Навигация [1] — это область исследований, которая фокусируется на процессе наблюдения и управления перемещением судна или транспортного средства из одного места в другое. [2] Область навигации включает четыре основные категории: наземная навигация, [3] морская навигация , воздушная навигация и космическая навигация. [1]
Это также художественный термин, обозначающий специальные знания, используемые мореплавателями для выполнения навигационных задач. Все навигационные методы предполагают определение местоположения штурмана 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 спортивное ориентирование и пешеходную навигацию. [1]
В период европейского средневековья мореплавание считалось частью семи механических искусств , ни одно из которых не использовалось для длительных путешествий по открытому океану. Полинезийское судоходство, вероятно, является самой ранней формой навигации в открытом океане; оно было основано на памяти и наблюдениях, записанных с помощью научных инструментов, таких как карты океанских 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 возникла в Средиземном море в средние века. Хотя наземные астролябии были изобретены в эллинистический период и существовали в классической античности и Золотом веке ислама , самая старая запись о морской астролябии принадлежит испанскому астроному Рамону Луллию и датируется 1295 годом. [4] Совершенствование этого навигационного инструмента приписывается Португальские мореплаватели во время первых португальских открытий в эпоху Великих географических открытий . [5] [6] Самое раннее известное описание того, как сделать и использовать морскую астролябию, взято из книги испанского космографа Мартина Кортеса де Альбакара « Искусство навигации » , опубликованной в 1551 году, [7] основанной на принципе Архипендул , использованный при строительстве египетских пирамид .
Навигация в открытом море с использованием астролябии и компаса началась в эпоху Великих географических открытий в 15 веке. Португальцы начали систематическое исследование атлантического побережья Африки с 1418 года при поддержке принца Генриха . В 1488 году этим путем Бартоломеу Диаш достиг Индийского океана . В 1492 году испанские монархи профинансировали экспедицию Христофора Колумба , которая отправилась на запад и достигла Индии , пересекая Атлантику, что привело к открытию Америки . В 1498 году португальская экспедиция под командованием Васко да Гамы достигла Индии , 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 Магеллана-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 на юге Испании в 1519 году, пересекли Атлантический океан и после нескольких остановок обогнули южную оконечность Южной Америки . Некоторые корабли были потеряны, но оставшийся флот продолжил путь через Тихий океан , сделав ряд открытий, включая Гуам и Филиппины. К тому времени из первоначальных семи галеонов осталось всего два. « Виктория» под предводительством Элькано пересекла Индийский океан и прошла на север вдоль побережья Африки и, наконец, прибыла в Испанию в 1522 году, через три года после своего отплытия. «Тринидад » отплыл на восток от Филиппин, пытаясь найти морской путь обратно в Америку , но безуспешно. Путь на восток через Тихий океан, также известный как торнавиахе (обратный путь), был открыт только сорок лет спустя, когда испанский космограф Андрес де Урданета отплыл с Филиппин на север к параллели 39° и столкнулся с идущим на восток течением Куросио , которое унесло его галеон. через Тихий океан. Он прибыл в Акапулько 8 октября 1565 года.
Термин происходит из 1530-х годов, от латинского Navigationem (номин. navigatio ), от navigatus , pp. от navigare «плыть, переплывать, идти по морю, управлять кораблем», от navis «корабль» и корня agere ». водить". [8]
Грубо говоря, широта места на Земле — это его угловое расстояние к северу или югу от экватора . [9] Широта обычно выражается в градусах (отмечается знаком °) в диапазоне от 0° на экваторе до 90° на северном и южном полюсах. [9] Широта Северного полюса составляет 90° северной широты, а широта Южного полюса — 90° южной широты. [9] Мореходы вычислили широту в северном полушарии, наведя на полярную звезду ( Полярную звезду ) с помощью секстанта и используя визир. таблицы приведения для поправки на высоту глаза и атмосферную рефракцию. Высота Полярной звезды над горизонтом в градусах соответствует широте наблюдателя с точностью до градуса или около того.
