Fragen zum Navigationsunterricht (heute)

harold · 16 Oktober 2008, 13:58:07

Was wird eigentlich heute, in Zeiten von Loran und Satellitennavigation, an den seemännischen Fach- oder Spezialschulen im Bereich Navigation noch von den "alten Methoden" gelehrt?

Im Speziellen interessiert mich, wie weit, und wie vertiefend, der Bereich Astronomie und der Umgang mit entsprechenden Instrumenten und Verfahren noch Teil des Lehrplans ist.

Da wir mit Benny-U-30-Licht nun nach seinen eigenen Worten einen Truppenfachlehrer für Navigation der MSM als neues Mitglied haben, bitte ich ihn hier mal freundlich um Aufklärung!

Harold

Benny-U-30-Licht · 16 Oktober 2008, 18:03:37

Ach das ist mir aber eine Freude. Trotz des Aufkommen von GPS ist auch heute noch allgemeine Astronomie ein Teil des Lehrplanes. Wie z. B. Tetrische Messungen, Mittagssonne schiessen und Sternenkunde. Bei Ausfall des GPS müssen Offiziere ja auch ihren Standort bestimmen können. In der Nord- und Ostsee kann man sich auf genug Funkstellen an Land verlassen um seinen Standpunkt per Kreuzpeilung auf ca.30-40m genau festzustellen. z.B. Im Atlantik ist es nicht möglich, da die Peilungen viel zugenau wären. Die Schüler müssen erst die Theorie begreifen, dann schiessen sie an Land ein paar Sterne. danach gehts aufs Schiff und dort lernen sie die Praxis. Ehrlich gesagt schiessen sie auf dem Schiff ein paarmal die Sterne und merken dann wie doof das ist.

Benny-U-30-Licht · 16 Oktober 2008, 18:14:29

Ist vielleicht komisch gesagt aber, sie merken an Bord wie schwierig es teilweise ist die Sterne zu nehmen und dann in einem Tabellenbuch RICHTIG die Position zu ermitteln. Manche gehen dann laut ihren Längen- und Breitenangaben irgentwo in Afrika spazieren.

harold · 16 Oktober 2008, 20:07:28

Danke für die schnelle Antwort!
Darf ich meine Frage ein wenig vertiefen, so unbescheiden, wie ich bin

?

a) ad Lernziele ... soviel ich weiß, ist jede hochseegehende Einheit (zivil oder Marine) auch heute noch verpflichtet, einen Sextanten (und natürlich die erforderlichen Tabellenwerke) mitzuführen (für den Fall des Versagens elektronischer Systeme).
"Ehrlich gesagt schiessen sie auf dem Schiff ein paarmal die Sterne und merken dann wie doof das ist" klingt nun nicht gerade nach operanter Lernzielerfüllung für OAW. Wie sehen die Prüfungsanforderungen denn im Detail aus?

- Sind elektronische Hilfsmittel erlaubt, oder darf nur rein rechnerisch interpoliert werden?
- Gibt es Vorgabezeiten, Toleranzen (wie viele Bogenminuten)?
- Werden Messergebnisse sowohl von festen als auch von beweglichen Plattformen eingerechnet?

b) ad "tetrische" (wahrscheinlich Vertipper, terrestrische) Messung: wie weit werden dieser gemeinsam mit GPS zur Lagenetzausgleichung herangezogen? Wird das ebenfalls gelehrt?

c) ad Sternenkunde,
- welche Ephemeriden werden für planetare Bestimmungen verwendet (U.S. Naval Observatory?),
- mit welchen Astrolabien wird bei teilweiser Bedeckung gearbeitet,
- ist Sternbildkunde der Nordhalbkugel Lehrinhalt?

d) Sind Sumner-lines (LOP's) Teil des theoretischen Lehrstoffes, den du deinen Schülern vermittelst?

Besten Dank, freu' mich schon auf deine Antworten!

Ciao,
Harold

Wilfried · 16 Oktober 2008, 22:23:24

... mensch Harold, dass sind aber Fragen; die habe ich während meiner Ausbildung 1970 an der MOS in Bremerhaven schon gehaßt; war immer glücklich, wenn ich ungefähr mit meinem Schiff - nach Koppelung in einem Hafen eingelaufen bin, dessen Restauration nicht Ruhetag hatte...

