H
HuyNam
Guest
NGƯỜI XƯA ĐI BIỂN
Từ ngàn năm nay con người đã biết đi biển bằng nhiều phương tiện khác nhau với những thiết bị hàng hải trợ giúp ngày càng phát triển gắn liền với tiến bộ khoa học kỹ thuật và công nghệ của nhân loại.
Buổi sơ khai, người ta chỉ đi biển gần bờ, quan sát những dấu hiệu trên bờ biển đi ước định vị trí tương đối của thuyền bè đối với bờ biển. Khi phát hiện ra la bàn (khoảng thế kỷ XIII-XIV sau Công nguyên), tàu thuyền có thể đi lại từ vùng đất này sang vùng đất khác dễ dàng hơn. Người ta vẽ những bản đồ nơi họ đã đi qua, ghi lại những dữ liệu trên hải đồ (dấu hiệu bờ biển, đèn biển, độ sâu, chướng ngại, dòng chảy, hướng gió…). Như vậy, với những tấm hải đồ và ứng dụng môn hình học phẳng, người đi biển có thể dễ dàng xác định vị trí của mình trên biển, khi hành hải gần bờ và đã hình thành môn hàng hải địa văn.
Nhưng để vượt qua những đại dương bao la, đòi hỏi phải có những phương tiện đi biển lớn hơn, có thể chịu được sóng to gió lớn, có dự trữ nhiên liệu và thực phẩm nhiều hơn, và để xác định được vị trí, hướng đi của tàu trên biển người ta phải dựa vào các mục tiêu khác ngoài trái đất (chòm sao, sao Bắc Đẩu, mặt trăng, mặt trời…) để xác định vị trí tàu biển, ứng dụng môn hình học cầu kết hợp với sự đo đạc, quan sát trên biển đã hình thành môn hàng hải thiên văn.
Muốn biết kinh độ và vĩ độ của vị trí tàu trên biển, ngoài la bàn, hải đồ, dụng cụ đo đạc quan trắc, cần có thêm dụng cụ đo thời gian chính xác, thích ứng với điều kiện thời tiết biển, đó là thời kế Chronometer. Đến cuối thế kỷ XVIII (1799), người ta mới chế tạo thành công dụng cụ này. Hai thế kỷ sau đó, năm 1907, hãng Sperry mới sản xuất được la bàn con quay (Gyroscopic compass) – không chịu ảnh hưởng của địa từ trường cũng như điện từ trường.
Nhờ phát sinh ra sóng vô tuyến điện (VTĐ) rồi các hệ thống định vị bằng sóng VTĐ được thiết lập như Decca, Loran, Omega, giúp cho người đi biển có thể xác định vị trí tàu trên phạm vi rộng lớn của vỏ trái đất.
Hệ thống định vị toàn cầu GPS
Năm 1957, vệ tinh đầu tiên trên thế giới Sput-nick 1 do Liên Xô chế tạo được phóng vào vũ trụ. Khi thu được tín hiệu “píp - píp” từ vệ tinh phát về trái đất, người ta đã nghĩ đến việc có thể dùng vệ tinh để xác định vị trí trên trái đất.
Ba năm sau đó (1960), hệ thống định vị toàn cầu đầu tiên trong hàng hải Navigation Satellite System với tên gọi hệ thống Transit của Mỹ được thiết lập với 6 vệ tinh bay theo quỹ đạo tầm thấp quanh trái đất, hoạt động trên nguyên lý Doppler, cho phép ta xác định vị trí của tàu cách nhau khoảng 1,5 giờ, với độ chính xác khoảng 250m.
Sau 30 năm hoạt động, hệ thống Transit hiện không tồn tại nữa, thay vào đó là hệ thống Navstar / GPS (Navigation Satellite Timing an Ranging / Global Positioning System). Hệ thống đạo hàng này hoạt động trên nguyên lý đo thời gian và khoảng cách tới các vệ tinh, thường là 4 vệ tinh, để tính ra tọa độ, độ cao, tốc độ di chuyển của các mục tiêu trên bề mặt quả đất, cũng như đối với các mục tiêu di chuyển trong không trung. Hệ thống Navstar/GPS gồm 21 vệ tinh bay ở quỹ đạo khoảng 20.200km quanh quả đất, chu kỳ 12 giờ/vòng. Với hệ thống này, có thể xác định vị trí có độ chính xác là 100m. Nếu dùng DGPS - Vi phân GPS-có thể nâng độ chính xác lên đến 3,6m.
