richiami di navigazione stimata

RICHIAMI DI
NAVIGAZIONE
STIMATA
La carta Nautica
Un modello in scala della sfera terrestre mal si
adatterebbe per il normale impiego della navigazione.
Nasce l’esigenza di fornire ai naviganti un modo
efficiente ed economico per raccogliere gli elementi ed
i dati di interesse per la navigazione.
Le carte nautiche devono risolvere il problema di
rappresentare, su una superficie piana i punti e le
linee situati sulla superficie della sfera terrestre che
invece è una superficie “sferica”.
• la carta di Mercatore
• la proiezione gnomonica
La carta Nautica
Una caratteristica a fattor comune di tutti i tipi di carta
è la scala e il simbolismo.
La scala indica il rapporto tra la lunghezza di un
qualsiasi segmento tra due punti, scelti sulla carta, e
la distanza reale degli stessi punti sulla sfera terrestre.
Ad esempio, con la scala 1:250.000, la lunghezza di
un cm sulla carta, corrisponde alla distanza reale di
2.500 metri.
Con una scala 1:20.000, un centimetro sulla carta
corrisponde a 200 mt nella realtà.
La carta Nautica
Carte dei Porti e delle Rade
Interessano i porti e le rade che rivestono
un’importanza
dal punto di vista commerciale e militare.
Possono essere rappresentati singolarmente o
in riunione a mosaico con scale comprese tra
1:5.000 e 1:10.000 in formato “CASSETTA” o
“DOPPIA CASSETTA”.
Carte dei Litorali
Interessano i litorali di maggior importanza
idrografica, generalmente a cavallo di un porto
principale o di un passaggio in acque ristrette.
La rappresentazione è a scala massima
1:30.000 in formato “CASSETTA” o
“DOPPIA CASSETTA”.
La carta Nautica
Carte Costiere a scala 1:100.000
Costituiscono la prima serie base a
grande scala del portafoglio I.I.M.
interessano con continuità le coste
nazionali e il formato è in “DOPPIA
CASSETTA”.
Carte Costiere a scala 1:250.000
Costituiscono la seconda serie base, a media
scala, del portafoglio I.I.M. Interessano con
continuità le coste nazionali e parte delle coste
estere limitrofe estendibili, in veste
INTERNAZIONALE, a tutta l’area del
Mediterraneo. Sono in formato “DOPPIA
CASSETTA”.
La carta Nautica
Carte delle Traversate
Interessano vaste aree e consentono la condotta della
navigazione d’altura. La rappresentazione è a piccola scala
generalmente 1:1.000.000 e ricoprono tutta l’area del
Mediterraneo e del Mar Nero.
Sono in formato “DOPPIA CASSETTA”
Carte Generali
Interessano vasti bacini (Mar Mediterraneo e Mar Nero)
utilizzate per la pianificazione della navigazione.
La rappresentazione è a piccola scala non in formato standard.
La carta Nautica
Si intende per carta formato “CASSETTA” quella carta
che si inserisce sul contenitore a cassetto del tavolo di
rotta delle Unità Navali occupando, senza alcuna
piegatura quasi completamente il piano d’appoggio.
Formato Verticale (C.V.) le cui dimensioni sono
Formato Orizzontale (C.O.) le cui dimensioni sono
Utili in mm 770 x
550
Fuori tutto in mm
830 x 580
Utili in mm 520 x
750
Fuori tutto in mm
580 x 830
Simbolismo
Numero della carta
Titolo della carta
Stemma
Scala della carta
e parallelo di riferimento
Nota relativa
alla costruzione della carta
Avvertenze (eventuali)
Carta adiacente a scala analoga
Rif. alla carta a scala maggiore
Cornice graduata
Coordinata dei vertici
Data della ristampa
Correzione con AA.NN.
Note editoriali e copyright
La carta n.1111 “Simboli ed
abbreviazioni” viene presentata in
veste internazionale secondo le
indicazioni della INT1 e le specifiche
cartografiche
dell’I.H.O.
(International
Hydrographic
Organization). In essa sono riportati
i simboli e le abbreviazioni, nazionali
ed internazionali, che compaiono
sulle
carte
I.M.M.
