Navigation - Navigation

Tabela de geografia, hidrografia e navegação, da Ciclopédia de 1728 , ou um Dicionário Universal de Artes e Ciências

A navegação é um campo de estudo que se concentra no processo de monitorar e controlar o movimento de uma embarcação ou veículo de um lugar para outro. O campo da navegação inclui quatro categorias gerais: navegação terrestre, navegação marítima, navegação aeronáutica e navegação espacial.

É também o termo da arte usado para o conhecimento especializado usado por navegadores para realizar tarefas de navegação. Todas as técnicas de navegação envolvem localizar a posição do navegador em comparação com locais ou padrões conhecidos.

Navegação, em um sentido mais amplo, pode se referir a qualquer habilidade ou estudo que envolva a determinação de posição e direção. Nesse sentido, a navegação inclui a orientação e a navegação pedestre.

História

No período medieval europeu, a navegação era considerada parte do conjunto de sete artes mecânicas , nenhuma das quais era usada para longas viagens em oceano aberto. A navegação polinésia é provavelmente a forma mais antiga de navegação em oceano aberto, baseando-se na memória e na observação gravadas em instrumentos científicos, como as Cartas de Sticks das Ondas Oceânicas das Ilhas Marshall . Os primeiros polinésios do Pacífico usavam o movimento das estrelas, o clima, a posição de certas espécies de vida selvagem ou o tamanho das ondas para encontrar o caminho de uma ilha para outra.

A navegação marítima usando instrumentos científicos, como o astrolábio do marinheiro, ocorreu pela primeira vez no Mediterrâneo durante a Idade Média. Embora os astrolábios terrestres tenham sido inventados no período helenístico e existissem na antiguidade clássica e na Idade de Ouro islâmica , o registo mais antigo de astrolábio marítimo é o do astrónomo maiorquino Ramon Llull, datado de 1295. O aperfeiçoamento deste instrumento de navegação é atribuído aos navegadores portugueses durante primeiras descobertas portuguesas na Idade dos Descobrimentos . A descrição mais antiga conhecida de como fazer e usar um astrolábio marinho vem do cosmógrafo espanhol Martín Cortés de Albacar , Arte de Navegar ( A Arte da Navegação ), publicado em 1551, baseado no princípio do arquipêndulo usado na construção das pirâmides egípcias .

A navegação em mar aberto usando o astrolábio e a bússola começou durante a Era dos Descobrimentos, no século XV. Os portugueses começaram a explorar sistematicamente a costa atlântica de África a partir de 1418, sob o patrocínio do infante D. Henrique . Em 1488 Bartolomeu Dias chegou ao Oceano Índico por essa rota. Em 1492, os monarcas espanhóis financiaram a expedição de Cristóvão Colombo para navegar para o oeste a fim de alcançar as Índias cruzando o Atlântico, o que resultou no Descobrimento das Américas . Em 1498, uma expedição portuguesa comandada por Vasco da Gama chegou à Índia navegando pela África, abrindo o comércio direto com a Ásia . Logo, os portugueses navegaram mais para o leste, para as ilhas das Especiarias em 1512, desembarcando na China um ano depois.

A primeira circunavegação da terra foi completada em 1522 com a expedição Magalhães-Elcano , uma viagem espanhola de descoberta liderada pelo explorador português Ferdinand Magalhães e completada pelo navegador espanhol Juan Sebastián Elcano após a morte do primeiro nas Filipinas em 1521. A frota de sete os navios partiram de Sanlúcar de Barrameda, no sul da Espanha, em 1519, cruzaram o oceano Atlântico e, após várias escalas, contornaram o extremo sul da América do Sul . Alguns navios foram perdidos, mas a frota restante continuou através do Pacífico, fazendo várias descobertas, incluindo Guam e as Filipinas. Naquela época, apenas dois galeões restavam dos sete originais. O Victoria liderado por Elcano navegou pelo Oceano Índico e ao norte ao longo da costa da África, para finalmente chegar à Espanha em 1522, três anos após sua partida. O Trinidad navegou para o leste das Filipinas, tentando encontrar um caminho marítimo de volta às Américas , mas não teve sucesso. A rota para o leste através do Pacífico, também conhecida como tornaviaje (viagem de volta), só foi descoberta quarenta anos depois, quando o cosmógrafo espanhol Andrés de Urdaneta navegou das Filipinas, ao norte para o paralelo 39 °, e atingiu a corrente Kuroshio a leste que tomou seu galeão através do Pacífico. Ele chegou a Acapulco em 8 de outubro de 1565.

