Nawigacja w terenie za pomocą mapy i kompasu to podstawa. Drogę do celu lub swoją pozycję możemy wyznaczyć za pomocą azymutów i określania odległości.
Co to jest azymut jest wyjaśnione tu: http://pl.wikipedia.org/wiki/Azymut
Na nasze potrzeby nie będziemy uwzględniać dewiacji magnetycznej, z uwagi na krótkie odcinki na jakie dzielimy trasę. Przy większych odległościach może mieć to znaczenie.
Poprawka jaką należy wprowadzić jest zazwyczaj opisana w legendzie mapy.
Mapy.
W terenie posługujemy się zazwyczaj mapami topograficznymi w skali 1:50000, 1:25000 i (rzadziej) 1:10000.
Jak najprościej zorientowac się, ile 1cm na mapie odpowiada odległości w terenie? Bardzo prosto, od drugiej liczby odrzucamy dwa zera i już:
skala 1:50000 oznacza 1 cm na mapie = 500m w terenie
skala 1:25000 oznacza 1 cm na mapie = 250m w terenie
skala 1:10000 oznacza 1 cm na mapie = 100m w terenie
Mapy zorientowane są zazwyczaj tak, że północ jest na górze mapy. Każda mapa topograficzna wyposażona jest w siatkę układu współrzędnych. Istnieją różne układy i siatki, ale o tym póÂźniej.
Jak wyznaczyć azymut na mapie?
Odnajdujemy na mapie swoje położenie. Odnajdujemy punkt, do którego zmierzamy. Rysujemy linię pomiędzy tymi punktami. Za pomocą kątomierza mierzymy kąt zawarty między północą (pionowymi liniami siatki) a zaznaczoną linią - to jest nasz azymut.
Jeśli trasa jest dłuższa, lepiej podzielić ją na krótsze odcinki (w praktyce do 1000m).
OK, mamy określany kierunek marszu, teraz odległość. Jeśli dysponujemy mapą w skali 1:25000 to oznacza, że 1cm na mapie = 250m w terenie. Na mapie zmierzyliśmy, że naszego celu mamy 6cm, czyli 6*250=1500m.
Jak zmierzyć tę odległość w terenie?
Np. za pomocą kroków. Jednak kroków w terenie stawiamy duuuużo, no i licząc łatwo się pomylić. Stąd wymyślono, aby liczyć co drugi krok, czyli zawsze na tę samą nogę. Stąd też nazwa: parokrok.
Każdy musi zmierzyć jaką długość ma jego parakrok. Na nasze potrzeby przyjmijmy, że 1,5m.
Mamy do przejścia 1500m, a nasz parkorok to 1,5m. Obliczamy zatem ile parokróków musimy zrobić aby dotrzeć do celu: 1500/1,5 = 1000 parokroków.
W trudnym terenie pomiar nie będzie precycyjny, z uwagi na zmienną długość parokroków. W terenie górskim parokrok będzie krótszy, należy to koniecznie uwzględnić.
W handlu są dostępna tzw. krokomierze - urządzenia zliczające kroki. Przypina się takie coś do paska, zeruje licznik i zapomina o sprawie. Co jakiś czas można odczytać wynik i przeliczyć odległość.
Znamy więc azymut do celu (nasz kierunek marszu), wiemy jak wyznaczyć odległość więc możemy ruszać w drogę!
Za pomocą busoli określamy kierunek w terenie i jazda!
UWAGA!Metoda jest niezawodna, ale trzeba pilnować kierunku i odległości. Co jakiś czas należy sprawdzać swoją pozycję na mapie z charakterystycznymi punktami terenowymi.
Zazwyczaj azymut określa się w stopniach, jednak wojsko posługuje się inną miarą: tysięcznymi. Okrąg zawiera 6400 tysięcznych. Jest to dokładniejsza miara, jedna tysięczna to odcinek jednego metra obserwowany z odległości 1000m.
Przewaga tysięcznych nad stopniami:
1.Tysięczne pozwalają na bardziej precyzyjną nawigację bo mają większą rozdzielczość niż stopnie
2.Pomyłka o dziesięć tysięcznych to błąd 10m na jeden kilometr. Pomyłka o 10 stopni to błąd o 170m na 1 km.
3.Operowanie tysięcznymi ułatwia przeliczanie kątów i dystansów. Np.: odchylenie o 25 tysięcznych na 10 km to 250m. Jest to łatwe do przeliczenia.
4.Naprowadzanie ognia artylerii odbywa się za pomocą tysięcznych.
Dobre kompasy mają obie skale.
Ustalanie pozycji za pomocą kompasu.
Aby móc wykorzystać metody opisane poniżej, musimy wiedzieć "mniej więcej" w jakim rejonie się znajdujemy.
Konieczne jest także odnalezienie w terenie przynajmniej jednego charekterystycznego punktu orientacyjnego, którego położenie możemy odnaleÂźć na mapie (może to być szczyt góry, most, wieża kościelna, komin itd).