(Istituto
Idrografico Marina).
Detti simboli ed abbreviazioni
consentono di leggere correttamente
le carte nautiche edite dall’I.I.M.,
siano esse in veste nazionale che in
veste internazionale, nonché quelle
carte edite dai Serivizi Idrografici
esteri che hanno addottato la
simbologia internazionale.
Simbologia
SCHEMA INTERPRETATIVO
Generalità
Numero della carta, Titolo, Note
Posizioni, Distanze, Direzioni, Bussola
Topografia
Configurazioni naturali
Configurazioni artificiali
Punti di riferimento
Porti
Idrografia
Maree, Correnti
Profondità
Natura del fondo
Scogli, Relitti, Ostacoli
Installazioni offshore
Rotte
Zone, Limiti
Aiuti e Servizi
Segnalamenti luminosi
Boe, Mede
Segnali da nebbia
Radar, Radio, Sistemi radioposiz.
Servizi
Servizi per il diporto
La carta Nautica
la carta di Mercatore
Fu ideata e pubblicata nel 1569 dal matematico Gerhard KREMER
(latinizzato in MERCATORE) per rispondere a due fondamentali
requisiti dei naviganti:
• consentire il tracciamento delle rotte sulla carta con una
linea retta.
• mantenere, in una area della carta relativamente limitata,
una sufficiente similitudine nella forma delle linee
tracciate (ad esempio le linee di costa) con le
corrispondenti della superficie terrestre (isogonismo).
L'asse centrale del cilindro è coincidente
con l'asse di rotazione della Terra; tutte
le rette che giacciono sulla superficie del
cilindro (dette generatrici della superficie
del cilindro) sono quindi parallele all'asse
terrestre e non lo intersecano mai.
I piani passanti per l'asse terrestre, che
"tagliano" la sfera lungo i meridiani,
intersecano anche la superficie del
cilindro lungo le generatrici.
Possiamo dunque concludere che
proiettando, dal centro della Terra,
tutti i punti dei meridiani sulla
superficie del cilindro, detti meridiani
corrispondono sul cilindro alle rette
generatrici.
Immaginando ancora di tagliare il
cilindro lungo una delle generatrici e di
distenderne la superficie su di un piano
( ...la carta appunto ), avremo che i
meridiani, che sulla superficie sferica
convergono verso i poli, sono invece
tutti rappresentati, sulla carta di
Mercatore, da rette parallele verticali.
Le regioni polari ed i
poli geografici non si
possono rappresentare
sulla carta di
Mercatore, che è
praticamente
utilizzabile fino ad una
latitudine massima di
80°.
Infatti, sulla carta, a causa del parallelismo dei meridiani (ma sappiamo che
nella realtà, sulla sfera terrestre, essi convergono verso i poli al crescere della
latitudine), la lunghezza dei tratti di parallelo tra due meridiani risulta sempre
uguale, quindi dilatata, al crescere della latitudine, rispetto alla situazione reale
della sfera terrestre.
La distanza tra due meridiani apparentemente costante sulla carta, in realtà
corrisponde ad una distanza sulla sfera terrestre via via minore al crescere
della latitudine (verso Nord o verso Sud).
La vera distanza tra due
meridiani, denominata
appartamento, varia
diminuendo al crescere della
latitudine ed è data dalla
seguente formula:
La carta Nautica
la carta di GNOMONICA
Questo tipo di carta viene ottenuto
proiettando, dal centro della Terra,
un'area della superficie terrestre su un
piano ad essa tangente.
La carta Nautica
la carta di GNOMONICA
Questo tipo di carta viene ottenuto
proiettando, dal centro della Terra,
un'area della superficie terrestre su un
piano ad essa tangente.
La carta
Nautica
Nella carta gnomonica le deformazioni sono minime intorno al punto di
tangenza, ma vanno via via crescendo allontanandosene.
Anche le carte di dettaglio a grande scala (1 : 50.000), riguardanti
un'area ristretta, come i porti, rade, ancoraggi, isole, passaggi ristretti
- denominate piano nautico - sono realizzate generalmente mediante
proiezione gnomonica.
