Του Καπτ. Β. Δαβή
Η εύρεση της θέσης/στίγματός μας με οποιοδήποτε σύστημα προσδιορισμού θέσης στηρίζεται σε μια κοινή βασική αρχή λειτουργίας, η οποία είναι η ίδια από την εποχή του Μαγγελάνου και του Κολόμβου. Όλες οι μέθοδοι που προσδιορίζουν τη θέση μας στηρίζονται στην εύρεση της απόστασής μας (του δέκτη) ή στη διόπτευση ή στον συνδυασμό τους κάποια χρονική στιγμή από έναν σταθερό σταθμό αναφοράς, μόνο που αυτός ο σταθμός είναι διαφορετικός στο κάθε σύστημα. Έτσι, θα λέγαμε ότι για τα Δορυφορικά Συστήματα GPS (Global Positioning System) Glonass, BeiDou, Galileo κ.λπ., ο σταθμός αναφοράς είναι οι δορυφόροι τους και η ακριβής θέση τους πάνω στην τροχιά την οποία εκτελούν κατά τη χρονική στιγμή της παρατήρησης. Αντίστοιχα, στην Αστρονομική Ναυτιλία, ο σταθερός σταθμός αναφοράς είναι οι απλανείς αστέρες, ο Ήλιος ή άλλα ουράνια σώματα και η ακριβής θέση τους πάνω στην τροχιά της φαινόμενης περιφοράς τους γύρω από τη Γη με βάση τις αστρονομικές εφημερίδες. Τέλος, στην Ακτοπλοΐα, ο σταθμός αναφοράς μπορεί να είναι ένας φάρος στη στεριά ή ένας κάβος στεριάς ή αλλιώς ένα μικρό νησάκι, κ.λπ.
Από όλα τα δορυφορικά συστήματα προσδιορισμού θέσης, αυτό το οποίο έχει δοθεί για πολιτική χρήση ελεύθερα στην παγκόσμια αγορά είναι το GPS, το οποίο εκπέμπει δύο επίπεδα ακριβείας. Tο ένα εξ αυτών είναι δορυφορικό, για στίγμα μεγάλης ακριβείας, και το άλλο είναι δορυφορικό με επίγεια διόρθωση (differential GPS), με στίγμα μικρότερης ακριβείας.
To κανάλι που χρησιμοποιούν οι ΗΠΑ για στρατιωτικούς σκοπούς είναι ξεχωριστό και δεν εμπλέκεται με τα κανάλια παγκόσμιας δημόσιας χρήσης.
Πρέπει να γνωρίζουμε ότι ο εκάστοτε πρόεδρος των ΗΠΑ έχει κρατήσει το δικαίωμα της διακοπής αυτού του ελεύθερου σήματος για όσο χρόνο αυτός κρίνει απαραίτητο, όταν και αν διαπιστωθεί ότι κινδυνεύει η ασφάλεια του αμερικανικού κράτους π.χ. από μια πολεμική αναμέτρηση ή οποιαδήποτε άλλη κρίσιμη κατάσταση.
Συμπέρασμα: ο ναυτίλος πρέπει κατά διαστήματα να εξασκείται στην παραδοσιακή ναυτιλία, ήτοι αυτό το οποίο θα ονόμαζα «γυμνάσιο παραδοσιακής ναυσιπλοΐας». Και βέβαια το εν λόγω γυμνάσιο απαιτεί σε γενικές γραμμές:
1. Η εκτέλεση παρατηρήσεων αστροναυτιλίας δεν περιορίζεται από το αν υπάρχουν έντυποι χάρτες, καθώς μπορούν να απεικονιστούν στο ECDIS.
2. Το χρονόμετρο του πλοίου να είναι σε καλή κατάσταση.
3. Ο εξάντας σε καλή κατάσταση.
4. Αστρονομικές εφημερίδες (almanac).
5. Διόπτρα σε καλή κατάσταση για διοπτεύσεις ακτοπλοΐας.
Ατομικά χρονόμετρα – Χρόνος GPS
Η μέτρηση του χρόνου στο δορυφορικό σύστημα GPS είναι ύψιστης σημασίας.
Ο προσδιορισμός του στίγματος ενός σημείου πάνω ή κοντά στην επιφάνεια της γης με τη βοήθεια των δορυφόρων είναι δυνατόν να γίνει με διάφορες γεωμετρικές μεθόδους. Στα σύγχρονα δορυφορικά συστήματα προσδιορισμού θέσεως έχουν επικρατήσει δύο μόνο μέθοδοι: η μέτρηση αποστάσεων δορυφόρων-δέκτη και η μέτρηση διαφορών αποστάσεων.
Ο χρόνος λειτουργιών του συστήματος GPS τηρείται στους επίγειους σταθμούς ελέγχου, με μια σειρά ατομικών χρονομέτρων ακριβείας του ναυτικού παρατηρητηρίου των ΗΠΑ (US Νaval observatory) και της χαρτογραφικής υπηρεσίας άμυνας (Defense Mapping Agency).
Οι δορυφόροι GPS έχουν τα δικά τους ατομικά χρονόμετρα ακριβείας (ρουβιδίου και καισίου), τα οποία με τη βοήθεια των επίγειων σταθμών ελέγχου παραμένουν συγχρονισμένα στον χρόνο GPS.
Τα ατομικά χρονόμετρα ρουβιδίου έχουν μεγαλύτερη σταθερότητα για μετρήσεις μικρής διάρκειας, ενώ τα ατομικά χρονόμετρα καισίου έχουν μεγαλύτερη σταθερότητα για μετρήσεις μεγάλης διάρκειας. Οι δορυφόροι διαθέτουν και τα δύο είδη χρονομέτρων.
Η θέση του πλοίου προσδιορίζεται στην ταυτόχρονη τομή μίνιμουμ τριών σφαιρικών επιφανειών με κέντρα τις γνωστές θέσεις ισάριθμων δορυφόρων και ακτίνες τις μετρηθείσες αποστάσεις του δέκτη από τους δορυφόρους αυτούς.
Δίνει σε πραγματικό χρόνο (real time) και επί συνεχούς βάσεως (24ώρου) για οποιαδήποτε περιοχή της γης:
1) Στίγμα μεγάλης ακρίβειας σε τρεις διαστάσεις, (πλάτος φ, μήκος λ και ύψος h), πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, ανάλογα με τις βασικές επιλογές του χρήστη:
i. Ως προς το γεωδαιτικό σύστημα αναφοράς, π.χ. WGS-84, ED-50 κ.λπ., στο οποίο αναφέρονται οι συντεταγμένες του στίγματος.
ii. Ως προς την απεικόνιση του στίγματος με γεωδαιτικές ελλειψοειδείς συντεταγμένες (φ, λ, h) ή με καρτεσιανές συντεταγμένες UTM (X, Y).
2) Ακριβή παγκόσμιο χρόνο UTC (Universal Time Coordinated).
3) Ταχύτητα του πλοίου ως προς τον βυθό ‒ S.O.G.
4) Πορεία του πλοίου ως προς τον βυθό ‒ C.O.G.
5) Ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών ναυτιλίας ‒ από μικροεπεξεργαστή βάσει σχετικού λογισμικού.
