Kompass

Et moderne kompass.

Et kompass er et navigasjonsinstrument som angir retningen mot den magnetiske nordpolen. Dersom det er liten deviasjon og misvisning, (se nedenfor) vil et magnetisk kompass peke omtrent mot den geografiske nordpolen. Det finnes magnetkompass, gyrokompass og elektroniske kompass. En del håndholdte radiopeilerapparater, ADF, har kompass for å gi magnetisk kurs til en sender, NDB.

De første kompassene ble konstruert i Kina. I Europa finnes det opplysninger fra slutten av 1100-tallet om primitive kompassanordninger som en bit magnetisk jern, lagt på et halmstrå i en vannskål, i Norge kjent som leidarstein. Fra midten av 1300-tallet finnes det beskrivelser av et kompass med en skive opphengt på en stift, og omkring år 1900 fikk det magnetiske kompasset den utformingen det fremdeles har.

Ifølge den britiske dokumentaren med Michael Wood på NRK tv: Mektige Kina episode 4. brukte kineserne magasinetisk kompass under Tang-dynastiet (618-907 e.kr).

Kineserne tok i bruk kompasset omkring 1090, under Song-dynastiet. Universalgeniet Shen Kuo gis æren for det. Men den første kinesiske bruk av kompasset var i spådomssammenheng; antagelig var det ikke før lang tid etter at europeerne hadde tatt det ibruk som navigasjonsinstrument i sjøfarten at kineserne gjorde det samme.

Magnetiske kompass

Innen fysikken defineres den magnetiske nordpolen på en magnet som den enden som dreier seg mot et punkt nær jordas geografiske nordpol. Dersom en betrakter jorda som en stor magnet, så vil jorda ha sin magnetiske sydpol nær den geografiske nordpolen. Uttrykket «Den magnetiske nordpol» har derfor fått to helt motsatte betydninger alt etter om uttrykket brukes innen fysikk eller geografi.

Det magnetiske kompasset finnes dels som orienteringskompass, med en bevegelig kompassnål som angir nord-sør-retning, som peilekompass som viser magnetkurs til peilede gjenstander, eller som fartøys-, båt- eller flykompass, der en bevegelig, gradert skive viser kursen. I meget polnære områder vil kompasset ikke lenger fungere tilfredsstillende.

Typer

Orienteringskompass: Et moderne tommelkompass til venstre, et tradisjonelt kompass til høyre.

Orienteringskompasset

Kompasset man bruker i orientering består ofte av en klar plastplate med en kurspil og et vridbart kompasshus med en bevegelig nål som viser nord-sør-retningen. Ved bruk vrir man kompasshuset til ønsket kurs, og når nålen sentreres over kompasshusets nordmarkering, viser kompassets kurspil retningen mot målet. I moderne konkurranseorientering brukes ikke kompasskurs så mye som før, og det tradisjonelle orienteringskompasset blir mindre brukt. De fleste eliteløperne bruker nå et mindre kompass, festet til tommelen på samme hånd som løperen holder kartet i.

Peilekompasset

Peilekompasset kan være et orienteringskompass med et speil som gjør det mulig å se både den peilede gjenstanden og kompassnålen samtidig, et spesialkompass med et siktehull og en gradskive som synes samtidig med peilede gjenstanden, eller et båtkompass med håndtak og et speilprisme som viser gradtallet på kompasskiven. På båter er peilekompasset ofte en løs peileplate montert på det ordinære fartøyskompasset.

Et magnetisk skipskompass, de to jernkulene brukes for å korrigere visningen

Skipskompasset

Kompasset for fartøy, båter, fly eller biler har en gradert kompasskive som viser kursen, er ofte opphengt for å takle krenginger og er væskedempet for kunne leses av i sjøgang. Tradisjonelt var skipskompass inndelt i kardinal- og interkardinalstrek (se nedenfor).

På større fartøy og der avlesningskompass er plassert på magnetisk ugunstige plasser er det normalt med et sentralt plassert hovedkompass, med overføring til andre visningskompass. (repeterkompass?).

Inndeling

Gradinndeling ved nautisk bruk av kompass, Kompassrose

Kardinalsystemet

Tradisjonelt brukes systemet med fire kardinalstreker for å angi kurser og retninger: Nord, Øst, Syd og Vest. Mellom disse fantes interkardinalstrecken NO (nordøst), SO (sydøst), SV (sydvest) og NV (nordvest). Ytterligere inndeling gir NNO (nordnordøst) ONO (østnordøst) og så videre. Neste nivå er NNOtN (nordnordøst til nord), NNOtO (nordnordøst til øst) og så videre, hvilket gir 11 1/4 grad per strek. Om ytterligere nøyaktighet behøvdes kunne halv- og kvartstrek anvendes.

Kardinalstreksystemet lever igjen i f.eks. meteorologisk rapportering: f.eks. sydvestlig vind.

