ศิลป์และศาสตร์แห่งการเดินเรือ - โรงเรียนนายเรือ

1
ศิลปและศาสตรแหงการเดินเรือ
จากที่เรือรายงานสูที่เรือดาวเทียม
โดย กัปตันนีโม

สารบัญ
2
หนา
บทที่ 1 บทนํา 3
บทที่ 2 การเดินเรือรายงานและเดินเรือชายฝง 4
บทที่ 3 ยุคแรกเริ่มของการเดินเรือดาราศาสตร 5 - 7
บทที่ 4 การคนพบโลกใหม และการเดินทางรอบโลก 8 - 10
บทที่ 5 การพัฒนาเครื่องมือเดินเรือดาราศาสตรรุนตอมา 11 - 12
บทที่ 6 กวาจะมาเปนแผนที่เดินเรือยุคใหม 13 - 14
บทที่ 7 กลองสองทางไกลและเซ็กสแตนท 15 - 18
บทที่ 8 การหาลองจิจูดในทะเล 19 - 23
บทที่ 9 การเดินเรือดาราศาสตรสมัยใหม 24 - 26
บทที่ 10 เขาสูยุคแหงการเดินเรืออิเล็กทรอนิกส 27 - 28
บทที่ 11 ระบบวิทยุหาที่เรือ (RADIO NAVIGATION SYSTEM) 29 - 32
บทที่ 12 ระบบเดินเรือดวยแรงเฉื่อย (INERTIAL NAVIGATION SYSTEM) 33 - 35
บทที่ 13 ระบบหาที่เรือดวยดาวเทียม (SATELLITE NAVIGATION SYSTEM) 36 - 37
บทที่ 14 ปรากฏการณ DOPPLER และระบบ NAVSAT 38 - 39
บทที่ 15 ระบบ GPS 40 - 41
บทที่ 16 ระบบหาที่เรือดวยดาวเทียมอื่นๆ 42 - 43
บทที่ 17 ระบบแผนที่อิเล็กทรอนิกส 44 - 46
บทที่ 18 บทสรุป 47

ศิลปและศาสตรแหงการเดินเรือ – จากที่เรือรายงานสูที่เรือดาวเทียม
บทที่ 1
บทนํา
3
ดวยเทคโนโลยีอันทันสมัยในปจจุบัน นักเดินเรือสามารถหาที่เรือกลางทะเลเปดไกลฝงไดอยางงายดาย
และแมนยําดวยการอานคาละติจูดและลองจิจูดจากหนาจอเครื่อง GPS บนสะพานเดินเรือ นอกจากระบบหาที่
เรือดวยดาวเทียมหรือระบบจีพีเอส (GPS – GLOBAL POSITIONING SYSTEM) แลว อุปกรณสมัยใหม
อื่นๆ เชนเข็มทิศไยโร วิทยุสื่อสาร เรดาร และเครื่องหยั่งน้ํา ไดชวยทําใหการเดินเรือเปนเรื่องปลอดภัยและ ไม
ยุงยากเทาในอดีต แตกวาจะมาถึงความสะดวกสบายและความปลอดภัยในปจจุบันได ศิลปและศาสตรแหงการ
เดินเรือไดผานประวัติศาสตรอันยาวนาน การพัฒนาศิลปและศาสตรที่เกี่ยวของกับการเดินเรือจากอดีตมาจนถึง
ปจจุบันนั้น ประกอบดวยเหตุการณที่นาสนใจมากมาย ซึ่งนอกจากจะเปนเกร็ดความรูทางประวัติศาสตรสําหรับ
นักเดินเรือแลว ยังชวยเตือนใหนักเดินเรือสมัยใหมไดระลึกถึงอันตรายและความยากลําบากที่มีอยูคูกับชีวิตชาว
เรือ แมวาเครื่องมือชวยในการเดินเรือจะถูกพัฒนามากขึ้นเพียงใดก็ตาม
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

บทที่ 2
การเดินเรือรายงานและเดินเรือชายฝง
4
มนุษยตระหนักถึงความสําคัญและขอไดเปรียบเชิงปริมาณของการขนสงทางน้ํามาตั้งแตครั้งอดีตกาล
โดยเฉพาะอยางยิ่งในสมัยที่การขนสงทางบกยังไมมีการพัฒนา แตถึงแมวาความรูทางดานดาราศาสตรและแผน
ที่จะถูกบุกเบิกตั้งแตสมัยกรีกหลายรอยปกอนคริสตกาล นักเดินเรือ ในสมัยกอนศตวรรษที่ ๑๒ ยังคงใชเพียงวิธี
การหาที่เรือรายงาน (DEAD RECKONING – DR) และที่เรือชายฝงเปนหลักในการเดินเรือ การเดินเรือใน
สมัยนั้นมีความเปนศิลปมากกวาศาสตรเนื่องจากในสมัยนั้นยังไมมีเครื่องมือตางๆ ที่เหมาะสม เชน เข็มทิศแม
เหล็ก เครื่องวัดดาว และนาฬิกาโครโนเมตร และนักเดินเรือตองใชการคาดคะเนที่ไมเที่ยงตรงนัก โดยใชวิธีการ
คาดคะเนระยะทางที่เรือเดินทางไปไดจากความเร็วและเวลา และใชกระแสลม (ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงแนนอน
ตามฤดูกาล) หรือการสังเกตดวงอาทิตยและดาวตางๆ ในการบอกทิศเมื่อเดินเรือในทะเลเปดไกลฝง นักเดินเรือ
ในสมัยนั้นจึงไมสามารถเดินเรือหางฝงไดเปนระยะเวลานาน
ตอมาในศตวรรษที่ ๑๒ ชาวยุโรปไดเรียนรูวิธีการประดิษฐเข็มทิศแมเหล็กจากชาวจีน และเริ่มนําเข็ม
ทิศแมเหล็กมาใชอยางแพรหลายในการเดินเรือ ประกอบกับเทคนิคการหาที่เรือรายงานไดถูกพัฒนาขึ้นโดยการ
โยนวัตถุลอยน้ําลงขางกราบและสังเกตความเร็วที่เรือเคลื่อนที่ผานระหวางจุด ที่ทําเครื่องหมายสองจุดบนเรือ
และตอมาไดพัฒนาขึ้นเปนการโยนทอนไมที่ผูกเชือกเปนปมลง ทายเรือ และนับจํานวนปมเชือกที่ปลอยออกไป
ขณะใชนาฬิกาทรายจับเวลา ซึ่งวิธีนี้เปนที่มาของ การนับหนวยความเร็วเรือเปนนอต (knot – ปมเชือก)
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

บทที่ 3
ยุคแรกเริ่มของการเดินเรือดาราศาสตร
5
หลักการของเสนตําบลที่ทองฟา (CELESTIAL LINE OF POSITION) ในเทคนิคการเดินเรือดารา
ศาสตรสมัยใหมถูกคนพบโดยบังเอิญในป ค.ศ.๑๘๓๗ แตยุคแรกเริ่มของการเดินเรือดาราศาสตรเกิดขึ้นพรอม
กับความรูทางคณิตศาสตรและวิทยาการในยุคฟนฟูศิลปะวิทยา หรือยุคเรเนซอง (RENAISSANCE) ใน
ศตวรรษที่ ๑๔ ในยุคนี้ไดเกิดความแพรหลายของอุปกรณในการวัดดาวแบบตางๆ เชน ASTROLABE และ
QUADRANT ซึ่งการเดินเรือดาราศาสตรในสมัยนั้นนักเดินเรือจะใชเครื่องมือเหลานี้ในการคํานวนหาละติจูด
โดยนําเรือใหอยูบนละติจูดของเมืองทาหรือเกาะที่ตองการไปถึง จากนั้นจะถือเข็มตะวันตกหรือตะวันออกในทิศ
ทางของเมืองทาหรือเกาะไปเรื่อยๆ จนถึงเมืองทาหรือเกาะนั้น
การหาละติจูดในซีกโลกเหนือเปนสิ่งที่ทําไดไมยากนักดวยการวัดมุมสูงของดาวเหนือ (POLARIS)
ดาวเหนือจะอยูที่ประมาณขอบฟาที่ละติจูด ๐ องศา (เสนศูนยสูตร) และอยูเกือบตรงศีรษะที่ละติจูด ๙๐ องศา
เหนือ (ขั้วโลกเหนือ) มุมสูงของดาวเหนือจึงใชบอกละติจูดอยางคราวๆได สวนในซีกโลกใตซึ่งมองไมเห็นดาว
เหนือ และไมสามารถหาละติจูดดวยวิธีดังกลาวได นักเดินเรือจึงตองหาวิธีใหมในการหาละติจูดโดยไมใชดาว
เหนือ ในชวงศตวรรษที่ ๑๔ – ๑๕ ซึ่งเปนชวงขยายตัวของการคาขายระหวางยุโรปกับเอเชีย ชาวโปรตุเกสไดคิด
คนวิธีหาละติจูดโดยไมใชดาวเหนือ ดวยการวัดมุมสูงของดวงอาทิตย ขณะที่ดวงอาทิตยกําลังผานเมอริเดียนที่
มุมสูงสุด (MERIDIAN TRANSIT หรือ LOCAL APPARENT NOON) ซึ่งขณะนั้นดวงอาทิตยจะอยูตรง
ทิศเหนือหรือใตของผูตรวจพอดี ผูตรวจสามารถคํานวณหาคาละติจูดไดโดยใชมุมสูงของดวงอาทิตยที่วัดได
หากดวงอาทิตยอยูตรงเสนศูนยสูตรตลอดเวลา การหาคาละติจูดจะสามารถทําไดดวยวิธีคลายกับการหาละติจูด
ดวยดาวเหนือ (ดวงอาทิตยจะอยูตรงศีรษะที่เสนศูนยสูตร และอยูตรงขอบฟาที่ขั้วโลก) แตเนื่องจากแกนหมุน
ของโลกเอียงและดวงอาทิตยไมไดอยูตรงเสนศูนยสูตร การหาละติจูดดวยวิธีนี้จึงตองแกคามุมของดวงอาทิตย
จากเสนศูนยสูตร (คา DECLINATION)
ในศตวรรษที่ ๑๒ – ๑๓ ซึ่งเปนชวงปลายยุคมืด ชาวยุโรปไดรูจักกับเครื่องมือวัดมุมสูงของวัตถุทองฟา
เรียกวา ASTROLABE จากชาวมุสลิมในระหวางการขยายอํานาจของอาณาจักรอิสลามในยุโรป สวนประกอบ
หลักของเครื่อง ASTROLABE ประกอบดวยแผนกลมหรือวงแหวนที่ทําเครื่องหมายขนาดมุมไวโดยรอบ
และแขนที่หมุนรอบศูนยกลางของวงแหวนสําหรับใชวัดมุมสูงของวัตถุทองฟา เมื่อผูใชเล็งปลายแขนทั้งสอง
ขางกับวัตถุทองฟาก็จะสามารถอานคามุมไดจากเครื่องหมายขนาดมุมบนวงแหวนที่ปลายแขนชี้ โดยเวลาใชงาน
จะแขวนตัววงแหวนไวเพื่ออาศัยแรงโนมถวงของโลกถวงเครื่อง ASTROLABE ใหไดมุมตั้งตรงกับพื้น
โลกตลอดเวลา

6
(ภาพประกอบ: เครื่อง ASTROLABE)
เครื่องมือวัดมุมสูงของวัตถุทองฟาอีกแบบหนึ่งที่เริ่มมีใชในชวงศตวรรษที่ ๑๓ คือ QUADRANT
ซึ่งเปนเครื่องวัดมุมสูงอยางงายที่อาศัยแรงโนมถวงของโลกเชนเดียวกับ ASTROLABE โดย QUADRANT
ประกอบดวยแผนหนึ่งในสี่ของวงกลม (ชื่อ QUADRANT แปลวาหนึ่งในสี่) ที่ทําเครื่องหมายขนาดมุมตาม
สวนโคง และน้ําหนักถวงผูกอยูกับมุมของแผนหนึ่งในสี่วงกลม ผูใช QUADRANT วัดมุมสูงของวัตถุทอง
ฟาโดยการเล็งดานขางของ QUADRANT กับดาวที่ตองการวัด และอานคามุมจากเครื่องหมายบนดานโคงที่
ตรงกับเชือกผูกน้ําหนัก
(ภาพประกอบ: QUADRANT)

7
การที่ ASTROLABE และ QUADRANT ตองอาศัยน้ําหนักและแรงโนมถวงของโลกในการวัดมุม
ทําใหเกิดความคลาดเคลื่อนในการวัดเมื่อมีการเคลื่อนไหว เชน บนเรือที่โคลง (เครื่องมือทั้งสองแบบถูกใชโดย
นักดาราศาสตรบนบกเปนหลัก) และยังไมมีการคิดประดิษฐเครื่องมือวัดมุมสูงของวัตถุทองฟาที่เหมาะกับการ
ใชในเรือไปอีกเกือบรอยป การเดินเรือรายงานจึงยังคงเปนวิธีหลักในการเดินเรือหางฝง และใชการเดินเรือดารา
ศาสตรประกอบเพื่อหาละติจูด
จะเห็นไดวา การเดินเรือในสมัยศตวรรษที่ ๑๒ – ๑๕ เริ่มมีความเปนศาสตรขึ้นมาบาง แตก็ยังมีความ
เปนศิลปมากกวาศาสตรเนื่องจากขาดอุปกรณที่เที่ยงตรง แตดวยความตองการเครื่องเทศและสินคาจากเอเชีย
การขยายอํานาจทางเศรษฐกิจและการเผยแผศาสนาคริสต ทําใหมีนักเดินเรือจํานวนมากออกเดินทางเพื่อสํารวจ
และคนหาเสนทางใหมๆ และในยุคนี้ก็ไดมีเหตุการณสําคัญทางประวัติศาสตรของการเดินเรืออยูสองเหตุการณ
ที่เกิดขึ้นไลเลี่ยกัน นั่นคือการเดินเรือขามมหาสมุทรแอตแลนติก และการเดินเรือรอบโลกเปนครั้งแรก
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