Mit einem lieben Gruß
der Wilfried

harold · 17 Oktober 2008, 01:55:58

@ Wifried:
natürlich gehört zur ans-tändigen Navigation auch das Wissen um die Sperrs-tunde der ents-prechenden Localitäiten...

...damit man weiß, was man übertreten kann und muss!

Harold

Captain Hans · 17 Oktober 2008, 07:36:59

Hallo Benny-U-30-Licht

Mit großem Erstaunen habe ich Deinen Ausflug in die traditionelle astronomische und terrestische Navigation gelesen und da ich ein seefahrtstechnisches Dinosaurier (aussterbend), mit 26 Jahren Erfahrung als Offizier und Kapitän, bin,
erlaube ich mir Dir folgenden Rat zu geben:
Bitte laß Deine Schüler nicht mit diesen Erkenntnissen navigieren - denn es würde zu Massenstrandungen kommen, und Schiffe hätten sich hoffnungslos auf dem weitem, weitem Meer verirrt.
In der Nord- und Ostsee verlaß Dich auf Fremdpeilungen und Dein GPS wenn Du nach Hause kommen willst.
Nichts für Ungut.

Zu Harolds Frage: (ob das noch gelehrt wird)
16 Jahre lang habe ich Schiffe in aller Welt ausgerüstet - der Zustand des seemännischen Wissen ist für mich, gleich Null. Von astronomischer und terrestischer Navigation hat, bis auf ein paar noch verhandener Dinosauriere, keiner mehr eine Ahnung.
Ich spreche hier von der Handelsmarine - von dem Zustand in der Marine habe ich nur bedingt Kenntnisse.
In den Schulen wird es nur noch oberflächlich behandelt, wenn überhaupt. Sternen- und Planetenkunde ist ne Lachnummer.
Die Navigation ist heute über GPS fast vollständig automatisiert. Die elektronische Seekarte, ist mit dem Radar , dem Kreiselkompass und dem GPS verkoppelt und gibt kontinuierlich (in Farbe) die Position an.
Weicht das Schiff vom Kurs ab korrigiert der Computer automatisch den Kurs und führt das Schiff auf die Kurslinie zurück. Das Echolot und die Logge laufen ebenfalls mit.
Das System errechnet automatisch Durchschnittsgeschwindigkeit und das ETA.
Ist ein ARPA (Antikollisionsradar) (Vorschrift) im System, berechnet dieses jedes Schiff mit Kurs und Geschwindigkeit und bei Kollisionsgegnern errechnet es Ausweichkurs und Geschwindigkeitsänderung um einen sicheren Passierabstand zu gewährleisten.

Kleine Anekdote:
In den Downs vor dem englischen Kanal haben sich gegenseitig 12 Schiffe auf Kollisionskurs. Alle haben Antikollisionsradar. Allle Radargeräte errechnen Ausweichkurse.
Das Dumme ist nur alle, Ausweichmanöver heben sich gegenseitig auf - jetzt müßte jeder Kapitän wieder Seemann sein und nicht Überseetransportbegleiter. (offizielle deutsche Bezeichnung für Bordpersonal)
Wenn ein Kurs ins GPS eingegeben wird, werden für alle Kursänderungen Wegpunkte eingegeben und - dann errechnet der Nav.Computer Distanz, Reisedauer,ETA und Brennstoffverbrauch usw.

Nach Vorschrift haben heute alle Schiffe einen AIS Transponder an Bord, der automatisch IMO Nummer, Call Sign, Kurs, Geschwindigkeit, Reiseziel und die Gefahrengüter an Bord, an Landstationen übermittelt.
Die Landstationen (international vernetzt) überwachen alle Bewegungen der Schiffe, besonders in Zwangswegen und geben gegebenfalls Anweisungen für Kursänderungen. (ganz stark im englischen Kanal, deutsche Küste)
Die "Black Box" (meine Erfindung - die einzige deutsche ) erfaßt alle Daten des Schiffes (manchmal bis zu 15000 Meßstellen) in Echtzeit und sendet sie an die Reederei und gegebenfalls an Behörden.
Die Schiffe sind heute vollkommen überwachbar.

Dies wäre mal ein Thema für sich.

