Навигация

Таблица географии, гидрографии и навигации из Циклопедии 1728 г. или Универсального словаря искусств и наук.

Навигация ^[1] — это область исследования, которая фокусируется на процессе наблюдения и управления движением корабля или транспортного средства из одного места в другое. ^[2] Область навигации включает четыре основные категории: наземная навигация, морская навигация, воздушная навигация и космическая навигация. ^[1]

Это также термин искусства, используемый для специальных знаний, используемых навигаторами для выполнения навигационных задач. Все навигационные методы включают в себя определение местоположения навигатора по сравнению с известными местоположениями или шаблонами.

Навигация в более широком смысле может относиться к любому навыку или обучению, которое включает в себя определение положения и направления. ^[1] В этом смысле навигация включает в себя ориентирование на местности и пешеходную навигацию. ^[1]

История

В европейский средневековый период навигация считалась частью набора семи механических искусств , ни одно из которых не использовалось для дальних плаваний через открытый океан. Полинезийская навигация , вероятно, является самой ранней формой навигации в открытом океане, она была основана на памяти и наблюдениях, записанных с помощью научных инструментов, таких как карты морских волн Маршалловых островов . Ранние тихоокеанские полинезийцы использовали движение звезд, погоду, положение определенных видов диких животных или размер волн, чтобы найти путь от одного острова к другому.

Морская навигация с использованием научных инструментов, таких как морская астролябия, впервые появилась в Средиземноморье в средние века. Хотя наземные астролябии были изобретены в эллинистический период и существовали в период классической античности и Золотого века ислама , самая старая запись о морской астролябии принадлежит майорканскому астроному Рамону Луллию , датируемому 1295 годом. ^[3] Совершенствование этого навигационного инструмента приписывается Португальские мореплаватели во время ранних португальских открытий в эпоху великих географических открытий . ^{[4] [5]}Самое раннее известное описание того, как сделать и использовать морскую астролябию, взято из книги испанского космографа Мартина Кортеса де Альбакара Arte de Navegar ( « Искусство навигации »), опубликованной в 1551 году ^[6] . Египетские пирамиды .

Навигация в открытом море с использованием астролябии и компаса началась в эпоху Великих географических открытий в 15 веке. Португальцы начали систематически исследовать атлантическое побережье Африки с 1418 года под покровительством принца Генриха . В 1488 году Бартоломеу Диаш достиг этим путем Индийского океана . В 1492 году испанские монархи финансировали экспедицию Христофора Колумба , чтобы плыть на запад, чтобы достичь Индии , пересекая Атлантику, что привело к открытию Америки . В 1498 году португальская экспедиция под командованием Васко да Гамы достиглаИндии , обогнув Африку, открыв прямую торговлю с Азией . Вскоре португальцы поплыли дальше на восток, к островам Пряностей в 1512 году, а год спустя высадились в Китае .

Первое кругосветное плавание было завершено в 1522 году экспедицией Магеллан-Элькано , испанским исследовательским путешествием под руководством португальского исследователя Фердинанда Магеллана и завершенным испанским мореплавателем Хуаном Себастьяном Элькано после смерти первого на Филиппинах в 1521 году. Флот из семи человек корабли отплыли из Санлукар-де-Баррамеда в Южной Испании в 1519 году, пересекли Атлантический океан и после нескольких остановок обогнули южную оконечность Южной Америки . Некоторые корабли были потеряны, но оставшийся флот продолжал пересекать Тихий океан , делая ряд открытий, включая Гуам .и Филиппины. К тому времени из первоначальных семи галеонов осталось только два. « Виктория » под предводительством Элькано пересекла Индийский океан и на север вдоль побережья Африки и наконец прибыла в Испанию в 1522 году, через три года после отплытия. Тринидад отплыл на восток от Филиппин, пытаясь найти морской путь обратно в Америку , но безуспешно. Восточный маршрут через Тихий океан, также известный как tornaviaje (обратный путь), был открыт лишь сорок лет спустя, когда испанский космограф Андрес де Урданета отплыл с Филиппин на север к параллели 39° и наткнулся на течение Куросио, идущее на восток , которое унесло его галеон . через Тихий океан. Он прибыл вАкапулько , 8 октября 1565 года.

Этимология

Термин восходит к 1530-м годам, от латинского navigationem (ном. navigatio ), от navigatus , pp. от navigare «плыть, переплывать, идти по морю, управлять кораблем», от navis «корабль» и корня агере » . водить". ^[7]

Базовые концепты

Широта

Грубо говоря, широта места на Земле — это его угловое расстояние к северу или югу от экватора . ^[8] Широта обычно выражается в градусах (отмеченных знаком °) в пределах от 0° на экваторе до 90° на северном и южном полюсах. [ ^{8] Широта} Северного полюса составляет 90 ° с. ш., а широта Южного полюса — 90° ю.и использование таблиц уменьшения прицела для поправки на высоту глаза и атмосферную рефракцию. Высота Полярной звезды в градусах над горизонтом - это широта наблюдателя с точностью до градуса или около того.

Долгота

Подобно широте, долгота места на Земле представляет собой угловое расстояние к востоку или западу от нулевого меридиана или Гринвичского меридиана . ^[8] Долгота обычно выражается в градусах (отмеченных знаком °) в диапазоне от 0° на гринвичском меридиане до 180° на восток и запад. Сидней , например, имеет долготу около 151° восточной долготы . Нью-Йорк имеет 74° западной долготы . На протяжении большей части истории мореплаватели изо всех сил пытались определить долготу. Долготу можно рассчитать, если известно точное время наблюдения. В противном случае можно использовать секстант , чтобы взятьлунное расстояние (также называемое лунным наблюдением или для краткости «лунным»), которое с помощью морского альманаха можно использовать для расчета времени на нулевой долготе (см. Среднее время по Гринвичу ). ^[9] Надежные морские хронометры были недоступны до конца 18 века и недоступны до 19 века. ^{[10] [11] [12]} В течение примерно ста лет, примерно с 1767 по 1850 год, ^[13] моряки, не имевшие хронометра, использовали метод лунных расстояний для определения времени по Гринвичу, чтобы найти свою долготу. Моряк с хронометром мог проверить его показания, используя лунное определение времени по Гринвичу. ^[10][14]

Локсодром

В навигации локсодромия (или локсодромия) — это линия, пересекающая все меридианы долготы под одним и тем же углом, т. е. путь, полученный по определенному начальному азимуту. То есть, взяв начальный азимут, человек движется по тому же азимуту, не меняя направления, измеренного относительно истинного или магнитного севера.

Методы навигации

Большая часть современной навигации основывается в первую очередь на позициях, определяемых в электронном виде приемниками, собирающими информацию со спутников. Большинство других современных методов полагаются на поиск пересекающихся линий положения или LOP. ^[15]

Линия положения может относиться к двум разным вещам: либо к линии на графике, либо к линии между наблюдателем и объектом в реальной жизни. ^[16] Пеленг — это мера направления на объект. ^[16] Если навигатор измеряет направление в реальной жизни, угол может быть нанесен на морскую карту, и навигатор будет где-то на этой линии азимута на карте. ^[16]

Помимо пеленгов, навигаторы также часто измеряют расстояния до объектов. ^[15] На карте расстояние образует окружность или дугу положения. ^[15] Окружности, дуги и гиперболы позиций часто называют линиями позиций.

Если навигатор рисует две линии положения, и они пересекаются, он должен быть в этом положении. ^[15] Исправление — это пересечение двух или более LOP. ^[15]

Если доступна только одна линия местоположения, ее можно сравнить с расчетным положением для определения расчетного местоположения. ^[17]

Линии (или круги) положения могут быть получены из различных источников:

• небесное наблюдение (короткий отрезок круга равной высоты , но обычно представленный в виде линии),
• земной диапазон (естественный или искусственный), когда две отмеченные на карте точки совпадают друг с другом, ^[18]
• пеленг по компасу на нанесенный на карту объект,
• дальность действия РЛС до наносимого на карту объекта,
• на некоторых береговых линиях – измерение глубины эхолотом или ручным поводком .

Есть некоторые методы, редко используемые сегодня, такие как «погружение света» для расчета географического диапазона от наблюдателя до маяка.

Методы навигации менялись на протяжении истории. ^[19] Каждый новый метод расширил возможности мореплавателя завершить свое путешествие. ^[19] Одно из самых важных суждений, которые должен сделать навигатор, — это лучший метод для использования. ^[19] Некоторые виды навигации изображены в таблице.

Практика навигации обычно включает комбинацию этих различных методов. ^[19]

Ментальная навигация

С помощью мысленных навигационных проверок пилот или штурман оценивает пути, расстояния и высоты, что затем помогает пилоту избежать грубых навигационных ошибок.

Пилотирование

Пилотирование (также называемое лоцманской проводкой) включает в себя управление воздушным судном по визуальным ориентирам ^[20] или водным судном в ограниченных водах и фиксацию его положения как можно точнее через частые промежутки времени. ^[21] Надлежащая подготовка и внимание к деталям важны в большей степени, чем на других этапах навигации. ^[21] Процедуры варьируются от судна к судну, а также между военными, коммерческими и частными судами. ^[21]

Группа военного штурмана почти всегда состоит из нескольких человек. ^[21] Военный штурман может иметь пеленгаторы, размещенные на гироскопических повторителях на крыльях мостика для одновременного определения пеленгов, в то время как гражданский штурман часто должен брать и наносить их сам. ^[21] В то время как у военного штурмана будет книга пеленгов и кто-то, кто будет записывать записи для каждой точки, гражданский штурман будет просто пилотировать пеленги на карте по мере их снятия и не записывать их вообще. ^[21]

Если судно оснащено ЭКНИС , штурману целесообразно просто следить за продвижением судна по выбранному пути, визуально контролируя, что судно движется в нужном направлении, лишь изредка проверяя компас, эхолот и другие индикаторы. ^[21] Если на борту находится лоцман , как это часто бывает в самых ограниченных водах, на его суждения, как правило, можно положиться, что еще больше облегчает работу. ^[21] Но если ECDIS выйдет из строя, штурману придется полагаться на свои навыки в ручных и проверенных временем процедурах. ^[21]

Астрономическая навигация

Астрономические навигационные системы основаны на наблюдении за положением Солнца , Луны , планет и навигационных звезд . Такие системы используются как для наземной навигации, так и для межзвездной навигации. Зная, над какой точкой вращающейся Земли находится небесный объект, и измерив его высоту над горизонтом наблюдателя, штурман может определить свое расстояние от этой подточки. Морской альманах и морской хронометр используются для вычисления подточки на Земле, где закончилось небесное тело, а секстантиспользуется для измерения угловой высоты тела над горизонтом. Затем эту высоту можно использовать для вычисления расстояния от подточки, чтобы создать круговую линию положения. Навигатор последовательно снимает несколько звезд, чтобы получить серию перекрывающихся линий положения. Там, где они пересекаются, находится небесная точка. Также можно использовать луну и солнце. Солнце также можно использовать само по себе, чтобы снимать последовательность линий положения (лучше всего делать это около полудня по местному времени), чтобы определить положение. ^[22]

Морской хронометр

Чтобы точно измерить долготу, необходимо записать точное время обнаружения секстанта (по возможности с точностью до секунды). Каждая секунда ошибки эквивалентна 15 секундам ошибки долготы, что на экваторе составляет ошибку положения в 0,25 морской мили, что примерно соответствует пределу точности ручной астрономической навигации.