บทที่ 4
การคนพบโลกใหม และการเดินทางรอบโลก
8
ในปลายศตวรรษที่ ๑๕ นักเดินเรือในโปรตุเกสชื่อคริสโตเฟอร โคลัมบัส ไดคิดแผนการที่จะออกเดิน
ทางคนหาเสนทางไปยังทวีปเอเชียโดยการขามมหาสมุทรแอตแลนติก แทนการออมใตทวีปแอฟริกา ซึ่งเปนเสน
ทางปกติในสมัยนั้น โดยโคลัมบัสคํานวณระยะทางไปยังเอเชียไดประมาณ ๓,๐๐๐ ไมล
จากการรวบรวมขอมูลเกี่ยวกับภูมิศาสตรและขนาดเสนผาศูนยกลางโลกจากตําราสมัยกรีก ประกอบกับ
ขอมูลขนาดของทวีปเอเชียจากบันทึกสมัยปลายศตวรรษที่ ๑๓ ของมารโค โปโล โคลัมบัสไดเสนอแผนดังกลาว
ตอกษัตริยจอหนที่สองแหงโปรตุเกสเพื่อขอรับทุนสนับสนุน แตกษัตริยจอหนที่สองไมสนใจแผนของโคลัมบัส
หลายปตอมาโคลัมบัสเดินทางไปยังเสปนและไดเสนอแผนการคนหาเสนทางไปยังเอเชียตอพระราชินี
ISABELLA และกษัตริย FERDINAND ใน ครั้งนี้แผนของโคลัมบัสไดรับการสนับสนุน (หลังจากที่เกือบจะ
ถูกปฏิเสธ) โคลัมบัสออกเดินทางจากเสปน ในปลายป ค.ศ.๑๔๙๒ (พ.ศ.๒๐๓๕ – ตรงกับสมัยสมเด็จพระรามา
ธิบดีที่ ๒ ในชวงอยุธยาตอนตน) ใชเวลาเดินทางขามมหาสมุทรแอตแลนติกกวา ๒ เดือน เปนระยะทางกวา ๔,
๐๐๐ ไมล ซึ่งเกินกวาระยะทางที่โคลัมบัสไดคํานวณไวลวงหนา แตที่จริงแลวเขายังไปไดไมถึงครึ่งของเสนทาง
สูเอเชียดวยซ้ํา โคลัมบัสใชวิธีเดินเรือรายงานเปนหลัก (เชนเดียวกับนักเดินเรือสวนมากในสมัยนั้น) โดยเครื่อง
มือเดินเรือที่ โคลัมบัสใชเปนหลักคือเข็มทิศแมเหล็ก และนาฬิกาทราย โดยถือเข็มไปทางตะวันตกและหาที่เรือ
รายงานจากการคํานวณความเร็วเรือทุกชั่วโมงดวยนาฬิกาทราย จากหลักฐานปูมเรือเดินของโคลัมบัส โคลัมบัส
ไดใช ASTROLABE เพื่อพยายามหาละติจูดอยูสามถึงสี่ครั้งตลอดการเดินทาง แตผลออกมาไมเปนที่นาพอใจ
นัก โคลัมบัสจึงไมไดหาที่เรือ ดาราศาสตรอีกเลย โคลัมบัสเดินทางมาถึงหมูเกาะบาฮามาส (ซึ่งเขาเรียกวาหมู
เกาะอินเดียตะวันตก) ทางตะวันออกของคิวบาในปจจุบัน และทําการสํารวจอยูเกือบสามเดือน ในระหวางการ
สํารวจเขาเสียเรือไป ๑ ลํา จากการเกยหินโสโครก จากนั้นจึงออกเดินทางกลับเสปนในเดือนมกราคมของป
ค.ศ.๑๔๙๓ ใชเวลาเดินทางขากลับเกือบสองเดือน
ถึงแมโคลัมบัสจะไมพบเสนทางไปยังทวีปเอเชีย การคนพบแผนดินทางตะวันตกของมหาสมุทรแอต
แลนติกทําใหมีนักเดินเรือ และนักสํารวจจํานวนมากเดินทางขามมหาสมุทร แอตแลนติกเพื่อสํารวจโลกใหม
และคนหาเสนทางไปยังทวีปเอเชียผานโลกใหม

9
(ภาพประกอบ: คริสโตเฟอร โคลัมบัส)
หนึ่งในนั้นคือนักเดินเรือชาวโปรตุเกส ชื่อเฟอรดินาน แมเจลแลน (FERDINAND MAGELLAN)
๒๕ ปหลังจากการขามมหาสมุทรแอตแลนติกของโคลัมบัส หรือในป ค.ศ.๑๕๑๗ (พ.ศ. ๒๐๖๐ – ยังคงอยูใน
สมัยสมเด็จพระรามาธิบดีที่ ๒) แมเจลแลนเสนอแผนการที่จะคนหาเสนทางลัดไปยังทวีปเอเชียโดยออมทางใต
ของโลกใหม (หรือทวีปอเมริกาใตในปจจุบัน) ตอกษัตริยชารลสที่หนึ่ง (CHARLES I) แหงเสปน โดยแมเจล
แลนคาดการณวาเมื่อเดินทางออมใตโลกใหมไปแลวเขาสามารถเดินทางไปถึงหมูเกาะ เครื่องเทศ ซึ่งเปน
ประเทศอินโดนีเซียในปจจุบันไดภายในเวลาไมกี่สัปดาห แผนการเดินทางของแมแจลแลนเปนที่สนใจของ
กษัตริยเสปนเปนอยางมาก เนื่องจากในขณะนั้นโปรตุเกสกําลังควบคุมเสนทางเดินเรือไปยังเอเชียผานทางทวีป
แอฟริกา เสปนจึงตองการเสนทางไปยังเอเชียของ ตนเอง และกษัตริยชารลสที่หนึ่ง ไดมอบเรือจํานวน ๕ ลํา
พรอมลูกเรือ ใหกับแมเจแลน โดยมีขอแมวาแมเจลแลน (ซึ่งเปนชาวโปรตุเกส) จะตองใชลูกเรือชาวเสปนเปน
สวนใหญ
แมเจลแลนออกเดินทางจากเสปนในปลายป ค.ศ. ๑๕๑๙ แตการคนหาเสนทางผาน แผนดินใหญ (แม
เจลแลนนําเรือหลงเขาไปในแมน้ําและอาวปดหลายครั้ง) และความหนาวเย็นของทะเลใกลขั้วโลกใต ทําใหแม
เจลแลนเสียเวลาจนถึงปลายป ค.ศ.๑๕๒๐ กวาจะผานชองแคบ (ซึ่ง ตอมาตั้งชื่อวาชองแคบแมเจลแลน เพื่อเปน
เกียรติแกผูคนพบ) ออกสูมหาสมุทรแปซิฟก ซึ่งในระหวางการเดินทางในชวงตนนั้นแมเจลแลนเสียเรือไป ๒ ลํา
หลังจากที่ผานปลายใตสุดของทวีปอเมริกาใต แมเจลแลนเดินทางรวมสองเดือนโดยไมเห็นฝงหรือเกาะเลย การ
ที่แมเจลแลนใชเวลาขามมหาสมุทรแปซิฟกนานกวาที่ประมาณไวมากทําใหปริมาณอาหารและน้ําจืดไมเพียงพอ
ในระหวางนี้แมเจลแลนสูญเสียลูกเรือไปอีก ๑๙ คน ในเดือนมีนาคม ค.ศ.๑๕๒๑ แมเจลแลนเดินทางมาถึง หมู
เกาะซึ่งเปนประเทศฟลิปปนสในปจจุบัน ใชเวลาขามมหาสมุทรแปซิฟกทั้งหมดกวาสามเดือน

10
(ภาพประกอบ: เฟอรดินาน แมเจลแลน)
แมเจลแลนเสียชีวิตลงที่ฟลิปปนสจากการเขาไปเกี่ยวของกับความขัดแยงระหวางคน พื้นเมือง แตถึงแม
จะเสียผูนําใหญไป ลูกเรือทั้งหมดก็รูวาตนไดเดินทางมาถึงเอเชียแลว จึงไดเดินทางตอไปยังหมูเกาะเครื่องเทศ
(อินโดนีเซียในปจจุบัน) กอนที่จะกลับเสปนตามแผนเดิมของแมเจลแลนดวยลูกเรือที่เหลืออยู ๑๑๕ คน กับเรือ
๒ ลํา (เรือลําที่สามถูกเผาทิ้งเนื่องจากจํานวนคนไมพอที่จะเดินเรือทั้งสามลํา) ภายใตการนําของ เซบาสเตียน
เดลคาโน เมื่อถึงหมูเกาะเครื่องเทศแลว เดลคาโนตัดสินใจที่จะแยกเรือทั้งสองลํา โดยใหลําหนึ่งเดินทางตอไปยัง
เสปนผานทวีปแอฟริกา สวนอีกลําเดินทางกลับทางเดิมผานทวีปอเมริกาใต ในที่สุดจากเรือทั้งหมด ๕ ลํา กับลูก
เรือกวา ๒๐๐ คน มีเพียงเรือ ๑ ลํา (ลําที่เดลคาโนนําผานทวีปแอฟริกา) กับลูกเรือ ๑๘ คนที่รอดกลับไปถึงเสปน
ไดในเดือนกันยายน ค.ศ.๑๕๒๒ รวมเวลาเดินทางทั้งสิ้นเกือบ ๓ ป
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

บทที่ 5
การพัฒนาเครื่องมือเดินเรือดาราศาสตรรุนตอมา
11
เครื่องมือเดินเรือดาราศาสตรในยุคของโคลัมบัสและแมเจลแลนตองอาศัยแรงโนมถวงของโลก
ในการวัดมุมสูงของวัตถุทองฟา จึงทําใหการวัดมุมบนเรือที่โคลงทําไดไมเที่ยงตรงนัก อยางไรก็ดี นักดารา
ศาสตรบนบกไดคิดคนเครื่องมือวัดดาวที่ไมตองอาศัยแรงโนมถวงของโลกไดหลายสิบปกอนการเดินทางของ
โคลัมบัส เครื่องมือดังกลาวคือ CROSS STAFF ซึ่งใชหลักการตรีโกณในการวัดมุมระหวางดาวสองดวง หรือ
ระหวางดาวกับขอบฟา โดย CROSS STAFF ประกอบดวยไมสองชิ้นวางเปนมุมตั้งฉาก ไมชิ้นสั้นเปนแขน
หรือฐานของสามเหลี่ยมดานเทา และไมชิ้นยาวเปนแกนหรือความสูงของสามเหลี่ยม ซึ่งทําเครื่องหมายบอกมุม
ไวตามความยาวของแกน CROSS STAFF ใชวัดมุมระหวาง ดาวสองดวงหรือมุมสูงของดาวโดยการเล็งแกน
ไปที่ตรงกลางระหวางดาวสองดวง หรือระหวางดาวกับขอบฟา แลวเลื่อนแขนไปจนกวาจุด สองจุดที่ตองการวัด
อยูตรงปลายแขนทั้งสองขาง และอานคามุมจากตําแหนงของแขนบนแกน
(ภาพประกอบ: CROSS STAFF)
นักเดินเรือเริ่มใช CROSS STAFF บนเรืออยางแพรหลายในชวงกลางศตวรรษที่ ๑๖ แตเครื่องมือทั้ง
หมดที่กลาวถึงยังมีปญหาอีกประการหนึ่ง คือเมื่อจะใชวัดมุมสูงของดวงอาทิตย ผูใชงานจะตองเล็งเครื่องมือไป
ที่ดวงอาทิตยโดยตรง ซึ่งอาจทําใหตาบอดได จึงไดมีการพยายามคิดประดิษฐเครื่องมือที่ผูใชไมตองเล็งไปที่ดวง
อาทิตยโดยตรง ในป ๑๕๙๕ จอหน เดวิส ชาวอังกฤษ ไดประดิษฐเครื่องวัดมุมสูงของดวงอาทิตยขึ้น โดยใช

หลักการตรีโกณเชนเดียวกับ CROSS STAFF แตดัดแปลงใหผูใชงานหันหลังใหดวงอาทิตย และเล็งแกน
ไปที่ขอบฟา กับเลื่อนแขนใหเงาของปลายแขนตรงกับปลายแกน โดยเรียกเครื่องมือใหมนี้วา BACK STAFF
(ตอมานิยมเรียกเครื่องมือนี้วา DAVIS QUADRANT ตามชื่อของจอหน เดวิส)
12
(ภาพประกอบ: BACK STAFF)
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

บทที่ 6
กวาจะมาเปนแผนที่เดินเรือยุคใหม
13
เมื่อ ๒๐๐ กวาปกอนคริสตกาล นักปราชญ ERATOSTHENES ชาวโรมัน คนพบวาโลกกลมและใช
หลักการตรีโกณคํานวณรัศมีของโลกจากความแตกตางของเงาในตําบลที่ตางกัน ตอมา PTOLEMY ไดปรับ
ปรุงการคํานวณของ ERATOSTHENES และนํามาประกอบการทําแผนที่ การคํานวณของ
ERATOSTHENES ไดผลใกลเคียงกับรัศมีจริงของโลก แตการ “ปรับปรุง” ของ PTOLEMY ทําใหรัศมีของ
โลกที่คํานวณไดเล็กลงและคลาดเคลื่อนไปจากความเปนจริง (เปนเหตุใหโคลัมบัสคิดวาเอเชียอยูหางไปทาง
ตะวันตกเพียง ๓,๐๐๐ ไมล) ไมกี่ปตอมา HIPPARCHUS ไดริเริ่มการใชเสนละติจูดและลองจิจูดในการแสดง
ตําบลที่บนแผนที่ แตความรูเกี่ยวกับภูมิศาสตรและการทําแผนที่ในสมัยกรีกไดสาบสูญไปจากยุโรปไปเกือบพัน
ปในชวงยุคมืด
จนกระทั่งในยุค เรเนซอง ความรูตางๆ ในสมัยกรีกไดถูกฟนฟูขึ้นอีกครั้ง ในสมัยนั้นชาวโปรตุเกสมีชื่อ
เสียงทางดานการทําแผนที่ แตแผนที่ในยุคนั้นยังมีปญหาในการแสดงพื้นผิวทรงกลมลงบนระนาบแผนกระดาษ
จนกระทั่งในป ค.ศ.๑๕๖๙ (เกือบ ๕๐ ปหลังจากการเดินทางรอบโลกของแมเจลแลน - ตรงกับชวงเสียกรุงศรี
อยุธยาครั้งที่หนึ่ง) เจอรราด เครเมอร (GERRARD KREMER) หรือเจอรราด เมอรเคเตอร (GERARD
MERCATOR) ไดคิดคนการฉายภาพจากทรงกลมลงบนพื้นราบ โดยวิธีการฉายภาพดังกลาวแสดงเสนเกลียว
(RHUMB LINE) เปนเสนตรงบนแผนที่ ซึ่งเปนประโยชนอยางมากในการเดินเรือ ถึงแมวาเสนเกลียวจะมี
ระยะทางมากกวาเสนวงใหญ (GREAT CIRCLE) แตการเดินเรือตามเสนเกลียวทําไดงายกวาดวยการถือเข็ม
คงที่ จึงเหมาะสําหรับการนําเรือดวยเข็มทิศ (เสนเกลียวคือเสนที่ทํามุมคงที่กับเสนละติจูดและลองจิจูด และจะ
วนเปนเกลียวเขาไปหาขั้วโลก) แผนที่แบบนี้เรียกวาแผนที่เมอรเคเตอร (MERCATOR PROJECTION) ซึ่ง
ยังคงใชเปนแผนที่เดินเรืออยูในปจจุบัน
(ภาพประกอบ: แผนที่โลกของเมอรเคเตอร)

14
(ภาพประกอบ: แผนที่เมอรเคเตอร)
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

บทที่ 7
กลองสองทางไกลและเซ็กสแตนท
15
ชวงศตวรรษที่ ๑๗-๑๘ นับไดวาเปนยุคทองของการพัฒนาทางฟสิกส ดาราศาสตร และวิทยาศาสตร
ผลงานของนักวิทยาศาสตรและนักดาราศาสตรเชน กาลิเลโอ (GALILEO GALILEI), เคปเลอร
(JOHANNES KEPLER), เดคารต (RENE’ DESCARTES) และนิวตัน (ISAAC NEWTON) ทําใหการ
พัฒนาเครื่องมือเดินเรือในยุคนี้เปนไปอยางรวดเร็ว
ในป ค.ศ. ๑๖๐๘ (พ.ศ.๒๑๕๑ – สมัยสมเด็จ พระเอกาทศรถ) ชางทําแวนชาวเนเธอรแลนดชื่อ HANS
LIPPERHY ไดยื่นขอจดทะเบียนลิขสิทธิ์กลองสองทางไกลแบบหักเหดวยการประกอบเลนสนูน (CONVEX
LENSE) และเลนสเวา (CONCAVE LENSE) เขาดวยกันในกระบอก แต LIPPERHY ไมไดรับลิขสิทธิ์
เนื่องจากมีผูอางวาตนเปนคนคิดประดิษฐกลองสองทางไกลหลายคนในเวลาไลเลี่ยกัน ความไมยุงยากซับซอน
ในการผลิตทําใหกลองสองทางไกลแพรกระจายไปทั่วยุโรปภายในเวลาไมถึงหนึ่งป ตอมาในป ค.ศ.๑๖๐๙ กาลิ
เลโอ ไดประดิษฐกลองสองทางไกลกําลังสูง (กลองโทรทัศน) ขึ้น กาลิเลโอใชกลองดังกลาวสองดูวัตถุทองฟา
และเขียนบรรยายภาพพื้นผิวดวงจันทรและอธิบายการคนพบดวงจันทรของดาวพฤหัสเปนคนแรก ในป
ค.ศ.๑๖๑๑
(ภาพประกอบ: กลองสองทางไกลของกาลิเลโอ)

16
ตอมา เคปเลอรไดแสดงใหเห็นวาสามารถใชเลนสนูนสองชิ้นประกอบกันเปนกลองสองทางไกลได
อยางไรก็ดี การพัฒนากลองสองทางไกลและกลองโทรทัศนแบบหักเหไดมาถึงทางตันในอีกไมกี่ปตอมาเนื่อง
จากปญหาของการเกิดปรากฏการณ ABERRATION (ปรากฏการณที่แสงที่มีความยาวคลื่นไมเทากันทํามุมหัก
เหผานตัวกลางไมเทากัน ซึ่งเปนหลักการเดียวกันกับการใชปริซึมแยกแสงออกเปนสีรุง) ทําใหตองใชเลนสที่มี
ความยาวโฟกัสสูงเพื่อลดปญหาปรากฏการณ ABERRATION
(ภาพประกอบ: ปรากฏการณ ABERRATION)
แตการใชเลนสที่มีความยาวโฟกัสสูงทําใหตัวกลองมีขนาดความยาวมากไปดวย ตอมาเดคารตไดใชกฎ
ของสเนล (WILLEBRORD SNELL) วาดวยการหักเหของแสงและดัชนีหักเห อธิบายปรากฏการณ
ABERRATION ในกลองโทรทัศนแบบหักเหและเสนอวิธีแกไขดวยการใชเลนสที่มีสวนโคงแบบไฮเปอรบอ
ลิคแทนที่เลนสที่มีสวนโคงแบบทรงกลม แตนักทําเลนสในสมัยนั้นยังไมมีความสามารถในการผลิตเลนสแบบ
ไฮเปอรบอลิคได จนกระทั่งในป ค.ศ.๑๖๗๒ (พ.ศ.๒๒๑๕ – ตรงกับสมัยสมเด็จพระนารายณ) นิวตันไดตีพิมพ
ผลงานวาดวยสเปกตรัมและการหักเหของแสง และสรางกลองโทรทัศนแบบสะทอน โดยใชกระจกสะทอนสอง
ชิ้น (DOUBLE REFLECTING MIRROR) ประกอบดวยกระจกโคงที่ปลายกลองทําหนาที่สะทอนแสงเขา
สูกระจกเรียบขนาดเล็ก ซึ่งชวยแกปญหา ABERRATION ในกลองโทรทัศนแบบหักเหได
หลักการใชกระจกสะทอนสองชิ้นหรือ DOUBLE REFLECTING MIRROR ของนิวตันนอกจากจะแก
ปญหาของกลองโทรทัศนแบบหักเหไดแลว ยังเปนประโยชนตอการพัฒนากลองสองทางไกลในยุคตอๆมา

17
(ภาพประกอบ: ทางเดินของแสงในกลองโทรทัศนแบบสะทอนของนิวตัน)
การประดิษฐเซ็กสแตนทหรือเครื่องวัดดาวในปจจุบัน: ในป ค.ศ.๑๗๓๑ (พ.ศ.๒๒๗๔ – ตรงกับสมัย
สมเด็จ พระเจาอยูหัวทายสระในชวงอยุธยาตอนปลาย) นักคณิตศาสตรชาวอังกฤษชื่อ จอหน ฮาดลีย (JOHN
HADLEY) ไดประยุกตหลักการ DOUBLE REFLECTING MIRROR ของนิวตันมาประดิษฐเครื่องวัด
ดาว OCTANT โดย HADLEY ใชหลักที่วากระจกสะทอนสองชิ้นมีขนาดเปนครึ่งหนึ่งของมุมระหวางวัตถุ
สองชิ้นที่สะทอนผานกระจกนั้น สรางเครื่องวัดดาว OCTANT ที่มีขนาดมุมเพียง ๔๕ องศา (หรือหนึ่งในแปด
ของ วงกลม – OCTANT แปลวาหนึ่งในแปด) แตสามารถวัดมุมไดถึง ๙๐ องศา หรือเทากับ QUADRANT
และในปเดียวกัน ทอมัส กอดเฟรย (THOMAS GODFREY) ชาวอเมริกันไดประดิษฐเครื่องวัดดาวที่สามารถ
วัดมุมไดถึง ๑๘๐ องศา โดยใชหลักการ DOUBLE REFLECTING MIRROR เชนเดียวกัน แตเครื่องวัดดาว
ของ GODFREY ไมเปนที่นิยมเทาของ HADLEY เนื่องจากมีขนาดใหญเทอะทะและมีน้ําหนักมาก
(ภาพประกอบ: หลักการทํางานของเซ็กสแตนท)

ตอมาในป ค.ศ. ๑๗๕๗ จอหน เบิรด (JOHN BIRD) ชาวอังกฤษ ไดปรับปรุงเครื่องวัดดาว
OCTANT โดยขยายขนาดมุมออกเปน ๖๐ องศา (หรือหนึ่งในหกของวงกลม) ใหสามารถวัดมุมไดถึง ๑๒๐
องศา เพื่อใชวัดมุมระหวางดวงจันทรกับดาวฤกษหรือดาวเคราะหอื่นๆ ในวิธีการหาลองจิจูดดวยวิธี LUNAR
DISTANCE (ซึ่งจะกลาวถึงในบทตอไป) เครื่องมือวัดดาวแบบของเบิรดก็คือตนแบบของเซ็กสแตนทแบบที่มี
ใชในปจจุบันนั่นเอง (เซ็กสแตนทแปลวาหนึ่งในหก) ตอมาถึงแมวา เซ็กสแตนทในปจจุบันจะมีขนาดมุมมาก
กวา ๖๐ องศา เพื่อใหสามารถวัดมุมไดกวางขึ้น ชื่อเซ็กสแตนทก็ยังคงใชเรียกเครื่องมือวัดดาวแบบนี้อยู
18
(ภาพประกอบ: เครื่องวัดดาว OCTANT)
จะเห็นไดวา การเดินเรือในสมัยศตวรรษที่ ๑๒ – ๑๕ เริ่มมีความเปนศาสตรขึ้นมาบาง แตก็ยังมีความ
เปนศิลปมากกวาศาสตรเนื่องจากขาดอุปกรณที่เที่ยงตรง แตดวยความตองการเครื่องเทศและสินคาจากเอเชีย
การขยายอํานาจทางเศรษฐกิจและการเผยแผศาสนาคริสต ทําใหมีนักเดินเรือจํานวนมากออกเดินทางเพื่อสํารวจ
และคนหาเสนทางใหมๆ และในยุคนี้ก็ไดมีเหตุการณสําคัญทางประวัติศาสตรของการเดินเรืออยูสองเหตุการณ
ที่เกิดขึ้นไลเลี่ยกัน นั่นคือการเดินเรือขามมหาสมุทรแอตแลนติก และการเดินเรือรอบโลกเปนครั้งแรก
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

บทที่ 8
การหาลองจิจูดในทะเล
19
นักเดินเรือรูจักวิธีหาละติจูดในทะเลโดยการวัดมุมสูงของดาวเหนือและดวงอาทิตย (หรือดาวฤกษที่
ทราบ DECLINATION) มานานนับพันป แตก็ยังไมมีเครื่องมือและวิธีการที่เหมาะสมสําหรับการวัดลองจิจูด
ในทะเลไดจนถึงศตวรรษที่ ๑๘ การหาละติจูดทําไดไมยากนักเนื่องจากมุมสูงของดาวที่ใชหาละติจูดไมขึ้นอยู
กับเวลาที่ทําการวัด แตการหาลองจิจูดจําเปนตองใชเวลามาตรฐานเขามาเกี่ยวของ เนื่องจากตําแหนงของดาว ณ
เวลาทองถิ่น ๑๙๐๐ ที่ลองจิจูด ๑๐๐ องศา นั้นไมตางจากตําแหนงของดาว ณ เวลาทองถิ่น ๑๙๐๐ ที่ลองจิจูดใดๆ
วิธีการหนึ่งที่สามารถใชหาลองจิจูดได คือการเทียบเวลาทองถิ่นที่หาไดกับเวลามาตรฐาน (เชน GMT) เนื่อง
จากใน ๑ วัน หรือ ๒๔ ชั่วโมง โลกหมุนรอบตัวเองได ๓๖๐ องศา สวนตางของเวลาที่หาได ๑ ชั่วโมง จึงเทากับ
สวนตางของลองจิจูด ๑๕ องศา
อยางไรก็ดี ในชวงปลายศตวรรษที่ ๑๗ ถึงตนศตวรรษที่ ๑๘ ยังไมมีผูประดิษฐนาฬิกาที่สามารถเดินได
เที่ยงตรงบนเรือที่โคลง เนื่องจากในสมัยนั้นมีแตนาฬิกาลูกตุมซึ่งใชแรงโนมถวงของโลกในการแกวงลูกตุม
และการโคลงของเรือทําใหอัตราการแกวงของลูกตุมไมคงที่ ในยุคนี้นัก ดาราศาสตรและนักคณิตศาสตรจึงได
พยายามคิดคนวิธีหาละติจูดในทะเลโดยไมตองใชนาฬิกาเทียบเวลามาตรฐาน วิธีหนึ่งที่ใชหาลองจิจูดไดโดยไม
ใชนาฬิกาเทียบเวลามาตรฐานคือวิธี LUNAR DISTANCE ซึ่งใชการวัดมุมระหวางดวงจันทรกับดวงอาทิตย
หรือวัตถุทองฟาอื่นๆ แตวิธีนี้ตองใชการคํานวณที่คอนขางซับซอน และความคลาดเคลื่อนเพียงเล็กนอยในการ
วัดมุมอาจทําใหตําบลที่ผิดไปหลายสิบไมล วิธีนี้จึงไมเปนที่นิยมนัก และในป ค.ศ.๑๙๐๗ ปฏิทินเดินเรือ
(NAUTICAL ALMANAC) ก็ไดหยุดการตีพิมพตารางสําหรับคํานวณหาลองจิจูดดวยวิธี LUNAR
DISTANCE
ในระหวางป ค.ศ. ๑๖๙๐ – ๑๗๐๗ ราชนาวีอังกฤษไดเสียเรือไปหลายลําจากความ คลาดเคลื่อนในการ
หาตําบลที่เรือ เปนเหตุใหทางรัฐบาลตองการหาวิธีวัดหรือคํานวณลองจิจูดในทะเลสําหรับนักเดินเรือโดยเร็ว
(ฝรั่งเศสและเสปนก็กําลังพยายามหาวิธีคํานวณลองจิจูดอยูเชนกัน) และในป ค.ศ.๑๗๑๔ (พ.ศ.๒๒๕๗ – ตรง
กับสมัยสมเด็จพระเจาอยูหัวทายสระในชวงอยุธยา ตอนปลาย) รัฐบาลอังกฤษไดเสนอรางวัลถึง ๒๐,๐๐๐ ปอนด
ใหกับผูที่สามารถคิดวิธีหาลองจิจูดไดดวยความแมนยําภายใน ๓๐ ลิปดา (เทียบเทาเวลาคลาดเคลื่อนไมเกิน ๒
นาที) โดยวิธีดังกลาวจะตองเหมาะสมกับการใชงานในทะเล
ทั้งนักคณิตศาสตรและนักดาราศาสตรตางก็พยายามคิดคนวิธีหาลองจิจูดเปนเวลานับสิบปเพื่อหวังเอา
ชนะเงินรางวัล ๒๐,๐๐๐ ปอนด แตก็ไมประสบความสําเร็จ