Etimologia

O termo deriva da década de 1530, do latim navigationem (nom. Navigatio ), de navigatus , pp. De navigare "navegar, navegar, ir por mar, dirigir um navio", da navis "navio" e a raiz de agere " dirigir".

Conceitos Básicos

Latitude

Grosso modo, a latitude de um lugar na Terra é sua distância angular ao norte ou ao sul do equador . A latitude é geralmente expressa em graus (marcados com °) variando de 0 ° no Equador a 90 ° nos pólos Norte e Sul. A latitude do Pólo Norte é 90 ° N, e a latitude do Pólo Sul é 90 ° S. Mariners calculou a latitude no Hemisfério Norte avistando a estrela polar ( Polaris ) com um sextante e usando tabelas de redução de visão para corrigir a altura de refração ocular e atmosférica. A altura da Polaris em graus acima do horizonte é a latitude do observador, dentro de um grau ou assim.

Longitude

Semelhante à latitude, a longitude de um lugar na Terra é a distância angular leste ou oeste do meridiano principal ou meridiano de Greenwich . A longitude é geralmente expressa em graus (marcados com °) variando de 0 ° no meridiano de Greenwich a 180 ° a leste e oeste. Sydney , por exemplo, tem uma longitude de cerca de 151 ° leste . A cidade de Nova York tem uma longitude de 74 ° oeste . Durante a maior parte da história, os marinheiros lutaram para determinar a longitude. A longitude pode ser calculada se o tempo preciso de um avistamento for conhecido. Na falta disso, pode-se usar um sextante para tomar uma distância lunar (também chamada de observação lunar , ou "lunar" para abreviar) que, com um almanaque náutico , pode ser usado para calcular o tempo na longitude zero (ver Greenwich Mean Time ) . Cronômetros marítimos confiáveis não estavam disponíveis até o final do século 18 e não eram acessíveis até o século 19. Por cerca de cem anos, de cerca de 1767 até cerca de 1850, os marinheiros sem um cronômetro usaram o método das distâncias lunares para determinar a hora de Greenwich para encontrar sua longitude. Um navegador com um cronômetro poderia verificar sua leitura usando uma determinação lunar do horário de Greenwich.

Loxodrome

Na navegação, uma linha loxodromo (ou loxódromo) é uma linha que cruza todos os meridianos de longitude no mesmo ângulo, ou seja, um caminho derivado de um rumo inicial definido. Isto é, ao tomar uma direção inicial, prossegue-se ao longo da mesma direção, sem alterar a direção medida em relação ao norte verdadeiro ou magnético.

Métodos de navegação

A maior parte da navegação moderna depende principalmente de posições determinadas eletronicamente por receptores que coletam informações de satélites. A maioria das outras técnicas modernas baseia-se em encontrar linhas de posição ou LOP que se cruzam .

Uma linha de posição pode se referir a duas coisas diferentes, uma linha em um gráfico ou uma linha entre o observador e um objeto na vida real. Um rumo é uma medida da direção para um objeto. Se o navegador medir a direção na vida real, o ângulo pode então ser desenhado em uma carta náutica e o navegador estará em algum lugar daquela linha de rumo na carta.

Além dos rolamentos, os navegadores também costumam medir as distâncias dos objetos. No gráfico, a distância produz um círculo ou arco de posição. Círculos, arcos e hipérboles de posições são freqüentemente chamados de linhas de posição.

Se o navegador traça duas linhas de posição e elas se cruzam, ele deve estar nessa posição. Uma correção é a interseção de dois ou mais LOPs.

