Navigation auf See
Zur Ortsbestimmung auf See benötigt man die geografische Breite und Länge. Vom Äquator aus gerechnet liegen die Breitengrade je 15 Grad in nördlicher und südlicher Richtung auseinander. Die beiden Pole liegen bei 90 Grad Nord und Süd. Die Längengrade führen von einem willkürlich gewählten Ort (seit 18.. Greenwich in England) dem Nullmeridian jeweils 180 Grad nach Osten und Westen. Auch diese haben einen Abstand von 15 Grad.
Die Geographische Breite
Die geografische Breite geht von -90 Grad Süd über 0 Grad am Äquator bis +90 Grad Nord. Die Angaben der geografischen Breite erfolgen in Grad, Minuten und Sekunden z. B. 70 Grad 45´ 15“. Dabei entspricht ein Grad 60 Minuten und eine Minute 60 Sekunden. Alle auf einem Breitenkreis liegenden Orte haben die selbe Breite. Von Breitenkreis zu Breitenkreis bei 1 Grad Unterschied sind es 60 Seemeilen oder 111km. Vom Äquator zum Pol nimmt der Abstand wegen der Erdabflachung um 1% zu.
Die Ortskoordinaten werden immer in der Reihenfolge Breitengrad/Längengrad angegeben. Im englischen Latitude und Longitude.
Die Geographische Länge
Der Längenkreis schneidet die Breitenkreise im rechten Winkel. Die Hälfte des Längenkreises ist der Meridian und geht von Pol zu Pol. Die geographische Länge wird in Winkelgrad, Winkelminute und Winkelsekunde angegeben. Die Einteilung ist die Gleiche wie beim Breitengrad. Der Vollkreis hat 360 Grad. Ein Grad Abstand zum nächsten Längenkreis sind ca. 111km. Eine Bogenminute entlang des Längenkreises beträgt rund 1 Seemeile.
Der Sextant
Mit dem sogenannten Jakobsstab konnte man seit dem 14. Jahrhundert in etwa den Breitengrad bestimmen. Er bestand aus einem Meßlineal und drei Schiebern. Die Schieber wurden so bewegt, das man am unteren Ende den Horizont und am oberen Ende das angepeilte Gestirn gleichzeitig sah. Der Winkel zwischen Gestirn und Horizont konnte dann am Meßstab abgelesen werden. Alle weiteren Entwicklungen (Davis-Quadrant) beruhten auf dem gleichen Prinzip.
1731 stellte John Hadley den Hadley-Oktanten (Achtelkreis) der Royal Society vor. Hierbei peilt man um 12 Uhr mittags den Horizont an, um dann mit dem drehbaren Spiegel die Sonne mit dem Horizont in Deckung zu bringen. Anschließend konnte man auf der Winkeleinteilung den Höhenwinkel ablesen. Vielfach wurde er auch als Hadleys Quadrant bezeichnet. 1732 wurde er von der Admiralität akzeptiert.
Der von John Bird gebaute und von dem Marineoffizier John Campbell für die Admiralität 1757 getestete Sextant hatte einen Schstelkreis. Durch Verdoppelung durch Spiegel konnten Winkel bis 120 Grad gemessen werden. Die Meßgenauigkeit entspricht etwa 1/60 Grad oder eine Seemeile.
© National Maritime Museum, Greenwich, London
Der Kompass
Die Kompassrose des Kompass ist in 32 Strichen eingeteilt. Dabei entspricht ein Strich 11,25 Grad. Eine magnetische Nadel ist frei beweglich in der Mitte der Rose aufgehängt auf einem abriebfreien Edelstein und zeigt die nördliche Richtung an (Magnetkompass). Da sich magnetische Pole gegenseitig anziehen, liegt der magnetische Nordpol der Nadel dem geografischen Südpol gegenüber, dieser befindet sich nahe des Nordpols in der Arktis. Die Nadel des Kompass zeigt eine Abweich nach Osten oder Westen, abhängig vom jeweiligen Standort. Genaue Messungen durch James Cook ergaben eine Karte die diese Missweisung rund um den Globus zeigt.
Ein weiteres Phänomen ist das Neigen der nach Norden weisenden Magnetnadel. Der Kompassbauer Robert Norman beschwerte daher das andere Ende mit einem Gewicht. Die Ursache ist die Inklination. Auf der Südhalbkugel funktionierte diese Methode jedoch nicht, da die Gefahr bestand, dass sich die Nadel bis auf den Boden senkte.
© National Maritime Museum, Greenwich, London
Der Schiffschronometer
Das ungelöste Problem der Längenbestimmung führte 1714 in England zur Gründung des Board of Longitude. Für die Entdeckung einer genauen Methode wurde ein Preisgeld von 20.000 Pfund ausgesetzt. Die Lösung lag in der Mitnahme der Ortszeit eines festgelegten 0 Meridians und dem Vergleich mit der Uhrzeit des aktuellen Standortes. Eine Stunde Unterschied bedeutete 15 Grad geografische Länge. Wenn die Uhr also 48 Minuten nachgeht, befindet man sich 12 Grad westlich des 0 Meridians. Voraussetzung war eine Uhr, die allen Widrigkeiten auf See trotzte. John Harrison legte 1761 eine solche Uhr zur Prüfung vor. Bei einem Test zeigte sie auf einer Seereise von 156 Tagen eine Abweichung von 54 Sekunden. Kapitän Cook bestätigte die Genauigkeit der neuen Uhr.
Die Uhr war allerdings mit 100 Pfund sehr teuer. John Arnold entwickelte 1782 eine preisgünstigere Bauart. Bis 1820 waren alle Schiffe mit dem neuen Schiffschronometer ausgestattet.
© National Maritime Museum, Greenwich, London