20
จนกระทั่งหลายคนเชื่อวาการหาลองจิจูดในทะเลอยางแมนยําเปนสิ่งที่เปนไปไมได แตในที่สุดก็มีชาง
ทํานาฬิกาชาวอังกฤษชื่อ จอหน แฮริสัน (JOHN HARRISON) ไดเสนอที่จะสรางนาฬิกาที่สามารถเดินได
อยางเที่ยงตรงบนเรือเพื่อใชรักษาเวลามาตรฐานสําหรับเทียบเวลาหาลองจิจูด แฮริสันไดรับการศึกษาเพียงแค
จากการฝกงานทํานาฬิกาจากบิดา แตดวยความคิดริเริ่ม ความพยายาม และความชํานาญในวิชาชีพทําใหเขา
สามารถแกปญหาลองจิจูดไดสําเร็จ แฮริสันสรางนาฬิกาลูกตุมแบบตั้งพื้นไดตั้งแตอายุ ๒๐ ป และเขาสามารถ
แกปญหาการยืดและหดตัวของกานลูกตุมนาฬิกาตามอุณหภูมิดวยการประดิษฐกานลูกตุมผสมทําดวยเหล็กและ
ทองเหลืองไดเมื่ออายุ ๓๔ ป ตอมาในป ค.ศ.๑๗๓๕ (พ.ศ.๒๒๗๘ – ตรงกับสมัยสมเด็จพระเจาบรมโกศในชวง
อยุธยาตอนปลาย) แฮริสันไดนํานาฬิกาเรือนแรก ชื่อวา H1 มาเสนอตอคณะกรรมการ BOARD OF
LONGITUDE โดยแฮริสันใชเวลาสราง H1 นานถึง ๕ ป ในการสรางนาฬิกา H1 แฮริสันแกปญหาแรงโนม
ถวงกับอาการโคลงของเรือดวยการใช ลูกตุมสองชุดและใชสปริงในการควบคุมอัตราการแกวงของลูกตุม
ในป ค.ศ. ๑๗๓๖ แฮริสันไดนํานาฬิกา H1 ไปทดลองบนเรือรบ HMS CENTURION และเรือรบ
HMS ORFORD ซึ่งผลการทดลองออกมาเปนที่นาพอใจ แตแฮริสันเห็นวายังสามารถพัฒนาตอไปไดอีก ในป
ตอมาเขาจึงไดขอรับเงินสนับสนุนจากคณะกรรมการ BOARD OF LONGITUDE เพื่อสรางนาฬิกาเรือนที่
สองใหเสร็จภายในสองป โดยจะแกไขขอบกพรองของ H1 ใหเดินไดเที่ยงตรงมากขึ้นและมีขนาดเล็กลง
(ภาพประกอบ: นาฬิกา H1 ของแฮริสัน)
แฮริสันใชเวลาเกือบสามป ในการสราง นาฬิกาเรือนที่สอง (หรือ H2) ซึ่งใชหลักการทํางานเดียวกับ
H1 แตมีขนาดใหญและหนักกวา ความเที่ยงตรงของ H2 ยังไมเปนที่พอใจของแฮริสัน เนื่องจากการแกวงของ
ลูกตุมยังไดรับผลกระทบจากอาการโคลงของเรือ เขาจึงไดใชเวลาอีกเกือบ ๒๐ ป เพื่อสราง H3 แฮริสันพบวา

21
แกนลูกตุมติดสปริงแบบเดิมไมสามารถแกไขปญหาเนื่องจากอาการโคลงของเรือไดทั้งหมด จึงไดเปลี่ยนแกน
ลูกตุมเปนแบบวงแหวน และไดเพิ่มแหวนแบริ่งเพื่อลดความเสียดทาน แต H3 ก็ยังไมประสบความสําเร็จ
ในป ค.ศ. ๑๗๕๕ แฮริสันขอรับเงินสนับสนุนจากคณะกรรมการ BOARD OF LONGITUDE อีกครั้ง เพื่อ
สรางนาฬิกาเรือนใหมอีกหนึ่งเรือน ในครั้งนี้แฮริสันเริ่มออกแบบ H4 ใหมทั้งหมด เนื่องจากเขาเชื่อวาหลักการ
ใชสปริงเพื่อ ควบคุมการแกวงของลูกตุมใน H1 ถึง H3 ไมสามารถแกปญหาเนื่องจากอาการโคลงของเรือได
อยางสมบูรณ
(ภาพประกอบ: นาฬิกา H3 ของแฮริสัน)
โดยแฮริสันไดความคิดในการออกแบบ H4 จากนาฬิกาพกขนาดเล็กที่เขาใชในการตรวจสอบความ
เที่ยงตรงของ H3 โดยเพิ่มการปรับปรุงอีกเล็กนอย ทําให H4 มีขนาดเพียง ๑๓ เซนติเมตร และมีน้ําหนัก
ประมาณ ๑.๔๕ กิโลกรัม (H1 มีน้ําหนักกวา ๓๐ กิโลกรัม) แฮริสันใชเวลาสราง H4 นาน ๔ ป และในป
ค.ศ.๑๗๖๑ วิลเลี่ยม แฮริสัน ซึ่งเปนลูกชายของแฮริสัน ไดนํา H4 ไปทดลองบนเรือ DEPTFORD โดยเดินทาง
จากอังกฤษไปยังจาไมกา ผลการทดลองออกมาเปนที่นาพอใจ โดยนาฬิกา H4 เดินชาไปเพียง ๕ วินาที ตลอด
ระยะเวลา ๒ เดือนในทะเล และตอมาวิลเลี่ยมไดนํา H4 ไปทดลองในทะเลอีกครั้งในป ค.ศ. ๑๗๖๔ ในครั้งนี้
นาฬิกา H4 เดินชาไป ๓๙ วินาที ซึ่งผานเกณฑ ๒ นาที ที่คณะกรรมการ BOARD OF LONGITUDE
กําหนดไวในเงื่อนไขสําหรับเงินรางวัล ๒๐,๐๐๐ ปอนด แตคณะกรรมการ BOARD OF LONGITUDE ยัง
ไมยอมจายเงินรางวัลใหกับแฮริสัน โดยตั้งเงื่อนไขเพิ่มเติมวาแฮริสันจะตองมอบนาฬิกา H4 ใหกับคณะ
กรรมการฯ พรอมทั้งเปดเผยหลักการทํางาน ภายในทั้งหมด และแฮริสันจะตองสรางนาฬิกาแบบเดียวกับ H4
อีก ๒ เรือน

22
ในป ค.ศ. ๑๗๖๕ แฮริสันไดรับเงินรางวัลครึ่งแรกจํานวน ๑๐,๐๐๐ ปอนด หลังจากเปดเผยการทํางาน
ภายในของ H4 และมอบนาฬิกาใหกับคณะกรรมการ BOARD OF LONGITUDE ซึ่งคณะกรรมการฯ ได
มอบหมายให ลารคัม เคนดัล (LARCUM KENDALL) สรางนาฬิกาเลียนแบบ H4 ขึ้น เคนดัลสรางนาฬิกา
เลียนแบบ H4 (เรียกวา K1) เสร็จในป ค.ศ.๑๗๖๙ พรอมกับนาฬิกา H5 ของ แฮริสัน และในป ค.ศ.๑๗๗๐
คณะกรรมการฯ ไดทดสอบนาฬิกาทั้งสองเรือนจนเปนที่พอใจ แฮริสันไดขอใหคณะกรรมการฯ นับ K1 และ
H5 เปนนาฬิกา ๒ เรือน ตามเงื่อนไขใหม แตคณะกรรมการฯ ยังยืนยันใหแฮริสัน (ซึ่งในขณะนั้นมีอายุ ๗๗ ป)
สราง H6 กอนจะไดรับเงินรางวัลที่เหลือ ในป ค.ศ.๑๗๗๒ แฮริสันจึงเขียนจดหมายรองเรียนถึงกษัตริยจอรจที่
สาม แหงอังกฤษ และไดรับเงินรางวัลที่เหลือในที่สุดในป ค.ศ.๑๗๗๓ สรุปวาแฮริสันตองพยายามอยูถึง ๑๒ ป
หลังจากที่เขาสราง H4 จึงไดรับการยอมรับจากคณะกรรมการฯ วาเปนผูที่แกปญหาลองจิจูดไดสําเร็จ
(ภาพประกอบ: นาฬิกา H4 ของแฮริสัน)
ในขณะที่แฮริสันกําลังรองเรียนตอคณะกรรมการ BOARD OF LONGITUDE ในป ค.ศ.๑๗๗๒
เจมส คุก (JAMES COOK) ชาวอังกฤษ ไดออกเดินทางสํารวจมหาสมุทรแปซิฟกตอนใต พรอมกับนํานาฬิกา
K1 ของเคนดัลไปดวย คุกมีชื่อเสียงในฐานะนักเดินเรือที่มีความเปนชาวเรือสูง และเปนที่ไววางใจของกษัตริย
ใหทําการสํารวจมหาสมุทรแปซิฟกถึงสามครั้ง โดยการสํารวจในป ค.ศ. ๑๗๗๒ เปนการสํารวจมหาสมุทรแปซิ
ฟกและการเดินเรือรอบโลกครั้งที่สองของคุก นอกจากนี้คุกยังเปนกัปตันคนแรกที่เห็นความสําคัญของสุข
อนามัยของลูกเรือ โดยเขาบังคับใหลูกเรืออาบน้ํา และรับประทานผักและผลไมเพื่อปองกันโรคขาดสารอาหาร
ซึ่งเปนสาเหตุการตายอันดับตนๆ ของลูกเรือเดินสมุทรในสมัยนั้น คุกเดินทางกลับมาถึงอังกฤษในป ค.ศ.
๑๗๗๕ ตลอดการเดินทางสํารวจมหาสมุทรแปซิฟกเปนเวลากวาสามป

คุกไดใชนาฬิกา K1 ในการหาลองจิจูดดวยอัตราความ เที่ยงตรงเฉลี่ยไมเกิน ๘ วินาที (เทียบเทากับ
ระยะทางไมเกิน ๒ ไมล) การเดินทางสํารวจของคุกถือเปนการใชงานจริงของนาฬิกาเพื่อหาที่เรือในทะเลเปน
ครั้งแรก และหลังจากที่คุกเดินทางกลับมาไดหนึ่งป แฮริสันก็เสียชีวิตลงดวยอายุ ๘๓ ป
23
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

บทที่ 9
การเดินเรือดาราศาสตรสมัยใหม
24
ในชวงศตวรรษที่ ๑๗ – ๑๘ การเดินเรือดาราศาสตรไดพัฒนาทั้งดานเครื่องมือวัดและดานวิธีการ
คํานวณจนนักเดินเรือสามารถหาที่เรือไดแมนยําภายในระยะไมกี่ไมล และไดกลายเปนวิธีหลักสําหรับการเดิน
เรือในมหาสมุทรหรือทะเลเปดไกลฝงในยุคนั้น แตหลักการของการเดินเรือ ดาราศาสตรในศตวรรษที่ ๑๘ นั้น
ไมเหมือนกับการเดินเรือดาราศาสตรในปจจุบันเสียทีเดียว กลาวคือที่เรือในสมัยนั้นไดมาจากการหาละติจูดและ
ลองจิจูดจากการวัดวัตถุทองฟาโดยตรง โดยคาละติจูดหาไดจากการวัดดาวเหนือ (ในซีกโลกเหนือ) หรือการวัด
ดวงอาทิตยขณะผานเมอริเดียน สวนคาลองจิจูดหาไดจากวิธี LUNAR DISTANCE หรือการวัดดวงอาทิตย
เพื่อหาเวลาทองถิ่น (LOCAL APPARENT TIME) แลวคํานวณหาคาลองจิจูดโดยใชเวลามาตรฐานประกอบ
กับคาละติจูดที่หาไดกอนหนา
หลักการของเสนตําบลที่ทองฟา (CELESTIAL LINE OF POSITION) และวิธี ALTITUDE
INTERCEPT ที่นักเดินเรือในปจจุบันคุนเคย ยังไมไดถูกคิดคนในศตวรรษที่ ๑๘ ทั้งที่นักเดินเรือในสมัยนั้นใช
วิธีเดินเรือดาราศาสตรเปนวิธีหลักในการเดินเรือในทะเลหางฝงมานับรอยป จนกระทั่งในป ค.ศ.๑๘๓๗
(พ.ศ.๒๓๘๐ – ตรงกับสมัยพระบาทสมเด็จพระนั่งเกลาเจาอยูหัว ในชวง รัตนโกสินทรตอนตน) ธอมัส ซัมเนอร
(THOMAS SUMNER) ชาวอังกฤษ ไดคนพบหลักการ เสนตําบลที่ทองฟาโดยบังเอิญขณะนําเรือเขาชอง
แคบ ST. GEORGE ระหวางไอรแลนดกับเวลส อยางไรก็ดี การคนพบของซัมเนอรไมไดอาศัยเพียงโชคและ
จังหวะความบังเอิญเพียงอยางเดียว แตตองอาศัยความชางสังเกตและความเปนชาวเรือของซัมเนอรเองดวย ซึ่ง
การคนพบของซัมเนอรจัดไดวาเปนพื้นฐานสําคัญของการเดินเรือดาราศาสตรสมัยใหมในปจจุบัน
ซัมเนอรออกเดินทางจากชารลสตัน (CHARLSTON, SOUTH CAROLINA) ในปลายเดือน
พฤศจิกายน ค.ศ.๑๘๓๗ เพื่อเดินทางไปยังกรีนอค (GREENOCK, SCOTLAND) บนฝงตะวันตกของเกาะ
อังกฤษ เรือของซัมเนอรใชเวลา ๒๒ วัน เดินทางมาถึงหนาชองแคบ ST. GEORGE ในกลางเดือนธันวาคม แต
สภาพอากาศปดทําใหซัมเนอรไมสามารถหาที่เรือดาราศาสตรได ตองอาศัยเพียงที่เรือรายงานมาหลายวัน ซัม
เนอรจึงรอใหสวางกอนจึงเริ่มเปลี่ยนเข็มไปทางตะวันออก เฉียงเหนือเพื่อเขาชองแคบ ซึ่งมีความกวางประมาณ
๔๐ ไมล
ในตอนเชาของวันรุงขึ้นทองฟาเริ่มเปดพอใหซัมเนอรวัดดวงอาทิตยเพื่อหาคาลองจิจูดได แตเขายังไมมี
คาละติจูดสําหรับใชในการคํานวณหาเวลาทองถิ่น ซัมเนอรจึงประมาณคาละติจูดจากที่เรือรายงาน โดยเขาทํา
การคํานวณ ๓ – ๔ ครั้งดวยคาละติจูดที่ตางกันเพื่อหาคาเฉลี่ย แตผลที่ไดทําใหซัมเนอรประหลาดใจเมื่อตําบลที่

