Peiltoestellen en azimuth nemen

Peiltoestellen en azimuth nemen

Inleiding

We kunnen op heel eenvoudige wijze de kompasfout bepalen.
Ook kunnen we , als we goed strak in de trossen langs een kade liggen, de koers van de kade vergelijken met die van het schip
Echter, dan moeten we wel peilpunten of een kade in de buurt hebben.

Midden op zee hebben we dat niet.
Dan zullen we het op een andere manier moeten doen: met behulp van hemellichamen.

Om dat te kunnen moeten we eerst begrijpen wat De Sfeer nu eigenlijk is.
 

Peiltoestellen

Aan boord zullen we de fout van het kompas meestal vaststellen met een peiltoestel.
Deze wordt op het betreffende kompas gezet waarna een peiling op, meestal, de zon wordt genomen.
Het verschil in de richting waarin wij de zon gepeild hebben en de berekende richting is de fout van het kompas.
En met deze fout kunnen we bij een magnetisch kompas dan de deviatie vaststellen.
(Daarover later meer.)

Er zijn verschillende soorten peiltoestellen.

Keep en draadvizier

Aan boord zullen we het meest een peiltoestel van het type Keep en draadvizier aantreffen.

Aan de ene zijde (rechts) zien we een rechtopstaand object met een gleufje, de keep, en aan de andere zijde een object met in het midden een nylon draad.
We verdraaien de ring zodanig dat we het te peilen object in één lijn zien met de draad en de keep.
Daarna kunnen we het aantal gepeilde graden aflezen.




Je kijkt dus door de keep en de draad naar het object tot deze in lijn staan.
In de bodem van het peiltoestel zit ook een draad die boven de kompasroos ligt.
Door de pen in het midden van de bodemplaat staat het toestel precies gecentreerd op de afdekplaat van het kompas, waar een bronzen centreerring op zit.
De peiling is nu af te lezen .

Het nadeel van dit peiltoestel is dat we alleen zaken kunnen peilen die niet al te ver boven de horizon staan.
En hemellichamen die dicht bij de horizon staan zijn door de breking va het licht niet zuiver meer te peilen.
Dus voor het peilen van, bijvoorbeeld, de zon hebben we een ander peiltoestel nodig.

Thomson peiltoestel

   

Kelvin William Thomson patenteerde in 1902 zijn peiltoestel.
Meer dan 100 jaar oud dus en nog steeds in gebruik.

-We plaatsen de onderrand van ons oog zo dicht mogelijk in de buurt van de pen.
(Inderdaad: PAS OP! )
Zo staat ons oog goed opgesteld ten opzichte van het prisma.


-Vervolgens richten we het toestel zo goed mogelijk in de richting van het hemellichaam (zon).


-Daarna wordt het prisma zodanig verdraaid dat de weergave van de zon op de kompasroos komt te liggen.


-Bij de afleespijl in de voet van het peiltoestel kunnen we nu het aantal graden van de peiling aflezen.

Noot: Met enige oefening kunnen we met het Thomson peiltoestel ook objecten aan de wal uitpeilen.
Dit vergt wel wat oefening, en je zult de objecten op de kop in het prisma zien.
Wat overigens juist weer een voordeel is, omdat zo de top van, bijvoorbeeld, een vuurtoren op de gradenboog van de kompasroos komt te liggen.

Ook zitten er nog gekleurde glaasjes voor het prisma om de zon een beetje te kunnen dimmen zodat je niet verblind wordt.
Een zonnebril dus.

Azimut berekenen

Van de zon is exact bekend wat zijn stand is.
Deze wordt uitgedrukt in GHA en Dec(linatie, d).

Alle punten die we op de aarde hebben (Meridianen, parallellen, polen, equator etc) kunnen we ook op de sfeer projecteren.

De sfeer is een denkbeeldige bol om de aarde heen, waarvan de straal onbekend maar zeer groot is en waar alle hemellichamen op liggen.
Of ze in hte echt nu verweg van de aarde staan of dichtbij maakt niet uit.

