Klassifizierung und Funktion von Schiffsnavigationsgeräten
Die maritime Navigation umfasst eine Reihe von Aktivitäten, die ein Schiff sicher, effizient und vorschriftsgemäß von einem Punkt zum anderen führen. In der Praxis hängt eine erfolgreiche Navigation nicht nur von den Fähigkeiten der Schiffsbesatzung ab, sondern auch von der Vollständigkeit und Zuverlässigkeit der Navigationsausrüstung. Diese Ausrüstung hilft bei der Positionsbestimmung, der Messung von Richtung und Geschwindigkeit, der Erkennung von Gefahren in der Umgebung des Schiffes, der Kommunikation und der Sicherstellung, dass das Schiff auf der geplanten Route bleibt. Mit dem technologischen Fortschritt haben sich maritime Navigationssysteme von einfachen optischen Instrumenten zu integrierten elektronischen Geräten entwickelt, die in modernen Netzwerken miteinander verbunden sind. Dieser Artikel beschreibt die Klassifizierung maritimer Navigationsausrüstung und ihre Hauptfunktionen, um den Lesern die Rolle jedes Geräts für die Sicherheit auf der Schifffahrt zu verdeutlichen.
1. Klassifizierung von Schiffsnavigationsgeräten nach ihrer Funktion
Im Allgemeinen können maritime Navigationsgeräte in mehrere Gruppen eingeteilt werden: (1) Positionsbestimmungsgeräte, (2) Kursbestimmungsgeräte, (3) Geschwindigkeits- und Entfernungsmesser, (4) Objekt- und Gefahrendetektoren, (5) Kartierungs- und Reiseplanungsgeräte, (6) Kommunikations- und Identifikationsgeräte und (7) Navigationssicherheits- und Überwachungsgeräte.
A. Positionsbefestigungsausrüstung
Positionsbestimmungsgeräte sind die Grundlage moderner Navigation und gewährleisten, dass ein Schiff seine genaue geografische Position kennt. Zu den wichtigsten Geräten dieser Gruppe gehören:
1. GPS (Global Positioning System) / GNSS (Global Navigation Satellite System)
GNSS ist ein Oberbegriff für GPS (USA), GLONASS (Russland), Galileo (Europäische Union) und BeiDou (China). Es dient der präzisen Berechnung von Position (Breiten- und Längengrad), Geschwindigkeit (über Grund) und Zeit eines Schiffes mithilfe von Satellitensignalen. In der Schifffahrt wird GNSS zur Echtzeit-Positionsüberwachung, zur Sicherstellung der Einhaltung der Route und zur Unterstützung des Manövrierens beim Einlaufen in Häfen eingesetzt.
2. LORAN (Long Range Navigation) und Funknavigationssysteme
Dieses System wird in einigen Regionen zwar immer seltener eingesetzt, sein Konzept ist jedoch historisch bedeutsam: die Positionsbestimmung anhand landgestützter Funksignale. Einige Länder entwickeln landgestützte Backup-Systeme, um GNSS-Störungen vorzubeugen.
3. Sextant (Astronomische Navigation)
Sextant ist traditionelle optische Instrumente Zur Messung des Winkels zwischen Himmelskörpern (Sonne, Sterne) und Horizont. Seine Funktion besteht darin, die Position eines Schiffes durch astronomische Berechnungen zu bestimmen. Obwohl er selten als primäres System verwendet wird, gilt der Sextant weiterhin als wichtige Backup-Methode bei Ausfall elektronischer Geräte.
B. Richtungsbestimmungsgeräte (Kurs und Peilung)
Die Richtung des Schiffsbugs (Kurs) und die Richtung eines Objekts (Peilung) bestimmen die Steuerentscheidungen und die Kollisionsvermeidung.
1. Magnetkompass
Ein Magnetkompass nutzt das Erdmagnetfeld, um magnetisch Nord anzuzeigen. Er dient als grundlegende Richtungsreferenz, insbesondere bei Ausfällen elektrischer Systeme, da er keine elektrische Energie benötigt. Dieser Kompass muss hinsichtlich Deviation (dem Einfluss des Schiffsmagnetfelds) und Varianz (der Differenz zwischen magnetisch Nord und geografisch Nord) korrigiert werden.