Как и широта, долгота места на Земле — это угловое расстояние к востоку или западу от нулевого меридиана или Гринвичского меридиана . [9] Долгота обычно выражается в градусах (обозначается символом °) в диапазоне от 0° на Гринвичском меридиане до 180° на восток и запад. Сидней , например, имеет долготу около 151° восточной долготы . Нью-Йорк имеет долготу 74° западной долготы . На протяжении большей части истории моряки пытались определить долготу. Долготу можно рассчитать, если известно точное время наблюдения. Не имея этого, можно использовать секстант для измерения лунного расстояния (также называемого лунным наблюдением или для краткости «лунным»), которое с помощью морского альманаха можно использовать для расчета времени на нулевой долготе (см. Среднее время по Гринвичу ) . . [10] Надежные морские хронометры были недоступны до конца 18 века и недоступны до 19 века. [11] [12] [13] В течение примерно ста лет, примерно с 1767 по 1850 год, [14] моряки, не имея 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. [11] [15]
В навигации прямая линия (или локсодромия) — это линия, пересекающая все меридианы долготы под одним и тем же углом, т.е. путь, полученный на основе определенного начального пеленга. То есть, взяв первоначальный пеленг, можно двигаться по тому же пеленгу, не меняя направления, измеренного относительно истинного или магнитного севера.
Большая часть современной навигации опирается в первую очередь на позиции, определяемые электронным способом приемниками, собирающими информацию со спутников. Большинство других современных методов основаны на поиске пересекающихся линий положения или LOP. [16]
Линия положения может относиться к двум разным вещам: либо к линии на карте, либо к линии между наблюдателем и объектом в реальной жизни. [17] Пеленг — это мера направления на объект. [17] Если навигатор измеряет направление в реальной жизни, угол можно затем нарисовать на морской карте , и навигатор будет находиться где-то на этой линии направления на карте. [17]
Помимо пеленга, навигаторы также часто измеряют расстояния до объектов. [16] На карте расстояние обозначает круг или дугу положения. [16] Круги, дуги и гиперболы положений часто называют линиями положения.
Если навигатор рисует две линии положения, и они пересекаются, он должен находиться в этом положении. [16] Исправлением является пересечение двух или более LOP. [16]
Если доступна только одна линия положения, ее можно сравнить с положением точного счисления , чтобы установить расчетное положение. [18]
Линии (или круги) положения могут быть получены из различных источников:
Есть некоторые методы, которые сегодня редко используются, такие как «погружение света» для расчета географического расстояния от наблюдателя до маяка.
Методы навигации менялись на протяжении истории. [20] Каждый новый метод расширял возможности моряка завершить свое путешествие. [20] Одним из наиболее важных решений, которые должен принять штурман, является выбор наилучшего метода. [20] Некоторые виды навигации изображены в таблице.
Практика навигации обычно предполагает сочетание этих различных методов. [20]
С помощью мысленных навигационных проверок пилот или штурман оценивает пути, расстояния и высоты, что затем помогает пилоту избежать грубых навигационных ошибок. [21]
Пилотирование (также называемое пилотажем) предполагает управление воздушным судном путем визуальной привязки к ориентирам [22] или водному судну в ограниченных водах и максимально точное определение его положения через частые промежутки времени. [23] В большей степени, чем на других этапах навигации, важна правильная подготовка и внимание к деталям. [23] Процедуры варьируются от судна к судну, а также между военными, коммерческими и частными судами. [23]
Военная штурманская группа почти всегда состоит из нескольких человек. [23] Военный штурман может располагать пеленгаторы на гироскопических ретрансляторах на крыльях мостика для одновременного измерения пеленгов, в то время как гражданский штурман должен часто принимать и наносить их на карту самостоятельно. [23] В то время как у военного штурмана будет пеленгатор и кто-то, кто будет записывать записи для каждой точки, гражданский штурман будет просто пилотировать пеленги на карте по мере их съемки и вообще не записывать их. [23]
Если судно оборудовано ЭКНИС , штурману целесообразно просто следить за продвижением судна по выбранному пути, визуально проверяя, что судно движется по заданному пути, лишь изредка проверяя компас, эхолот и другие индикаторы. [23] Если на борту находится пилот , как это часто бывает в самых ограниченных водах, на его суждения обычно можно положиться, что еще больше облегчает рабочую нагрузку. [23] Но если ECDIS выйдет из строя, штурману придется полагаться на свое мастерство в ручных и проверенных временем процедурах. [23]
Небесные навигационные системы основаны на наблюдении за положением Солнца , Луны , планет и навигационных звезд . Такие системы используются как для наземной, так и для межзвездной навигации. Зная, над какой точкой вращающейся Земли находится небесный объект, и измеряя его высоту над горизонтом наблюдателя, навигатор может определить свое расстояние от этой подточки. Морской альманах и морской хронометр используются для вычисления подточки на Земле, где заканчивается небесное тело, а секстант используется для измерения угловой высоты тела над горизонтом. Эту высоту затем можно использовать для вычисления расстояния от подточки для создания круговой линии положения. Навигатор последовательно стреляет по нескольким звездам, 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 для съемки последовательности линий положения (лучше всего это делать около полудня по местному времени) для определения положения. [24]
Чтобы точно измерить долготу, необходимо записать точное время наблюдения секстанта (по возможности с точностью до секунды). Каждая секунда ошибки эквивалентна 15 секундам ошибки по долготе, что на экваторе составляет ошибку местоположения в 0,25 морской мили, что соответствует пределу точности ручной астрономической навигации.
