plottediagrammet........................................200 Formål......................................................................255 Refleksjonsplotter.......................................................204 Definisjonar...........................................................256 Bruk av rutesystem................................................259 Nødpeilesender og Radartransponder................207 Presentasjon av rutesystem på sjøkart.............260 COSPAS-, S ARS AT- og SART-systemene............207 Farleisbevis..................................................................260 Generelt.......................................................................207 Havområda..................................................................261 COSPAS-SARSAT-systemet....................................208 Overvakingstenesta «Troll marin kontroll» . . . 262 Dekningsområdet for nedlesestasjonene............208 Sjøtrafikkteneste (trafikksentralar)..........................262 Antennen................................................................208 Funksjonane til sjøtrafikktenesta........................263 Batteriet..................................................................208 Internasjonale tilrådingar for sjøtrafikktenesta. 264 Plassering om bord.................................................209 Sjøtrafikktenesta til Kystverket.................................264 Frigjøringsmekanismen........................................210 Strømtilførsel.........................................................210 Vedlegg 1....................................................................267 Hydrostatisk utløser (automatisk utløser).........210 Vedlikehold...........................................................210 Vedlegg 2....................................................................274 Sjekkpunkter...........................................................210 Merkeetikett...........................................................211 Vedlegg 3..................................................................276 Manuelle VHF-nødpeilesendere...............................211 Kommunikasjonssett.................................................211 Vedlegg 4....................................................................281 Radartransponder.......................................................212 Navtexmottaker.........................................................214 Vedlegg 5....................................................................286 Værkartfaks................................................................215 Termliste....................................................................290 Astronomisk navigasjon..........................................217 Standardtid (UTC), sonetid og sann tid (soltid). . .217 Stikkord......................................................................291 Etablering av felles standard for lengde og tid. .218 Sann tid....................................................................222 Lokal middeltid (LMT)........................................222 Beregning av meridianpassasje...............................222 Likning for beregning av meridianpassasjen . . .224 Interval to O meridian passage.............................224 Likningen på norsk.................................................224 Avledningen av formelen......................................224 Sekstanten og høydemåling......................................225 Posisjonstriangelet.................................................227 Solas samlede rettelse............................................228 Polarstjemen (Polaris)..............................................231 Asimut.........................................................................231 Kontroll av deviasjon............................................232 Stjernekart..................................................................233 Tidevann....................................................................238 Tidevannsteori............................................................238 Gravitasjonsfeltet mellom Jorda og Månen . . . .238 Gravitasjonsfeltet mellom Sola og Jorda............239 Admiralty Tide Tables Vol. I....................................239 Norske standardhavner...............................................243 Månefasene..................................................................245 Spring......................................................................245 Nipp.........................................................................245 Tidlegare hadde ordet navigasjon eit slør av mystikk over seg. Navige ring var for dei få. Ofte var det berre kapteinen om bord som kjende posi sjonen. Han hadde karta liggjande i lugaren fordi det ikkje fanst noka bru eller nokon bestikklugar. Styrmenn og mannskapet elles vart svært sjeldan orienterte om navigeringa, og det var vanskeleg å få kunnskap om navigasjon dersom ein ikkje hadde tillit hos kapteinen. Dei som ønskte ein karriere til sjøs, måtte derfor kombinere arbeid om bord med studium for å bli aksepterte som verdige sjøfolk. Figur 1.1 I slutten av 1960-åra vart utdanninga lagd inn under internasjonale avtalar om sjømannsutdanninga. Sidan har kompetansen hos norske og utanland ske navigatørar vore nokså lik. For nokre år sidan var standarden på skipa faretrugande låg. Fraktmark- naden var under press på grunn av små operasjonskostnader i lågkostland. Mange reiarlag greidde ikkje å halde skipa ved like. I denne tida fekk vi fleire merkelege forlis, også i norske kystfarvatn. MS Arisan fekk problem med maskineriet på ei reise frå Narvik. Mannskapet freista fåfengt å reparere skadane. Skipet forliste på Geitmaren vest for Runde. 