Navegação astronómica - coordenadas horárias

O Sistema de Coordenadas Horárias é constituido por:

·                Plano fundamental – o plano do Equador celeste

·                Eixo Fundamental – o eixo da esfera celeste

·                Direcção de Referência – a direcção do meridiano de GW ou o do meridiano do lugar

As coordenadas fundamentais utilizadas neste sistema são o Ângulo Horário e a Declinação:

Angulo Horário Astronómico ( h ) -  ângulo formado no polo elevado pelo meridiano de referência e o circulo horário do astro.

É medido pelo arco do Equador compreendido entre o meridiano de referência e o circulo horário do astro.

Conta-se a partir do meridiano de referência de 0º a 360º no sentido Oeste (sentido retrógrado, sentido dos ponteiros do relógio).

Declinação  ( d ) - É o angulo formado pelo raio da Esfera Celeste que passa pela posição do astro e a sua projecção sobre o Equador.

        É medido pelo arco do circulo de declinação do astro compreendido entre o Equador e o astro.

        Conta-se de 0º a 90º para Norte ou para Sul do Equador.

Ào Ângulo Horário anda associado o Ângulo no Pólo:

Angulo no Polo (P) - ângulo formado no pólo elevado pelo meridiano de referência e o circulo horário do astro.

É medido pelo arco do Equador compreendido entre o meridiano de referência e o circulo horário do astro.

Conta-se a partir do meridiano de referência, de 0º a 180º para Leste ou para Oeste.  Em consequência, terá que ser referido como Ângulo no Pólo Leste (P_E) ou Ângulo no Pólo Oeste (P_W)

A prática de Navegação Astronómica apela frequentemente para a relação entre o Ângulo Horário e o Ângulo no Pólo. Ambos transmitem a relação entre um meridiano de referência e o circulo horário do astro, mas poderão ter caracteristicas diferentes. Assim:

1.        Quando o ângulo horário é menor que 180º, o ângulo no polo é Oeste e igual ao angulo horário. P_w=h.

2.        Quando o ângulo horário  é maior que 180º o ângulo no polo é Leste e igual à diferença para 360º do valor do angulo horário.

À Declinação anda associada a Distância Polar:

Distância Polar  ( D ) - É o angulo formado pelo semi-eixo da esfera celeste que contém o polo elevado e o raio da esfera que passa pelo astro.

É medido pelo arco do circulo de declinação compreendido entre pólo elevado e o astro. Conta-se de 0º a 180º a partir do polo elevado.

As coordenadas horárias de um mesmo astro, principalmente o ângulo horário ( ou o ângulo no polo) variam de lugar para lugar e no mesmo lugar variam de acordo com o instante considerado. Tal como as  coordenadas horizontais, dependem da posição do observador, designando-se também de  “Coordenadas Locais”.

Curiosidades da orientação do ponto cardeal Norte

Através um relógio analógico

Este é um método bastante prático e serve para nos orientarmos rapidamente numa situação de emergência, por exemplo.
O único instrumento necessário é um relógio analógico e o Sol.


1 - Aponte a linha vertical do seu relógio (ou seja, aponte as 12 horas) para o Sol.
2 - Verifique a posição do ponteiro das horas e calcule a metade da distância dele para as 12 horas. Pronto, esta é a orientação norte-sul.
Resta saber qual é o norte e qual é o sul. Sabendo em que hemisfério estás, o Sol geralmente está na direção oposta, isto é, para quem está no hemisfério sul o Sol estará para o norte e vice-versa. Exceto para regiões próximas do equador onde o Sol oscila de norte a sul durante as estações do ano.

Como funciona este método?
Sabemos que o ponteiro das horas de um relógio dá duas voltas completas por dia (12 horas cada volta). Por outro lado a Terra dá apenas uma volta por dia. Quando usamos a metade da distância do ponteiro das horas até a posição das 12 horas estamos simulando um ponteiro virtual que gira com a metade da velocidade do ponteiro das horas, isto é, uma volta a cada 24 horas. Assim este ponteiro virtual que gira no sentido contrário do movimento aparente do Sol no céu fica estacionário em relação a Terra, ou apontando sempre para a mesma direção, a direção norte-sul.

Se você é totalmente leigo em orientação, lembre-se que o Sol nasce no leste e se põe no oeste.

o sistema DGPS em Portugal

Novo sistema de radionavegação de base terrestre

O DGPS é um sistema de radionavegação muito rigoroso que compara os sinais recebidos dos satélites GPS (Sistema de Posicionamento Global), utilizando posições de referência da Estação DGPS.

