Středověké GPS - kvadranty a sextanty

19. květen 2009 | 06.00 |

davisův kvadrantPředchůdcem moderních navigačních systémů GPS byly zajímavé přístroje, které jsou dnes známy zejména z románů. V nich se dočítáme, jak námořníci určovali svoji polohu na moři vzhledem ke slunci a ke hvězdám – kvadranty či sextanty.

Nejstarším úhloměrným přístrojek navigaci je Davisův kvadrant (na obrázku). Zkonstruoval jej kolem roku 1596 cestovatel  John Davis, který objevil v roce 1592 Falklandy. Skládal se ze dvou výsečí kruhu s průzory doplňujících se na kvadrant. Měřila se jím výška Slunce nad obzorem zachycením jeho polohy na stínítko. Při měření nebylo potřeba mířit přístrojem na slunce, uživatel stál ke slunci otočený zády. Jezdec na horním ze dvou kalibrovaných oblouků byl nastaven tak, aby jeho stín dopadal na otvor. Na druhém oblouku bylo hledí, kterým se přes otvor pozoroval obzor. Součet úhlů hledí a jezdce udával úhlovou výšku slunce nad obzorem, ze které se určovala zeměpisná šířka. Tento přístroj se užíval se do konce 17. století, ale nedal se pochopitelně používat třeba v noci.

Přístroje zvané kvadrant, sextant a oktant se vyvinuly z trikvetru. Triquetrum je paralaktické pravítko – starověký přístroj k určování zenitových vzdáleností. Má dvě pohyblivá ramena připojená ke svislé tyči: otáčivé rameno s dvěma průzory, jimiž se zaměřuje hvězda, a rameno se stupnicí, na níž se odečítá zenitová vzdálenost. Velké stěnové kvadranty se upevňovaly na stěny, aby se zvýšila jejich stabilita. Tycho Brahe měřil polohy hvězd stěnovým kvadrantem s přesností 1'.
   K navigaci, k přesnému určení zeměpisné šířky, byl určen ruční kvadrant. Byl to čtvrtkruh z mosazi, jehož výhoda byla v tom, že jeden směr určovala šňůra olovnice. Druhý směr určoval jeden z rovných krajů, který měl na každém konci záměrné zařízení. Navigátor hleděl na hvězdu přes záměrné zařízení a šňůra ukazovala výšku hvězdy.

Princip sextantu objevil Isaac Newton, ale svůj objev nezveřejnil. Tak se stalo, že znovu až kolem roku 1730 sextant nezávisle na sobě objevili anglický matematik John Hadley a americký vynálezce Thomas Godfrey. Sextant začal být používán v navigaci, kde nahradil astroláb.

Sextant využívá překrytí odrazu pozorovaného tělesa (např. hvězdy) v polopropustném zrcadle s obrazem horizontu. Úhel se měří s pomocí otočného zrcátka spojeného s kalibrovanou stupnicí, přičemž úhel otočení zrcátka α odpovídá výšce nad obzorem 2α. Stupnice mívá maximální označenou hodnotu 120°, takže přístroj má tvar kruhové výseče s úhlem 60° tj. šestiny plného úhlu – odtud název sextant.

John Hadley (1682 - 1744) r. 1731 navrhl oktant – přístroj na měření zenitových vzdáleností nebeských těles – předchůdce sextantu. Druhé rameno trikveru se stupnicí bylo nahraženo osminou kruhu. Kvůli větší přesnosti je vybaven dvěma zrcátky s dalekohledem. Pohybem ručičky koincidoval navigátor obraz hvězdy s horizontem. Oktantem lze měřit úhel do 90° a sextantem do 120°. Přesnost sextantu je asi 30''. Sextant umožnil opravdu první přesné měření astronomických vzdáleností na moři.

Sextant není přístroj (na rozdíl od mnoha forem moderní navigace) závislý na elektřině jako GPS satelity. Pro tyto důvody, je považován za praktický záložní navigační prostředek.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 1.29 (7x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře