Plaatsbepaling en navigatie

Navigatie/stuurmanskunst: de kunst om vanaf een gekozen vertrekpunt een vooraf bepaalde eindbestemming te bereiken. Daarbij zijn kennis en vaardigheden nodig.
Tijdens het navigeren, let je op herkenningspunten.
Om te kunnen navigeren zijn 3 dingen van belang:
• Je vertrekpunt (kennis)
• Je eindbestemming (kennis)
• Een haalbare route naar je eindbestemming kunnen uitstippelen (vaardigheid)
En:
• De rol van het geheugen
Hulpmiddelen: kaart, wegbewijzering, gps-ontvanger. Stephen Wiltshire, persoon met een fenomenaal visueel geheugen
• Herkenningspunten en koerscorrecties
Koerscorrectie: een nieuwe route uitstippelen tussen je huidige positie en de eindbestemming
• Erfelijke factoren en leerprocessen

Referentiestelsel = coördinatenstelsel: hiermee kun je aan anderen duidelijk maken waar je bent. Voor plaatsbepaling op aarde bestaat een coördinatenstelsel uit meridianen (lengtecirkels) en breedtecirkels.

Een coördinatenstelsel bestaat uit: Meridianen(lengtecirkels) en breedtecirkels/parallellen
De aarde draait is een bol die om een as draait, de uiteinden van die as zijn de Noord- en Zuidpool.
De grootste breedtecirkel is de evenaar(equator). Het vlak door de evenaar(equatorvlak) gaat door het middelpunt van de aarde. Als je de aarde snijdt met een vlak waarin de aardas ligt krijg je een meridiaan. Alle meridianen zijn grootcirkels - cirkels waarvan het middelpunt samenvalt met het middelpunt van de aarde. Hun straal is gelijk aan de straal van de aarde.
De eerste coördinaat(Noorderbreedte/Zuiderbreedte) geeft aan op welke breedtecirkel het punt ligt
De tweede coördinaat(Westerlengte/Oosterlengte) geeft aan op welke meridiaan het punt ligt.
Coördinaten worden uitgedrukt in graden, minuten en seconden; het zijn dus eigenlijk hoeken.
Bijv: 53° 23’ 28’’ = 53 + 23/60 + 28,34/3600

Een route over een grootcirkel heet een grootcirkelkoers.

Formules voor verband tussen geografische- en rechthoekige coördinaten:
X1= RcosB1xcosL1
Y1= RcosB1xsinL1
Z1= RsinB1

R= straal van de aarde - 6378 km
B1= breedte, noorderbreedte is positief, zuiderbreedte negatief
L1= lengte, oosterlengte is positief, westerlengte negatief

Door twee willekeurige plaatsen P1 en P2 op aarde gaat precies één grootcirkel. De kortste afstand tussen twee plaatsen op aarde is de afstand langs die grootcirkel. De berekening van deze afstand gaat als volgt (zie figuur)
De coördinaten van P1 noteren we als .
De coördinaten van P2 noteren we als .
C is het middelpunt van de aarde.
De hoek tussen CP1 en CP2 noemen we Ψ.
De straal van de aarde noemen we R.
Nu geldt de volgende formule:

Als je de coördinaten van P1 en P2 kent, kun je dus hiermee Ψ berekenen.
De afstand g tussen P1 en P2 kun je nu berekenen met de formule:

Inclinatie: de hoek die een veldlijn met het horizontale vlak maakt, met deze hoek kun je vaststellen op welke noorderbreedte of zuiderbreedte je bent.

Navigatie-instrumenten: zonnewijzer, graadstok, sextant en Daviskwadrant

Nodig voor goede zonne-navigatie:
• Nauwkeurige hoekmetingen aan de hemel
• Een goede klok
• Tabellen met posities van hemellichamen in Greenwich op nauwkeurig bepaalde tijden

Uit de zonnestand de oosterlengte of westerlengte bepalen:
• Je gaat naar de nulmeridiaan en zet je klok precies op 12 uur als de zon z’n hoogste stand heeft, die klok neem je mee op reis
• Om van een andere plaats de oosterlengte of westerlengte te bepalen, kijk je op welk tijdstip op die klok de zon daar zijn hoogste stand heeft. Als je bijv. daar de hoogste stand vindt om 1 uur ben je 15° westelijker dan de nulmeridiaan

Hemelnoordpool:Het zichtbare snijpunt van de aardas met de hemelkoepel
Hemelzuidpool: recht tegenover het zichtbare snijpunt van de aardas met de hemelkoepel
Hemelevenaar:De snijcirkel van het aardse evenaarsvlak met de hemelkoepel, de hemelevenaar verdeelt de hemelkoepel op een andere manier in tweeën, namelijk in een noordelijk en een zuidelijk hemelhalfrond.De hemelevenaar gaat door oost en west en staat het hoogst boven de horizon in het zuiden.
Meridiaan:De grote cirkel omschreven als hemelnoordpool en zenit, de snijpunten van de meridiaan met de horizon noemen we het noorden en het zuiden
Poolshoogte:De hoogte van de hemelnoordpool boven de horizon.

Als je op een heldere avond de sterrenhemel bekijkt, zie je die langzaam draaien. Dat is gevolg van de draaiing van de aarde. Op het noordelijke halfrond lijkt 1 ster (depoolster) bij die draaiing op z’n plaats te blijven. Dat komt omdat die poolster ongeveer op het verlengde van de draaiingsas van de aarde ligt. De andere sterren lijken een cirkel om de poolster te draaien.

Satellieten: objecten die met raketten in een baan om de aarde zijn gebracht

Navigatiesatellieten verzenden signalen naar de aarde, een gps-ontvanger vangt deze op. Deze signalen zijn specifiek en hebben een identificatie, hiermee herkent een gps-ontvanger van welke satelliet het signaal komt.
Een signaal bevat ook informatie over het tijdstip waarop het verstuurd is.
een gps-ontvanger meer het tijdverschil en kan daarmee de afstand tot een bepaalde satelliet bepalen. Met deze informatie kan een gps-ontvanger de positie op aarde berekenen met een nauwkeurigheid van 5 tot 15 meter.

Navigatiesatellieten zweven op een grote hoogte boven het aardoppervlak en zenden radiogolven uit, die verplaatsen zich in vacuüm met een snelheid van het licht (3x10^8m/s)