Astronawigacja

I. KARTA PRZEDMIOTU
1. Nazwa przedmiotu: ASTRONAWIGACJA
2. Kod przedmiotu: Na
3. Jednostka prowadząca: Wydział Nawigacji i Uzbrojenia Okrętowego
4. Kierunek: Nawigacja
5. Specjalność: Wszystkie specjalności na kierunku Nawigacja
6. Moduł: podstawowy, uzupełniający STCW
7. Poziom studiów: I-go stopnia
8. Forma studiów: stacjonarne, niestacjonarne
9. Semestr studiów: III, IV
10. Profil: praktyczny
11. Prowadzący: Dariusz ŻOŁNIERUK
12. Data aktualizacji: 10.07.2013
CELE PRZEDMIOTU
Zgodnie ze specyfikacją minimalnych norm kompetencyjnych dla oficerów kierujących wachtą
nawigacyjną zawartą w Konwencji STCW 1978/95 oficer wachtowy winien legitymować się: zdolnością
wykorzystania ciał niebieskich do określania pozycji statku, zdolnością określania w oparciu o
obserwacje astronomiczne i uwzględniania błędów kompasów oraz umiejętnym posługiwaniem się
sekstantem, chronometrem, kalkulatorem i morskimi rocznikami astronomicznymi.
C1
Zapoznanie z własnościami trójkątów sferycznych i najważniejszymi twierdzeniami
z zakresu trygonometrii sferycznej mającymi zastosowanie w nawigacji i astronawigacji.
C2
Zapoznanie z możliwościami zastosowania twierdzeń trygonometrii sferycznej do
rozwiązywania podstawowych zadań nawigacyjnych i astronawigacyjnych.
C3
Zapoznanie z wykorzystywanymi w astronawigacji układami równikowymi współrzędnych
sferycznych.
C4
Przypomnienie i ujednolicenie wiadomości z zakresu mechaniki nieba, budowy Układu
Słonecznego oraz ruchu dobowego sfery niebieskiej w aspekcie wykorzystania ciał
niebieskich w charakterze znaków nawigacyjnych.
C5
Zapoznanie z dobowym cyklem okrętowych obserwacji astronomicznych oraz zasadami
doboru ciał niebieskich do obserwacji.
C6
Przekazanie wiadomości dotyczących rodzajów czasów w astronawigacji oraz wzajemnej
zależności czasu od długości geograficznej.
C6
Zapoznanie z układem współrzędnych sferycznych horyzontalnych.
C7
C8
C9
C10
Zapoznanie z budową i zasadą działania sekstantu klasycznego oraz techniką pomiaru
wysokości ciała niebieskiego.
Zapoznanie z budową i zasadami wykorzystania morskiego rocznika astronomicznego.
Zapoznanie z budową i zasadami wykorzystania identyfikatora gwiazdowego "Star Finder
& Identifier" (N.P. 323).
Zapoznanie z zasadami identyfikacji analitycznej, komputerowej i bezpośredniej
nierozpoznanych gwiazd i planet nawigacyjnych.
C11
Zapoznanie z zasadami określania wysokościowej astronomicznej linii pozycyjnej.
C12
Zapoznanie z zasadami określania szerokości geograficznej z kulminacji ciała niebieskiego.
C13
Zapoznanie z zasadami określania szerokościowej astronomicznej linii pozycyjnej
z pomiaru wysokości gwiazdy polarnej.
C14
Zapoznanie z zasadami określania pozycji obserwowanej z niejednoczesnych
astronomicznych linii pozycyjnych.
C15
Zapoznanie z zasadami określania pozycji obserwowanej z jednoczesnych astronomicznych
linii pozycyjnych.
C16
Przekazanie wiadomości dotyczących oceny dokładności astronomicznej linii pozycyjnej
i astronomicznej pozycji obserwowanej.
WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY,
UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI
1
Znajomość fizyki i astronomii na poziomie szkoły średniej.
2
Znajomość matematyki w zakresie trygonometrii.
