Eilisen elektroniikkaa

Radio ja radioaallot otettiin käyttöön merinavigoinnissa 2. maailmansodan jälkeen sellaisena, kuin sitä käytettiin jo ilmailussa. Radio mahdollisti laivan paikanmäärityksen, riippumatta tunnistettavista, näkyvissä olevista kohteista taivaalla tai rannalla. Menetelmät olivat samat, kuin ilmailussa. Pitkän matkan navigointijärjestelmiä olivat Consol, Loran ja Omega. Loran-järjestelmä on edelleen käytössä, satelliittinavigoinnin taustatukena.

Decca navigator Mark 21. - Kuva Copyright © Captain Crunch - Creative Commons. - Decca-järjestelmää käytettiin lähinnä keskipitkillä matkoilla ja rannikkonavigoinnissa. Sen käyttösäde oli noin 400 km. Järjestelmä oli hyvin tarkka, sillä sijainti saatiin selville kymmenen metrin tarkkuudella. Decca-järjestelmä oli käytössä vuoteen 2000 saakka.

Radiopeilaus - radiomajakat

1930-luvun puolivälissä käyttöön tullut radiopeilaus oli tärkeä väline reittien löytämiseen huonon näkyvyyden vallitessa. Vuonna 1936 oli jo 60 suomalaisessa kauppa-aluksessa radiosuuntimislaitteet ja toisen maailmansodan jälkeen niistä tuli alusten vakiovaruste.

Radiosuuntima on käytöstä poistunut merenkulun navigointimenetelmä. Se perustui tiettyjen radiomajakoiden lähettämien radiosignaalien vastaanottoon ja signaalien suuntatiedon seuraamiseen. Kun GPS-satelliittipaikannusjärjestelmä tuli laajamittaiseen käyttöön 1990-luvulla, radiomajakat poistuivat käytöstä merenkulussa.

Nykypäivän navigointia merillä - elektroniset navigointijärjestelmät

Elektroniset navigointijärjestelmät ovat sähkömagnetismia hyödyntäviä järjestelmiä, jotka vaativat toimiakseen sähköä. Näiden järjestelmien avulla saadaan tietoa aluksen suunnasta, paikasta, nopeudesta, etäisyydestä ja muiden alusten liikkeistä. Ne myös ohjaavat alusta käyttäjän ohjeiden mukaan ja kaikkea näin saatua tietoa voidaan seurata näytöltä.

GPS-järjestelmä

Tärkein ja käytetyin navigointitapa nykypäivän merenkulussa on GPS-järjestelmä. GPS eli Global Positioning System (suom. maailmanlaajuinen paikallistamisjärjestelmä) on Yhdysvaltain puolustusministeriön kehittämä ja rahoittama satelliittipaikannusjärjestelmä, viralliselta nimeltään Navstar GPS. Arkikielessä tällä tarkoitetaan satelliittipaikannusta eli satelliittinavigointia.

Merenkulussa alusten reaaliaikainen paikannustieto yhdistettynä muihin tietoihin mahdollistaa liikennevirtojen ja yksittäisten alusten reittien optimoinnin. Myös satamakäynteihin liittyviä alukseen ja lastin käsittelyyn kohdistuvia tapahtumia voidaan ennakoida ja sujuvoittaa ajantasaiseen paikannustietoon perustuen.

AIS – automaattinen tunnistusjärjestelmä

AIS (Automatic Identification System) on aluksella oleva järjestelmä, joka lähettaa aluksen tunnistus-, suunta-, nopeus-, paikka-, liike- ja navigational status -tietoja muille laivoille sekä vastaanottaa vastaavia tietoja muilta aluksilta.

Kaikuluotain

Kaikuluotaimen keksi Lewis Nixon vuonna 1906. Kaikuluotausta käytetään merenpohjan kartoittamiseen, hylkyjen paikantamiseen, vihollisen laivojen ja sukellusveneiden seurantaan sekä kalaparvien etsimiseen.

Kaikuluotain lähettää äänisignaalin, joka heijastuu kohteesta takaisin. Äänen edestakaiseen matkaan kuluneesta ajasta voidaan laskea kohteen etäisyys. Kaikuluotaimen ja tutkan toiminnassa on paljon yhteisiä piirteitä.