Морской хронометр с пружинным приводом — это точные часы, используемые на борту корабля для определения точного времени при наблюдениях за небесными телами. [24] Хронометр отличается от часов с пружинным приводом главным образом тем, что он содержит регулируемое рычажное устройство для поддержания равномерного давления на ходовую пружину и специальный баланс, предназначенный для компенсации изменений температуры. [24]
Хронометр с пружинным приводом устанавливается примерно на среднее время по Гринвичу (GMT) и не сбрасывается до тех пор, пока прибор не будет отремонтирован и очищен, обычно каждые три года. [24] Разница между временем по Гринвичу и временем хронометра тщательно определяется и применяется в качестве поправки ко всем показаниям хронометра. [24] Пружинные хронометры необходимо заводить примерно в одно и то же время каждый день. [24]
Кварцевые морские хронометры заменили пружинные хронометры на борту многих кораблей из-за их большей точности. [24] Они поддерживаются по Гринвичу непосредственно по радиосигналам времени. [24] Это устраняет ошибку хронометра и корректирует ошибки часов. [24] Если секундная стрелка дает ошибку на читаемую величину, ее можно сбросить электрически. [24]
Основным элементом генерации времени является кварцевый генератор. [24] Кристалл кварца имеет температурную компенсацию и герметично запечатан в вакуумированной оболочке. [24] Предусмотрена возможность калиброванной регулировки для компенсации старения кристалла. [24]
Хронометр рассчитан на работу не менее одного года от одного комплекта батареек. [24] Наблюдения можно хронометрировать, а корабельные часы устанавливать с помощью сравнительных часов, которые настраиваются на время хронометра и переносятся на крыло мостика для регистрации времени наблюдения. [24] На практике достаточно наручных часов, согласованных с хронометром с точностью до секунды. [24]
Секундомер, пружинный или цифровой, также можно использовать для наблюдений за небесными телами. [24] В этом случае часы запускаются по Гринвичу, известному по хронометру, и к этому времени добавляется прошедшее время каждого прицела для получения GMT прицела. [24]
Все хронометры и часы следует регулярно проверять по радиосигналу времени. [24] Время и частота радиосигналов времени указаны в таких публикациях, как Radio Navigational Aids . [24]
Вторым важным компонентом небесной навигации является измерение угла, образующегося в глазах наблюдателя между небесным телом и видимым горизонтом. Для выполнения этой функции используется секстант, оптический инструмент. Секстант состоит из двух первичных узлов. Каркас представляет собой жесткую треугольную конструкцию с шарниром вверху и градуированным сегментом круга, называемым «дугой», внизу. Второй компонент — указательный рычаг, прикрепленный к шарниру в верхней части рамы. Внизу находится бесконечный нониус, который зажимается в зубцах нижней части «дуги». Оптическая система состоит из двух зеркал и, как правило, телескопа малой мощности. Одно зеркало, называемое «указательным зеркалом», прикреплено к верхней части указательного рычага над шарниром. При перемещении указательного рычага это зеркало вращается, и градуированная шкала на дуге указывает измеренный угол («высоту»).
Второе зеркало, называемое «стеклом горизонта», прикреплено к передней части рамы. Одна половина стекла горизонта посеребрена, а другая половина прозрачна. Свет небесного тела падает на указательное 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 для исключения «индексной коррекции». Поправку индекса следует проверять, используя горизонт или, что предпочтительнее, звезду каждый раз, когда используется секстант. Практика астрономических наблюдений с палубы катящегося корабля, часто сквозь облачность и при туманном горизонте, является, безусловно, самой сложной частью астрономической навигации. [25]
Инерциальная навигационная система (INS) — это навигационная система с точным счислением , которая вычисляет свое положение на основе датчиков движения. Перед фактической навигацией устанавливаются начальная широта и долгота, а также физическая ориентация ИНС относительно Земли (например, север и уровень). После юстировки ИНС получает импульсы от датчиков движения, измеряющих а) ускорение по трем осям (акселерометры) и б) скорость вращения вокруг трех ортогональных осей (гироскопы). Это позволяет ИНС постоянно и точно рассчитывать текущую широту и долготу (а часто и скорость).