Gradinndeling

På alle moderne kompass fins også gradinndeling – ofte parallelt med gjenlevninger av kardinalsystemet. Normalt er kompasset inndelt i 360°. For høypresisjonsberegninger deles hver grad inn i (bue)minutter og (bue)sekunder. Visse orienteringskompasser er isteden inndelt i 400 s.k. nygrader (og desimaler), som er en gjenlevning fra et forsøk på å SI-tilpasse vinkelberegninger (landmålingen og flyet var pådrivere, speiderne hang på, og målet var dels enklere matematikk ved at en rett vinkel ble 100° istedenfor 90° og dels en høyere nøyaktighet – skiven ble delt i 400x100x100 istedenfor 360x60x60). (se også: jordens koordinatsystem).

Feilvisning

Alle typer av kompass har sine interne og eksterne feil som må justeres, kompenseres eller tas hensyn til ved navigering og vinkelmålinger. For magnetiske kompass er disse: kompassfeil, misvisning og deviasjon.

Kompassfeil

Kompassfeil er de sammenlagte feil som oppstår ved unøyaktig presisjon ved monteringen av magneter og gradindelinger. På godt konstruerte kompass er disse negligerbare for normal bruk, men enkle kompass kan ha store innbygde feil. Med disse regnes også monteringsfeil – om f.eks. et fast kompass er montert med styrestreken en grad feil kommer alle målinger til å vise denne feilen.

Misvisning

Misvisningen avhenger av at den geografiske og den magnetiske nordpolen ikke ligger på samme sted - kompasset peker altså ikke mot nord på de fleste steder på jorden. På grunn av varierende magnetisme i jordskorpen kan misvisningen variere noe fra landsdel til landsdel. Den magnetiske nordpolen (egentlig sydpolen men ettersom kompassnålens nordende stiller seg inn mot den jordmagnetiske sydpolen bruker vi av praktiske grunner "feil" betegnelse) ligger for tiden i arktiske Canada og flytter seg meget sakte vestover. Norge ligger slik til i forhold til den magnetiske polen at misvisningen er meget liten, (noen få grader pluss til noen få grader minus). Den lokale misvisningen og dens årlige endring finnes angitt på hvert sjøkart og på flykart. Andre steder er misvisningen betydelig større - de nordlige delene av Grønland har f.eks. 40 graders misvisning.

Deviasjon

Deviasjon er et samlebegrep for de magnetiske forstyrrelser som oppstår når magnetiske gjenstander og materialer ombord på fartøyet og disses interferens med det jordmagnetiske feltet påvirker kompasset. Jernskrog, skruer, bolter, riggvaier, antenner m.m. gir feilvisning og for større fartøy oppretter man en deviasjonstabell over hvordan feilen fordeler seg på ulike kurser. Denne tabellen brukes siden for å korrigere avlesninger. For mindre båter, kanoer og kajakker er det oftest slurvete plasserte løse gjenstander som forårsaker feilvisning: radioapparater, kniver, lommelykter, hermetikkbokser og liknende.

Fartsfeil

Et magnetkompass roterer i horisontalplanet på grunn av tyngdekraftens virkning på kompassnåla/rosen. På den nordlige halvkule går magnetfeltlinjene nordover og nedover. Kompassnåla /rosen stiller seg langs magnetlinjens projeksjon på tyngdekraftens horisontalplan. Et fly i slak sving med sentrifugalkraft østover eller vestover får et feil "horisontalplan" som magnetlinjene projiseres mot slik at magnetkompasset viser feil mot vest eller mot øst mens flyet er i sving.

Gyrokompass

For å komme misvisning og deviasjon til livs, ble gyrokompasset utviklet for større fartøy og for fly. Det bygger på at et opphengt raskt roterende svinghjul, et gyroskop, som er bremset eller låst i en akse, stiller seg inn «parallelt» med jordaksen eller parallelt med horisontalplanet. Gyroskopets akse vil i virkeligheten ikke være parallell med jordaksen, men peke mot et punkt nære Polarstjernen, eller geografisk Nord. Et gyrokompass med rotasjonsakse langs horisonten vil på grunn av jordrotasjonen vise inntil 15 grader feil for hver time etter siste kalibrering.

Elektronisk kompass

Det er mulig å benytte en GPS-mottaker til å kalkulere retningsinformasjon. GPS-mottakere mottar signaler fra et sett med satellitter og beregner deretter sin posisjon. Når en slik mottaker flyttes, kan bevegelsesretningen (kursen) angis. En kan også lage et GPS-kompass ved at det sammenbygges to GPS-mottakere med noe avstand (ca. 1m). Ved at de sammenligner sine posisjoner, vil de kunne regne ut sin kurs og retning til Nord.

Andre elektroniske kompassmoduler benytter et magnetoressistivt metall som har den egenskapen at den elektriske motstanden endres lineært med en endring i vinkel i forhold til jordas magnetfelt. Denne endringen i motstand kan registreres ved å benytte en Wheatstone målebro. Denne typen kompass benyttes mye i elektronisk navigeringsutstyr da disse komponentene er billige i innkjøp. Eksempler er Philips Semiconductors` KMZ51 eller Hitachis hm55b.

Nattehimmelen som kompass

På den nordlige halvkule kan man finne nord, når det er stjerneklart vel å merke, ved å lokalisere Karlsvogna. På Karlsvognas bakre"vognlem" forlenger du linjen mellom de to stjernene fem ganger. Da vil du komme til et punkt nær Nordstjernen. Trekk deretter en linje vertikalt til horisonten. Dette punktet vil være nord.