Merenkulkututka

Tutka otettiin navigoinnin apuvälineeksi toisen maailmansodan jälkeen. Merenkulkututka eli laivatutka on oleellinen osa laivan komentosillan integroitua hallintajärjestelmää. Se on nykymerenkululle välttämätön navigoijan perustyökalu. Sen tulee havaita sekä liikkuvat että kiinteät kohteet kaikissa näkyvyysolosuhteissa. Kun tutka liitetään ARPA-tietokoneeseen (Automatic Radar Plotting Aid), voidaan ympäristöstä saada kaikki tarpeellinen tieto havaintoja varten, rajoitetussa näkyvyydessä. ARPA:n eli automaattisen tutkamerkinnänpidon apuvälineen avulla voidaan seurata muiden alusten liikkeitä ja tehdä arvioita siitä, onko olemassa yhteentörmäämisen vaaraa.

Elektroninen kartan näyttämislaite

ECDIS (Electronic Chart Display and Information System) tarkoittaa elektronista kartan näyttämislaitetta. ECDIS-laitteella alukselle voidaan suunnitella reitti, jonka laite tarkastaa ja hyväksyy ennen reitin käyttöönottoa.

Automaattiohjain - autopilotti

Automaattiohjain huolehtii nykyisin aluksen ohjauksesta kulloinkin halutulla tavalla. Se saa tarvittavat paikka-ja suuntatiedot GPS-navigaattorilta, hyrräkompassilta, GPS-kompassilta, magneettikompassilta tai fluxgate-kompassilta.

GMDSS - hätä- ja turvallisuusjärjestelmä

GMDSS on merenkulun hätä- ja turvallisuusjärjestelmä. Järjestelmässä tieto kulkee radioaaltojen välityksellä.

Musta laatikko

Musta laatikko (Voyage Data Recorder VDR) on nimestään huolimatta väriltään oranssi tai punainen ja muodoltaankin lieriö. Aluksen upotessa se on suunniteltu irtoamaan helposti ja sitten se jää kellumaan. Siitä onnettomuuden tutkijat voivat saada siihen tallentuneita tietoja, kuten teknisiä mittausarvoja, kartta- ja tutkakuvia sekä kaikki käydyt keskustelut komentosillalla.

Akustiset navigointilaitteet

Akustisia navigointilaitteita ovat kaikuluotain ja loki. Aluksessa kaikuluotaimella mitataan veden pystysuoraa syvyyttä eli syväystä, eli sitä kuinka lähellä pohjaa alus on. Loki on aluksen nopeutta veden ja pohjan suhteen mittaava laite, jota voidaan käyttää myös matkan mittaamiseen. Käytettyjä lokityyppejä nykyisin ovat doppler-lokit ja korrelaatiolokit. Aluksen nopeutta voidaan mitata myös satelliittilokilla.

Kompassityyppejä

Yksinkertaisin kompassityyppi ja samalla peruskompassi, magneettikompassi ei vaadi toimiakseen sähköä. Sähköä tarvitsevat toimiakseen mekaaninen hyrräkompassi, fluxgate-kompassi, GPS-kompassi eli satelliittikompassi, laserhyrräkompassi ja kuituhyrräkompassi.

Lähteet

Maritimeforum.fi

Wikipedia

National Museum of American History: Telescopic Alidade

Martin Vermeer: Geodesia, kaiken perusta

Tietosanakirja Spectrum - WSOY

Jokamiehen merenkulunopas, toimittanut Helge Heikkinen - WSOY

Yhdysvaltain laivasto (United States Navy)

Valtioneuvosto: Satelliittinavigointijärjestelmien tehokas hyödyntäminen Suomessa

Arttu Linqvist: Opas ARPA-tutkakurssille

Hannu Huhtamäki: Elektroniset navigointijärjestelmät

Jorma Ahvenainen: Suomen ulkomaankauppa 1875 ─ 1975

TM: Gps-järjestelmän isä varoittaa: Olemme liian riippuvaisia satelliittinavigoinnista