Преимущества перед 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 заблокировать. Его недостатком является то, что, поскольку текущее положение рассчитывается исключительно на основе предыдущих положений и датчиков движения, его ошибки накапливаются, увеличиваясь со скоростью, примерно пропорциональной времени, прошедшему с момента ввода исходного положения. Поэтому инерциальные навигационные системы необходимо часто корректировать с помощью «фиксации» местоположения от какого-либо другого типа навигационной системы.
Первой инерциальной системой считается система наведения Фау-2, развернутая немцами в 1942 году. Однако инерциальные датчики относятся к началу 19 века. [26] Преимущества ИНС привели к их использованию в самолетах, ракетах, надводных кораблях и подводных лодках. Например, ВМС США разработали корабельную инерциальную навигационную систему (БИНС) во время ракетной программы «Поларис», чтобы обеспечить надежную и точную навигационную систему для запуска систем наведения ракет. Инерциальные навигационные системы широко использовались до тех пор, пока не стали доступны спутниковые навигационные системы (GPS). ИНС до сих пор широко используются на подводных лодках (поскольку прием GPS или других источников координат в подводном положении невозможен) и ракетах большой дальности.
Не путать со спутниковой навигацией, функционирование которой зависит от спутников, космическая навигация относится к навигации самих космических кораблей. Исторически это достигалось (во время программы «Аполлон» ) с помощью навигационного компьютера , инерциальной навигационной системы и посредством астрономических данных, вводимых астронавтами и записывавшихся секстантом и телескопом. Навигационные компьютеры космического назначения, подобные тем, которые были установлены на «Аполлоне» и последующих миссиях, разработаны с учетом защиты от возможного повреждения данных из-за радиации.
Еще одна возможность, которая была исследована для навигации в дальнем космосе, — это навигация по пульсарам , которая сравнивает рентгеновские всплески от набора известных пульсаров, чтобы определить положение космического корабля. Этот метод был протестирован несколькими космическими агентствами, такими как НАСА и ЕКА . [27] [28]
Радиопеленгатор или РДФ — устройство для определения направления на радиоисточник . Благодаря способности радио преодолевать очень большие расстояния «за горизонтом», оно является особенно хорошей навигационной системой для кораблей и самолетов, которые могут летать на расстоянии от земли.
RDF работает, вращая направленную антенну и отслеживая направление, в котором сигнал от известной станции проходит наиболее сильно. Такая система широко использовалась в 1930-х и 1940-х годах. Антенны RDF легко обнаружить на немецких самолетах времен Второй мировой войны по петлям 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 кода 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 представляла собой гиперболическую низкочастотную радионавигационную систему (также известную как мультилатерация ), которая была впервые использована во время Второй мировой войны, когда войскам союзников требовалась система, которую можно было использовать для достижения точного приземления. Как и в случае с Loran C , его в основном использовали для навигации кораблей в прибрежных водах. Рыболовные суда были основными пользователями после войны, но они также использовались на самолетах, включая очень раннее (1949 г.) применение дисплеев с движущейся картой. Система была развернута в Северном море и использовалась вертолетами, работающими на нефтяных платформах .
Навигационная система OMEGA была первой по-настоящему 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 к разработке в 1968 году и обещал реальную возможность покрытия всего океана по всему миру с использованием всего восьми передатчиков и способность достигать точности в четыре мили (6 км) при определении местоположения. Первоначально систему планировалось использовать для навигации атомных бомбардировщиков через Северный полюс в Россию. Позже это было признано полезным для подводных лодок. Omega. Благодаря успеху системы глобального позиционирования использование Omega сократилось в 1990-е годы до такой степени, что стоимость эксплуатации Omega больше не могла быть оправдана. Омега была прекращена 30 сентября 1997 года, и все станции прекратили работу.