Determina correcções a aplicar e difunde-as aos utilizadores melhorando, deste modo, a exactidão da posição calculada a bordo.
O DGPS vem contribuir para a melhoria da navegação, proporcionando aos navegantes marítimos, ou outros, a capacidade de detectar, quase em tempo real, avarias ou falhas nos satélites GPS. Permite assim, uma navegação mais segura em águas costeiras e restritas, a realização de provas de governo e manobra com mais precisão, permite efectuar o posicionamento de bóias e proceder a levantamentos hidrográficos (oceânicos e costeiros) com maior rigor. A fiabilidade deste sistema é de tal importância que, por exemplo nos Estados Unidos, após a implementação de uma rede DGPS costeira, prepara-se já uma rede DGPS que cubra todo o território continental.
Em Portugal continental, a Marinha tinha já duas estações DGPS, uma no Cabo Carvoeiro, em Peniche, a outra, no Cabo de Sagres, operacionais desde 2002. Agora contam-se mais duas a funcionar em pleno: a estação da Horta e a de Porto Santo. De forma geral, cada Estação DGPS alberga duas antenas de transmissão, uma cabine onde se encontram diversos equipamentos e infra-estruturas de apoio ao sistema Diferencial GPS e a casa do gerador.
Além destas estações DGPS, foi instalada na Direcção de Faróis, entidade agora responsável pela "vida" da rede DGPS, uma estação de controlo, que efectua a monitorização e controlo, em tempo real, do funcionamento dos vários componentes das 4 estações.
No que respeita à área de coberturta, estas estações abrangem a quase totalidade da ZEE de Portugal continental, e dos Arquipélagos da Madeira e Açores.
Durante a cerimónia, realizada no dia 13 de Outubro, decorreu uma breve apresentação e historial da rede DGPS em Portugal, pelo Comandante Sardinha Monteiro, um dos responsáveis pelo projecto. De seguida, procedeu-se à assinatura do auto de recepção definitiva do sistema, aviso à navegação declarando a operacionalidade plena das estações e do auto de transferência da responsabilidade, da operação do sistema, do IH para a Direcção de Faróis.
Ao encerrar a sessão, o Chefe do Estado Maior da Armada, Almirante Vidal Abreu, destacou a importância deste "projecto de inovação da Marinha, com benefícios efectivos para a segurança e economia de quem anda no mar."
Com a concretização do projecto DGPS, Portugal volta a ter um sistema de radionavegação de base terrestre, tornando-se as estações DGPS as dignas sucessoras das estações Omega diferencial, implementadas também pelo Instituto Hidrográfico, na década de 1970.

antenas de DGPS

Geratriz do movimento, na cinemática, aplicada no Radar

Posições particulares do eco

CPA  e  TCPA

 

CPA  -  Closest  Position  Approaching

Ponto, da geratriz de movimento, mais próximo do OS (centro do indicador do radar). Na prática a noção de CPA pode surgir um tanto deformada, traduzindo muitas vezes a distância entre o ponto CPA própriamente dito e o OS.

Para determinar o CPA seguem-se os seguintes passos (ver Diagrama    ):

1.    Recorrendo ao registo de 2 ou 3 posições sucessivas do eco define-se a geratriz de movimento do navio observado;

2.    A partir do centro do indicador (ou do centro da rosa de manobra) baixa-se a perpendicular à geratriz de movimento;

3.    O ponto definido na geratriz pelo pé da perpendicular é o CPA;

4.    A distância entre o centro do indicador e o CPA é a distância ao CPA, muitas vezes referida, senão todas, como o valor do CPA.

TCPA  -  Time to Closest  Position  Approaching

Hora a que o navio observado atinge o CPA.

Para calcular o TCPA, depois de determinado o CPA, seguem-se os seguintes passos (ver Diagrama):

1.    Calcula-se a velocidade relativa dos navios com base nas posições sucessivas do eco sobre a geratriz de movimento;

2.    Mede-se a distância entre uma dessas posições e o CPA e, recorrendo ao valor da velocidade relativa calculada, calcula-se o intervalo de tempo que o eco demora a percorrer essa distância.

3.    O  TCPA  é a hora que resulta da soma desse intervalo de tempo à hora correspondente à posição utilizada no ponto anterior.

Exemplo   ( Diagrama )

Considere-se o navio de referência a navegar à proa 070º com uma velocidade de  15 nós. Observou sucessivamente um eco tendo feito os seguintes registos:

                                                1000          Z_v= 006º             d= 9.0 mi

                                                1006          Z_v= 001º             d= 7.0 mi

                                                1012          Z_v= 351º             d= 5.0 mi

Recorrendo à rosa de manobra, localize as sucessivas posições do eco, trace a  geratriz de movimento, calcule a velocidade relativa dos navios, localize o CPA, indique a distância ao CPA e calcule o TCPA.

luzes e balões - R.I.E.A.M.