Astromische und terrestische Navigation werden überhaupt nicht mehr ausgeführt. Gott gibs, daß die Amerikaner das GPS nicht abschalten, denn das würde die jetzige Finanzkrise als Pippifax erscheinen lassen gegenüber den totalen Zusammenbruch des Welthandels.

Doch jetzt möchte ich etwas zu dem Thema Navigation beitragen:

Ich werde versuchen Grundsätzliches zu schreiben und nicht zu wissenschaftlich zu werden.

1. Grundsätzliche Arten der Navigation:

a. Terrestische Navigation (In Sichtweite von Küsten und Seezeichen) darunter fallen die Kreuz- und
Mehrfachpeilungen aber auch die Aufgabe der 4 Punkte, Abstandsmessung durch Winkelmessung eines bekannten
Landobjekts.
Hinzu gehört aber auch die Gezeitenrechnung, Abdrift und das manuelle Radarplotten.
Zu einem gewissen Grad gehört auch die Ortsbestimmung durch Radar dazu. (Da Radar nur eine Reichweite, je
nach Höhe der Antenne, von 20 bis 30 sm hat - also Küstennähe)
Standlinienversegelung im Plottverfahren

b. Funknavigation
Funkfeuer (Langwellen) für Zielfahrten geeignet (sehr altes akustisches System)
Decca (mit speziellen Seekarten und Sendern an Land)(nur in speziellen Seegebieten)(ausrangiert)(200-250
sm Reichweite)
Loran (mit speziellen Seekarten und Sendern an Land) (gibt es noch in spez. Gebieten)200 - 350 sm
Reichweite)
Omega (Langwellen) 4000 bis 600 sm Reichweite (ist ausrangiert)(Starke Sender in versch. Ländern)
(so viel ich weiß, wird es aber noch zur U-Boot Navigation und Kommunikation benutzt)

c. Satelittennavigation
Das erste System waren erdumlaufende russische und amerikanische Satelitten die eine genaue Position alle 60
oder 90 Minuten ermöglichten. (wird so viel ich weiß nicht mehr benutzt oder sind abgestürzt)
GPS (Global Positioning System) des amerikanischen Militärs. (geostationäre Satelitten) die heute eine, auf
1- 2 Meter genaue Positionsanzeige automatisch anzeigen.
Zu Anfang war nur eine Genauigkeit von 200 Metern freigeschaltet, um das verbessern stellte man noch einen
zusätzlichen Landsender auf, und nannte es Differential GPS. Die Genauigkeit wurde auf 20 - 30 Meter
verbessert.
Die Genauigkeit könnte 1-2 cm betragen, wenn es die Amerikaner freischalten würden - dann könnte man aber
ihre Raketen und Flugzeuge auch viel besser treffen.