3
Znajomość nawigacji w zakresie programu przedmiotu Nawigacja I.
EFEKTY KSZTAŁCENIA
EK1
Student zna dane kontaktowe nauczyciela prowadzącego, organizację przedmiotu, układ
godzin, pozycje podstawowej i uzupełniającej literatury fachowej, terminy
i zakres kolokwiów, kryteria ocen, warunki zaliczenia przedmiotu, a także sposoby, terminy i
miejsce konsultacji z nauczycielem.
EK2
Student zna podstawowe własności trójkątów sferycznych.
EK3
Student zna podstawowe twierdzenia trygonometrii sferycznej mające zastosowanie podczas
rozwiązywania zadań z nawigacji i astronawigacji realizowanych na powierzchniach kuli
ziemskiej i sfery niebieskiej.
EK4
Student zna zasady rozwiązywania prostokątnych trójkątów sferycznych.
EK5
Student zna i rozumie pojęcia dotyczące elementów sfery niebieskiej (osi, linii, punktów,
okręgów i płaszczyzn) tworzących układy równikowe (równonocny i godzinny) oraz charakter
zmian współrzędnych ciał niebieskich w omawianych układach.
EK6
Student posiada podstawową wiedzę o równaniu czasu słonecznego oraz o czasie średnim
słonecznym. Rozumie wzajemną zależność czasu od długości geograficznej
i potrafi rozwiązywać zadania dotyczące przeliczania czasów (uniwersalnego, miejscowego i
strefowego) oraz konwersji miar długości geograficznej.
EK7
Student zna i rozumie pojęcia dotyczące elementów sfery niebieskiej tworzących układ
horyzontalny oraz charakter zmian współrzędnych ciał niebieskich w tym układzie
wynikających z dobowego ruchu sfery niebieskiej.
EK8
Student zna i rozumie zasady identyfikacji nierozpoznanych gwiazd i planet, w tym
identyfikacji analitycznej.
EK9
Student potrafi obliczać wysokość i azymut ciała niebieskiego w oparciu o jego współrzędne
równikowe oraz współrzędne geograficzne pozycji obserwatora.
EK10
Student potrafi dokonać identyfikacji nierozpoznanych gwiazd i planet za pomocą
wydawnictwa "Star Finder & Identifier" (N.P. 323).
EK11
Student zna układ treści morskiego rocznika astronomicznego "The Nautical Almanac"
i rozumie zasady jego wykorzystania podczas rozwiązywania podstawowych zadań
astronawigacyjnych.
EK12
Student potrafi obliczać miejscowe kąty godzinne i deklinacje nawigacyjnych ciał niebieskich
na zadany moment i dla zadanej pozycji obserwatora.
EK13
Student potrafi obliczać momenty występowania i czasy trwania nawigacyjnych zjawisk
astronomicznych na zadany dzień i dla zadanej pozycji obserwatora.
EK14
Student zna budowę i zasadę działania sekstantu klasycznego, zasady jego kalibracji
i technikę pomiaru wysokości ciała niebieskiego.
EK15
Student potrafi przygotować sekstant do obserwacji i dokonać samodzielnie pomiaru
wysokości ciała niebieskiego.
EK16
Student zna i rozumie zasady określania astronomicznej linii pozycyjnej metodą
wysokościową, określania szerokości geograficznej z kulminacji ciała niebieskiego oraz
określania szerokościowej astronomicznej linii pozycyjnej z pomiaru wysokości gwiazdy
polarnej.
EK17
Student zna i rozumie zasady określania astronomicznych pozycji obserwowanych
z niejednoczesnych i jednoczesnych linii pozycyjnych. Potrafi ocenić dokładność
wykorzystanych linii pozycyjnych oraz dokładność otrzymanych pozycji obserwowanych.
EK18
Student potrafi określać astronomiczne linie pozycyjne oraz niejednoczesne i jednoczesne
astronomiczne pozycje obserwowane.