25
ที่ไดจากการคํานวณทั้งหมดเรียงกันเปนเสนตรงพอดี นอกจากนี้ซัมเนอรยังโชคดีที่เสนตรงดังกลาวลากเกือบ
ผานกระโจมไฟ SMALL’S LIGHT ซึ่งอยูหางออกไปทางตะวันออกเฉียงเหนือประมาณ ๒๐ – ๓๐ ไมล ซึ่ง
ณ เวลานั้นซัมเนอรเขาใจสิ่งที่เขาไดคนพบนั้นเปนเพียงความบังเอิญ แตดวยความชางสังเกตและไหวพริบทําให
ซัมเนอรพบวาเขาสามารถใชเสนนี้แทนเสนตําบลที่ได ซึ่งที่เรือจะตองอยูที่ใดที่หนึ่งบนเสนนี้ และหากเขานําเรือ
ไปทางตะวันออกเฉียงเหนือตามเสนนี้ไปเรื่อยๆ ก็จะเห็นกระโจมไฟ SMALL’S LIGHT ในที่สุด และสมมุติ
ฐานของซัมเนอรก็ไดรับการยืนยันเมื่อเรือของเขาผานกระโจมไฟ SMALL’S LIGHT จริง ซึ่งหากซัมเนอรไม
ทันฉุกคิดเรื่องเสนตําบลที่ หรือเกิดซุมซามนําเรือไปเกยหินเสียกอน การพัฒนาการเดินเรือดาราศาสตรก็อาจตอง
ใชเวลานานกวานี้
ตอมาซัมเนอรไดศึกษาเหตุการณที่ชองแคบ ST.GEORGE เพิ่มเติม และพบวาเสนตําบลที่ ที่ไดนั้นไม
ใชความบังเอิญ นอกจากนั้นเสนตําบลที่ดังกลาวยังทํามุมตั้งฉากกับมุม AZIMUTH ของดวงอาทิตย และในป
ค.ศ.๑๘๔๓ ซัมเนอรไดตีพิมพหนังสืออธิบายวิธีหาที่เรือดวยการตัดกันของเสนตําบลที่ดาราศาสตรสองเสนโดย
เสนตําบลที่เสนแรกไดมาจากการวัดดาว ๑ ดวง แลวคํานวณหาลองจิจูดจากคาละติจูดที่ไดจากที่เรือรายงาน ๒
ครั้ง (เชนเดียวกับที่ซัมเนอรทําที่ชองแคบ ST.GEORGE) สวนเสนตําบลที่ดาราศาสตรอีกเสนอาจไดมาจาก
การวัดดาวอีก ๑ ดวง หรือการวัดดาวดวงเดิมในเวลาตอมา
อันที่จริงแลว เสนตําบลที่ที่ซัมเนอรคนพบไมไดเปนเสนตรง แตเปนสวนโคงของวงกลมที่มีรัศมีกวาง
มาก เมื่อนําแคสวนเล็กของสวนโคงดังกลาวมาพลอตบนแผนที่จึงออกมาเกือบเปนเสนตรง ซึ่งไมวาตําบลที่ใด
บนเสนนี้จะวัดมุมสูงของวัตถุทองฟาไดเทากัน จึงเรียกวงกลมนี้วาวงสูงเทา
การคนพบของซัมเนอรถือไดวาเปนพื้นฐานสําคัญของการเดินเรือดาราศาสตรสมัยใหม และตอมาชาว
ฝรั่งเศสชื่อ ADOLPHE-LAURENT-ANATOLE MARCQ DE BLONDE DE SAINT-HILAIRE ได
ศึกษาการคนพบของซัมเนอรและหลักการวงสูงเทาเพิ่มเติม และพบวามุมสูงของวัตถุทองฟาที่วัดไดสามารถใช
บอกรัศมีของวงสูงเทาได กลาวคือที่มุม ๙๐ องศา วงสูงเทาจะมีรัศมีเปนศูนย (ผูตรวจอยูใตดาวพอดี) และมุมที่
ลดลงทุก ๑ ลิปดา จะเทากับรัศมีที่เพิ่มขึ้น ๑ ไมล และ SAINT-HILAIRE ไดอาศัยหลักการดังกลาวในการคิด
คนวิธีการหาที่เรือดาราศาสตรแบบ ALTITUDE INTERCEPT และไดตีพิมพเปนหนังสือในป ค.ศ.๑๘๗๕
(พ.ศ.๒๔๑๘) หรือ ๓๘ ป หลังจากการคนพบของซัมเนอร วิธีการหาที่เรือดาราศาสตรแบบ ALTITUDE
INTERCEPT ของ SAINT-HILAIRE นับเปนตนแบบของวิธีที่ใชในปจจุบัน และถือไดวาเปนขั้นสูงสุดของ
การพัฒนาทฤษฎีการเดินเรือดาราศาสตร แตสูตรการคํานวณที่ใชคอนขางยุงยากและซับซอน ตอมาในชวงตน
ศตวรรษที่ ๒๐ นาย OGURA ชาวญี่ปุน จึงไดริเริ่มการใชตาราง SIGHT REDUCTION ซึ่งเปนวิธีที่ใชมา
จนถึงปจจุบัน

26
(ภาพประกอบ: เสนตําบลที่ซัมเนอรหาได)
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

บทที่ 10
เขาสูยุคแหงการเดินเรืออิเล็กทรอนิกส
27
วิธี ALTITUDE INTERCEPT ของ SAINT-HILAIRE ทําใหการเดินเรือดาราศาสตรไดพัฒนามา
จนถึงขั้นสูงสุด และนักเดินเรือไดใชวิธีนี้เปนหลักในการเดินเรือมานับรอยป ในยุคนี้การเดินเรือเริ่มเขาสูยุคแหง
ความเปนศาสตรมากขึ้น ทั้งในดานของเครื่องมือและอุปกรณ เชน เครื่องวัดดาว และนาฬิกาโครโนเมตร และใน
ดานความรูทางดาราศาสตร คณิตศาสตร และเทคนิคการคํานวณหาที่เรือ
ในชวงปลายศตวรรษที่ ๑๙ ถึงตนศตวรรษที่ ๒๐ การพัฒนาวิทยาศาสตรและเทคโนโลยีเนนหนักไป
ทางการพัฒนาระบบขับเคลื่อนเรือมากกวาการเดินเรือและการหาที่เรือ โดยการพัฒนาระบบขับเคลื่อนเรือเริ่มมา
จากการนําเครื่องจักรไอน้ําที่ใชเชื้อเพลิงถานหินมาใชแทนใบเรือในชวงกลางศตวรรษที่ ๑๙ ทําใหนักเดินเรือไม
ตองพึ่งพากระแสลมและกระแสน้ําตามธรรมชาติอีกตอไป (THOMAS NEWCOMEN และ JAMES
WATT ไดประดิษฐและพัฒนาเครื่องจักรไอน้ําในศตวรรษที่ ๑๘) จากนั้นระบบขับเคลื่อนเรือก็ไดถูกพัฒนา
เรื่อยมาจากเครื่องจักรไอน้ํา มาจนถึงเครื่องยนตดีเซลและเครื่องยนตกังหันไอน้ํา
การเดินเรือดาราศาสตรไดพัฒนามาจนสามารถหาที่เรือไดความแมนยําภายในระยะไมกี่ไมล แตเมฆ
และสภาพอากาศปดอาจทําใหนักเดินเรือไมสามารถหาที่เรือในทะเลไดเปนเวลานานหลายวัน อยางไรก็ดีการใช
ที่เรือรายงานประกอบกับที่เรือดาราศาสตรยังคงเพียงพอในยุคของเรือใบซึ่งเรือมีความเร็วต่ํา ตอมาการพัฒนา
ระบบขับเคลื่อนเรือสงผลใหเรือมีความเร็วสูงขึ้นมาก และเรือเดินสมุทรไดกลายเปนอุตสาหกรรมขนาดใหญที่
ตองการความแมนยําและความปลอดภัยสูง ประกอบกับการพัฒนาระบบอิเล็กทรอนิกสในชวงตนศตวรรษที่
๒๐ ทําใหการเดินเรือและระบบหาตําบลเรือที่ไดผานวิวัฒนาการอีกขั้นหนึ่งเขาสูยุคแหงการเดินเรือ
อิเล็กทรอนิกสที่สามารถหาที่เรือไดอยางแมนยําในทุกสภาพอากาศ

28
(ภาพประกอบ: เรือไอน้ําสมัยกลางศตวรรษที่ ๑๙ - สังเกตเสาสําหรับกางใบ
แสดงใหเห็นถึงชวงตอระหวางยุคของเรือใบกับยุคของเรือไอน้ํา)
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

29
บทที่ 11
ระบบวิทยุหาที่เรือ (RADIO NAVIGATION SYSTEM)
ระบบวิทยุหาที่เรือใชการแพรคลื่นวิทยุในการหาตําบลที่เรือ โดยแบงออกไดเปนสองประเภทใหญๆ
คือระบบวิทยุหาทิศซึ่งใหคาแบริ่งจากการสงคลื่นวิทยุเปนบีมเสนตรง (ระบบ A-N) หรือการใชเสาอากาศแบบ
หาทิศ (RADIO DIRECTION FINDER) และระบบไฮเปอรบอลิค (HYPERBOLIC RADIO
NAVIGATION) ซึ่งใหเสนตําบลที่จากการเปรียบเทียบเวลาหรือเฟสจากสถานีสงสามแหงขึ้นไป
ความเปนมาของการคนพบคลื่นวิทยุ เริ่มขึ้นเมื่อป ค.ศ. ๑๘๓๒ (พ.ศ.๒๓๘๕ – ตรงกับสมัยรัชกาลที่ ๓) ไมเคิล
ฟาราเดย (MICHAEL FARADAY) ชาวอังกฤษไดเสนอทฤษฎีวาดวยคลื่น พลังงานที่เกิดจากความสัมพันธ
ระหวางกระแสไฟฟาและสนามแมเหล็ก
แตความรูทางคณิตศาสตรและฟสิกสในสมัยนั้นยังไมสามารถพิสูจนทฤษฎีของฟาราเดยได ตอมาในป
ค.ศ. ๑๘๕๕ (พ.ศ.๒๓๙๘ – ตรงกับสมัยรัชกาลที่ ๔) เจมส แมกซเวลล (JAMES MAXWELL) ชาวอังกฤษ
ไดพิสูจนทฤษฎี ความสัมพันธระหวางไฟฟาและสนามแมเหล็กของฟาราเดยไดดวยสมการทางคณิตศาสตร แต
ก็ยังไมมาใครสามารถพิสูจนทฤษฎีและสมการ ดังกลาวไดดวยการทดลอง จนกระทั่งในป ค.ศ.๑๘๘๗
(พ.ศ.๒๔๓๐ – ตรงกับสมัยรัชกาลที่ ๕) ไฮนริค เฮิรตซ (HEINRICH HERTZ) ชาวเยอรมัน ไดออกแบบการ
ทดลองแพรคลื่นแมเหล็กไฟฟา หรือคลื่นวิทยุ โดยใชไฟฟากระแสสลับ ความถี่สูง และสามารถวัด
ความยาวคลื่นและความถี่ไดตรงตาม การคํานวณดวยสมการของแมกซเวลล
(ภาพประกอบ: เครื่องมือทดลองแพรคลื่นวิทยุของเฮิรตซ)

30
สงครามโลกทั้งสองครั้งในชวงตนศตวรรษที่ ๒๐ มีสวนสําคัญในการเรงการพัฒนาเทคโนโลยีใน
หลายๆ ดาน และคลื่นวิทยุไดถูกนํามาใชในการนําทางเครื่องบินทิ้งระเบิดระยะไกลอยางไดผล โดยรูปแบบแรก
ของระบบนําทางดวยคลื่นวิทยุเรียกวาระบบ A-N ซึ่งใชการสงสัญญาณมอรส A (• –) และ N (– •) จากเสา
อากาศสองแหงพรอมกัน หากนักบินรักษาระยะระหวางเสาอากาศทั้งสองแหงเทากันก็จะไดยินเสียงสัญญาณ
มอรส A และ N ซอนกันเปนโทนสัญญาณคงที่ แตถานักบินอยูใกลเสาอากาศเสาใดเสาหนึ่งมากกวาก็จะไดยิน
สัญญาณมอรสจากเสานั้นดังกวา โดยฝายเยอรมันไดใชระบบนําทางดวยคลื่นวิทยุนี้ในการนําเครื่องบินไป ทิ้ง
ระเบิดบนเกาะอังกฤษ ทําใหสามารถทิ้งระเบิดโจมตีอังกฤษไดแมในเวลากลางคืน
ระบบ A-N สามารถใหแบริ่งคงที่ไดเพียงแบริ่งเดียวจากเสาอากาศหนึ่งคู ซึ่งเหมาะกับการนําเครื่องบิน
เขาหาที่หมาย แตไมเหมาะกับการเดินเรือในทะเล จึงไดมีการพัฒนาเครื่องวิทยุหาทิศ (RADIO DIRECTION
FINDER – RDF) ขึ้น ซึ่งสามารถใชบอกแบริ่งจากสถานีสงไดทุกทิศทาง และนักเดินเรือสามารถหาที่เรือได
จากจุดตัดระหวางเสนแบริ่งสองเสนจากสถานีสงสองแหง
ระบบวิทยุหาที่เรืออีกประเภทหนึ่งเรียกวาระบบวิทยุหาที่เรือแบบไฮเปอรบอลิค (HYPERBOLIC
RADIONAVIGATION) ไดถูกพัฒนาขึ้นในชวงปลายสงครามโลกครั้งที่สอง ระบบวิทยุหาที่เรือประเภทนี้
อาศัยความตางของเวลาที่สัญญาณวิทยุจากสถานีสงสองแหงเดินทางมาถึงเครื่องรับ โดยคาความตางของเวลา
จากสถานีสงหนึ่งคูจะใหเสนตําบลที่แบบไฮเปอรบอลิค (HYPERBOLIC LINE OF POSITION) หนึ่งเสน
และตําบลที่เรือแนนอน (ELECTRONIC FIX) สามารถหาไดจากจุดตัดของเสนตําบลที่ไฮเปอรบอลิคสอง
เสน โดยอาศัยสถานีสงสองคู (จากสถานีสงอยางนอยสามแหง) ระบบวิทยุหาที่เรือแบบไฮเปอรบอลิคแบบแรก
ที่ถูกพัฒนาขึ้นคือระบบ GEE ของอังกฤษในป ค.ศ.๑๙๔๒ (พ.ศ.๒๔๘๕) ซึ่งใชยานความถี่ ๓๐ – ๘๐
เมกะเฮิรตซ และตอมาในป ค.ศ.๑๙๔๓ (พ.ศ.๒๔๘๖) สหรัฐอเมริกาก็ไดพัฒนาระบบ LORAN (ยอมาจาก
LONG RANGE NAVIGATION) ซึ่งประกอบดวยสถานีสงกวา ๗๐ แหง สงสัญญาณในยานความถี่ ๑๘๕๐
– ๑๙๕๐ กิโลเฮิรตซ มีระยะทําการกวา ๖๐๐ ไมล ครอบคลุมพื้นที่เกือบ หนึ่งในสามของโลก
การพัฒนาเทคโนโลยีวิทยุความถี่ต่ําหลังจากสงครามโลกครั้งที่ ๒ ทําใหระบบ LORAN ไดถูกพัฒนา
ตอมาเปน LORAN-C ในชวงตนทศวรรษที่ ๑๙๕๐ ระบบ LORAN-C ประกอบดวยกลุมสถานีสงหลายแหง
หางกันหลายรอยไมลในหลายประเทศ โดยแตละกลุมประกอบดวยสถานีแม ๑ สถานีและสถานียอย ๒ – ๔
สถานี ซึ่งสถานีแมและสถานียอยนี้จะสงสัญญาณวิทยุแบบ PULSE ดวยความถี่ ๑๐๐ กิโลเฮิรตซ ออกมาตาม
ลําดับ จากนั้นเครื่องรับบนเรือจะคํานวณคาความตางระหวางระยะทางถึงสถานีแมกับสถานียอยจากเวลาตาง
ของคลื่นวิทยุที่ไดรับ และแสดงคาระยะตางนั้นสําหรับพลอตบนแผนที่พิเศษที่มีเสนไฮเปอรบอลิค หรือแสดงคา