(metody poniższe są szczegółowo opisane w książce "Kompas i GPS dla początkujących" Rainer Hoh wydawnictwo Bezdroża 2005r)
1. Metoda z kompasem i linią pozycyjną.
Linia pozycyjna to linia na której się znajdujemy, łatwa do identyfikacji na mapie, np. scieżka, brzeg rzeki czy jeziora, linia energetyczna itp.
1. Odnajdujemy w terenie charakterystyczny punkt. Za pomocą busoli zdejmujemy jego namiar (określamy azymut).
2. Azymut przenosimy na mapę, rysując linię przechodzącą przez ten punkt.
Przecięcie lini z naszą linią pozycyjną to nasza pozycja.
2. Metoda w wysokościomierzem.
Zamiast lini pozycyjnej z metody pierwszej możemy odnaleÂźć wysokość położenia swojej pozycji na mapie (wg. warstwic), odczytując ją ze wskazania wysokościocierza.
Odpowiednia warstwica jest wtedy naszą linią pozycyjną.
Metodę 1 i 2 można łączyć w celu uzyskania bardziej precyzyjnej pozycji.
3. Metoda namierzania krzyżowego.
Odnajdujemy dwa charakterystyczne punkty w terenie, namierzamy je. Azymuty przenosimy na mapę. Punkt przecięcia się lini wskazuje naszą pozycję.
Najlepiej jeśli wybierzemy punkty o namiarach względem siebie o ok. 90°, wynik będzie dokładniejszy.
Można namierzyć 3 punkty, wtedy trójkąt powstały w miejscu przecięcia sią namiarów wskaże nam rejon w którym przebywamy.
Układy współrzędnych i siatki.
WGS84 (World Geodetic System z roku 1984)
Jest to układ współrzędnych geograficznych gdzie pozycję wyraża się w stopniach, minutach i sekundach.
Troszkę wyliczeń:
Obwód ziemi po równiku to 40076km. Dzielimy to na 360° i mamy 1° = ok. 111,32km. Jeden stopień dzielimy na 60 minut i mamy 1'= 1 mila morska (1,856 km). A minutę na sekundy i wychodzi że 1"= ok. 30m. (oczywiście wzdłuż równika, w polskich szerokościach geograficznych 1" w kierunku E-W to prawie 20m, a N-S to około 30m)
WGS84 jest układem przestrzennym. Położenie punktu opisane jest w nim przy pomocy dwóch kątów określających geocentryczny kierunek do danego punktu.Punkt może on być położony pod wodą, na powierzchni mórz lub ponad powierzchnią Ziemi - w atmosferze lub w przestrzeni kosmicznej. Ten układ, w którym określone są szerokość geograficzna i długość geograficzna jest stosowany do dziś wszędzie tam, gdzie wystarczy niewielka dokładność określenia położenia, rzędu dziesiątek metrów (nawigacja morska, lotnicza). Zaletą układu jest to, że jest jednolity i spójny dla całej kuli ziemnskiej.
Definicje z Wikipedii:
Szerokość geograficzna (ang. latitude, symbol φ) - jedna z współrzędnych geograficznych, kąt pomiędzy lokalną osią pionu a płaszczyzną równika. Wartości szerokości geograficznej rozciągają się między 0° na równiku i 90° na biegunach. Szerokość geograficzna może być północna (N; zobacz: półkula północna) lub południowa (S; zobacz: półkula południowa).
Długość geograficzna (ang. longitude; symbol λ) - jedna z współrzędnych geograficznych, kąt dwuścienny zawarty między półpłaszczyzną południka 0 (południka przechodzącego przez obserwatorium astronomiczne w Greenwich), a półpłaszczyzną południka przechodzącego przez dany punkt na powierzchni Ziemi.
Punkty położone na półkuli wschodniej, czyli na wschód od południka 0° do 180°, mają długość geograficzną wschodnią (symbol E), czasem nazywaną też długością geograficzną dodatnią. Punkty położone na półkuli zachodniej, czyli na zachód od 0° do 180°, mają długość geograficzną zachodnią (symbol W), czyli ujemną. Wszystkie punkty położone na tym samym południku mają tę samą długość geograficzną.
Siatka współrzędnych geograficznych nie jest najdoskonalszą siatką do nawigacji lądowej. Na mapach w skali 1:25000 często jest poprowadzona co 1', czyli w kierunku północ-południe jeden bok oczka siatki będzie miał ok. 74mm a w kierunku wschód-zachód ok 48mm.
Aby wyznaczyć pozycję z dokładnością do 1" (sekundy, czyli 20 do 30m) trzeba podzielić każdy z boków na 60. Ponieważ nie są równe, najwygodniej przygotować sobie wcześniej skalówkę i za jej pomocą odmierzyć sekundy.
Mierzymy każdy z boków siatki i wykonujemy linijkę z podziałką (bok siatki/60) od 0 do 60.
Przykład:
punkt ma współrzędne
49°27'30"N (49 stopni 27 minut 30 sekund szerokości geograficznej północnej)
20° 36' 30"E (20 stopni 36 minut 30 sekund długości geograficznej wschodniej)
Przykładamy skalówkę do najbliższych lini minut i odmierzamy sekundy w obu kierunkach (szerokość i długość geograficzną).