Se apenas uma linha de posição estiver disponível, ela pode ser avaliada em relação à posição de cálculo morto para estabelecer uma posição estimada.

Linhas (ou círculos) de posição podem ser derivados de uma variedade de fontes:

  • observação celestial (um pequeno segmento do círculo de igual altitude , mas geralmente representado como uma linha),
  • alcance terrestre (natural ou feito pelo homem), quando dois pontos mapeados estão alinhados um com o outro,
  • direção da bússola para um objeto cartografado,
  • alcance do radar a um objeto mapeado,
  • em certas linhas costeiras, uma sonda de profundidade de ecobatímetro ou linha guia manual .

Existem alguns métodos raramente usados ​​hoje, como "mergulhar a luz" para calcular a extensão geográfica do observador ao farol.

Os métodos de navegação mudaram ao longo da história. Cada novo método aumentou a capacidade do marinheiro de completar sua viagem. Um dos julgamentos mais importantes que o navegador deve fazer é o melhor método a ser usado. Alguns tipos de navegação são descritos na tabela.

Ilustração Descrição Aplicativo
Os métodos de navegação tradicionais incluem:
Cruising Sailor navigating.jpg Na navegação marítima, Dead reckoning ou DR, em que se avança uma posição anterior usando o curso e a velocidade do navio. A nova posição é chamada de posição DR. É geralmente aceito que apenas o curso e a velocidade determinam a posição DR. Corrigir a posição DR para folga , efeitos de corrente e resultado de erro de direção em uma posição estimada ou EP. Um navegador inercial desenvolve um EP extremamente preciso. Usado em todos os momentos.
SplitPointLighthouse.jpg Na navegação marítima, a Praticagem envolve a navegação em águas restritas / costeiras com frequente determinação da posição em relação às características geográficas e hidrográficas. Quando à vista da terra.
Orientering map.jpg A navegação terrestre é a disciplina de seguir uma rota através do terreno a pé ou de veículo, usando mapas com referência ao terreno, uma bússola e outras ferramentas básicas de navegação e / ou usando marcos e sinais. Wayfinding é a forma mais básica. Usado em todos os momentos.
Moon-Mdf-2005.jpg A navegação celestial envolve a redução das medidas celestes a linhas de posição usando tabelas, trigonometria esférica e almanaques . É usado principalmente no mar, mas também pode ser usado em terra. Usado principalmente como backup de satélite e outros sistemas eletrônicos em oceano aberto.
A navegação eletrônica cobre qualquer método de fixação de posição usando meios eletrônicos, incluindo:
Decca Navigator Mk 12.jpg A navegação por rádio usa ondas de rádio para determinar a posição por sistemas de localização de direção de rádio ou sistemas hiperbólicos, como Decca , Omega e LORAN-C . A disponibilidade diminuiu devido ao desenvolvimento de GNSS preciso.
Tela de radar.JPG A navegação por radar usa o radar para determinar a distância ou o rumo de objetos cuja posição é conhecida. Este processo é separado do uso do radar como sistema para evitar colisões. Principalmente quando dentro do alcance do radar de terra.
GPS Satélite NASA art-iif.jpg A navegação por satélite usa um Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS) para determinar a posição. Usado em todas as situações.

A prática da navegação geralmente envolve uma combinação desses diferentes métodos.

Verificações de navegação mental

Por verificações de navegação mental, um piloto ou navegador estima trilhas, distâncias e altitudes que ajudarão o piloto a evitar erros grosseiros de navegação.

Pilotagem

Navegação manual pelo espaço aéreo holandês

A pilotagem (também chamada de pilotagem) envolve navegar uma aeronave por referência visual a pontos de referência, ou uma embarcação em águas restritas e fixar sua posição com a maior precisão possível em intervalos frequentes. Mais do que em outras fases da navegação, a preparação adequada e a atenção aos detalhes são importantes. Os procedimentos variam de navio para navio e entre navios militares, comerciais e particulares.