Морской хронометр с пружинным приводом — это точный хронометр, который используется на борту корабля для обеспечения точного времени при астрономических наблюдениях. ^[22] Хронометр отличается от часов с пружинным приводом главным образом тем, что он содержит устройство с переменным рычагом для поддержания равномерного давления на заводную пружину и специальный баланс, предназначенный для компенсации колебаний температуры. ^[22]

Хронометр с пружинным приводом устанавливается примерно на среднее время по Гринвичу (GMT) и не сбрасывается до тех пор, пока инструмент не будет отремонтирован и очищен, обычно с интервалом в три года. ^[22] Разница между временем по Гринвичу и временем хронометра тщательно определяется и применяется в качестве поправки ко всем показаниям хронометра. ^[22] Хронометры с пружинным приводом необходимо заводить примерно в одно и то же время каждый день. ^[22]

Кварцевые морские хронометры заменили пружинные хронометры на борту многих кораблей из-за их большей точности. ^[22] Они поддерживаются по Гринвичу непосредственно из радиосигналов времени. ^[22] Это устраняет ошибку хронометра и исправляет ошибку часов. ^[22] Если секундная стрелка ошибается на удобочитаемую величину, ее можно сбросить электрически. ^[22]

Основным элементом для генерации времени является кварцевый осциллятор. ^[22] Кристалл кварца имеет температурную компенсацию и герметично запечатан в вакуумированной оболочке. ^[22] Предусмотрена возможность калиброванной регулировки для учета старения кристалла. ^[22]

Хронометр рассчитан на работу не менее 1 года от одного комплекта батареек. ^[22] Наблюдения могут быть хронометрированы, а судовые часы установлены с помощью сравнительных часов, которые устанавливаются на время хронометра и переносятся на крыло мостика для записи времени наблюдения. ^[22] На практике наручные часы, согласованные с хронометром с точностью до секунды, будут адекватными. ^[22]

Секундомер с пружинным заводом или цифровой также можно использовать для наблюдений за небом. ^[22] В этом случае часы запускаются в известное хронометром время по Гринвичу, и к этому добавляется прошедшее время каждого прицела, чтобы получить GMT прицела. ^[22]

Все хронометры и часы следует регулярно проверять с помощью радиосигнала точного времени. ^[22] Время и частота радиосигналов времени перечислены в таких публикациях, как Radio Navigational Aids . ^[22]

Морской секстант

Вторым важным компонентом астрономической навигации является измерение угла, образованного глазом наблюдателя между небесным телом и видимым горизонтом. Секстант, оптический прибор, используется для выполнения этой функции. Секстант состоит из двух основных узлов. Рама представляет собой жесткую треугольную конструкцию с шарниром вверху и градуированным сегментом круга, называемым «дугой», внизу. Второй компонент — указательный рычаг, который крепится к шарниру в верхней части рамы. Внизу находится бесконечный нониус, который зажимается зубьями на дне «дуги». Оптическая система состоит из двух зеркал и, как правило, маломощного телескопа. Одно зеркало, называемое «указательным зеркалом», прикреплено к верхней части указательного рычага над шарниром. При перемещении указательного рычагаэто зеркало вращается, а градуированная шкала на дуге указывает измеренный угол («высоту»).

Второе зеркало, именуемое «стекло-горизонт», крепится к передней части рамы. Одна половина стекла горизонта посеребренная, а другая половина прозрачная. Свет от небесного тела попадает на индексное зеркало и отражается на посеребренную часть стекла горизонта, а затем обратно в глаз наблюдателя через телескоп. Наблюдатель манипулирует указательным рычагом так, чтобы отраженное изображение тела в стекле горизонта просто лежало на визуальном горизонте, видимом через прозрачную сторону стекла горизонта.

Юстировка секстанта заключается в проверке и юстировке всех оптических элементов, чтобы исключить «поправку индекса». Поправку индекса следует проверять по горизонту или, что предпочтительнее, по звезде каждый раз при использовании секстанта. Практика астрономических наблюдений с палубы катящегося корабля, часто через облачный покров и с туманным горизонтом, на сегодняшний день является самой сложной частью астрономической навигации. ^{[ нужна ссылка ]}

Инерциальная навигация

Инерциальная навигационная система (ИНС) — это навигационная система со счислением пути, которая вычисляет свое положение на основе датчиков движения. Перед фактической навигацией устанавливаются начальные широта и долгота, а также физическая ориентация ИНС относительно земли (например, север и уровень). После настройки ИНС получает импульсы от датчиков движения, которые измеряют (а) ускорение по трем осям (акселерометры) и (б) скорость вращения вокруг трех ортогональных осей (гироскопы). Это позволяет ИНС постоянно и точно рассчитывать свою текущую широту и долготу (а часто и скорость).