In relazione al piccolo raggio dell'area rappresentata intorno al punto
di tangenza del piano su cui viene effettuata la proiezione (5-8 miglia),
la carta gnomonica rappresenta fedelmente la disposizione dei
particolari della costa e poco differisce da quella di Mercatore.
longitudine “l” (est - ovest).
Longitudine:
E' l'angolo compreso tra i due piani passanti, rispettivamente per il meridiano di
riferimento (il meridiano passante per Greenwitch) e per il meridiano passante nel punto
considerato.
La longitudine viene misurata in gradi sessagesimali da 0° a 180° ed assume segno
positivo (+) partendo dal meridiano 0° verso Est e segno negativo (-) partendo dal
meridiano 0° verso Ovest.
Tutti i punti della superficie terrestre situati sul meridiano di Greenwitch hanno
longitudine zero (0° 00' 00"); tutti i punti situati sul meridiano opposto sull'altra faccia
della Terra hanno longitudine 180° (180° 00' 00")
I valori delle longitudini positive e di quelle negative sono anche indicate
rispettivamente longitudine Est (+) e longitudine Ovest (-).
l
Il simbolo utilizzato per indicare la longitudine è “ ".
latitudine “f” (nord - sud).
Latitudine:
Viene denominata Latitudine la misura dell'angolo compreso tra la linea che congiunge
il punto considerato con il centro della Terra e l'analoga linea intercettata, sul piano
dell'equatore, dal piano del meridiano passante per lo stesso punto.
La latitudine si misura in gradi sessagesimali, da zero a novanta gradi, a partire
dall'equatore, verso il polo Nord (latitudini positive) e da zero a novanta gradi verso il
polo Sud (latitudini negative). Analogamente alle longitudini, le latitudini sono indicate
con la dizione di latitudine Nord (+) e latitudine Sud (-).
f
Il simbolo impiegato per indicare la latitudine è “ ".
La latitudine di tutti i punti situati sull'equatore è zero ( 0° 00' 00").
La latitudine dei poli è +90° 00' 00" (polo Nord) e -90° 00' 00" (polo Sud)
Tutti i punti della superficie terrestre di ugual latitudine sono situati su un parallelo
terrestre.
I punti della superficie terrestre che hanno latitudine 0° 00' 00" sono situati
sull'equatore.
Problemi della navigazione stimata
AL NAVIGANTE SI PRESENTANO 3 PROBLEMI:
• Individuazione del percorso
Lossodromia o ortodromia sostituita da spezzate di
lossodromia
• Guida della nave sul percorso
Utilizzo dei sistemi e apparati di navigazione
• Controllo della posizione sul percorso
Per via Grafica , Tabellare o Analitica
Problemi della navigazione stimata
LOSSODROMIA
Problemi della navigazione stimata
La navigazione stimata insegna a
determinare la posizione della nave
conoscendone:
la rotta e la velocità
S=V*T
Problemi della navigazione stimata
S=V*T
Problemi della navigazione stimata
S=V*T
Ma se T è sicuramente noto con precisione
non altrettanto possiamo dire per gli altri
elementi del moto di una nave
Il punto stimato sarà perciò sempre poco
attendibile se non continuamente rifasato
Problemi della navigazione stimata
1° problema
• Segnare il punto A e
la relativa ora
• Tracciare la rotta nel
punto A orientata
dell’angolo di rotta
• Con il compasso
prendere la distanza
M in miglia
• Riportare la distanza
M lungo la rotta
indicando gli orari
1000A
N
0930A
0900A
Problemi della navigazione stimata
2° problema
• Segnare il punto A e
la relativa ora
• Segnare il punto B e
unire i due punti con
un segmento
• Determinare con le
squadrette l’angolo
di rotta
• Determinare con il
compasso la distanza
tra i due punti sulla
scala delle latitudini
B
N
0900A
Posizionare un punto conoscendo
Long. e Lat.
Determinare Lat. e Long.
Tracciare una rotta
Determinare una rotta
Problemi della navigazione stimata
Qualora non dispongo di una carta che
contiene i due punti oppure quando il
percorso è superiore a 300 mg. e quindi la
lettura di M potrebbe essere molto
imprecisa posso utilizzare la
Tav. n°2 delle T.N.