STRUKTURA PRZEDMIOTU
Forma zajęćwykłady
Liczba
godzin
EK1
W1
1
EK2
W2
1
EK3
W3
EK3
Forma zajęćlaboratoria
Liczba
godzin
2
L1
6
W4
2
L2
2
EK4
W5
2
L3
2
EK5
W6
3
EK6
W7
3
EK7-10
W8
2
L4
6
EK11-13
W9
2
L5
8
L6
2
L7
6
L8
20
L9
2
EK14
W10
EK15-EK18
W11
Liczba
godzin
2
EK15
EK16-18
Forma zajęććwiczenia
10
Suma
godzin
30
0
54
TREŚCI PROGRAMOWE
Treści dotyczące przedmiotów trygonometria sferyczna i astronawigacja zawarte w rozdziale
2.3.1. Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 13.07.2005 w sprawie programów szkoleń i
wymagań egzaminacyjnych w zakresie kwalifikacji zawodowych marynarzy – tabele 2.3.1. i 2.3.10)
(Dz.U. z dn. 09.09.2005)
W1
Zajęcia wprowadzające. Przedstawienie się nauczyciela akademickiego. Informacja o miejscu
i znaczeniu przedmiotu astronawigacja w kształceniu przyszłych oficerów wachtowych.
Przedstawienie celowości i struktury przedmiotu, zasad oceny i kontroli postępów słuchaczy.
Podanie literatury podstawowej i uzupełniającej do przedmiotu.
W2
Trójkąt sferyczny. Elementy i własności trójkąta sferycznego.
W3
Wzory: sinusów, cosinusów i semiversusów. Twierdzenia sinusów, cosinusów
i semiversusów oraz ich wykorzystanie do rozwiązywania trójkątów sferycznych.
L1
Wzory: sinusów, cosinusów i semiversusów. Rozwiązywanie trójkątów sferycznych
z wykorzystaniem twierdzeń sinusów, cosinusów i semiversusów.
W4
Analogie Nepera. Zastosowanie Wzorów Mollweidego (analogii Nepera) w nawigacji.
L2
Analogie Nepera. Rozwiązywanie trójkątów sferycznych z wykorzystaniem analogii Nepera.
W5
Trójkąt sferyczny prostokątny. Własności trójkąta sferycznego prostokątnego.
L3
Trójkąt sferyczny prostokątny. Rozwiązywanie trójkątów sferycznych prostokątnych.
W6
Sfera niebieska i równikowy układ współrzędnych, kąty godzinne. Pojęcie sfery niebieskiej.
Podstawowe osie, linie, punkty, okręgi i płaszczyzny na sferze niebieskiej. Układ równikowy
równonocny. Układ równikowy godzinny.
W7
Czas i równanie czasu. Słońce średnie i czas średni słoneczny. Równanie czasu
słonecznego. Zależność czasu od długości geograficznej (czasy: miejscowy, uniwersalny,
strefowy, urzędowy i okrętowy, międzynarodowa linia zmiany daty)
W8
Horyzontalny układ współrzędnych, identyfikacja ciał niebieskich, ruch dobowy. Horyzontalny
układ współrzędnych. Budowa i zasady wykorzystania identyfikatorów gwiazdowych.
Identyfikacja analityczna i bezpośrednia. Dobowy ruch sfery niebieskiej.
L4
Horyzontalny układ współrzędnych, identyfikacja ciał niebieskich, ruch dobowy. Obliczanie
współrzędnych horyzontalnych ciał niebieskich. Wykorzystanie identyfikatorów gwiazdowych.
W9
Rocznik, wykorzystanie, obliczanie wschodów i zachodów. Przeznaczenie i układ treści
morskiego rocznika astronomicznego „The Nautical Almanac”. Zasady obliczania
miejscowych kątów godzinnych i deklinacji ciał niebieskich. Zasady obliczania momentów
występowania wschodów i zachodów ciał niebieskich.