Op aarde hebben we een 0º merdiaan: de meridiaan van Greenwich.
Dus hebben we ook een MvG op de sfeer.
Op aarde hebben we een equator, dus hebben we ook een equator op de sfeer: de HemelEquator (HQ)

De hoek die de zon rechtsom vanaf de HemelGreenwichmeridiaan maakt over de HQ totaan de meridiaan waar de zon in staat wordt de GREENWICH HOUR ANGLE genoemd.
En de hoogte dat de zon boven de hemelequator staat wordt de DECLINATIE genoemd.

En deze Declinatie en Uurhoek (GHA & Decl) staan in tabellen vermeld in de Almanac.

Met deze twee waarden kunnen we de peiling van de zon bepalen.

Wel moeten we er om denken dat de zon meer dan 8º boven de horizon staat.
Door breking van het licht ("refractie") bij laagstaande zon klopt de peiling anders niet meer.


Wanneer licht van een dunne dichtheid naar een dikkere dichtheid gaat breekt het en buigt het af.
De zon kan zelfs onder de horizon staan terwijl jij hem nog boven de horizon ziet.
Van je peiling klopt dan niet veel meer.

Knappe koppen uit het verleden hebben ooit bepaald dat als de zon minimaal 8 graden boven de horizon staat de peiling voor ons doel nog nauwkeurig genoeg is.

De uurhoek bepalen.

Zoals we nu weten staan in de Almanacs (Nautical/ Reed's/ Brown's) de GHA en decl per dag en per heel uur vermeld.

Maar de zon draait en verandert van hoogte naarmate er tijd verstreken is.

De zon draait in bijna 24 uur (23 uur 56 min) in de sfeer om de aarde heen.

In die tijd legt hij dus 360º af.
360º/24h=15°/h. (GHA)
15º/60 min= 0,25º/min
0,25º/60sec=0,004º/sec

We moeten de stand van de zon dus corrigeren voor het tijdstip waarop we de peiling nemen.

Gelukkig hoeven we dat niet te berekenen (kan wel! Met interpoleren).
In de almanacs staan tabellen met "Increments and corrections". (Toenames en correcties.

Per minuut na het hele uur staat dan de verandering in GHA en Decl aangegeven.
Er zijn dus maar liefst 59 van die tabellen.

Stel dat ik om xx uur, 1 min en 44 sec de zon gepeild heb.
Dan zoek ik eerst de gegevens bij het hele uur op.
Dan naar de tabel voor 1 min. en bij de 44e seconde lees ik af dat bij de GHA nog 0 graden en 11,0 minuten moet optellen.
Bij de declinatie (d  in de tabel) moet ik nog 10,3 minuten optellen.

In de praktijk ronden we gewoon af naar de dichtstbijzijnde minuut.
Als je zo nauwkeurig hebt weten te peilen dat die 0,004 min per seconde gaat uitmaken heb je wel heel nauwkeurig weten te peilen.

Nu we de GHA hebben uitgerekend moeten we nog weten wat de hoek van de zon is ten opzichte van mij. De zogenaamde Local Hour Angle, LHA
Dat doen we door de lengte van onze positie bij de GHA op te tellen, dan wel af te trekken.

In de tekening kunnen we zien dat als we ten westen van de MvG zijn, we de lengte van de GHA moeten aftrekken. (West = less)
Zitten we er ten oosten van dan moet het erbij op (O = Optellen)
Dan hebben we de z.g. Local Hour Angle (LHA) uitgerekend.

Met deze waarde kunnen we de ware peiling op de plek waar wij ons bevinden uitrekenen.
 

LHA => WP

Stel we hebben de volgende situatie:

MWS: 52º 33'0 N   004º 30'0W
Datum: 28 oktober
Tijd (UTC): 10:35.

Waarschijnlijk hebben we onze tijd op de klok aan boord op de Plaatselijke Ware Tijd staan. (LMT)
De gegevens in de Almanac staan in UTC ("GMT").
We zullen dus de tijd dat we de zon gepeild hebben misschien terug moeten rekenen naar UTC.

Dat kunnen we doen door Lengte in Tijd (LiT) toe te passen.