Uma equipe militar de navegação quase sempre consiste de várias pessoas. Um navegador militar pode ter tomadores de rolamentos posicionados nos repetidores de giroscópios nas asas da ponte para obter rumos simultâneos, enquanto o navegador civil deve freqüentemente identificá-los e traçá-los ele mesmo. Enquanto o navegador militar terá um livro de rumo e alguém para registrar as entradas para cada correção, o navegador civil simplesmente pilotará os rumo na carta à medida que forem obtidos e não os registrará de forma alguma.

Se o navio estiver equipado com ECDIS , é razoável para o navegador simplesmente monitorar o progresso do navio ao longo da trilha escolhida, garantindo visualmente que o navio está procedendo conforme desejado, verificando a bússola, sirene e outros indicadores apenas ocasionalmente. Se um piloto estiver a bordo, como costuma ser o caso nas águas mais restritas, geralmente pode-se confiar em seu julgamento, facilitando ainda mais a carga de trabalho. Mas se o ECDIS falhar, o navegador terá que confiar em sua habilidade no manual e nos procedimentos comprovados.

Navegação celestial

Um ponto celestial estará na interseção de dois ou mais círculos.

Os sistemas de navegação celestial são baseados na observação das posições do Sol , Lua , Planetas e estrelas de navegação . Esses sistemas estão em uso tanto para navegação terrestre quanto para navegação interestelar. Ao saber qual ponto na Terra em rotação um objeto celeste está acima e medir sua altura acima do horizonte do observador, o navegador pode determinar sua distância desse subponto. Um almanaque náutico e um cronômetro marinho são usados ​​para calcular o subponto na terra em que um corpo celeste está sobre, e um sextante é usado para medir a altura angular do corpo acima do horizonte. Essa altura pode então ser usada para calcular a distância do subponto para criar uma linha circular de posição. Um navegador dispara várias estrelas em sucessão para fornecer uma série de linhas de posição sobrepostas. Onde eles se cruzam é ​​o ponto celestial. A lua e o sol também podem ser usados. O sol também pode ser usado sozinho para disparar uma sucessão de linhas de posição (melhor feito por volta do meio-dia local) para determinar uma posição.

Cronômetro marinho

Para medir a longitude com precisão, o tempo preciso de avistamento do sextante (até o segundo, se possível) deve ser registrado. Cada segundo de erro equivale a 15 segundos de erro de longitude, que no equador é um erro de posição de 0,25 de uma milha náutica, sobre o limite de precisão da navegação celestial manual.

O cronômetro marinho acionado por mola é um relógio de precisão usado a bordo de um navio para fornecer o tempo preciso para observações celestes. Um cronômetro difere de um relógio movido a mola principalmente por conter um dispositivo de alavanca variável para manter a pressão uniforme na mola principal e uma balança especial projetada para compensar as variações de temperatura.

Um cronômetro acionado por mola é definido aproximadamente para o horário de Greenwich (GMT) e não é reiniciado até que o instrumento seja revisado e limpo, geralmente em intervalos de três anos. A diferença entre o GMT e o tempo do cronômetro é cuidadosamente determinada e aplicada como uma correção a todas as leituras do cronômetro. Os cronômetros acionados por mola devem ser acionados aproximadamente no mesmo horário todos os dias.

Os cronômetros marítimos de cristal de quartzo substituíram os cronômetros acionados por mola a bordo de muitos navios devido à sua maior precisão. Eles são mantidos no GMT diretamente dos sinais de tempo de rádio. Isso elimina o erro do cronômetro e as correções de erro do relógio. Se o ponteiro dos segundos apresentar um erro legível, ele pode ser reiniciado eletricamente.

O elemento básico para geração de tempo é um oscilador de cristal de quartzo. O cristal de quartzo tem compensação de temperatura e é hermeticamente selado em um envelope a vácuo. Uma capacidade de ajuste calibrado é fornecida para ajustar o envelhecimento do cristal.

O cronômetro foi projetado para operar por no mínimo 1 ano com um único conjunto de baterias. As observações podem ser cronometradas e os relógios do navio ajustados com um relógio de comparação, que é ajustado para a hora do cronômetro e levado para a asa da ponte para registrar os tempos de visão. Na prática, um relógio de pulso coordenado ao segundo mais próximo com o cronômetro será adequado.