L5
Rocznik, wykorzystanie, obliczanie wschodów i zachodów. Obliczanie miejscowych kątów
godzinnych i deklinacji ciał niebieskich. Obliczanie momentów występowania wschodów i
zachodów ciał niebieskich.
L6
Kolokwium Nr 1
W10
Sekstant, poprawianie wartości kąta zmierzonego. Przeznaczenie i konstrukcja sekstantu
klasycznego. Stałe i regulowane błędy sekstantu. Zasady kalibracji sekstantu. Zasady
wykonywania pomiarów wysokości c.n.
L7
W11
Pomiar wysokości sekstantem, poprawianie wartości kąta zmierzonego. Praktyczna kalibracja
sekstantu. Wykonywanie pomiarów wysokości ciał niebieskich (planetarium).
Określanie pozycji, w tym szerokości z kulminacji ciała niebieskiego i z gwiazdy polarnej,
dokładność pozycji. Wysokościowa astronomiczna linia pozycyjna. Astronomiczna linia
pozycyjna z kulminacji ciała niebieskiego. Szerokościowa astronomiczna linia pozycyjna z
pomiaru wysokości Gwiazdy Polarnej. Astronomiczna pozycja obserwowana z
niejednoczesnych linii pozycyjnych. Astronomiczna pozycja obserwowana z jednoczesnych
linii pozycyjnych. Dokładność astronomicznej linii pozycyjnej. Dokładność astronomicznej
pozycji obserwowanej.
L8
Określanie pozycji, w tym szerokości z kulminacji ciała niebieskiego i z gwiazdy polarnej,
dokładność pozycji. Obliczanie elementów astronomicznych linii pozycyjnych, w tym
szerokości z kulminacji ciała niebieskiego i z Gwiazdy Polarnej. Określanie współrzędnych
astronomicznych pozycji obserwowanych. Obliczanie współrzędnych astronomicznych pozycji
obserwowanych. Ocena dokładności astronomicznej pozycji obserwowanej.
L9
Kolokwium Nr 2
NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE
1
Notebook z projektorem
2
Rzutnik światła dziennego i foliogramy
3
Tablica i kolorowe pisaki
4
Planetarium
5
Sekstanty
6
Chronometry morskie i sekundomierze
7
Morskie roczniki astronomiczne
8
Identyfikatory gwiazdowe
9
Tablice Nawigacyjne
10
Kalkulatory
11
Mapy morskie i nawigacyjne przyrządy kreślarskie
SPOSOBY OCENY (F-FORMUJĄCA, P-PODSUMOWUJĄCA)
P1
Kolokwium nr 1
EK2 ÷ EK10
F1
Sprawdzian
EK11 ÷ EK13
P2
Kolokwium nr 2
EK14, EK16 ÷ EK18
OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA
Średnia liczba godzin na
zrealizowanie aktywności
Forma aktywności
semestr
III
IV
razem
Godziny kontaktowe z nauczycielem
48
36
84
Przygotowanie się do wykładów i ćwiczeń
0
0
0
Samodzielne opracowanie zagadnień
0
0
0
Rozwiązywanie zadań domowych
0
0
0
SUMA GODZIN W SEMESTRZE
48
36
r.a
84
PUNKTY ECTS W SEMESTRZE
5
3
r.a
8
LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCĄ
1
Żołnieruk D. Astronawigacja cz. I. Gdynia, AMW 2008
2
Żołnieruk D. Astronawigacja cz. II. Gdynia, AMW 2003
3
Szczepański M. Podstawy astronawigacji cz. I. Gdynia WSM 1992
4
Szczepański M. Podstawy astronawigacji cz. II. Gdynia WSM 1995
5
Tymański K. Astronomiczne określanie pozycji metodą wysokościowej linii pozycyjnej.
Gdynia, WSM 1994
6
Jurdziński M. Wybrane problemy analitycznego określanie pozycji astronomicznej. Gdynia,
WSM 1993
PROWADZĄCY PRZEDMIOT (IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL)
1
mgr inż. Dariusz ŻOŁNIERUK, [email protected]