2. Kreiselkompass
Ein Kreiselkompass zeigt mithilfe des Kreiselprinzips geografisch Norden an und ist dadurch stabiler und genauer für die Navigation über große Entfernungen. Seine Funktion ist als Referenz für Autopiloten, Radargeräte und elektronische Seekartensysteme unerlässlich, um sicherzustellen, dass alle Geräte dieselbe Richtungsangabe verwenden.
3. Kugeln und Visiere ausrichten
Ein Kompass dient dazu, die Peilung eines Objekts (wie eines Leuchtturms oder eines anderen Schiffes) relativ zum Kurs des eigenen Schiffes zu messen. Durch den Vergleich mehrerer Peilungen kann ein Navigator die Position abschätzen oder das Kollisionsrisiko überwachen.
C. Geschwindigkeits- und Entfernungsmessgeräte
Die Kenntnis der Geschwindigkeit hilft bei der Berechnung der voraussichtlichen Ankunftszeit (ETA), des Treibstoffverbrauchs und der Steuerung der Schiffsbewegung.
1. Protokoll (Geschwindigkeitsprotokoll)
Das Geschwindigkeitslog misst die Geschwindigkeit des Schiffes durch das Wasser. Diese Information ist nützlich, um Strömungsabfuhr und Drift im Vergleich zur GNSS-Geschwindigkeit (Geschwindigkeit über Grund) zu berechnen.
2. Echolot (Tiefenmesser)
Das Echolot nutzt Schallwellen. Schall zur Messung der Wassertiefe Unter dem Kiel eines Schiffes. Seine Funktion ist in flachen Gewässern, Schifffahrtsrouten und bei der Annäherung an Häfen von entscheidender Bedeutung, um ein Auflaufen auf Grund zu verhindern.
D. Ausrüstung zur Objekt- und Gefahrenerkennung
Diese Gruppe hilft dem Schiff, seine Umgebung zu „sehen“, auch bei eingeschränkter Sicht.
1. Radar (Radio Detection and Ranging)
Radar erkennt Objekte in der Umgebung eines Schiffes, indem es Radiowellen aussendet und deren Reflexionen empfängt. Zu seinen Funktionen gehören die Erkennung anderer Schiffe, Land, Bojen und Starkregens sowie die Navigation bei Nebel. Radar unterstützt außerdem die Berechnung des nächstgelegenen Annäherungspunktes (CPA) und der Zeit bis zum CPA (TCPA), um Kollisionen zu vermeiden, insbesondere in Kombination mit ARPA.
2. ARPA (Automatisches Radarplotter-Hilfssystem)
ARPA ist eine Radarfunktion, die Ziele automatisch verfolgt und relative Bewegungsdaten berechnet. Sie unterstützt den Wachoffizier dabei, Kollisionsrisiken zu erkennen, sichere Manöver auszuwählen und die KVR (Internationale Regeln zur Verhütung von Zusammenstößen auf See) einzuhalten.
3. AIS (Automatisches Identifikationssystem)
AIS sendet und empfängt Informationen über Schiffsidentität (Name, MMSI), Position, Kurs, Geschwindigkeit und Navigationsstatus. Seine Funktion besteht darin, das Lagebewusstsein zu verbessern, die Koordination zwischen Schiffen zu erleichtern und die Schiffsverkehrszentrale (VTS) bei der Verkehrsüberwachung zu unterstützen.
E. Karten- und Reiseplanungsinstrumente
Für die Routenplanung und Positionsüberwachung werden genaue Kartendaten benötigt.
1. Papiertafel
Trotz des Fortschritts des digitalen Zeitalters werden Seekarten in Papierform weiterhin als Backup oder auf manchen Schiffen sogar vorgeschrieben verwendet. Sie dienen der Routenplanung, der manuellen Positionserfassung und als Referenz bei Ausfällen elektronischer Systeme.
2. ECDIS (Elektronisches Kartendarstellungs- und Informationssystem)
ECDIS ist ein offizielles elektronisches Kartensystem, das digitale Seekarten (ENCs) anzeigt und GNSS-Daten, Radar-Overlays, AIS und weitere Sensoren integriert. Zu seinen Funktionen gehören Routenplanung, Notwarnungen (z. B. vor geringen Wassertiefen oder Sperrgebieten) und die kontinuierliche Navigationsüberwachung. Richtig konfiguriert, kann ECDIS die Sicherheit erhöhen; eine korrekte Einrichtung ist jedoch unerlässlich, um das Ignorieren von Alarmen oder Fehlrouten zu vermeiden.
