ortsbestimmung durch zeitbestimmung von der astro- zur gps-navigation
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Ortsbestimmung durch Zeitbestimmung
Ortsbestimmung durch Zeitbestimmung
Von der Astro- zur GPS-Navigation
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Navigare necesse est,
vivere non est necesse
Navigare necesse est,
vivere non est necesse
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Navigation: Orts- und Geschwindigkeitsbestimmung
eines Fahrzeugs.
Terristische Navigation: Ortsbestimmung durch Beobachtung charakteristischer topographischer Merkmale. (Küste)
Funknavigation: Ortsbestimmung durch Beobachtung des Laufzeitverhaltens elektromagnetischer Wellen.
Koppelnavigation: Ortsbestimmung durch Geschwindigkeits- messung (nach Betrag und Richtung), ausgehend von einem bekannten Ort.
Astronomische Navigation: Ortsbestimmung durch Beobachtung von Gestirnshöhen und den zugehörigen Zeiten.
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Die Ekliptik
S Winter
Frühling
Sommer
Herbst
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Das Koordinatensystem der ErdeErdachse
N
S
Äquatorebene
Breitenparallel
Breite
Längenkreis
0. Längengrad
Länge
Schiffsort
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Die Bestimmung des
Breitengrades
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Mittagsbreite ohne Deklination
Horizont
h
h
= 900 - h
Äquator
N
Sonne
Sonnenhöhe
Schiffsort
Breite
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Mittagsbreite mit Deklination
h
h
Deklination
Sonnenhöhe
= + = 900 - h +
Horizont
Äquator
Sonne
N
Schiffsort
Breite
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Äquator
N
Horizont
h
= h
h
Polaris
90o - h
Polarsternhöhe
Schiffsort
Polarsternbreite
Breite
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Die
Winkelmessung
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WinkelmessinstrumenteDer JakobsstabDer QuadrantDas AstrolabiumDer SextantModerner Sextant
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Der Sextant
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Beobachtungsfehler
• Augenhöhe des Beobachters• Indexfehler des Sextanten• Parallaxefehler des Sextanten• Lotfehler• Gangfehler der Uhr• Interpolation der Tabellenwerte• Unschärfe des Koppelortes• Schleifende Standlinien
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Die Bestimmung des
Längengrades
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Der Bildpunkt der Sonne
M
Bildpunkt
N
Geschwindigkeit: ca. 1600 km/h
Sonne
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Der Mittagszeitpunkt
44o23‘ 44o23‘
10h40minUTC
12h50minUTC
11h45minUTC
12h50 -10h40 = 2h10 2h10 : 2 = 1h05
12h50 – 1h05 = 11h45
Schiffsmittag
Länge: E 3o45‘
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Zeit und Länge
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Harrison
John Harrison 1693 - 1776 Die H4
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Vorgänger der H4
H1
H2
H3
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Die navigatorische
Praxis
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Die Höhengleiche
S
BPh
h
h
Alle Beobachter, die die Sonne unter dem gleichen Höhenwinkel messen, befinden sich auf einer kreisförmigen Standlinie mit dem
Bildpunkt der Sonne als Kreismittelpunkt
h
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Ort aus zwei Höhen
BP1
BP2
möglicheSchiffsorte
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Das Höhendifferenzverfahren
Bildpunkt
Azimut
KoppelortHorizont des Beobachters
hb hbhr
Rechenort Rechenort
h +h
hb = beobachtete Höhe
hr = berechnete Höhe
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Höhenmethode von Hilaire
Standlinien Tangente als Näherung
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Plotting Sheet
Koppelort
N
Azimut
1
Standlinie 1
Azimut 2
h1
Sta
ndlin
ie 2
h2
Rechenort
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Das
GPS
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Gps-Komponenten
GPS-Satellit GPS-Atomuhr
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Das GPS-Kontrollsystem
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Die Position der GPS-Satelliten
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Ortsbestimmung durch GPS
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GPS-Prinzip
Schiffsort
Uhrenfehler im EmpfängerUhrenkorrektur im EmpfängerEmpfängeruhr synchronisiert
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Differential-GPS und WAAS
wahrer Ort auf Land
GPS-Ort
GPS-Fehler
GPS-Ort Schiff
wahrer Schiffsort
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Ende