Menuleft - MarinerThai.Net

หน้าแรก

เว็บบอร์ดชาวเรือ

สารบัญเว็บไซด์ชาวเรือ

เอกสารน่าอ่านไทย

เอกสารน่าอ่านอังกฤษ

สาระไอทีชาวเรือ

แหล่งคนหางานเรือไทย

บทความจากสมาชิก

นิทานชาวเรือ

คนเรือหัวหมอ

คู่มือปฏิบัติงานเรือ

ระบบสื่อสาร-เดินเรือ

พจนานุกรมศัพท์ทางเรือ

ความหมายคำย่อทางเรือ

ข่าวอัพเดทรายวัน

ข่าวสดราคาน้ำมันโลก

รวมข่าวโจรสลัด

รวมข่าวอุบัติเหตุทางเรือ

สนับสนุนเว็บเรา

สถิติผู้เข้าชมเว็บนี้

ติดต่อเรา

เปิดเว็บ 1 ตุลาคม 2545

 

ขณะนี้เวลา | Your Time
10:46:33

Nathalin Group

MarinerThai 2004

TOP Enginerring Group

 

 
 
 

 

 

TOP Engineering Group - VTOL UAV Thailand

Advertising in marinerthai.net Advertising in MarinerThai.Com

ศิลป์และศาสตร์แห่งการเดินเรือ – จากที่เรือรายงานสู่ที่เรือดาวเทียม

ศิลป์และศาสตร์แห่งการเดินเรือ – จากที่เรือรายงานสู่ที่เรือดาวเทียม


บทความโดย : Capt. Nemo - กัปตัน นีโม

สารบัญ

หน้า 1 บทนำ

การเดินเรือรายงานและเดินเรือชายฝั่ง

ยุคแรกเริ่มของการเดินเรือดาราศาสตร์

หน้า 2 การค้นพบโลกใหม่ และการเดินทางรอบโลก

หน้า 3 การพัฒนาเครื่องมือเดินเรือดาราศาสตร์รุ่นต่อมา

กว่าจะมาเป็นแผนที่เดินเรือยุคใหม่

กล้องส่องทางไกลและเซ็กส์แตนท์

หน้า 4 การหาลองจิจูดในทะเล

หน้า 5 การเดินเรือดาราศาสตร์สมัยใหม่

เข้าสู่ยุคแห่งการเดินเรืออิเล็กทรอนิกส์

หน้า 6 ระบบวิทยุหาที่เรือ (RADIO NAVIGATION SYSTEM)

หน้า 7 ระบบเดินเรือด้วยแรงเฉื่อย (INERTIAL NAVIGATION SYSTEM)

หน้า 8 ระบบหาที่เรือด้วยดาวเทียม (SATELLITE NAVIGATION SYSTEM)

ปรากฏการณ์ DOPPLER และระบบ NAVSAT

ระบบ GPS

หน้า 9 ระบบหาที่เรือด้วยดาวเทียมอื่นๆ

ระบบแผนที่อิเล็กทรอนิกส์

สรุป


ระบบเดินเรือด้วยแรงเฉื่อย (INERTIAL NAVIGATION SYSTEM)

ระบบเดินเรือด้วยแรงเฉื่อยถูกพัฒนาขึ้นในปลายทศวรรษที่ ๑๙๕๐ เพื่อใช้กับเรือดำน้ำ ทำให้เรือดำน้ำสามารถทราบตำบลที่ได้โดยไม่ต้องโผล่ขึ้นมาเหนือน้ำ และต่อมาระบบเดินเรือด้วยแรงเฉื่อยได้ถูกนำมาใช้กับเรือ และอากาศยาน โดยระบบเดินเรือด้วยแรงเฉื่อยติดตามการเคลื่อนที่ของเรือโดยไม่ต้องอาศัยแหล่งอ้างอิงจากภายนอก (เช่นสัญญาณวิทยุหรือดาวต่างๆ) ด้วยการวัดอัตราเร่งของเรือและนำมาคำนวณเป็นการเคลื่อนที่ของเรือ ดังนั้นระบบเดินเรือด้วยแรงเฉื่อยจึงอาจเรียกได้ว่าเป็นระบบเดินเรือรายงานที่สามารถตรวจจับการเคลื่อนที่ของเรือได้อย่างแม่นยำด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนนั่นเอง

 