ЛОРАН — это наземная навигационная система, использующая низкочастотные радиопередатчики, которые используют временной интервал между радиосигналами, полученными от трех и более станций, для определения положения 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. В России используется почти точная система в том же диапазоне частот, называемая ЧАЙКА . Использование LORAN резко сокращается, и основной заменой является GPS . Тем не менее, предпринимаются попытки улучшить и повторно популяризировать LORAN. Сигналы LORAN менее восприимчивы к помехам и могут лучше проникать в листву и здания, чем сигналы GPS.
Когда судно находится в пределах досягаемости радара суши или специальных радиолокационных средств навигации, штурман может измерять расстояния и угловые пеленги к нанесенным на карту объектам и использовать их для определения дуг положения и линий положения на карте. [29] Привязка, состоящая только из радиолокационной информации, называется радиолокационной привязкой. [30]
Типы радиолокационных координат включают «дальность и пеленг на один объект», [31] «два или более пеленгов», [31] «тангенциальные пеленги» [31] и «две или более дальности». [31]
Параллельная индексация — это метод, определенный Уильямом Бургером в книге 1957 года «Справочник радиолокационного наблюдателя» . [32] Этот метод предполагает создание на экране линии, параллельной курсу корабля, но смещенной на некоторое расстояние влево или вправо. [32] Эта параллельная линия позволяет штурману сохранять заданное расстояние от опасностей. [32]
Некоторые методы были разработаны для особых ситуаций. Один из них, известный как «контурный метод», предполагает маркировку прозрачного пластикового шаблона на экране радара и перемещение его на карту для фиксации местоположения. [33]
Другой специальный метод, известный как метод непрерывного радиолокационного построения Франклина, включает в себя рисование пути, по которому должен следовать радарный объект, на дисплее радара, если корабль остается на запланированном курсе. [34] Во время перехода штурман может проверить, что судно находится на правильном пути, проверив, что точка лежит на нарисованной линии. [34]
Глобальная навигационная спутниковая система или GNSS — это термин для спутниковых навигационных систем, которые обеспечивают позиционирование с глобальным покрытием. GNSS позволяют небольшим электронным приёмникам определять своё 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 система глобального позиционирования (GPS) NAVSTAR США и российская ГЛОНАСС являются полностью глобально действующими GNSS. Система позиционирования Galileo Европейского Союза представляет собой GNSS следующего поколения, находящуюся на заключительном этапе развертывания и введенную в эксплуатацию в 2016 году. Китай дал понять, что может расширить свою региональную навигационную систему Beidou до глобальной системы.
Более двух десятков спутников GPS находятся на средней околоземной орбите и передают сигналы, позволяющие GPS-приемникам определять местоположение , скорость и направление приемника .
С момента запуска первого экспериментального спутника в 1978 году GPS стала незаменимым помощником в навигации по всему миру и важным инструментом для создания карт и топографической съемки . GPS также обеспечивает точную привязку ко времени, используемую во многих приложениях, включая научные исследования землетрясений и синхронизацию телекоммуникационных сетей.
Система GPS , разработанная Министерством обороны США , официально называется NAVSTAR GPS (NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System). Группировкой спутников управляет 50-е космическое крыло ВВС США . Стоимость обслуживания системы составляет примерно 750 миллионов долларов США в год, [35] включая замену устаревших спутников, а также исследования и разработки. Несмотря на это, GPS бесплатен для гражданского использования в качестве общественного блага .
Современные смартфоны служат персональными GPS- навигаторами для гражданских лиц, которые ими владеют. Чрезмерное использование этих устройств, будь то в автомобиле или пешком, может привести к относительной неспособности изучить навигационную среду, что приведет к неоптимальным навигационным способностям, когда и если эти устройства станут недоступны. [36] [37] [38] Обычно компас также предоставляется для определения направления, когда человек не движется.
Дневная работа по навигации представляет собой минимальный набор задач, соответствующий разумному мореплаванию. Определение будет различаться на военных и гражданских судах, а также на разных кораблях, но традиционный метод принимает форму, подобную: [39]
Навигация на судах обычно всегда ведется на мостике . Это также может происходить в прилегающем помещении, где имеются картографические таблицы и публикации.