Um cronômetro, com corda de mola ou digital, também pode ser usado para observações celestes. Neste caso, o relógio é iniciado em um GMT conhecido por cronômetro, e o tempo decorrido de cada mira adicionado a este para obter o GMT da mira.

Todos os cronômetros e relógios devem ser verificados regularmente com um sinal de hora de rádio. Os tempos e frequências dos sinais de hora de rádio estão listados em publicações como Radio Navigational Aids .

O sextante marinho

O sextante marinho é usado para medir a elevação de corpos celestes acima do horizonte.

O segundo componente crítico da navegação celestial é medir o ângulo formado no olho do observador entre o corpo celeste e o horizonte sensível. O sextante, um instrumento óptico, é usado para realizar esta função. O sextante consiste em dois conjuntos primários. O quadro é uma estrutura triangular rígida com um pivô na parte superior e um segmento graduado de um círculo, denominado "arco", na parte inferior. O segundo componente é o braço indicador, que é preso ao pivô na parte superior da estrutura. Na parte inferior há um vernier sem fim que se fixa em dentes na parte inferior do "arco". O sistema óptico é composto por dois espelhos e, geralmente, um telescópio de baixa potência. Um espelho, conhecido como "espelho de índice", é fixado na parte superior do braço de índice, sobre o pivô. Conforme o braço indicador é movido, este espelho gira e a escala graduada no arco indica o ângulo medido ("altitude").

O segundo espelho, conhecido como "vidro do horizonte", é fixado na parte frontal da moldura. Metade do vidro do horizonte é prateada e a outra metade transparente. A luz do corpo celeste atinge o espelho indicador e é refletida na parte prateada do vidro do horizonte e, em seguida, volta ao olho do observador através do telescópio. O observador manipula o braço indicador de forma que a imagem refletida do corpo no vidro do horizonte esteja apenas descansando no horizonte visual, visto através do lado claro do vidro do horizonte.

O ajuste do sextante consiste em verificar e alinhar todos os elementos ópticos para eliminar a "correção do índice". A correção do índice deve ser verificada, usando o horizonte ou mais preferencialmente uma estrela, cada vez que o sextante é usado. A prática de fazer observações celestes do convés de um navio em movimento, geralmente através da cobertura de nuvens e com um horizonte nebuloso, é de longe a parte mais desafiadora da navegação celestial.

Navegação inercial

O sistema de navegação inercial (INS) é um tipo de sistema de navegação de cálculo morto que calcula sua posição com base em sensores de movimento. Antes de realmente navegar, a latitude e longitude iniciais e a orientação física do INS em relação à terra (por exemplo, norte e nível) são estabelecidas. Após o alinhamento, um INS recebe impulsos de detectores de movimento que medem (a) a aceleração ao longo de três eixos (acelerômetros) e (b) a taxa de rotação em torno de três eixos ortogonais (giroscópios). Isso permite que um INS calcule de forma contínua e precisa sua latitude e longitude atuais (e frequentemente a velocidade).

As vantagens sobre outros sistemas de navegação são que, uma vez alinhado, um INS não requer informações externas. Um INS não é afetado por condições climáticas adversas e não pode ser detectado ou bloqueado. Sua desvantagem é que, como a posição atual é calculada exclusivamente a partir de posições anteriores e sensores de movimento, seus erros são cumulativos, aumentando a uma taxa aproximadamente proporcional ao tempo desde que a posição inicial foi inserida. Os sistemas de navegação inercial devem, portanto, ser freqüentemente corrigidos com uma 'correção' de localização de algum outro tipo de sistema de navegação.

O primeiro sistema inercial é considerado o sistema de orientação V-2 implantado pelos alemães em 1942. No entanto, os sensores inerciais remontam ao início do século XIX. As vantagens do INSs levaram ao seu uso em aeronaves, mísseis, navios de superfície e submarinos. Por exemplo, a Marinha dos EUA desenvolveu o Sistema de Navegação Inercial de Navios (SINS) durante o programa de mísseis Polaris para garantir um sistema de navegação confiável e preciso para inicializar seus sistemas de orientação de mísseis. Os sistemas de navegação inercial eram amplamente utilizados até que os sistemas de navegação por satélite (GPS) se tornassem disponíveis. INSs ainda são de uso comum em submarinos (uma vez que a recepção de GPS ou outras fontes fixas não são possíveis enquanto submersos) e mísseis de longo alcance.