STRUMENTI DI MISURA DELLA PRORA
Per una corretta navigazione stimata
occorrono strumenti che consentano di
misurare costantemente
ROTTA E VELOCITA’
Dalla loro precisione dipende nel tempo la
corretta guida della nave sul percorso
prescelto
STRUMENTI DI MISURA DELLA PRORA
Per misurare l’angolo di prora devo:
• Conoscere la direzione del Nord vero
• Materializzare la direzione della prora
rispetto al Nord
STRUMENTI DI MISURA DELLA PRORA
Per misurare
l’angolo di prora
ho bisogno della
bussola:
MAGNETICA
GIROSCOPICA
LA BUSSOLA MAGNETICA
DECLINAZIONE MAGNETICA (d)
Errore tra Nord vero e Nord magnetico
(varia da luogo a luogo da 0°+-180°)
Si definisce + la
declinazione EST
quando l’ago è
deflesso verso Est
Si definisce – la
declinazione OVEST
quando l’ago è
deflesso verso OVEST
Carta del 1940 indicante i punti di egual DECLINAZIONE
LA BUSSOLA MAGNETICA
Anche se le proprietà magnetiche di alcuni
materiali ferrosi (pietre Eraclee ) erano
note fin dall'antichità , esse venivano
impiegate principalmente per riti magici.
LA BUSSOLA MAGNETICA
Primi impieghi delle proprietà magnetiche
in campo della navigazione sembra che si
devono ai cinesi intorno al 4° secolo, e in
Europa, ai marinai Amalfitani intorno
all'anno 1000.
LA BUSSOLA MAGNETICA
In origine si usava la
bussola solo in condizioni
critiche, a cielo coperto
quando la navigazione con
le stelle era impossibile,
perché la si riteneva poco
affidabile.
LA BUSSOLA MAGNETICA
La bussola consisteva in
un ago magnetizzato
che si infilava su una
cannuccia e si metteva
a galleggiare in una
tazza piena d'acqua.
Oggi la precisione
ottenibile con una
buona bussola è intorno
ai 3 gradi.
LA BUSSOLA MAGNETICA
DEVIAZIONE MAGNETICA (d)
Errore dovuto al magnetismo della nave e dal suo
orientamento rispetto al Magnetismo Terrestre
La bussola magnetica si orienta pertanto sul
Nord Bussola
(varia da prora a prora da 0°+-180°)
Si definisce + la deviazione EST quando l’ago è
deflesso verso Est
Si definisce – la deviazione OVEST quando l’ago è
deflesso verso OVEST
TIPI DI BUSSOLA MAGNETICA
BUSSOLA DI ROTTA o DI GOVERNO
Posta in plancia davanti al timoniere
BUSSOLA NORMALE o AZIMUTALE
Per il calcolo dei rilevamenti in posizioni
idonee in coperta
GIRI DI BUSSOLA
Con nave alla BOA si effettuano dei giri di
360° leggendo ogni 15° il RLb di un punto
lontano di cui è noto il RLm
la differenza:
RLm – RLb = d
Le letture servono per creare la TABELLA
delle DEVIAZIONI per ciascuna bussola
ESEMPIO DI
CONVERSIONE
Pb ……
+d …….
___________
Pm …….
+d …….
___________
Pv …….
Pv ……
-d …….
___________
Pm …….
-d …….
___________
Pb …….
ESEMPIO DI
CONVERSIONE
RLb ……
+d …….
___________
RLm …….
+d …….
___________
RLv …….
RLv ……
-d …….
___________
RLm …….
-d …….
___________
RLb …….
LA BUSSOLA GIROSCOPICA
È uno strumento molto preciso ma estremamente
complesso, necessita di alimentazione elettrica
continua e a causa dell'ingombro e del costo è
impiegato solo a bordo delle imbarcazioni di una
certa importanza. La particolarità della
girobussola è che essa non sfrutta il campo
magnetico terrestre .
LA BUSSOLA GIROSCOPICA
La girobussola determina la direzione del Nord
sfruttando quattro leggi fisiche: l'inerzia e la
precessione proprie dei girostati; e due proprie
della sfera terrestre: la rotazione intorno all'asse e
la forza di gravità.