8 Innleiing Figur 1.3 Figur 1.2 Enda om navigatøren følgjer reglane, skjer det av og til at skip går på grunn. Ofte skjer grunnstøytinga i samband med eit maskinhavari. Tid legare var motorane enkle, og dei kunne passast av alle. I sjøforklaringa kom det fram at MS Arisan hadde eit multinasjonalt mannskap, og at kapteinen ikkje hadde fått samtykke frå reiarlaget til å reparere hovud- og hjelpemaskinane før skipet la frå kai. MS Arisan var eit bulkskip lasta med malm. Eit havari med ein fullasta tankar i det same området ville ført til store miljøøydeleggingar. Kunnskap om navigasjon er nødvendig også hos dei som fører fiskebå tar eller fritidsbåtar. Figur 1.4 Etter kvart er det teke i bruk nye elektroniske instrument. I dag kan kart lastast rett inn i ein PC, og eventuelle rettingar kan gjerast via e-post. Dei nye elektroniske hjelpemidla blir brukte som referanse for den tra disjonelle måten å navigere på, det vil seie å finne posisjonen ut frå kurs og fart. Nedanfor ser du ein Wichmann fiskebåtmotor frå 1930-åra. Produsen ten meinte det var unødvendig med noko formell opplæring av bruka ren. Montøren og slippen gav motorpassaren, reiaren, skipperen eller ein av fiskarane ei kort innføring i pass og vedlikehald av motoren. Motoren hadde ein enkel og robust konstruksjon og høg driftstryggleik. Raskt vart motorteknologien allemannskunnskap i kystdistrikta. Dei mange ulike motortypane hadde individuelle særpreg i lyd og drift, og dei vart attkjende i alle fiskevær. I Noreg har vi fått ei ny og stor gruppe brukarar av store og godt utstyrte lystfartøy. Den nye generasjonen av båtbrukarar bruker fartøya på annan måte enn for tjue-tretti år sidan. Dei segler langs kysten og over store, opne havstrekningar. Det stiller nye krav til kunnskap om ferdsel på sjøen for ei stor gruppe menneske. Figur 1.5 I Den politiske Kandestøber skriv Ludvig Holberg: "Eet er et Søe-Kort at forstaae, et andet Skib at føre." Det blir stilt større og større krav til at Innleiing 9 vi skal forstå det vi held på med. Navigasjonsinstrument som GPS, autopilot og radar har etter kvart vorte vanlege i alle typar fartøy. Elek troniske kart er i ferd med å ta over for papirkart. Figur 1.6 Eit sjøkart er eit lite leksikon i seg sjølv. Det er viktig at navigatøren har kunnskap om symbola og om forkortingar på kartet og kan utnytte dei best mogeleg til ei sikker reise langs kysten og over større havstrekningar. Målet med denne boka er å gi navigatørar utan røynsle ein god teo retisk bakgrunn i bruk av sjøkart og kystfart. Terrestisk Mål Etter at du har gjennomgått dette kapitlet, skal du navigasjon - kjenne til korleis Jorda er delt inn i koordinatar - kunne skille mellom dei ulike sirklane på Jorda - kunne forklare samanhengen mellom breidd, avviking og lengd på Jorda Innleiing Vi kan samanlikne jordkloden med ei kule som dreiar rundt i verdsrom met om sin eigen akse. Der aksen skjer jordoverflata, finn vi Nordpolen og Sørpolen. Jorda dreiar om aksen frå vest mot aust, og ei omdreiing tek 24 timar. Samtidig dreiar Jorda også rundt Sola. Jorda bruker eitt år, eller tilnærma 365 dagar, rundt Sola, og det er slik vi får dei ulike årsti dene. Ein globus er ein kopi av Jorda. Han viser i ein liten målestokk korleis landa og hava ligg i forhold til kvarandre på Jorda. Vi kan ikkje navigere etter ein globus, og derfor er det laga kart i ulike målestokkar som viser større eller mindre detaljar av sjø- og landområde, avhengig av formålet med kartet. Jorda må delast inn i ulike koordinatar for at vi skal kunne lage eit kart og navigere etter det. s Figur 2.1 Jorda er delt inn i ulike Storsirklar og småsirklar - koordinatar for at vi skal kunne meridianar og parallellsirklar navigere Historikk Kartet har lange tradisjonar i samband med navigering. Forgjengaren til sjøkartet var dei nedteikningane dei første sjøfararane gjorde i mellom alderen. Desse skissene over farvatna førte etter kvart til dei første sjø karta. Karta vart kalla portolankart etter det italienske ordet porto, som tyder hamn. Dei første karta vart teikna på pergament, gjerne i to fargar. Seinare vart dei skorne i tresnitt og trykte på papir. Karta vart påtrykte dekorative kompassroser med opptil 32 inndelingar. Dei viste retningar som sjøfa rarane kunne styre etter. Portolankarta dekte stort sett Middelhavs- kysten. Det første portolankartet som hadde Skandinavia med, vart laga i 1310. Etter at hollendarane byrja å segle til Noreg og Skandinavia, vart skissene over farvatna meir og meir nøyaktige. På bakgrunn av desse skissene kunne kartografane (dei som laga karta) få inn fleire detaljar, slik at seglingane vart sikrare og meir nøyaktig. Den mest kjende av