Планирование прохода или планирование рейса — это процедура, позволяющая составить полное описание рейса судна от начала до конца. План включает в себя выход из причала и гавани, маршрутную часть рейса, подход к месту назначения и швартовку . Согласно международному праву, капитан судна несет юридическую ответственность за планирование перехода, [40] однако на более крупных судах эта задача будет делегирована штурману судна . [41]
Исследования показывают, что человеческая ошибка является причиной 80 процентов навигационных происшествий и что во многих случаях человек, допустивший ошибку, имел доступ к информации, которая могла бы предотвратить аварию. [41] Практика планирования рейса превратилась из нанесения карандашных линий на морских картах в процесс управления рисками . [41]
Планирование перехода состоит из четырех этапов: оценка, планирование, выполнение и мониторинг, [41] которые указаны в Резолюции Международной морской организации A.893(21), «Руководство по планированию рейса», [42] и эти руководящие принципы отражены в местных законы стран, подписавших ИМО (например, Раздел 33 Кодекса федеральных правил США ), а также ряд профессиональных книг или публикаций. Комплексный план перехода включает около пятидесяти элементов в зависимости от размера и типа судна.
Этап оценки связан со сбором информации, относящейся к предполагаемому рейсу, а также с выяснением рисков и оценкой ключевых особенностей рейса. Это потребует рассмотрения типа требуемого судоходства, например, ледового плавания , региона, через который будет проходить судно, и гидрографической информации на маршруте. На следующем этапе создается письменный план. Третий этап — выполнение окончательного плана путешествия с учетом любых особых обстоятельств, которые могут возникнуть, например, изменений погоды, которые могут потребовать пересмотра или изменения плана. Завершающий этап планирования перехода состоит в контроле за продвижением судна относительно плана и реагировании на отклонения и непредвиденные обстоятельства.
Концепции электронного интегрированного мостика определяют будущее планирование навигационных систем. [20] Интегрированные системы принимают данные от различных судовых датчиков, отображают в электронном виде информацию о местоположении и подают управляющие сигналы, необходимые для удержания судна на заданном курсе. [20] Навигатор становится системным менеджером, выбирая предварительные настройки системы, интерпретируя выходные данные системы и контролируя реакцию судна. [20]
Навигация для автомобилей и других наземных путешествий обычно использует карты , ориентиры и, в последнее время, компьютерную навигацию (« сатнав », сокращение от спутниковой навигации), а также любые средства, доступные на воде.
Компьютеризированная навигация обычно использует GPS для получения информации о текущем местоположении, базу данных навигационных карт дорог и навигационных маршрутов, а также использует алгоритмы , связанные с задачей поиска кратчайшего пути , для определения оптимальных маршрутов.
Пешеходное плавание занимается спортивным ориентированием , сухопутным плаванием (военным) , ориентированием .
Профессиональные стандарты навигации зависят от типа навигации и различаются в зависимости от страны. В области морского судоходства палубные офицеры торгового флота проходят подготовку и получают международную сертификацию в соответствии с Конвенцией STCW . [43] Моряки-любители и моряки-любители могут брать уроки навигации в местных/региональных учебных заведениях. Офицеры ВМФ проходят подготовку по навигации в рамках военно-морской подготовки.
Курсы и обучение в области наземного судоходства часто проводятся для молодых людей в рамках общего или внеклассного образования. Наземная навигация также является важной частью армейской подготовки. Кроме того, такие организации, как программа Scouts и DoE, обучают своих студентов навигации. Организации по спортивному ориентированию — это вид спорта, который требует навыков навигации с использованием карты и компаса для перемещения от точки к точке на разнообразной и обычно незнакомой местности при движении на высокой скорости. [44]
В авиации пилоты проходят аэронавигационную подготовку в рамках обучения полетам.
Профессиональные организации также помогают поощрять улучшения в навигации или объединять штурманов в обученной среде. 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 моряков, пилотов, инженеров и ученых для обмена опытом и информацией. [45] В США Институт навигации (ION) является некоммерческой профессиональной организацией, развивающей искусство и науку позиционирования, навигации и времени. [46]
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 предоставляют многочисленные навигационные публикации, в том числе всеобъемлющее Руководство Адмиралтейства по навигации. [47] [48]
В США «Американский практический навигатор» Боудича представляет собой бесплатную энциклопедию навигации, выпускаемую правительством США. [49]
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )Морской альманах 1849-1851 гг.
Хронометры регулярно не поставлялись в Королевский флот примерно до 1825 года.
... то, что я сказал, послужит доказательством абсолютной необходимости иметь первоклассные хронометры или тщательное внимание к лунным наблюдениям; и никогда не упускал из виду, когда это практически возможно.
