Kompas može da odredi pravac severa bez GPS-a zato što koristi osobinu Zemlje koja postoji nezavisno od satelita, mobilne mreže ili elektronskih mapa. U njegovom najjednostavnijem obliku nalazi se magnetna igla koja može slobodno da se okreće oko osovine. Kada se igla smiri, jedan njen kraj usmeriće se približno prema severu, pa korisnik na osnovu oznaka na kućištu može da odredi ostale strane sveta.
Razlog za takvo ponašanje nalazi se u Zemljinom magnetnom polju. Naša planeta ponaša se kao veliki magnet, mada njen magnetni sistem nije jednostavan štapićasti magnet i njegovo polje nije potpuno jednako na svim mestima. Magnetna igla reaguje na pravac tog polja i zauzima položaj u kojem je njen magnetni moment usklađen sa lokalnim magnetnim poljem.
Zbog toga kompas ne zna šta je sever u smislu u kojem čovek zna naziv strane sveta. On samo fizički reaguje na magnetno polje i pokazuje njegovu horizontalnu komponentu. Oznaka severa na kompasu omogućava da taj položaj povežemo sa geografskom orijentacijom.
Upravo je ta jednostavnost razlog zbog kojeg kompas može da radi i tamo gde nema GPS signala. Dovoljni su magnetna igla, odgovarajuća konstrukcija i Zemljino prirodno magnetno polje.
Kako se magnetna igla okreće
Magnetna igla je mali trajni magnet. Njena dva kraja imaju suprotne magnetne polove, pa u prisustvu Zemljinog magnetnog polja na iglu deluju sile koje stvaraju obrtni moment. Taj moment okreće iglu sve dok se ona ne približi položaju koji odgovara pravcu lokalnog magnetnog polja.
Kada se igla zaustavi, trenje u osovini i kretanje vazduha više nisu dovoljno veliki da je značajno pomeraju. Kod kvalitetnijih kompasa igla se zato relativno brzo umiruje, dok slabiji ili oštećeni mehanizmi mogu zahtevati više vremena. Važno je i da kompas bude približno vodoravan, jer magnetno polje ima i vertikalnu komponentu koja može uticati na ponašanje igle.
Magnetni i geografski sever nisu isto
Jedna od najvažnijih stvari kod korišćenja kompasa jeste razlika između magnetnog i geografskog severa. Geografski sever određuje Zemljina osa rotacije i odnosi se na tačku oko koje se planeta okreće. Magnetni sever povezan je sa Zemljinim magnetnim poljem i njegov položaj nije stalan. Zato kraj igle koji pokazuje prema severu ne mora savršeno da se poklopi sa pravcem geografskog severa.
Ugao između ta dva pravca naziva se magnetna deklinacija. Njena vrednost zavisi od lokacije i menja se tokom vremena zbog promena u Zemljinom magnetnom polju. Za svakodnevno orijentisanje ta razlika često nije presudna, ali može biti važna u preciznoj navigaciji, kartografiji i radu sa topografskim kartama.
Kompas zato ne treba posmatrati kao uređaj koji daje apsolutno savršen sever u svakoj situaciji. On daje informaciju o magnetnom pravcu na mestu na kojem se nalazi. Ako se ta informacija koristi zajedno sa kartom, posebno kada je u pitanju navigacija, potrebno je znati da li su pravci na karti vezani za geografski ili magnetni sever i po potrebi uračunati deklinaciju.
Na savremenim mapama i navigacionim alatima ta razlika može biti obrađena unapred, ali kod klasičnog kompasa korisnik mora razumeti šta igla zaista pokazuje. Upravo tu se vidi granica između jednostavnog fizičkog principa i precizne navigacije. Ovakva navigacija zahteva da korisnik pravilno tumači izmereni pravac.
Zašto kompas ponekad može da pogreši
Kompas je osetljiv na lokalna magnetna polja. Metalni predmeti, električni uređaji, zvučnici, automobili, dalekovodi i drugi izvori mogu promeniti magnetno polje u neposrednoj blizini igle. Ako se kompas koristi pored takvog predmeta, igla može da se okrene prema kombinaciji Zemljinog i lokalnog polja, pa dobijeni pravac neće biti pouzdan.
Zato se pri merenju kompas drži dalje od metalnih i električnih predmeta i ostavlja se dovoljno vremena da se igla smiri. Kod orijentacije na terenu važno je i pravilno čitati oznake, držati uređaj ravno i izbegavati zaključivanje na osnovu kratkog trzaja igle. Pravilna orijentacija počinje stabilnim očitavanjem pravca.
Na tačnost mogu uticati i konstrukcija uređaja, stanje ležaja i način na koji se kompas drži. Ako kućište nije stabilno ili se igla ne kreće slobodno, očitavanje može biti sporije ili netačnije. Zbog toga je miran položaj važan deo pravilnog merenja.
Šta se menja kod elektronskog kompasa
Elektronski kompas koristi drugačiji način detekcije, ali se oslanja na isti prirodni izvor informacije - Zemljino magnetno polje. Senzori poput magnetometra mere komponente magnetnog polja, a elektronika iz tih podataka izračunava orijentaciju uređaja. Telefon zato može da pokaže smer bez GPS-a, iako GPS može biti uključen za druge funkcije poput određivanja položaja na karti.
Elektronski kompas ipak nije automatski precizniji od klasične magnetne igle. Na rezultat mogu uticati metalno kućište, magneti, elektronske komponente i loša kalibracija senzora. Suština ostaje ista: pravac se određuje merenjem Zemljinog magnetnog polja, a ne traženjem severa preko satelita.