d. die astronomische Navigation (Auf hoher See,wo es keine Satelittennavigation gibt)
Die alten Ägypterund die Araber machten die Anfänge, die Griechen und Römer entwickelten sie weiter und die
Phönizier brachten es schon enorme navigatorische Leistungen.
Die Namen der Sterne stammen alle noch von diesen alten Kulturen. Nehmen wir den großen Wagen, den wir alle
kennen, die 4 Navigationssterne heißen Benetnasch, Mirzah, Alioth und Dubhe die ersten drei in der Deichsel und
der letzte ist der hellere Stern in der hinteren Achse.
Sonne, Mond, die Planeten Jupiter, Venus und Mars, sowie ca. 70 - 80 Sterne werden zur Navigation benutzt.
Um die Gestirne zur Navigation verwenden zu können mußte ein Koordinatensystem her, damit man die Position
eines Gestirns bestimmen kann.
Also man stellte sich den Sternenhimmel wie eine Glasglocke um die Erde herum vor. Projezierte das irdische
Koordinatensystem an den Himmel. (Es also auch einen Himmelsäquator)
Zur Positionsbestimmung ergaben sich Dreiecke mit gekrümmten Linien also spärische Dreiecke. Zur Berechnung
benötigte man den Tangenshalbwinkelsatz (oder im Deutschen den Semiversussatz)
Das ganze nennt sich spärische Trigonometrie.
Wie wir das vom Pythagoras kennen benötigt man mindestens 2 Werte um so ein Dreieck berechnen zu können.
(Also z. B. einen Winkel und die Hypothenuse usw.)
Den Winkel zu einem Gestirn bekommen wir mit den Sextanten, einen genauen Zeitpunkt vom Chronometer und
Beta den Sternenwinkel aus den Ephimeriden (Tabellen in Jahrbüchern, HO-Tafeln) und dann brauchen wir noch
die Richtung des Gestirns (Azimuth)
Nun gehts los - nach dem Semiversussatz logarythmisch rechnen - bis Mitte 1960 mußte ich teilweise noch so
rechnen.
Währen des 2. Weltkriegs schickten die Amerikaner riesige Konvois nach England und Russland, sie hatten aber
nicht genügend ausgebildete Navigatoren. Also setzten sich eine Reihe von Mathematikern an die Aufgabe alles in
Tabellen zu wandeln und ein einfaches Schema zu erstellen, mit dem nach 3 monatiger Ausbildung Leihen
astronomische Berechnungen durchführen konnten.
Es entstanden die berühmten HO-Tafeln, immer 5 Stück für verschiedene Breiten und gültig für 5 Jahre, da sich
die Fixsterne nun doch bewegen. (ca. 4 Minuten pro Jahr)
Da aber die Berechnungen nur für einen Zeitpunkt gemacht werden können muß innerhalb der 5 Jahre Gültigkeit
interpoliert werden. Die Interpolationstabellen waren in den Tafeln enthalten. Es gibt Tafeln für Sonne,Mond und
Planeten und für ausgewählte Sterne.
Diese Tafeln (auch für Flugnavigation) haben die Navigation ungeheuerlich vereinfacht und ich habe nit Ihnen bis
1983 gearbeitet. (Sie sind auch heute noch vorgeschrieben, doch an Bord kann da keiner mit umgehen und wenn
das Schiff älter als 5 Jahre war, wurden sie meistens nicht erneuert)
Nach den Ephemeriden bekommt einen Bildpunkt des Gestirns auf der Karte (Erde), mit der Berechnung bekommt
eine Minutenabweichung , die man Richtung (Azimuth) des Gestirn anträgt, durch den Endpunkt des Antrags
zeichnet man eine Linie 90 Grad zum Azimuth des Gestirns und das ist dann endlich eine Standlinie auf der
man sich irgenwo befindet. Man braucht dann ein zweites Gestirn, möglichst um 45 - 60 Grad in der Richtung
versetzt, errechnet hierfür ebenfalls eine Standlinie, versegelt (plotten mit Parallelverschiebung) zu einem gleichen
Zeitpunkt und erhält dann endlich eine Position. (Genauigkeit 1- 2 sm).
Das war sehr einfach erklärt das Prinzip der astronomischen Navigation.
Es gibt dann noch einige Spezialfälle wie z.B:
Das Mittagsbesteck
Die Zeit-Längengrad Bestimmung
Das sind die ältesten Verfahren nach den auch Columbus navigiert hat.
Ortsbestimmung nach Sternen (nur n der nautischen Dämmerung möglich)
Ortsbestimmung währen des Tages mit Sonne, Mond und auch Jupiter und Venus
Sonnenamplitudenberechnung (bei Aufgang) zur Kreiselkompasskontrolle

Nun kommen wir zum Winkelmessen mit dem Sextanten. (Nachkommen des Meßstabs, Meßkreuz und Oktanten)
Zuerst brauchen wir einen Horizont und ein gut sichtbares Gestirn. Man mißt den Winkel Unterkante Gestirn bis
zum Horizont. Hört sich einfach an, hat aber viele Probleme.
Erstens ist oft der sichtbare Horizont nicht der wirkliche . Das hängt mit der Refraktion (Lichtspiegelung zusammen)
diesé hängt wiederum vom Luftdruck und Luftfeuchtigkeit ab, dafür müssen Korrekturen angebracht werden.
Dann muß auch noch eine Korrektur für die Augeshöhe (Ah) des Beobachters angebracht werden.
Diese Korrekturen sind in Tabellen angegeben bei denen man auch noch interpolieren muß
Wenn man sich nun noch ein rollendes und schlingerndes Schiff vorstellt, erkennt man, daß die Winkelmessung
nicht einfach ist und immer mit Ungenauigkeiten behaftet ist.
Sterne können nur in der "Nautischen Dämmerung" geschossen werden. Die Zeiten hierfür entnimmt man den
nautischen Jahrbüchern.
Für Yachten und kleine Schiffe ist es meistens unmöglich einen guten Horizont zu finden (speziell im Seegang),
deswegen benutzt man hier Sextanten mit künstlichem Horizont - für den natürlich wiederum eine
Berichtigung angebracht werden muß.