Hệ thống GPS và DGPS do Mỹ chế tạo và kiểm soát kỹ thuật, không phải là điều lý tưởng cho các quốc gia khác khi sử dụng hệ thống đạo hàng này trong dân sự và quân sự. Vì vậy, tháng 01/1996, Nga đã thiết lập hệ thống đạo hàng toàn cầu GLONASS (Global Navigation Orbiting Satteline System) gồm có 24 vệ tinh không gian phân bố trên ba mặt quỹ đạo, ở độ cao 19.100km, độ nghiêng của quỹ đạo là 5408, chu kỳ 1 giờ 15 phút/vòng.
Hàng hải máy tính - PC Navigation
Khoa kỹ thuật số phát triển đến trình độ cao, cùng với GPS, công nghệ thông tin phát triển được ứng dụng vào ngành Hàng hải đã tạo nên sự đột phá trong các khâu điều hành, quản lý, thông tin liên lạc và trợ giúp trên biển. Nó giảm nhẹ công việc của sỹ quan hàng hải trong lúc trực ca, giúp cho việc lập kế hoạch đi biển cũng như thực hiện, điều chỉnh kế hoạch đi biển nhanh chóng, chính xác, an toàn và hiệu quả hơn.
Sự đột biến trên được tạo ra như thế nào?
Thứ nhất, trong Hàng hải máy tính, người ta dùng hải đồ điện tử thay cho nhiều tập hải đồ giấy được sản xuất hàng chục năm trước đây và phải tiến hành hiệu chỉnh thường xuyên khi sử dụng chúng nhờ những bản tin của các cơ quan thông báo hàng hải.
Thứ hai, những thông tin cần thiết cho một chuyến đi biển an toàn và hiệu quả trước đây được hiển thị trên nhiều thiết bị hàng hải như màn hình radar, trên màn hình GPS, trên mặt phản ảnh la bàn, trên máy chỉ thị độ sâu, máy báo thời tiết, hay trong các tập Pilot, trong các bản tính thủy triều…, thì giờ đây được cập nhật hàng ngày qua mạng Internet. Người đi biển có thể tìm kiếm và truy xuất bất cứ lúc nào những thông tin liên quan đến chuyến đi như đèn hiệu, phao đèn, đường đi chỉ dẫn, lối qua lại các vùng, đặc biệt cần lưu ý thông tin về địa lý thủy văn, khí tượng dọc theo hành trình.
Ngoài ra, PC Navigation còn có thể trình diện linh hoạt trên màn hình máy tính như: Hiển thị chuyển dịch các loại thông tin hải đồ và thông tin ngoài hải đồ; tập hợp hiển thị thông tin tiêu chuẩn của hải đồ hoặc hiển thị từng phần; sử dụng con trỏ để phân tích hình thái tương lai; nhập và chuyển dịch hình ảnh từ radar hoặc thông tin từ các mục tiêu radar; nhập và chuyển dịch thông tin từ những bộ cảm biến khác; thay đổi thang thước hải đồ tương ứng với điều kiện hàng hải; tạo chế độ chuyển động thật hoặc chuyển động tương đối; thay đổi sơ đồ màn hình; thay đổi màu sắc tùy thuộc vào ban ngày hay ban đêm; trình diện đồ thị về sự đánh giá của máy tính đối với chướng ngại dưới đáy biển; trình diện sơ đồ về nguy cơ va chạm; cảnh báo và báo động về đường đi của tàu đang ở rìa hành lang an toàn hoặc đang đi vào vùng cấm, vùng cạn; tính toán giờ xuất phát, tốc độ chạy tàu, quãng đường tàu chạy, khoảng cách thời gian tới điểm chuyển hướng, hiển thị vị trí và tọa độ vị trí tàu, hướng đi hiện hành, vệt đường tàu đi qua và thời gian tàu tới đích hoặc vị trí neo; lập kế hoạch chuyển đi nhanh chóng.
Tóm lại, PC Navigation là một hệ thống có thể trình diện hoặc tích hợp lên một màn hình, những thông tin mà trước đây người ta phải thể hiện trên ba phần riêng biệt trong buồng lái: Hải đồ, máy báo vị trí và radar. PC còn lưu giữ những thông tin về danh bạ đèn biển, những tuyến đường đi biển bảng thủy triều… cùng với các hải đồ đi biển và có thể cập nhật tức thời.
Để sử dụng có hiệu quả PC Navigation, đòi hỏi các sỹ quan hàng hải phải: Có kiến thức tốt về lý thuyết hàng hải; có khả năng thực hành đi biển; có kiến thức về tin học, lý thuyết về cấu thành, chức năng, đặc điểm của hệ thống PC Navigation và những hạn chế của nó; có kinh nghiệm thực hành, sử dụng hệ thống PC Navigation.
Từ năm 1990, Hãng Nobeltec (Mỹ) đã nghiên cứu sản xuất hải đồ điện tử và đến năm 2002 họ đã thành công trong việc sản xuất các phần mềm cho PC Navigation
Nguồn, đh hàng hải