De zon legt in 1 uur tijd 15 graden over de wereldbol af.
Dus als we onze lengte van de positie door 15 delen weten we ook hoe lang hij er over doet om vanaf de MvG bij ons te komen.
Dat noemen we LiT

In ons voorbeeld zou dat zijn -4,50/15=0,3 uur.(0,3x60=18min)
Het sommetje wordt:

LMT (BT)

LiT
____+
GMT

Zon gepeild:

10:35 BT
-00:18 LiT
_______+
10:17 UTC

We hebben de zon dus om 10:17 GMT gepeild.

Om 10:00 UTC is de GHA van de zon: 334º 02'.9

 

De increment bij 17'00" is : 4º 30',0

De berekening wordt nu:

GHA         334 (afgerond)
Incr             +5
_____+
GHA         339
L                 -5 (004 30 W afgerond. Let op: niet verwarren met de +5 van de incr.!!)
_____+

LHA         334

Is dit nu ook de peiling (P)?

nee.

Die berekenen we met de formule :

Z = Inv tan [ sin LHA / (cosL . tan d) - (sin L . cos LHA) ]

Nadere uitleg van de formule kun je hier vinden

Als: LHA < 180 => P = LHA
Als: LHA > 180 => P = 360 - LHA

Dus de P van de zon toen we hem peilden was 360 - 334 = 026 gr.

Deze vergelijken we met de peiling die we van het kompas hebben afgelezen en we weten de fout van het kompas. (tc of misw)

Nu is het heel eenvoudig om de deviatie van het MK te bepalen.

 

Oefensom





Gegevens:
Datum: 29 okt.
Tijd: 11:16:13 LMT
MWS : 30º 40',3N  101º 32',0 E
KP: 007º
Peiling op de zon met peiltoestel op het magnetisch kompas:  ***º
Variatie (uit de kaart) +4º 30'

Gevraagd:
Wat is de deviatie van het kompas?

Uitwerking

¹GHA  349°
LiT       +2°
_________+
GHA   351°
incr       +4°
       _____+
LHA    355°

LHA > 180 => P = 360 - 355 = 005°
Misw=+2 (KP: 007, LHA 005 => Misw= 2°

KP = 007
Var = +004

Misw= var+dev
+2 = +4 + dev
dev= +4 - 2
dev = +2

helaas zijn we er nu nog niet.

We hebben nu de LHA van de (in dit geval) zon.
Maar nog niet de WP.
Die moeten we berekenen met een formule.

Z = Inv tan [ sin LHA / (cosL . tan d) - (sin L . cos LHA) ]
                        A                B                             C

Als we dit even inzichtelijker maken:

Inv tan: Uit de berekening komt dus de tan van een bepaalde hoek.
              En die hoek is de WP van de zon op jouw lokatie.
              Je bereknet dus eerst alles en het getal dat daar uit komt moet je de inverse
              tan van nemen.
              Op je rekenmachine is dat waarschijnlijk INV => Tan => Ans.

Om die Inv tan te berekenen moet je eerst alles erachter berekenen.
Dus stapjes A, B en C
(De Inv tan kan op je rekenmachine heten:
Inv tan
tan-¹
Arc tan)

A: de sin van de LHA die je hierboven berekend hebt.
B: cos van de lengte van je positie in graden, tiende van graden maal de
    tan van de declinatie.
C: sin van lengte van je positie maal de cos van de LHA

A moet gedeeld worden door de uitkomst van B en C
Je rekent dus eerst B en C uit.
Die vermenigvuldig je met elkaar en laten we de uitkomst even D noemen.

Nu wordt het sommetje Z = A/D



 

Uitwerkformulier

Hierbij een formulier om LHA en Z (P) uit te rekenen.
Downloaden, saven en printen.

  • Het arrangement Peiltoestellen en azimuth nemen is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    Menno Jacobs
    Laatst gewijzigd
    2024-03-18 11:34:12
    Licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:

    • het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
    • het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
    • voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Toelichting
    Het werken met peiltoestellen op het kompas en de kompasfout bepalen met behulp van het nemen van een azimuth
    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld

  • Downloaden

    Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

    Metadata

    LTI

    Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI koppeling aan te gaan.

    Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.

    Arrangement

    IMSCC package

    Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

    Voor developers

    Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op onze Developers Wiki.

  • Gebruik
    Weergave
  • Wikiwijs is een dienst van