Преимущества по сравнению с другими навигационными системами заключаются в том, что после настройки ИНС не требует внешней информации. На ИНС не влияют неблагоприятные погодные условия, ее невозможно обнаружить или заглушить. Его недостатком является то, что, поскольку текущая позиция рассчитывается исключительно на основе предыдущих позиций и датчиков движения, ее ошибки накапливаются и увеличиваются со скоростью, примерно пропорциональной времени, прошедшему с момента ввода исходной позиции. Поэтому инерциальные навигационные системы необходимо часто корректировать с помощью «исправления» местоположения от какого-либо другого типа навигационной системы.

Первой инерциальной системой считается система наведения Фау-2, развернутая немцами в 1942 году. Однако инерциальные датчики восходят к началу 19 века. ^[23] К преимуществам ИНС привело их использование в самолетах, ракетах, надводных кораблях и подводных лодках. Например, ВМС США разработали корабельную инерциальную навигационную систему (БИНС) во время ракетной программы Polaris , чтобы обеспечить надежную и точную навигационную систему для инициализации своих систем наведения ракет. Инерциальные навигационные системы широко использовались до тех пор , пока не стали доступны спутниковые навигационные системы (GPS). ИНС по-прежнему широко используются на подводных лодках (поскольку прием GPS или других источников данных невозможен в подводном положении) и ракетах большой дальности.

Электронная навигация

Радио навигация

Радиопеленгатор или RDF — это устройство для определения направления на источник радиосигнала . Из-за способности радио путешествовать на очень большие расстояния «за горизонтом» оно представляет собой особенно хорошую навигационную систему для кораблей и самолетов, которые могут летать на расстоянии от земли.

RDF работает, вращая направленную антенну и прослушивая направление, в котором сигнал от известной станции проходит наиболее сильно. Такая система широко использовалась в 1930-х и 1940-х годах. Антенны RDF легко заметить на немецких самолетах времен Второй мировой войны в виде петель под задней частью фюзеляжа, тогда как на большинстве самолетов США антенна заключена в небольшой каплевидный обтекатель.

В навигационных приложениях сигналы RDF предоставляются в виде радиомаяков , радиоверсии маяка . Сигнал обычно представляет собой простую AM -трансляцию серии букв азбуки Морзе , на которую RDF может настроиться, чтобы увидеть, находится ли маяк «в эфире». Большинство современных детекторов также могут настраиваться на любые коммерческие радиостанции, что особенно полезно из-за их высокой мощности и расположения вблизи крупных городов.

Decca , OMEGA и LORAN-C — три похожие гиперболические навигационные системы. Decca была гиперболической низкочастотной радионавигационной системой (также известной как мультилатерация ), которая была впервые развернута во время Второй мировой войны , когда войскам союзников понадобилась система, которую можно было бы использовать для точной посадки. Как и в случае с Loran C , он в основном использовался для навигации судов в прибрежных водах. Рыболовные суда были основными послевоенными пользователями, но они также использовались в самолетах, включая очень раннее (1949 г.) применение дисплеев с движущимися картами. Система была развернута в Северном море и использовалась вертолетами, работающими на нефтяных платформах ..