ที่มาของระบบเดินเรือด้วยแรงเฉื่อยเริ่มต้นมาจากการประดิษฐ์ไยโร (GYROSCOPE) โดย ผู้ที่คิดประดิษฐ์ไยโรเป็นคนแรกคือนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสชื่อ JEAN BERNARD LEON FOUCAULT เมื่อปี ค.ศ.๑๘๕๒ (พ.ศ.๒๓๙๕ – ตรงกับสมัยรัชกาลที่ ๔) โดยสร้างเป็นลูกข่างที่มีแกนหมุนอยู่ในวงแหวนที่หมุนได้โดยอิสระ เพื่อใช้เป็นแกนอ้างอิงในการศึกษาการหมุนของโลก เนื่องจากลูกข่างไยโร (หรือมวลที่หมุนรอบแกนด้วยความเร็วสูง) มีคุณสมบัติในการรักษาแนวแกนหมุนให้คงที่เมื่อไม่มีแรงกระทำจาก ภายนอก อย่างไรก็ดี FOUCAULT ไม่ประสบความสำเร็จนักในการใช้ไยโรเพื่อวัดการหมุนของโลกเนื่องจากปัญหาแรงเสียดทานในแกนหมุนและวงแหวน เขาจึงได้หันไปใช้การแกว่งของลูกตุ้มยาวเพื่อวัดการหมุนของโลกแทน

 

ในปี ค.ศ.๑๘๙๐ (พ.ศ.๒๔๓๓ – ตรงกับสมัยรัชกาลที่ ๕) G.M. HOPKINS ได้คิดประดิษฐ์ไยโรที่หมุนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า และอีกเพียงสิบกว่าปีต่อมา นักประดิษฐ์ชาวเยอรมันและอเมริกันก็ได้ประดิษฐ์เข็มทิศไยโรขึ้นในเวลาไล่เลี่ยกัน ในปี ค.ศ.๑๙๐๓ (พ.ศ.๒๔๔๖) HERMAN ANSCHUTZ ชาวเยอรมันได้ประดิษฐ์เข็มทิศไยโร (หรือไยโรที่มีแกนหมุนชี้ไปยังทิศเหนือตลอดเวลา) ขึ้นเพื่อแก้ปัญหาผลกระทบจากอำนาจแม่เหล็กเรือต่อเข็มทิศแม่เหล็ก เข็มทิศไยโรมีความ ซับซ้อนมากกว่าไยโรธรรมดาเนื่องจากไยโรธรรมดาจะรักษาแกนหมุนให้คงที่โดยไม่ขึ้นกับการหมุนของโลก ทำให้แกนหมุนของไยโรชี้ผิดไปจากทิศเหนือจริงเมื่อโลกหมุน เข็มทิศไยโรอาศัยแรงปรากฏที่เกิดจากการหมุนรอบตัวเองของโลกในการรักษาแกนหมุนให้ตรงกับทิศเหนือจริงตลอดเวลา ขนาดของแรงปรากฏนี้จะลดลงเมื่อเข้าใกล้แกนหมุนของโลก ดังนั้นเข็มทิศไยโรจึงไม่สามารถใช้การได้ที่ละติจูดที่สูง (ใกล้ขั้วโลก) เนื่องจากขนาดของแรงปรากฏจากการหมุนของโลกไม่ เพียงพอ ในปี ค.ศ.๑๙๐๘ เอลเมอร์ เสปอร์รี่ (ELMER SPERRY) ชาวอเมริกันก็ได้ประดิษฐ์เข็มทิศไยโรขึ้นเช่นกันโดยใช้หลักการเดียวกัน และเสปอร์รี่ได้สร้างเครื่องถือท้ายเรืออัตโนมัติ (AUTOPILOT) ขึ้นในปี ค.ศ.๑๙๑๑ โดยอาศัยเข็มทิศไยโรในการควบคุมทิศทาง เรียกว่าเครื่อง METAL MIKE

 

ระบบเดินเรือด้วยแรงเฉื่อยอาศัยไยโรในการรักษาแกนอ้างอิงในการวัดอัตราเร่งให้คงที่ โดยระบบเดินเรือด้วยแรงเฉื่อยประกอบด้วยเครื่องวัดอัตราเร่ง (ACCELEROMETER) สองตัวสำหรับวัดอัตราเร่งของเรือตามแนวเหนือ – ใต้ และตะวันออก – ตะวันตก และไยโรสำหรับรักษาแนวของเครื่องวัดอัตราเร่งให้คงที่และขนานกับพื้นโลกตลอดเวลาโดยใช้มอเตอร์ไฟฟ้าหมุนฐานของเครื่องวัดอัตราเร่งให้ตรงกับแกนหมุนของไยโรสามแกน โดยเครื่องวัดอัตราเร่งสามารถวัดค่าอัตราเร่งได้จากแรงที่กระทำต่อมวลตามกฎ F = MA ของนิวตัน จากนั้นระบบจะคำนวณการ เคลื่อนที่ของเรือจากผลรวมของอัตราเร่งจากทั้งสองแกน อย่างไรก็ดีแรงเสียดทานและความไม่สมบูรณ์เล็กน้อยอื่นๆ ของระบบไยโรทำให้ระบบเดินเรือด้วยแรงเฉื่อยค่อยๆ สะสมค่าความ คลาดเคลื่อนทีละน้อย ตำบลที่ที่ได้จึงจำเป็นต้องถูกตรวจสอบกับระบบหาที่เรือด้วยวิทยุหรือ ดาวเทียมเป็นระยะๆ