ละติจูดและลองจิจูดโดยตรง ระบบ LORAN-C ใหตําบลที่ที่มีความถูกตอง (ACCURACY) และความ
แมนยํา (PRECISION) สูง โดยมีคาความถูกตอง ๐.๑ – ๐.๒ ไมล และความแมนยํา ๕๐ เมตร
31
(ภาพประกอบ: เสน HYPERBOLIC ระหวางสถานีสงหนึ่งคู)
ระบบวิทยุหาที่เรือที่สําคัญอีกระบบคือระบบ OMEGA ซึ่งถูกริเริ่มพัฒนาขึ้นโดย ทร.สหรัฐฯ ในป
ค.ศ.๑๙๔๗ (กอนหนาระบบ LORAN-C เล็กนอย) แตเนื่องจากปญหาความยุงยากทางเทคนิค ทําใหตองใช
เวลากวา ๒๐ ป กวาจะเริ่มใชงานได และสามารถใชงานไดโดยสมบูรณใน ป ค.ศ.๑๙๘๒ (พ.ศ.๒๕๒๕) ระบบ
OMEGA ประกอบดวยสถานีสง ๘ สถานีทั่วโลก แตละสถานีตั้งอยูหางกัน ๕,๐๐๐ – ๖,๐๐๐ ไมล สงสัญญาณ
วิทยุในยานความถี่ต่ํามาก (๑๐ – ๑๔ กิโลเฮิรตซ) ใหระยะครอบคลุมทั่วโลก ระบบ OMEGA เปนระบบวิทยุหา
ที่เรือแบบไฮเปอรบอลิคเชนเดียวกับระบบ LORAN-C แตตางกันตรงที่ระบบ OMEGA สงสัญญาณแบบ CW
ความถี่ต่ํามาก ๔ ความถี่ และใชการเปรียบเทียบเฟสของคลื่น CW ในการคํานวณหาตําบลที่ ระบบ OMEGA
ใหที่เรือที่มีความถูกตองแมนยํา ๑ – ๒ ไมล ตลอด ๒๔ ชั่วโมง ทั่วโลก
(ภาพประกอบ: เสน HYPERBOLIC สองชุดระหวางสถานีสงสามแหง)

การคนพบคลื่นวิทยุของเฮิรตซนอกจากจะทําใหเกิดการพัฒนาระบบหาที่เรือดวยวิทยุแลว คลื่นวิทยุ
ยังไดถูกนํามาใชในการตรวจจับวัตถุในระยะไกล ในป ค.ศ. ๑๙๓๕ (พ.ศ.๒๔๗๘) ROBERT WATSON-
WATT ชาวอังกฤษไดคิดคนระบบตรวจจับเครื่องบินดวยการแพรคลื่นวิทยุออกไปแลวตรวจจับคลื่นที่สะทอน
กลับมา และในป ค.ศ.๑๙๓๙ อังกฤษไดสรางสถานีเรดารขึ้นหลายแหงตามแนวฝงตะวันออกเพื่อตรวจจับเครื่อง
บินทิ้งระเบิดที่จะมาโจมตีเกาะอังกฤษ โดยแตละสถานีจะโทรศัพทแจงขอมูลเปาไปยังศูนยรวบรวมขอมูลกลาง
ซึ่งทําหนาที่พลอตติดตามสถานการณรวม และอีกไมกี่ปตอมาไดมีการพัฒนาหลอด MAGNETRON ทําให
เรดารมีความยาวคลื่นสั้นลงและมีกําลังสงสูงขึ้น สงผลใหเสาอากาศมีขนาดเล็กลงจนกระทั่งสามารถนํามาติดตั้ง
บนเรือได จึงไดเกิดการพัฒนาเรดารเดินเรือขึ้น
32
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

บทที่ 12
33
ระบบเดินเรือดวยแรงเฉื่อย (INERTIAL NAVIGATION SYSTEM)
ระบบเดินเรือดวยแรงเฉื่อยถูกพัฒนาขึ้นในปลายทศวรรษที่ ๑๙๕๐ เพื่อใชกับเรือดําน้ํา ทําใหเรือดําน้ํา
สามารถทราบตําบลที่ไดโดยไมตองโผลขึ้นมาเหนือน้ํา และตอมาระบบเดินเรือดวยแรงเฉื่อยไดถูกนํามาใชกับ
เรือ และอากาศยาน โดยระบบเดินเรือดวยแรงเฉื่อยติดตามการเคลื่อนที่ของเรือโดยไมตองอาศัยแหลงอางอิงจาก
ภายนอก (เชนสัญญาณวิทยุหรือดาวตางๆ) ดวยการวัดอัตราเรงของเรือและนํามาคํานวณเปนการเคลื่อนที่ของ
เรือ ดังนั้นระบบเดินเรือดวยแรงเฉื่อยจึงอาจเรียกไดวาเปนระบบเดินเรือรายงานที่สามารถตรวจจับการเคลื่อนที่
ของเรือไดอยางแมนยําดวยอุปกรณอิเล็กทรอนิกสที่ซับซอนนั่นเอง
ที่มาของระบบเดินเรือดวยแรงเฉื่อยเริ่มตนมาจากการประดิษฐไยโร (GYROSCOPE) โดย ผูที่คิด
ประดิษฐไยโรเปนคนแรกคือนักฟสิกสชาวฝรั่งเศสชื่อ JEAN BERNARD LEON FOUCAULT
เมื่อป ค.ศ. ๑๘๕๒ (พ.ศ.๒๓๙๕ – ตรงกับสมัยรัชกาลที่ ๔) โดยสรางเปนลูกขางที่มีแกนหมุนอยูในวงแหวนที่
หมุนไดโดยอิสระ เพื่อใชเปนแกนอางอิงในการศึกษาการหมุนของโลก เนื่องจากลูกขางไยโร (หรือมวลที่หมุน
รอบแกนดวยความเร็วสูง) มีคุณสมบัติในการรักษาแนวแกนหมุนใหคงที่เมื่อไมมีแรงกระทําจาก ภายนอก อยาง
ไรก็ดี FOUCAULT ไมประสบความสําเร็จนักในการใชไยโรเพื่อวัดการหมุนของโลกเนื่องจากปญหาแรงเสียด
ทานในแกนหมุนและวงแหวน เขาจึงไดหันไปใชการแกวงของลูกตุมยาวเพื่อวัดการหมุนของโลกแทน
ในป ค.ศ. ๑๘๙๐ (พ.ศ.๒๔๓๓ – ตรงกับสมัยรัชกาลที่ ๕) G.M. HOPKINS ไดคิดประดิษฐไยโรที่หมุนดวย
มอเตอรไฟฟา และอีกเพียงสิบกวาปตอมา นักประดิษฐชาวเยอรมันและอเมริกันก็ไดประดิษฐเข็มทิศไยโรขึ้นใน
เวลาไลเลี่ยกัน ในป ค.ศ.๑๙๐๓ (พ.ศ.๒๔๔๖) HERMAN ANSCHUTZ ชาวเยอรมันไดประดิษฐเข็มทิศไยโร
(หรือไยโรที่มีแกนหมุนชี้ไปยังทิศเหนือตลอดเวลา) ขึ้นเพื่อแกปญหาผลกระทบจากอํานาจแมเหล็กเรือตอเข็ม
ทิศแมเหล็ก เข็มทิศไยโรมีความ ซับซอนมากกวาไยโรธรรมดาเนื่องจากไยโรธรรมดาจะรักษาแกนหมุนใหคงที่
โดยไมขึ้นกับการหมุนของโลก ทําใหแกนหมุนของไยโรชี้ผิดไปจากทิศเหนือจริงเมื่อโลกหมุน เข็มทิศไยโร
อาศัยแรงปรากฏที่เกิดจากการหมุนรอบตัวเองของโลกในการรักษาแกนหมุนใหตรงกับทิศเหนือจริงตลอดเวลา
ขนาดของแรงปรากฏนี้จะลดลงเมื่อเขาใกลแกนหมุนของโลก ดังนั้นเข็มทิศไยโรจึงไมสามารถใชการไดที่
ละติจูดที่สูง (ใกลขั้วโลก) เนื่องจากขนาดของแรงปรากฏจากการหมุนของโลกไม เพียงพอ ในป ค.ศ.๑๙๐๘ เอล
เมอร เสปอรรี่ (ELMER SPERRY) ชาวอเมริกันก็ไดประดิษฐเข็มทิศไยโรขึ้นเชนกันโดยใชหลักการเดียวกัน
และเสปอรรี่ไดสรางเครื่องถือทายเรืออัตโนมัติ (AUTOPILOT) ขึ้นในป ค.ศ.๑๙๑๑ โดยอาศัยเข็มทิศไยโรใน
การควบคุมทิศทาง เรียกวาเครื่อง METAL MIKE

34
(ภาพประกอบ: ลูกขางไยโร)
ระบบเดินเรือดวยแรงเฉื่อยอาศัยไยโรในการรักษาแกนอางอิงในการวัดอัตราเรงใหคงที่ โดยระบบเดิน
เรือดวยแรงเฉื่อยประกอบดวยเครื่องวัดอัตราเรง (ACCELEROMETER) สองตัวสําหรับวัดอัตราเรงของเรือ
ตามแนวเหนือ – ใต และตะวันออก – ตะวันตก และไยโรสําหรับรักษาแนวของเครื่องวัดอัตราเรงใหคงที่และ
ขนานกับพื้นโลกตลอดเวลาโดยใชมอเตอรไฟฟาหมุนฐานของเครื่องวัดอัตราเรงใหตรงกับแกนหมุนของไยโร
สามแกน โดยเครื่องวัดอัตราเรงสามารถวัดคาอัตราเรงไดจากแรงที่กระทําตอมวลตามกฎ F = MA ของนิวตัน
จากนั้นระบบจะคํานวณการ เคลื่อนที่ของเรือจากผลรวมของอัตราเรงจากทั้งสองแกน อยางไรก็ดีแรงเสียดทาน
และความไมสมบูรณเล็กนอยอื่นๆ ของระบบไยโรทําใหระบบเดินเรือดวยแรงเฉื่อยคอยๆ สะสมคาความ คลาด
เคลื่อนทีละนอย ตําบลที่ที่ไดจึงจําเปนตองถูกตรวจสอบกับระบบหาที่เรือดวยวิทยุหรือ ดาวเทียมเปนระยะๆ
เนื่องจากแรงเสียดทานของไยโรเปนสาเหตุสําคัญของการสะสมคาความคลาดเคลื่อนในระบบเดินเรือดวยแรง
เฉื่อย จึงไดมีความพยายามที่จะแกปญหาแรงเสียดทางนี้ดวยการพัฒนาไยโรแบบ ESG หรือ
ELECTROSTATIC GYRO ขึ้น (บางตําราก็วา ESG ยอมาจาก ELECTRICALLY STABILIZED
GYRO) โดยไยโรแบบ ESG ลดแรงเสียดทางดวยใชแรงจากสนามไฟฟาในการ รองรับ “ลูกขาง” หรือมวลที่
หมุนดวยความเร็วสูงภายในแทนสุญญากาศ ไยโรแบบ ESG ชวยลดคาความคลาดเคลื่อนสะสมในระบบเดิน
เรือดวยแรงเฉื่อยไดในระดับหนึ่ง แตยังไมสามารถกําจัด คาความคลาดเคลื่อนสะสมนี้ไดทั้งหมด และตําบลที่ที่
ไดจึงยังจําเปนตองถูกเปรียบเทียบตรวจสอบกับระบบหาที่เรืออื่นอยู

ระบบเดินเรือดวยแรงเฉื่อยแบบใหมใชเลเซอรไยโร (LASER GYRO หรือ RING LASER
GYRO) แทนไยโรที่ใชมวลหมุนดวยความเร็วสูงแบบเดิม เลเซอรไยโรใชเสนทางเดินของแสงเลเซอรเปน วง
แหวนรอบแกนในการวัดการหมุนรอบแกนนั้น โดยเครื่องกําเนิดแสงเลเซอรจะสรางลําแสงเลเซอรที่มี เฟสตรง
กันสองลําในทิศทางตรงกันขามกันตามเสนทางเดินรอบแกน เมื่อมีการหมุนรอบแกน เสนทางเดินของลําแสงที่
เคลื่อนที่ไปตามการหมุนจะทําใหลําแสงหนึ่งมีทิศทางเดียวกับการหมุน และลําแสงอีกลํามีทิศทางตรงกันขาม
กับการหมุน และเกิดความแตกตางระหวางเฟสของลําแสงสองลําขึ้น ซึ่งขนาดของความแตกตางระหวางเฟสนี้
จะขึ้นอยูกับความเร็วของการหมุน เนื่องจากเลเซอรไยโรไมไดอาศัยมวลที่หมุนดวยความเร็วสูงในการรักษา
แกนอางอิง จึงไมมีปญหาคาความคลาดเคลื่อนสะสมเนื่องจากแรงเสียดทานแบบไยโรลูกขาง
35
(ภาพประกอบ: การเดินทางของแสงในเลเซอรไยโร)
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