Навигационная система OMEGA была первой действительно глобальной радионавигационной системой для самолетов, эксплуатируемой Соединенными Штатами в сотрудничестве с шестью странами-партнерами. OMEGA была разработана ВМС США для пользователей военной авиации. Он был одобрен для разработки в 1968 году и обещал настоящую возможность охвата океана во всем мире с помощью всего восьми передатчиков и возможность достижения точности в четыре мили (6 км) при определении местоположения. Первоначально система должна была использоваться для навигации атомных бомбардировщиков через Северный полюс в Россию. Позже его нашли полезным для подводных лодок. Omega Благодаря успеху Глобальной системы позиционированияиспользование Omega сократилось в 1990-х годах до такой степени, что стоимость эксплуатации Omega больше не могла быть оправдана. Омега была прекращена 30 сентября 1997 г., и все станции прекратили работу.

LORAN — это наземная навигационная система, использующая низкочастотные радиопередатчики, которые используют временной интервал между радиосигналами, полученными от трех или более станций, для определения местоположения корабля или самолета. Текущая широко используемая версия LORAN - LORAN-C, которая работает в низкочастотной части электромагнитного спектра от 90 до 110 кГц . Многие страны являются пользователями системы, в том числе США , Япония и несколько европейских стран. Россия использует почти точную систему в том же диапазоне частот, которая называется ЧАЙКА . Использование LORAN резко снижается с появлением GPSявляется основной заменой. Однако предпринимаются попытки улучшить и популяризировать LORAN. Сигналы LORAN менее подвержены помехам и могут лучше проникать в листву и здания, чем сигналы GPS.

Радарная навигация

Когда судно находится в пределах досягаемости радара земли или специальных радиолокационных средств навигации, навигатор может определять расстояния и угловые пеленги на нанесенные на карту объекты и использовать их для определения дуг положения и линий положения на карте. ^[24] Исправление, состоящее только из радиолокационной информации, называется радиолокационным определением. ^[25]

Типы радиолокационных исправлений включают «дальность и пеленг на один объект», ^[26] «два или более пеленга», ^[26] «тангенциальные пеленги» ^[26] и «две или более дальности». ^[26]

Параллельное индексирование — это метод, определенный Уильямом Бургером в книге 1957 года The Radar Observer's Handbook . ^[27] Этот метод включает создание на экране линии, параллельной курсу корабля, но смещенной влево или вправо на некоторое расстояние. ^[27] Эта параллельная линия позволяет штурману сохранять заданное расстояние от опасностей. ^[27]

Некоторые методы были разработаны для особых ситуаций. Один из них, известный как «контурный метод», включает в себя маркировку прозрачного пластикового шаблона на экране радара и перемещение его на карту для фиксации положения. ^[28]

Другой специальный метод, известный как метод непрерывного радиолокационного графика Франклина, включает в себя рисование пути, по которому должен следовать радиолокационный объект на дисплее радара, если корабль остается на запланированном курсе. ^[29] Во время перехода штурман может проверить, находится ли судно на пути, проверив, что точка лежит на начерченной линии. ^[29]

Спутниковая навигация

Глобальная навигационная спутниковая система или GNSS — это термин для спутниковых навигационных систем, которые обеспечивают позиционирование с глобальным покрытием. ГНСС позволяют небольшим электронным приемникам определять свое местоположение ( долготу , широту и высоту ) с точностью до нескольких метров, используя сигналы времени, передаваемые по линии прямой видимости по радио со спутников . Наземные приемники с фиксированным положением также можно использовать для расчета точного времени в качестве эталона для научных экспериментов.

По состоянию на октябрь 2011 года только американская система глобального позиционирования NAVSTAR (GPS) и российская ГЛОНАСС являются полностью действующими GNSS в глобальном масштабе. Система позиционирования Galileo Европейского союза представляет собой ГНСС следующего поколения, которая находится на завершающей стадии развертывания и начала функционировать в 2016 году. Китай указал, что может расширить свою региональную навигационную систему Beidou до глобальной системы.

Более двух десятков спутников GPS находятся на средней околоземной орбите , передавая сигналы, позволяющие приемникам GPS определять местоположение , скорость и направление приемника.