Można to robić zwykłą liniją, ale wtedy trzeba przeliczać milimetry.
Dokładniejsze pozycje mają jeszcze tysięczne częsci sekund. Taką pozycję trudno wyznaczyć, poza tym jest ona dość abstrakcyjna. Obliczanie odległoścu pomiędzy punktami wyrażonymi w tym układzie nie jest wygodne.
UTM (Universal Transverse Mercator)
Do celu precycyjnej nawigacji lądowej na niewielkich obszarach opracowano system współrzędnych płaskich. Są to siatki topograficzne, zwane też kilometrowymi. Najpopularniejsza i stosowana przez wojsko to UTM.
UTM polega on na podawaniu symbolu obszaru oraz odległości (w metrach) od równika i od jednego z południków rozmieszczonych co 6°.
Cała kula ziemska została podzielona na strefy. W ramach strefy są już konkretne mapy. Siatka UTM na mapie w skali 1:25000 to kwadraty o boku 4cm. Każdy bok kwadratów to 1km. Linie siatki są oznaczone jako kolejne kilometry od punktu odniesienia. Ostatnie trzy cyfry to metry (od 0 do 999)
Tu też można zrobić odpowienią skalówke, ale dobre busole są już w nią wyposażone. Jednak z uwagi na regularne rozmiary siatki (np. 4cm x 4cm) bardzo łatwo wyznaczyć pozycję zwykłą linijką.
Na przykład parking na SIII miał współrzędne geograficzne (WGS-84):
53°09'57"N 23°42'14"E
natomiast w siatce UTM:
34U 0680749E 5894142N.
34U to numer obszaru, taki arkusz mapy będzie potrzebny.
Pierwsza z liczb rośnie w kierunku wschodnim, druga północnym (coraz dalej od równika).
Odnajdujemy na krawędzi mapy oznaczenia 680000 i 58941000. Z koordynatów wynika, że pierwsza współrzędna leży 749m na wschód od lini pionowej 680000. Na mapie 1:25000 1mm=25m, zatem musimy odmierzyć 749m/25m=29,96mm.
To samo w kierunku północnym: druga współrzędna punktu jest oddalona 142m na północ od lini 5894000, czyli 142m/25m=5,68mm
W ten sposób mamy wyznaczony punkt z dokładnością 1m.
Oprócz szybkiej możliwości wyznaczenia pozycji siatka kilometrowa ma jeszcze jedną zaletę: o razu widać jak jest odległość pomiędzy punktami, ponieważ koordynaty wyrażone sa w metrach. Po prostu dodaje lub odejmuje sie metry w zależności od kierunku.
Istnieje wiele układów siatek topograficznych: Pułkowo 42, 1956, PUWG92 itd. Zasada działania jest taka sama, natomiast siatki te nie pokrywają się!
Określanie pozycji metodą kwadratów.
Metoda przybliżonego określania pozycji. Nie tak precyzyjna jak współrzędne, ale bardzo prosta i szybka. Służy do podania pozycji innym (sztab lub inna grupa) albo naprowadzanie artylerii czy lotnictwa.
Rejon działania dzielimy na kwadraty. Każdy z kwadratów otrzymuje oznaczenie literowe: A, B, C itd. W naszym przypadku posłużymy się kwadratami siatki współrzędnych. Nasz rejon obejmuje 16 kwadratów, od A do P:
Następnie każdy z tych kwadratów dzielimy na 9 mniejszych i numerujemy od 1 do 9:
Tak powstałe kwadraty ponownie dzielimy na 4 części i oznaczamy każdą A, B, C, D:
Jak się posługiwać tym systemem? Bardzo prosto, podajemy kolejno symbole kwadratów w których się znajdujemy, od największego (np. H) poprzez jeden z 9 (np. 6) i symbol najmniejszego (np. D). Czyli nasza przybliżona pozycja to: H6D (czerwona kropka, cywilna budowa domu na mapie głównej).
Parking: D5B
W przypadku naszej mapy (skala 1:25000) najmniejszy kwadrat ma bok prawie 7mm, czyli w terenie to obszar o wymiarach około 167x167 metrów. Wystarczająca prezycja, aby naprowadzić artlerię
Aby szybciej i precyzyjniej określić rejon można przygotować sobie skalówkę na folii i przykładać do mapy:
Oczywiście skalówka musi odpowiadać wymiarom kwadratu ma mapie. Ewentualnie można nanieść siatkę na mapę, ale BEZ OZNACZEĂ! (coby wróg nie odszyfrował w razie pozyskania mapy)
Numerowanie kwadratów może być w dowolny sposób: po kolei, losowo, spiralnie itd. Dzięki temu pozycję można przekazywać radiem jawnym tekstem.
Jeśli rejon działania jest na tyle duży, że brakuje liter alfabetu, dzielimy go na mniejsze i tworzymy osobne arkusze mapy dla każdego z nich. Wtedy podając pozycję najpierw podajemy rejon (numer arkusza) a potem resztę, np: 2-F3B lub 15-C7C itd.