บทที่ 13
36
ระบบหาที่เรือดวยดาวเทียม (SATELLITE NAVIGATION SYSTEM)
ระบบเดินเรือดวยแรงเฉื่อยดวยเลเซอรไยโรจะสามารถติดตามการเคลื่อนที่ของเรือได ถูกตองแมนยํา
กวาการเดินเรือรายงานแบบดั้งเดิมมาก แตวิธีเดียวในการยืนยันความถูกตองของ ตําบลที่เรือยังคงตองอาศัยจุด
อางอิงจากภายนอกตัวเรือ และดวยเหตุผลดานความปลอดภัย ระบบ เดินเรือดวยแรงเฉื่อยจึงมักถูกใชประกอบ
กับระบบหาที่เรือที่อาศัยแหลงอางอิงจากภายนอก เชนระบบหาที่เรือดวยวิทยุ อยางไรก็ดีระบบหาที่เรือดวยวิทยุ
ในชวงกลางศตวรรษที่ ๒๐ ยังมีขอจํากัดในดานพื้นที่ครอบคลุมและความถูกตองแมนยํา โดยระบบ LORAN-
C ใหตําบลที่ที่มีความถูกตอง แมนยําสูง แตมีพื้นที่ครอบคลุมจํากัด และความถูกตองแมนยําจะลดลงเมื่อระยะ
จากสถานีสง เพิ่มมากขึ้น สวนระบบ OMEGA ใชคลื่นวิทยุยานความถี่ต่ํามากซึ่งใหการครอบคลุมทั่วโลก แต
การใชคลื่นวิทยุยานความถี่ต่ํามากซึ่งมีขนาดความยาวคลื่นกวาสิบไมลทําใหใหความถูกแมนยําลดลง
การพัฒนาระบบหาที่เรือดวยดาวเทียมเกิดมาจากความตองการระบบที่สามารถใหตําบลที่ ที่มีความถูก
ตองแมนยําสูงตลอด ๒๔ ชั่วโมง และมีพื้นที่ครอบคลุมทั่วโลก โดยแนวความคิดในการนําดาวเทียมมาใชหาที่
เรือไดถือกําเนิดขึ้นมาพรอมๆ กับความสําเร็จในการสงดาวเทียมขึ้นสูวงโคจรเปนครั้งแรกในป ค.ศ. ๑๙๕๗
(พ.ศ.๒๕๐๐) โดยนักวิทยาศาสตรที่สถาบันวิจัย APPLIED PHYSICS LABORATORY ณ มหาวิทยาลัย
JOHNS HOPKINS ไดสังเกตปรากฏการณ DOPPLER ของสัญญาณวิทยุจากดาวเทียม SPUTNIK ของสห
ภาพโซเวียตขณะที่ดาวเทียมเคลื่อนที่ผานฝงตะวันออกของสหรัฐอเมริกา และพบวาลักษณะของปรากฏการณ
DOPPLER ของสัญญาณที่สงออกมาจากดาวเทียมผานสถานีภาคพื้นที่ทราบตําบลที่แนนอนนั้น สามารถนํามา
ใชคํานวณหา วงโคจรของดาวเทียม ได และในทางกลับกัน ปรากฏการณ DOPPER จากดาวเทียมที่ทราบวง
โคจรแนนอนสามารถนํามาใชคํานวณหาตําบลที่บน พื้นโลกได ในปตอมาสถาบันวิจัย APPLIED PHYSICS
LABORATORY ไดรวมมือกับกองทัพเรือสหรัฐฯ ในการสรางระบบหาที่เรือดวยดาวเทียมขึ้น โดยอาศัยหลัก
การของปรากฏการณ DOPPLER เรียกวาระบบ NAVSAT (NAVY NAVIGATION SATELLITE
SYSTEM) หรือที่เปนที่รูจักในชื่อพลเรือนวาระบบ TRANSIT

37
(ภาพประกอบ: ดาวเทียม SPUTNIK ของสหภาพโซเวียต)
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

บทที่ 14
38
ปรากฏการณ DOPPLER และระบบ NAVSAT
ปรากฏการณ DOPPLER คือการที่ความถี่คลื่นเกิดการเปลี่ยนแปลงสูงขึ้นเมื่อแหลงกําเนิดคลื่นและผู
รับมีการเคลื่อนที่สัมพันธเขาหากัน และความถี่คลื่นจะเกิดการเปลี่ยนแปลงลดลงเมื่อแหลงกําเนิดคลื่นและผูรับ
มีการเคลื่อนที่สัมพันธออกจากกัน โดยขนาดของการเปลี่ยนแปลงขึ้นอยูกับความเร็วสัมพันธ
ระบบ NAVSAT ใชลักษณะการเปลี่ยนแปลงความถี่ (DOPPLER SHIFT) ของสัญญาณที่สงออกมา
จากดาวเทียมในการคํานวณหาตําบลที่ โดยการเปลี่ยนแปลงความถี่ของสัญญาณขณะที่ดาวเทียมเคลื่อนที่ผาน
ตําบลที่ของเครื่องรับบนพื้นโลกแบงออกไดเปน ๓ ชวง ชวงแรกคือชวงที่ดาวเทียมกําลังเคลื่อนที่เขาหาเครื่อง
รับ ความถี่ของสัญญาณที่รับไดจะมีคาสูงและคอยๆ ลดลงเมื่อดาวเทียมเคลื่อนที่เขาใกลเครื่องรับเนื่องจาก
ความเร็วสัมพันธในการเคลื่อนที่เขาหาลดลง ชวงที่สองคือชวงที่ดาวเทียมผานเหนือเครื่องรับ ความถี่ของ
สัญญาณที่รับไดจะมีคาเทากับความถี่ที่สงออกมาจริง และชวงที่สามคือชวงที่ดาวเทียมเคลื่อนที่ออกจากเครื่อง
รับ ความถี่ของสัญญาณที่รับไดจะมีคาลดลงไปตามระยะหางจากเครื่องรับ
ระบบ NAVSAT เริ่มใชในป ค.ศ.๑๙๖๔ (พ.ศ.๒๕๐๗) สวนประกอบหลักของระบบประกอบดวยดาว
เทียม ๑๓ ดวง (สํารอง ๓ ดวง) โคจรรอบโลกที่ความสูง ๖๐๐ ไมล ดวยความเร็วประมาณ ๕ ไมลตอวินาที (ดาว
เทียมแตละดวงโคจรรอบโลกทุก ๑๐๗ นาที) สถานีภาคพื้นทําหนาที่ติดตามดาวเทียมในวงโคจรและสงคาแก
ตางๆ ใหกับดาวเทียม และเครื่องรับสัญญาณและคํานวณตําบลที่บนเรือ โดยดาวเทียมในระบบจะสงสัญญาณที่
ความถี่ ๑๕๐ และ ๔๐๐ เมกะเฮิรตซ การเปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงความถี่จากดาวเทียมสองดวงจะใหเสน
ตําบลที่ ๑ เสน สวนตําบลที่แนนอน (FIX) จะไดจากการเปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงความถี่จากดาวเทียมอยาง
นอย ๓ ดวง (ปกติจะใชดาวเทียม ๔ – ๗ ดวงเพื่อเพิ่มความถูกตอง) โดยวงโคจรของดาวเทียมแตละดวงจะ
ครอบคลุมทุกจุดบนพื้นโลกอยางนอยวันละ ๒ ครั้ง และการหาตําบลที่แนนอนดวยดาวเทียม ๔ ดวงจะทําไดทุก
๓๕ – ๙๕ นาที

39
(ภาพประกอบ: ลักษณะการเปลี่ยนแปลงความถี่เมื่อดาวเทียมเคลื่อนที่ผาน)
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

บทที่ 15
40
ระบบ GPS
ระบบหาที่เรือดวยดาวเทียม GLOBAL POSITIONAL SYSTEM หรือ GPS ในปจจุบัน ถือกําเนิด
มาจากการริเริ่มพัฒนาระบบ NAVSTAR GPS (NAVIGATION SYSTEM USING TIMING AND
RANGING GLOBAL POSITIONING SYSTEM) โดยกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ ในป ค.ศ.๑๙๗๓
(พ.ศ.๒๕๑๖) เพื่อใชเปนระบบหาตําบลที่แบบสามมิติที่ใหทั้งตําบลที่และความสูงไดอยางตอเนื่องสําหรับเรือ
และอากาศยานในกองทัพ แทนระบบ TRANSIT ที่ใหตําบลที่เพียงสองมิติเปนระยะๆ ทุก ๓๕ – ๙๕ นาที
ระบบ GPS ประกอบดวยดาวเทียม ๒๘ ดวง โคจรรอบโลกที่ความสูง ๑๐,๙๐๐ ไมล แตละดวงโคจร
รอบโลกทุก ๑๒ ชั่วโมง สถานีภาคพื้น ๕ แหงทําหนาที่ติดตามดาวเทียมในวงโคจรและสงขอมูลใหกับสถานี
ควบคุมหลักที่มลรัฐโคโลราโด และเครื่องรับสัญญาณทําหนาที่คํานวณหาตําบลที่
การหาตําบลที่ในระบบ GPS ใชหลักการ TIMING AND RANGING หรือการคํานวณระยะทาง
จากเวลาที่สัญญาณจากดาวเทียมเดินทางมาถึงเครื่องรับ โดยดาวเทียมแตละดวงจะสงสัญญาณที่ความถี่
๑๕๗๕.๔๒ เมกะเฮิรตซ (เรียกวาความถี่ L1) และความถี่ ๑๒๒๗.๖๐ เมกะเฮิรตซ (เรียกวาความถี่ L2) ขอมูลใน
ความถี่ L1 ประกอบดวยสัญญาณหยาบ (COARSE ACQUISITION CODE – C/A CODE) สําหรับผูใช
ทั่วไป (STANDARD POSITIONING SERVICE – SPS) และสัญญาณละเอียด (PRECISION CODE
– P CODE) ซึ่งเขารหัสสําหรับใชในกองทัพสหรัฐฯ เทานั้น (PRECISE POSITIONING SERVICE –
PPS) สวนขอมูลในความถี่ L2 ประกอบดวยสัญญาณ P CODE เพียงอยางเดียว การสงสัญญาณ P CODE ใน
สองความถี่ทําใหเครื่องรับสามารถเปรียบหาผลกระทบจากบรรยากาศชั้น IONOSPHERE เพื่อลดความคลาด
เคลื่อนจากการรบกวนของชั้นบรรยากาศ
ลักษณะวงโคจรของดาวเทียม GPS ถูกออกแบบมาใหทุกพื้นที่บนโลกสามารถมองเห็น ดาวเทียมได
อยางนอย ๔ ดวงตลอดเวลา โดยสัญญาณจากดาวเทียมหนึ่งดวงจะใหเสนตําบลที่หนึ่งเสนที่เกิดจากจุดตัด
ระหวางพื้นผิวโลกกับทรงกลมที่มีรัศมีเทากับระยะทางจากดาวเทียม ตําบลที่แบบสองมิติจะไดจากจุดตัด
ระหวางทรงกลมรัศมีจากดาวเทียม ๒ ดวงกับพื้นผิวโลก แตเนื่องจากนาฬิกาในเครื่องรับอาจมีความคลาดเคลื่อน
ได ดังนั้นจึงตองใชดาวเทียมดวงที่สามเพื่อแกคาความคลาดเคลื่อนแบบเดียวกับการหาที่เรือชายฝงดวยที่หมาย
๓ แหง และตําบลที่แบบสามมิติ (ตําบลที่และความสูง) จะหาไดจากดาวเทียมอยางนอย ๓ ดวง และใชดาวเทียม
ดวงที่ ๔ เพื่อแกคาความคลาดเคลื่อน

41
ระบบ GPS มีมาตรการที่เกี่ยวของกับความปลอดภัยอยู ๒ มาตรการ คือการเติมคาความคลาดเคลื่อน
ลงใน C/A CODE เพื่อลดความถูกตองแมนยํา เรียกวามาตรการ SELECTIVE AVAILABILITY และการ
ปองกันการรบกวนและปลอมแปลงสัญญาณ P CODE เรียกวามาตรการ ANTI-SPOOFING ตอมาเมื่อวันที่
๑ พฤษภาคม ค.ศ.๒๐๐๐ (พ.ศ.๒๕๔๓) รัฐบาลสหรัฐฯ ไดประกาศยุติการใชมาตรการ SELECTIVE
AVAILABILITY ซึ่งเพิ่มความถูกตองของบริการ SPS สําหรับผูใชทั่วไป แตรัฐบาลสหรัฐฯ ยังคงมีขีดความ
สามารถในการเริ่มใชมาตรการ SELECTIVE AVAILABILITY อีกเมื่อเห็นวามีความจําเปน
การหา GPS ดวยการคํานวณคาความคลาดเคลื่อนของสัญญาณ GPS จากสถานีฝงที่ทราบตําบลที่ แน
นอน จากนั้นสถานีฝงจะสงคาแกใหกับเครื่องรับในบริเวณใกลเคียง ระบบ DGPS สามารถใหตําบลที่ไดถูกตอง
แมนยําเทียบเทากับบริการ PPS และสามารถแกคาความคลาดเคลื่อนจากมาตรการ SELECTIVE
AVAILABILITY ได แตระบบ DGPS มีพื้นที่ครอบคลุมคอนขางจํากัด เนื่องจากเครื่องรับจะตองอยูภายใน
รัศมีประมาณ ๑๐๐ ไมลจากสถานีฝง
(ภาพประกอบ: ดาวเทียม GPS )
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