 

เนื่องจากแรงเสียดทานของไยโรเป็นสาเหตุสำคัญของการสะสมค่าความคลาดเคลื่อนในระบบเดินเรือด้วยแรงเฉื่อย จึงได้มีความพยายามที่จะแก้ปัญหาแรงเสียดทางนี้ด้วยการพัฒนาไยโรแบบ ESG หรือ ELECTROSTATIC GYRO ขึ้น (บางตำราก็ว่า ESG ย่อมาจาก ELECTRICALLY STABILIZED GYRO) โดยไยโรแบบ ESG ลดแรงเสียดทางด้วยใช้แรงจากสนามไฟฟ้าในการ รองรับ “ลูกข่าง” หรือมวลที่หมุนด้วยความเร็วสูงภายในแท่นสุญญากาศ ไยโรแบบ ESG ช่วยลดค่าความคลาดเคลื่อนสะสมในระบบเดินเรือด้วยแรงเฉื่อยได้ในระดับหนึ่ง แต่ยังไม่สามารถกำจัด ค่าความคลาดเคลื่อนสะสมนี้ได้ทั้งหมด และตำบลที่ที่ได้จึงยังจำเป็นต้องถูกเปรียบเทียบตรวจสอบกับระบบหาที่เรืออื่นอยู่

 

ระบบเดินเรือด้วยแรงเฉื่อยแบบใหม่ใช้เลเซอร์ไยโร (LASER GYRO หรือ RING LASER GYRO) แทนไยโรที่ใช้มวลหมุนด้วยความเร็วสูงแบบเดิม เลเซอร์ไยโรใช้เส้นทางเดินของแสงเลเซอร์เป็น วงแหวนรอบแกนในการวัดการหมุนรอบแกนนั้น โดยเครื่องกำเนิดแสงเลเซอร์จะสร้างลำแสงเลเซอร์ที่มี เฟสตรงกันสองลำในทิศทางตรงกันข้ามกันตามเส้นทางเดินรอบแกน เมื่อมีการหมุนรอบแกน เส้นทางเดินของลำแสงที่เคลื่อนที่ไปตามการหมุนจะทำให้ลำแสงหนึ่งมีทิศทางเดียวกับการหมุน และลำแสงอีกลำมีทิศทางตรงกันข้ามกับการหมุน และเกิดความแตกต่างระหว่างเฟสของลำแสงสองลำขึ้น ซึ่งขนาดของความแตกต่างระหว่างเฟสนี้จะขึ้นอยู่กับความเร็วของการหมุน เนื่องจากเลเซอร์ไยโรไม่ได้อาศัยมวลที่หมุนด้วยความเร็วสูงในการรักษาแกนอ้างอิง จึงไม่มีปัญหาค่าความคลาดเคลื่อนสะสมเนื่องจากแรงเสียดทานแบบไยโรลูกข่าง

 

:: หน้าที่ 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 ::

 

จำนวนผู้เข้าชมหน้านี้   7800

 Disclaimed: มารีนเนอร์ไทยดอทคอม ขอสงวนสิทธิ์ในการรับรองความถูกต้องในบทความ ข้อมูล เนื้อหา ภายในเว็บไซด์ ไม่ว่าจะเป็นข้อมูล ภาพ เสียง ซอฟแวร์ การเชื่อมโยง(ลิงค์) และ/หรือ บริการอื่นๆ และจะไม่รับผิดชอบในความผิดพลาดในการใช้เนื้อหาดังกล่าวข้างต้นเพื่อวัตถุประสงค์ทางด้าน การค้า การกระทำ การคาดการณ์ พยากรณ์ การวิจัย และอื่นๆ ซึ่งเป็นความคิดเห็นส่วนบุคคลเฉพาะของท่านผู้เขียนแต่ละรายไป ตลอดจนข้อกำหนดทางด้านลิขสิทธิ์ กรณีที่ท่านส่งบทความที่มิได้ขออนุญาตต่อผู้ครองสิทธิ์แท้จริงนำมาลงไว้ภายในเว็บไซด์นี้

 

 
 

 

 

MarinerThai Laws Nathalin Group

หน้าแรกก | เว็บบอร์ดชาวเรือ | สารบัญเว็บไซด์ชาวเรือ | สมุดภาพเรือเดินทะเล | สนับสนุนเว็บเรา | ติดต่อเรา

© 2002 Mariner Thai Dot Com Mariner Thai Dot Net. All rights reserved - Web designed by .<nv>.

 MarinerThai.Com | MarinerThai.Net | MarinerThai.Org

Contact webmaster: | Organizer : CKN - Cyber Ket Network