С тех пор, как в 1978 году был запущен первый экспериментальный спутник, GPS стала незаменимым помощником в навигации по всему миру и важным инструментом для картографирования и топографической съемки . GPS также обеспечивает точную привязку ко времени , используемую во многих приложениях, включая научное изучение землетрясений и синхронизацию телекоммуникационных сетей.

Система GPS, разработанная Министерством обороны США , получила официальное название NAVSTAR GPS (навигационная спутниковая система хронометража и определения дальности глобального позиционирования). Спутниковая группировка находится в ведении 50-го космического крыла ВВС США . Стоимость обслуживания системы составляет приблизительно 750 миллионов долларов США в год ^[30] , включая замену устаревших спутников, а также исследования и разработки. Несмотря на это, GPS бесплатна для гражданского использования как общественное благо .

Современные смартфоны выступают в роли личных GPS- навигаторов для граждан, которые ими владеют. Чрезмерное использование этих устройств, будь то в автомобиле или пешком, может привести к относительной неспособности изучать среду навигации, что приводит к неоптимальным возможностям навигации, когда и если эти устройства становятся недоступными. ^{[31] [32] [33]} Как правило, компас также предоставляется для определения направления, когда он не движется.

Акустическая навигация

Навигационные процессы

Корабли и аналогичные суда

Один день работы в навигации

Дневная работа в судовождении — это минимальный набор задач, соответствующий разумному плаванию. Определение будет варьироваться для военных и гражданских судов, а также от корабля к кораблю, но традиционный метод принимает форму, напоминающую: ^[34]

1. Ведите непрерывный график счисления пути.
2. Проведите наблюдения за двумя или более звездами в утренних сумерках, чтобы определить астрономическую точку (благоразумно наблюдать 6 звезд).
3. Утреннее наблюдение за солнцем. Может быть взята на первой вертикали или рядом с ней для долготы или в любое время для линии положения.
4. Определить погрешность компаса по азимуту Солнца.
5. Вычисление интервала до полудня, часов местного кажущегося полудня и констант для меридиональных или эксмеридиональных прицелов.
6. Полуденный меридиан или экс-меридианное наблюдение за солнцем на полуденной широте. Текущее исправление или пересечение с линией Венеры для полуденного исправления.
7. Полуденное определение дневного пробега, дневного набора и дрейфа.
8. По крайней мере, одна дневная линия солнца, если звезды не видны в сумерках.
9. Определить погрешность компаса по азимуту Солнца.
10. Проведите наблюдения за двумя или более звездами в вечерних сумерках, чтобы определить астрономическую точку (предусмотрительно наблюдать за 6 звездами).

Навигация на судах обычно всегда ведется по мостику . Это также может происходить в соседнем помещении, где доступны таблицы с картами и публикации.

Планирование прохода

Планирование перехода или планирование рейса — это процедура разработки полного описания рейса судна от начала до конца. План включает в себя выход из дока и гавани, маршрутную часть рейса, приближение к месту назначения и швартовку . Согласно международному праву, капитан судна несет юридическую ответственность за планирование перехода, ^[35] однако на более крупных судах эта задача будет делегирована штурману корабля . ^[36]

Исследования показывают, что человеческий фактор является причиной 80 процентов навигационных происшествий и что во многих случаях человек, допустивший ошибку, имел доступ к информации, которая могла бы предотвратить аварию. ^[36] Практика планирования рейса превратилась из карандашных линий на морских картах в процесс управления рисками . ^[36]

Планирование перехода состоит из четырех этапов: оценка, планирование, выполнение и мониторинг, ^[36] которые указаны в Резолюции Международной морской организации A.893(21) «Руководство по планированию рейса» ^[37] , и эти указания отражены в местных законы стран, подписавших ИМО (например, Раздел 33 Свода федеральных правил США ), и ряд профессиональных книг или публикаций. Комплексный план прохода включает около пятидесяти элементов в зависимости от размера и типа судна.