บทที่ 16
ระบบหาที่เรือดวยดาวเทียมอื่นๆ
42
ระบบ GPS เปนระบบหาที่เรือที่มีผูใชมากที่สุดในปจจุบัน โดยผูใชสวนใหญใชสัญญาณ C/A CODE
ซึ่งไมมีมาตรการปองกันการรบกวนสัญญาณ (ANTI-SPOOFING) เนื่องจากกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ เปนผู
ควบคุมระบบ GPS เพื่อความมั่นคงของประเทศสหรัฐอเมริกาเปนหลัก ดวยเหตุนี้จึงมีหลายประเทศที่พยายาม
จะสรางระบบหาที่เรือดวยดาวเทียมของตนเองเพื่อทดแทนระบบ GPS หรือเพื่อเสริมความถูกตองแมนยําใหกับ
ระบบ GPS สําหรับผูใชทั่วไป
ระบบหาที่เรือดวยดาวเทียมที่เปนคูแขงของระบบ GPS คือระบบ GLONASS หรือระบบ GLOBAL
NAVIGATION SATELLITE SYSTEM ของอดีตสหภาพโซเวียต หรือรัสเซียในปจจุบัน ระบบ
GLONASS ถูกออกแบบในชวงสงครามเย็นเพื่อทดแทนระบบ GPS ของสหรัฐอเมริกา โดยระบบ
GLONASS มีความคลายคลึงกับระบบ GPS หลายประการ ทั้งทางดานสวนประกอบของระบบและหลักการ
ทํางาน กลาวคือระบบ GLONASS ประกอบดวยดาวเทียม ๒๔ ดวง สถานี ภาคพื้นดินสําหรับติดตามและควบ
คุมดาวเทียมในวงโคจร และเครื่องรับสัญญาณและคํานวณหาตําบลที่ ระบบ GLONASS ใชหลักการ
TIMING AND RANGING เพื่อคํานวณหาตําบลที่ โดยใหบริการตําบลที่แบบปกติ (STANDARD
PRECISION – SP) ดวยความถี่ L1 และบริการตําบลที่แบบละเอียด (HIGH PRECISION – HP) ดวย
ความถี่ L1 และ L2 เชนเดียวกับระบบ GPS
ดวยเหตุที่ทั้งระบบ GPS ของสหรัฐอเมริกา และระบบ GLONASS ของรัสเซียถูกควบคุมโดยหนวย
งานเพื่อความมั่นคง ดังนั้นการใหบริการสําหรับผูใชทั่วไปอาจถูกระงับหรือลด ความเที่ยงตรงในยามสงคราม
สหภาพยุโรป (EUROPEAN UNION) จึงไดพยายามพัฒนาระบบ หาตําบลที่ดวยดาวเทียมของตนเองขึ้น โดย
ระบบดังกลาวจะเปนระบบหาตําบลที่ดวยดาวเทียม ระบบแรกที่ถูกสรางขึ้นเพื่อผูใชทั่วไปเปนหลัก และไมถูก
ควบคุมดวยหนวยงานเพื่อความมั่นคง โครงการระบบหาตําบลที่ดวยดาวเทียมของยุโรป เปนโครงการความรวม
มือระหวางสหภาพยุโรปกับองคการอวกาศยุโรป (EUROPEAN SPACE AGENCY)
โครงการนี้แบงออกเปนสองชวง ในชวงแรกเปนโครงการระบบ ดาวเทียมแบบวงโคจรคงที่
(GEOSTATIONARY ORBIT SATELLITE) เพื่อเสริมความถูกตองแมนยําใหกับระบบ GPS และระบบ
GLONASS เรียกวาระบบ EGNOS (EUROPEAN GEOSTATIONARY NAVIGATION
OVERLAY SYSTEM) ระบบ EGNOS ถูกพัฒนาขึ้นในชวงปลายทศวรรษที่ ๑๙๘๐ และจะเริ่มเปดให
บริการในป ค.ศ.๒๐๐๔ (พ.ศ.๒๕๔๗) สวนประกอบสําคัญของระบบ ประกอบดวยดาวเทียมวงโคจรคงที่ ๓

ดวง ใหพื้นที่ครอบคลุมทวีปยุโรป แอฟริกา มหาสมุทร แอตแลนติก และบริเวณใกลเคียง โดยระบบ
EGNOS ใชดาวเทียม ARTEMIS ขององคการอวกาศ ยุโรป รวมกับดาวเทียม INMARSAT-3 อีก๒ ดวง ทํา
หนาที่สงตอ (RELAY) สัญญาณเวลาจากนาฬิกาอะตอม และสัญญาณคาความนาเชื่อถือของระบบ GPS จาก
สถานีภาคพื้น ซึ่งสามารถใหคาตําบลที่ที่มีคาความถูกตองถึง ๕ เมตร
43
(ภาพประกอบ: พื้นที่ใหบริการของดาวเทียม EGNOS)
ชวงที่สองของโครงการคือการสรางระบบหาตําบลที่ดวยดาวเทียมของยุโรป หรือระบบ GALILEO
โดยสหภาพยุโรปไดประกาศเริ่มตนโครงการระบบ GALILEO อยางเปนทางการเมื่อ ป ค.ศ.๑๙๙๙
(พ.ศ.๒๕๔๕) และมีกําหนดสงดาวเทียมขึ้นสูวงโคจรในป ค.ศ.๒๐๐๕ (พ.ศ.๒๕๔๙) ระบบ GALILEO
ประกอบดวยดาวเทียม ๓๐ ดวง สถานีติดตามและควบคุมภาคพื้นดิน และ เครื่องรับสัญญาณและคํานวณหา
ตําบลที่ ซึ่งสามารถรับสัญญาณจากดาวเทียม GPS และ GLONASS ไดดวย ระบบ GALILEO ยังเปนอีกขั้น
หนึ่งของการรวมระบบหาตําบลที่ตางๆ เขาดวยกันเปนระบบ GNSS (GLOBAL NAVIGATION
SATELLITE SYSTEM) ซึ่งการรวมดาวเทียมหาตําบลที่ทั้งหมดเขาเปนระบบเดียวจะทําใหเครื่องรับ
สัญญาณสามารถใชดาวเทียมจํานวนมากกวาเดิมในการคํานวณหาตําบลที่ ซึ่งจะใหคาตําบลที่ที่มีความถูกตอง
แมนยํามากกวาการใชระบบใดระบบหนึ่งเพียงลําพัง
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

บทที่ 17
ระบบแผนที่อิเล็กทรอนิกส
44
การพัฒนาระบบหาตําบลที่ดวยดาวเทียมทําใหนักเดินเรือสามารถทราบตําบลที่ของเรือในทะเลเปดหาง
ฝงไดอยางถูกตองแมนยําและตอเนื่องเปนครั้งแรก นอกจากนั้นแลวความกาวหนาของระบบคอมพิวเตอรและ
อิเล็กทรอนิกสในปจจุบัน ทําใหการรับสงขอมูลจากอุปกรณตางๆ ที่เกี่ยวของกับการเดินเรือ และการแสดงภาพ
สถานการณเปนไปไดอยางถูกตองและรวดเร็ว สงผลใหระบบ การรวบรวมขอมูลจากระบบตรวจจับและ
อุปกรณตางๆ เขาดวยกันอยางบูรณาการ (INTEGRATED BRIDGE SYSTEM) มีความเปนไปไดใน
ปจจุบัน ตลอดจนการนําขอมูลตางๆ ในแผนที่เดินเรือมา สรางเปนฐานขอมูลคอมพิวเตอร สามารถกระทําได
อยางปลอดภัยเทียบเทากับการสรางแผนที่กระดาษแบบเดิม จึงไดมีหนวยงานของรัฐบาลและบริษัท เอกชนใน
หลายๆ ประเทศ หันมาเริ่มพัฒนาระบบแผนที่อิเล็กทรอนิกสที่สามารถแสดงที่เรือและ ขอมูลประกอบอื่นๆ บน
แผนที่ไดตลอดเวลา
ระบบแผนที่อิเล็กทรอนิกสแบงออกไดเปน ๒ ประเภทใหญๆ คือระบบ ECS (ELECTRONIC
CHARTING SYSTEM) กับระบบ ECDIS (ELECTRONIC CHART DISPLAY AND
INFORMATION SYSTEM) โดยระบบทั้งสองมีความคลายกันคือการแสดงขอมูลตางๆ บนแผนที่
อิเล็กทรอนิกส แตตางกันตรงที่ระบบ ECDIS มีมาตรฐานรับรองแนนอนจากองคการ ระหวางประเทศ และเปน
ที่ยอมรับในทางกฎหมายวาสามารถนํามาใชไดอยางปลอดภัยเทียบเทา การใชแผนที่กระดาษกับการหาที่เรือ
แบบเดิม ในขณะที่ระบบ ECS ไมไดผานการรับรอง และจําเปนตองใชรวมกับแผนที่กระดาษจึงจะถูกตองตาม
กฎหมาย อยางไรก็ดีการที่ระบบ ECS ไมไดผาน การรับรองไมไดหมายความวาระบบ ECS ดอยกวาระบบ
ECDIS เสมอไป ในปจจุบันมีระบบ ECS หลายระบบที่มีขีดความสามารถใกลเคียงหรือเทียบเทาระบบ
ECDIS
สวนประกอบหลักของระบบ แผนที่อิเล็กทรอนิกสประกอบดวยแผนที่อิเล็กทรอนิกสในรูปของฐานขอ
มูลหรือไฟลคอมพิวเตอร จอแสดงผล และเครื่องคอมพิวเตอรสําหรับประมวลผลขอมูลจากไฟลแผนที่
อิเล็กทรอนิกสและทําหนาที่เชื่อมตอกับอุปกรณอื่นๆ ในเรือ เชนระบบหาที่เรือดวยดาวเทียม เข็มทิศไยโร เรดาร
และเครื่องหยั่งน้ํา เปนตน โดยแผนที่อิเล็กทรอนิกสแบงออกไดเปน ๒ ประเภท ตามลักษณะการนําขอมูลมาส
รางไฟลคอมพิวเตอร ไดแกแผนที่ RASTER และแผนที่ VECTOR สวนแผนที่ RASTER คือการแสกนแผน
ที่กระดาษลงบนคอมพิวเตอร หรือการสรางแผนที่เปนไฟลภาพ และใสพิกัดตําบลที่ลงบนไฟลแผนที่นั้น วัตถุ
และเสนตางๆ บนแผนที่ RASTER จะถูกแสดงดวยจุดสีที่เรียกวา PIXEL แผนที่แบบนี้สามารถสรางไดงาย
และมีราคาถูก นอกจากนี้การใชสีและสัญลักษณตางๆ เหมือนกับแผนที่กระดาษ ทําใหอานงาย แตแผนที่

RASTER ใหขอมูลไดไมละเอียดเทาแผนที่ VECTOR และไมมีรายละเอียดเพิ่มเติมสําหรับวัตถุและ
สัญลักษณตางๆ บนแผนที่เนื่องจากวัตถุและสัญลักษณเหลานั้นเปนเพียงจุดสีที่ประกอบขึ้นมาเปนภาพ
45
(ภาพประกอบ: ระบบแผนที่อีเลคทรอนิคสและ INTEGRATED BRIDGE SYSTEM
จะทําใหสะพานเดินเรือในอนาคตเหลือพนักงานเพียงไมกี่คน)
สวนแผนที่ VECTOR คือฐานขอมูลที่ประกอบดวยพิกัดตําบลที่ พรอมทั้งขอมูลรายละเอียดของวัตถุ
และพื้นที่ตางๆ บนแผนที่นั้น โดยขอมูลในแผนที่ถูกจัดเปนชั้น (LAYER) ซึ่งผูใชสามารถเลือกแสดงหรือไม
แสดงชั้นที่ตองการได นอกจากนี้ผูใชยังสามารถเรียกดูขอมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวัตถุตางๆ บนแผนที่ได แผนที่แบบ
VECTOR ใหขอมูลที่ละเอียดกวาแผนที่ RASTER และเนื่องจาก ขอมูลตางๆ ถูกบรรจุอยูในฐานขอมูล การ
ขยายขนาดแผนที่จึงทําใหเห็นรายละเอียดขอมูลมากขึ้น ตางจากแผนที่ RASTER ที่เปนไฟลภาพ แตการสราง
แผนที่ VECTOR มีความยุงยากและมีราคา แพงกวา ทําใหแผนที่ RASTER ยังคงเปนที่แพรหลายอยู

46
(ภาพประกอบ: สวนประกอบของระบบแผนที่อีเลคทรอนิคส)
ในปจจุบันไดมีผูผลิตแผนที่อิเล็กทรอนิกสออกมาหลายรูปแบบ ทั้งแบบ RASTER และ VECTOR
องคการอุทกศาสตรสากล (INTERNATIONAL HYDROGRAPHIC OFFICE - IHO) จึงไดกําหนด
มาตรฐานควบคุมแผนที่อิเล็กทรอนิกสแบบ VECTOR สําหรับใชกับระบบ ECDIS โดยแผนที่แบบนี้เรียกวา
แผนที่ ENC หรือ ELECTRONIC NAVIGATION CHART และองคการกิจการทางทะเลระหวางประเทศ
(INTERNATIONAL MARITIME ORGANIZATION – IMO) ไดกําหนดมาตรฐานควบคุมระบบ
ECDIS โดยรวม เพื่อใหสามารถนํามาใชงานไดอยางปลอดภัยเทียบเทาการใชแผนที่กระดาษตามสนธิสัญญาวา
ดวยความปลอดภัยของชีวิตในทะเล (SAFETY OF LIFE AT SEA CONVENTION – SOLAS
CONVENTION)
(ภาพประกอบ: แผนที่ ENCหรือ ELECTRONIC NAVIGATION CHART)

บทที่ 18
บทสรุป
47
ศิลปและศาสตรแหงการเดินเรือมีประวัติความเปนอันยาวนานนับพันปตั้งแตความอยากรูอยากเห็นทํา
ใหมนุษยเริ่มออกทาทายมหาสมุทรอันเวิ้งวาง จนกระทั่งในปจจุบันทะเลไดกลายเปนเสนทางขนสงที่สําคัญและ
คุมคาที่สุดในเชิงปริมาณ ซึ่งตลอดเวลาที่ผานมาการเดินเรือไดมีวิวัฒนาการมาเปนลําดับตามความกาวหนาทาง
เทคโนโลยีของแตละยุคสมัย แตธรรมชาติของทะเลยังคงเต็มไปดวยความยากลําบากและอันตราย โดยเฉพาะ
เมื่อนักเดินเรือประมาทและขาดการ เตรียมพรอมที่ดี และถึงแมวาเครื่องมืออิเล็กทรอนิกสในปจจุบันจะชวยเพิ่ม
ความสะดวกสบายใหกับนักเดินเรือ แตก็ไมไดเปนหลักประกันความปลอดภัยในการเดินเรือ นักเดินเรือสมัย
ใหมจึงไมควร ละเลยความเขาใจและการฝกฝนวิธีการเดินเรือแบบตางๆ นอกเหนือจากการเดินเรือ
อิเล็กทรอนิกส เพื่อไมใหตกเปนทาสของเครื่องมือและเทคโนโลยี เพราะวันหนึ่งเราอาจมีความจําเปนตองพึ่งวิธี
การหาที่เรือแบบดั้งเดิมที่อาศัยเพียงเครื่องวัดดาวและการคํานวณเล็กนอยก็เปนได
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------