LA BUSSOLA GIROSCOPICA
Il giroscopio in se stesso non è idoneo ad indicare la
direzione del nord in quanto mantiene fisso
l'orientamento dell'asse rispetto ad un punto fisso
nello spazio, quale può essere considerata una
stella, quindi un osservatore fermo vedrebbe l'asse
del girostato muoversi secondo il moto apparente di
una qualsiasi stella che sorge ad Est e tramonta ad
Ovest.
LA BUSSOLA GIROSCOPICA
Per ovviare a questo moto apparente è necessario
applicare al girostato una forza che costringa il suo
asse a compiere un moto angolare (precedere) di un
angolo pari ed opposto al movimento apparente
degli astri dovuto alla rotazione terrestre.
LA BUSSOLA GIROSCOPICA
La forza impiegata per ottenere questa precessione
è quella di gravità che viene fatta agire sul girostato
per mezzo di un peso posto all'interno di una sfera
solidale con l'asse del girostato.
L'unica direzione di orientamento dell'asse del
girostato per la quale la forza di gravità non crea
un'azione di disturbo è quella Nord-Sud.
LA BUSSOLA GIROSCOPICA
In realtà nelle moderne girobussole non esiste alcun peso
vero e proprio che agisca sul girostato; l'effetto di
precessione è generato da circuiti elettronici che agiscono
sugli assi della sospensione cardanica per ottenere lo stesso
effetto; inoltre il girostato non è collegato meccanicamente
alla struttura cardanica ed anche il rotore è messo in
rotazione senza impiegare collegamenti meccanici; tutti
questi accorgimenti sono indispensabili per minimizzare
gli effetti dell'attrito che influiscono sulle prestazioni del
girostato.
LA BUSSOLA GIROSCOPICA
I pregi della girobussola, oltre alla precisione, sono
quelli di indicare il Nord vero e non quello
magnetico.
Il dato rappresentato non necessita di alcuna
compensazione e non risente della declinazione
magnetica, e di poter essere impiegata anche in
vicinanza dei poli magnetici dove invece la bussola
magnetica è inutilizzabile.
LA BUSSOLA GIROSCOPICA
I pregi della girobussola, oltre alla precisione, sono
quelli di indicare il Nord vero e non quello
magnetico, non necessita di alcuna compensazione
e non risente della declinazione magnetica, e di
poter essere impiegata anche in vicinanza dei poli
magnetici dove invece la bussola magnetica è
inutilizzabile.
STRUMENTI DI MISURA DELLA VELOCITA’
S=V*T
Percorso: miglia nautiche 1852 mt. = 2000yds.
Velocità: miglia per ora = Nodi
Tempo = Ora = 60 Min.
IL SOLCOMETRO
IL PRIMO SOLCOMETRO ERA COMPOSTO DA:
-una corda (sagola) con dei contrassegni o nodi,
distanti m 15,43, cioè un centoventesimo di miglio.
-una clessidra in cui la polvere cade in circa 30 sec.
-un galleggiante di forma triangolare, attaccato ad
un capo della sagola, in modo da restare verticale in
acqua.
-un mulinello da cui si svolge la sagola. Per misurare
la velocità della nave si fila la sagola ed il numero
dei nodi filati in 30 secondi equivarrà al numero delle
miglia percorse dalla nave, supponendo uniforme la
sua velocità.
IL SOLCOMETRO
GLI ATTUALI SOLCOMETRI SONO:
•
•
•
•
•
A ELICA
A TUBO DI PITOT
ELETTROMAGNETICI
A EFFETTO DOPPLER
GPS
È bene comunque ricordare che la velocità misurata dai comuni solcometri è
riferita alla superficie dell'acqua e non al fondo.
Questo significa che la velocità misurata dallo strumento può essere
notevolmente diversa da quella effettiva e riferita al fondo del mare.