F. Navigationskommunikation und Identifizierung
Die Schifffahrt ist untrennbar mit der Kommunikation verbunden, sowohl im Hinblick auf die Sicherheit als auch auf die Verkehrskoordination.
1. UKW-Radio
VHF wird für die Kurzstreckenkommunikation zwischen Schiffen, zwischen Schiff und Hafen sowie zwischen Schiff und Verkehrsleitzentrale (VTS) genutzt. Seine Funktion ist unerlässlich für die Koordination während der Fahrt, die Übermittlung von Navigationsinformationen und die Notfallkommunikation.
2. GMDSS (Globales Seenot- und Sicherheitsfunksystem)
GMDSS ist ein maritimes Sicherheitskommunikationssystem, das verschiedene Geräte wie DSC (Digital Selective Calling), EPIRB, NAVTEX und SART umfasst. Seine Funktion besteht darin, sicherzustellen, dass Schiffe Notsignale senden und maritime Sicherheitsinformationen (MSI), einschließlich Wetter- und Navigationswarnungen, empfangen können.
3. NAVTEX
NAVTEX empfängt automatisch Meldungen mit Navigationswarnungen, Wettervorhersagen und Sicherheitsinformationen. Es dient dazu, dem diensthabenden Offizier die Aktualisierung der Routenbedingungen zu erleichtern, ohne dass manuelle Recherchen erforderlich sind.
G. Navigationsüberwachungs- und Steuerungsausrüstung
1. Autopilot
Der Autopilot hält das Schiff auf einem bestimmten Kurs (je nach Integration). Dies reduziert die Arbeitsbelastung der Wache und gewährleistet Kursstabilität, erfordert aber dennoch Überwachung, da Strömung, Wind und Schiffsverkehr manuelle Steuerung notwendig machen können.
2. BNWAS (Brücken-Navigationswachalarmsystem)
BNWAS stellt durch ein regelmäßiges Alarmsystem sicher, dass die Beamten im Dienst wachsam bleiben. Dieses System beugt Unfällen durch Müdigkeit oder Einschlafen im Dienst vor.
3. Fahrtenschreiber (VDR)
Der VDR zeichnet Navigations-, Kommunikations- und Sensordaten eines Schiffes auf. Er funktioniert wie der „Flugschreiber“ eines Flugzeugs und ist für Unfalluntersuchungen und Sicherheitsbewertungen unerlässlich.
2. Integration von Navigationssystemen: Von separaten Tools zu einem integrierten System
Moderne Navigationsgeräte funktionieren nicht isoliert. Viele Schiffe nutzen die Datenintegration über ein vernetztes Brückensystem, wodurch Informationen von GNSS, Kreiselkompass, Radar, AIS und ECDIS einander ergänzen. Diese Integration verbessert die Genauigkeit und Effizienz der Entscheidungsfindung. Allerdings erfordert sie auch ein umfassendes Verständnis seitens der Bediener, da Fehlkonfigurationen, fehlerhafte Sensoreingaben oder ein zu starkes Vertrauen in das System zu Unfällen führen können.
3. Penutup
Die Klassifizierung von Schiffsnavigationsgeräten verdeutlicht, dass sichere Navigation auf dem Zusammenspiel von Positionierung, Kurs, Geschwindigkeit, Gefahrenerkennung, Kartierung und Plotten, Kommunikation sowie Überwachungs- und Kontrollsystemen beruht. Vom Magnetkompass und Sextanten als unverzichtbare Backup-Instrumente bis hin zu ECDIS, ARPA-Radar, AIS und GMDSS, die das Rückgrat der modernen Navigation bilden, erfüllen alle Geräte komplementäre Funktionen. Letztendlich muss die hochentwickelte Ausrüstung mit fundierter Ausbildung, etablierten Verfahren und disziplinierter Wachführung einhergehen. Dies gewährleistet, dass Schiffe sicher, effizient und gemäß den internationalen Sicherheitsstandards der Seeschifffahrt navigieren können.