Этап оценки связан со сбором информации, относящейся к предлагаемому рейсу, а также с установлением рисков и оценкой ключевых особенностей рейса. Это будет включать в себя рассмотрение требуемого типа плавания, например плавание по льду , район, через который будет проходить судно, и гидрографическую информацию о маршруте. На следующем этапе составляется письменный план. Третий этап – выполнение окончательного плана рейса с учетом любых особых обстоятельств, которые могут возникнуть, например, изменения погоды, которые могут потребовать пересмотра или изменения плана. Заключительный этап планирования перехода состоит из наблюдения за продвижением судна по плану и реагированием на отклонения и непредвиденные обстоятельства.

Интегрированные мостовые системы

Концепции электронных интегрированных мостов определяют будущее планирование навигационных систем. ^[19] Интегрированные системы принимают данные от различных датчиков судна, отображают в электронном виде информацию о местоположении и выдают управляющие сигналы, необходимые для удержания судна на заданном курсе. ^[19] Навигатор становится администратором системы, выбирая предустановки системы, интерпретируя выходные данные системы и контролируя реакцию судна. ^[19]

Наземная навигация

Навигация для автомобилей и других наземных путешествий обычно использует карты , ориентиры , а в последнее время и компьютерную навигацию (« сатнав », сокращение от «спутниковая навигация»), а также любые средства, доступные на воде.

Компьютеризированная навигация обычно использует GPS для получения информации о текущем местоположении, базу данных навигационных карт дорог и судоходных маршрутов, а также использует алгоритмы, связанные с задачей поиска кратчайшего пути, для определения оптимальных маршрутов.

Подводная навигация

Стандарты, обучение и организации

Профессиональные стандарты навигации зависят от типа навигации и различаются в зависимости от страны. Для морской навигации вахтовые офицеры торгового флота проходят обучение и имеют международную сертификацию в соответствии с Конвенцией STCW . ^[38] Моряки-любители и любители могут брать уроки навигации в местных/региональных учебных заведениях. Морские офицеры проходят навигационную подготовку в рамках своей военно-морской подготовки.

В области наземного судоходства курсы и обучение часто проводятся для молодых людей в рамках общего или внешкольного образования. Наземная навигация также является неотъемлемой частью армейской подготовки. Кроме того, такие организации, как программа Scouts и DoE, обучают своих студентов навигации. Организации спортивного ориентирования - это вид спорта, требующий навыков навигации с использованием карты и компаса для навигации от точки к точке в разнообразной и обычно незнакомой местности при движении на скорости. ^[39]

В авиации пилоты проходят аэронавигационную подготовку как часть обучения полетам.

Профессиональные организации также помогают поощрять улучшения в навигации или объединять навигаторов в учебных средах. Королевский институт навигации (RIN) — научное общество с благотворительным статусом, целью которого является содействие развитию навигации на суше и на море, в воздухе и в космосе. Он был основан в 1947 году как форум для моряков, пилотов, инженеров и ученых для сравнения их опыта и обмена информацией. ^[40] В США Институт навигации (ION) является некоммерческой профессиональной организацией, продвигающей искусство и науку позиционирования, навигации и синхронизации. ^[41]

Публикации

По навигации доступны многочисленные морские публикации , которые публикуются профессиональными источниками по всему миру. В Великобритании Гидрографическое управление Соединенного Королевства , Издательская группа Уизерби и Морской институт выпускают многочисленные навигационные публикации, в том числе всеобъемлющее Адмиралтейское руководство по навигации. ^{[42] [43]}

В США «Американский практический навигатор» Боудича представляет собой бесплатно доступную энциклопедию навигации, выпущенную правительством США. ^[44]

Смотрите также

• Навигация робота
• ТВМДК
• Предотвращение столкновений в транспорте

Примечания

использованная литература

внешняя ссылка

В Wikiquote есть цитаты, связанные с: Навигацией .

Викискладе есть медиафайлы, связанные с навигацией .

В Wikisource есть оригинальный текст, относящийся к этой статье: Портал:Навигация

В Wikivoyage есть путеводитель по навигации .

• Лекции по навигации Эрнеста Галлоде Дрейпера
• Как ориентироваться с помощью меньшего, чем компас или GPS