LA CORRENTE
Uno degli elementi che generano errori
nella navigazione stimata è la
CORRENTE
Essa rappresenta il movimento orrizontale di
una massa d’acqua caratterizzata da:
• DIREZIONE = Dc (direzione verso cui la massa si muove)
• INTENSITA’ = Ic (Intensità in nodi del fenomeno)
LA CORRENTE
L’effetto della Corrente è quello di
trasportare alla sua stessa velocità e
nella sua direzione ogni oggetto che
galleggia sull’acqua.
Il fenomenro viene chiamato:
DERIVA
LA CORRENTE
La conoscenza del moto effettivo come
combinazione del moto proprio con quello
causato dalla corrente è necessario per poter
seguire il percorso scelto
LA CORRENTE
La conoscenza del moto effettivo come
combinazione del moto proprio con quello
causato dalla corrente è necessario per poter
seguire il percorso scelto
Dc
Ic
Rv
Veff
Pv
Vp
LA CORRENTE
La conoscenza del moto effettivo come
combinazione del moto proprio con quello
causato dalla corrente è necessario per poter
seguire il percorso scelto
- Dc
Ic
Rv
Veff
Pv
Vp
IL VENTO
Uno secondo elemento che genera errori
nella navigazione stimata è il
VENTO
LO SCARROCCIO
L’effetto del Vento sulle strutture della
nave combinato con l’effetto del mare
generano uno spostamento S
dell’Unità chiamato:
SCARROCCIO
Esso dipende:
Dalla forza e direzione dell’elemento perturbatore
Dalla forma e dimensione dello scafo
Dalla superficie delle sovrastrutture
Dall’immersione e dalla prora
LA CORRENTE
La conoscenza del moto effettivo come
combinazione del moto proprio con quello
causato dallo scarroccio è necessario per poter
seguire il percorso scelto
LA CORRENTE
La conoscenza del moto effettivo come
combinazione del moto proprio con quello
causato dalla corrente è necessario per poter
seguire il percorso scelto
S
Rv
Veff
Pv
Vp
LA CORRENTE
La conoscenza del moto effettivo come
combinazione del moto proprio con quello
causato dalla corrente è necessario per poter
seguire il percorso scelto
-S
Rv
Veff
Pv
Vp
LA CORRENTE E LO SCARROCCIO
Spesso le due forze si presentano
contemporaneamente con effetti che possono
sommarsi o contrastarsi
LA CORRENTE E LO SCARROCCIO
La conoscenza del moto effettivo come
combinazione del moto proprio con quello
causato dalla corrente e dallo scarroccio è
necessario per poter seguire il percorso scelto
S
Dc
Ic
Rv
Veff
Pv
Vp
ERRORI NELLA NAVIGAZIONE
STIMATA
GLI ERRORI CHE POSSONO COSI’ SUDDIVISI:
• STRUMENTALI
• DI APPREZZAMENTO DEI FATTORI ESTERNI
• DI GOVERNO
ERRORI NELLA NAVIGAZIONE
STIMATA
TALI ERRORI NON POSSONO ESSERE
QUANTIZZATI NE ANNULLATI MA NON DEVONO
ESSERE TRASCURATI
SI PUO’ FARE UN CALCOLO DELL’ATTENDIBILITA’
DEL Ps.
Incertezza nella rotta: +- 2°
Incertezza della vel.: 1/20 Vp
Pc
Ps
ERRORI NELLA NAVIGAZIONE
STIMATA
TALI ERRORI NON POSSONO ESSERE
QUANTIZZATI NE ANNULLATI MA NON DEVONO
ESSERE TRASCURATI
SI PUO’ FARE UN CALCOLO DELL’ATTENDIBILITA’
DEL Ps.
Incertezza Circolare : 4 mg ogni 100
Ps
Pc
ERRORI NELLA NAVIGAZIONE
STIMATA
IL PUNTO STIMATO OFFRE UNA CARATTERISTICA
CONTRASTANTE DI
INSUFFICENZA E INSOSTITUIBILITA’
• INSUFFICIENTE: ai bisogni del navigante e alla
sicurezza della navigazione perchè affetto da
errori imprevisti e incontrollabili
• INSOSTITUIBILE: perchè costituisce l’unico
metodo per la pianificazione e consente una
determinazione continua e senza vincoli del Pn.
RICHIAMI DI
NAVIGAZIONE
STIMATA