Ich hoffe daß ich etwas Klärung in die Navigationssysteme gebracht habe. Man kann natürlich ganze Bücher über jedes der genannten Themen schreiben, aber ich habe versucht, es noch verständlich zu halten.

Für meine Tippfehler entschuldige ich mich im Vorraus - habe Alles nur so runtergeschrieben- es ist nach Mitternacht
und nun trinke ich noch einen schönen 25 Jahre alten Whisky und dann ab in die Kiste.

Beste Grüße

Kapitän Hans

Bin gespannt auf eure Reaktion

harold · 17 Oktober 2008, 16:43:31

Servus Kapitän Hans,

Dank' dir sehr für die ausführlichste Darstellung!

Dass Himmelsmechanik und (rudimentäre) Sternkunde vernachlässigt werden ... hätte ich nicht gedacht!
Gibt es doch schon für wenig Geld nett-übersichtliche Astrolabien

zu kaufen, die Zusammenhänge (etwas einfach... na und?) recht gut veranschaulichen. Dazu ein brauchbarer Sternatlas, klare Winternacht...

...? Harold

Captain Hans · 17 Oktober 2008, 17:55:13

Ein Navigationssystem habe ich noch vergessen und dasist der Funkpeiler.
RDF (Radio Direction Finder)
Hier können von Küstenfunkfeuer Peilungen genommen werden, und außerdem kann er einen Peilton senden, der
von Küstenstationen eingepeilt wird (Fremdpeilung)
Dieses System dient zur Hauptsache für Schiffe in Not vor allem auch Yachten.
RDF ist auf allen Schiffen noch heute als Notsystem vorgeschrieben.

Gruß

Kapitän Hans

Tri · 17 Oktober 2008, 22:23:59

Hallo Kapitän Hans,

vielen Dank für deine "Grundsätzliche ... und nicht zu wissenschaftlichen" Erklärung zur Navigation auf See.

Du würdest garantiert vielen jetzigen und zukünftigen Besuchern und Mitgliedern des FMA eine sehr große Freude machen wenn du noch mehr deiner wirklich hervorragenden Erklärungen zu Begriffen der zeitgenössischen Seefahrt schreiben würdest. Gerne in einem gepinnten Thema.

Grüße
Tri

harold · 19 Oktober 2008, 16:39:33

Nach wie vor offen ist die Antwort auf die Frage, was davon denn heute noch in Mürwik unterrichtet wird.
Da wär ich schon noch interessiert dran...

Benny, kannst mal klären?

Captain Hans · 19 Oktober 2008, 21:22:42

mich würde üeberhaupt interessieren

wie und wo Navigation in der Marine unterichtet wird. Gibt es die Schule in Flensburg mit ihren Simulator noch.
Wird der super Simulator in Warnemünde genutzt.

Beste Grüße

Kapitän Hans

kalli · 19 Oktober 2008, 21:30:16

@Kapitän Hans, harold ,

nun da hoffe ich darauf, dass wir eine Antwort erhalten, die nicht von Benny kommt.
Vielleicht kann Big A das weiter leiten. Bitte Axel-das wäre wichtig- komme bald vom Urlaub zurück

Nur soviel: Lügen haben kurze Beine und Schwindler haben hier nur kurzzeitig eine Chance.

Zerstörerfahrer · 19 Oktober 2008, 21:44:11

Endlich spricht es mal einer aus, ich hab mich nicht getraut, wegen Verleumdung und so. Der Gedanke kam mir schon bei der PN von ihm, die ich vor seinem ersten Post bekommen hatte. Sorry, das ich das erst noch beobachten wollte.

René

kalli · 19 Oktober 2008, 21:55:16

@Rene,

ist doch kein Problem. Erst einmal gilt ja die Unschuldsvermutung

Wenn man dann Beweise hat, relativiert sich eben einiges. Und nicht vergessen- wir haben eine aufmerksame Moderatorencrew

Vielen Dank den Aufmerksamen !