Navegação eletronica

Precisão do Navigation Systems.svg

Navegação por rádio

Um localizador de direção de rádio ou RDF é um dispositivo para encontrar a direção para uma fonte de rádio . Devido à capacidade do rádio de viajar por distâncias muito longas "além do horizonte", ele é um sistema de navegação particularmente bom para navios e aeronaves que possam voar a distâncias de terra.

Os RDFs funcionam girando uma antena direcional e ouvindo a direção na qual o sinal de uma estação conhecida chega com mais força. Esse tipo de sistema foi amplamente utilizado nas décadas de 1930 e 1940. As antenas RDF são fáceis de localizar nas aeronaves alemãs da Segunda Guerra Mundial , como loops sob a seção traseira da fuselagem, enquanto a maioria das aeronaves dos Estados Unidos fecha a antena em uma pequena carenagem em forma de lágrima.

Em aplicações de navegação, os sinais RDF são fornecidos na forma de balizas de rádio , a versão de rádio de um farol . O sinal é tipicamente uma simples transmissão AM de uma série de letras em código morse , que o RDF pode sintonizar para ver se o farol está "no ar". A maioria dos detectores modernos também pode sintonizar qualquer estação de rádio comercial, o que é particularmente útil devido à sua alta potência e localização próxima às principais cidades.

Decca , OMEGA e LORAN-C são três sistemas de navegação hiperbólicos semelhantes. Decca era um sistema hiperbólico de radionavegação de baixa frequência (também conhecido como multilateração ) que foi implantado pela primeira vez durante a Segunda Guerra Mundial, quando as forças aliadas precisavam de um sistema que pudesse ser usado para realizar pousos precisos. Como foi o caso com Loran C , seu uso principal era para navegação em águas costeiras. Os navios de pesca foram os principais usuários do pós-guerra, mas também foram usados ​​em aeronaves, incluindo uma aplicação muito antiga (1949) de exibições de mapas móveis. O sistema foi implantado no Mar do Norte e foi usado por helicópteros que operam em plataformas de petróleo .

O OMEGA Navigation System foi o primeiro sistema de radionavegação verdadeiramente global para aeronaves, operado pelos Estados Unidos em cooperação com seis nações parceiras. OMEGA foi desenvolvido pela Marinha dos Estados Unidos para usuários da aviação militar. Ele foi aprovado para desenvolvimento em 1968 e prometia uma verdadeira capacidade de cobertura oceânica mundial com apenas oito transmissores e a capacidade de atingir uma precisão de 6 km ao fixar uma posição. Inicialmente, o sistema deveria ser usado para a navegação de bombardeiros nucleares pelo Pólo Norte até a Rússia. Mais tarde, foi considerado útil para submarinos. [1] Devido ao sucesso do Sistema de Posicionamento Global, o uso do Omega diminuiu durante a década de 1990, a um ponto onde o custo operacional do Omega não podia mais ser justificado. Omega foi encerrada em 30 de setembro de 1997 e todas as estações cessaram suas operações.

LORAN é um sistema de navegação terrestre que usa transmissores de rádio de baixa frequência que usam o intervalo de tempo entre os sinais de rádio recebidos de três ou mais estações para determinar a posição de um navio ou aeronave. A versão atual do LORAN em uso comum é o LORAN-C, que opera na parte de baixa frequência do espectro EM de 90 a 110 kHz . Muitas nações são usuárias do sistema, incluindo Estados Unidos , Japão e vários países europeus. A Rússia usa um sistema quase exato na mesma faixa de frequência, chamado CHAYKA . O uso do LORAN está em declínio acentuado, com o GPS sendo o principal substituto. No entanto, existem tentativas de melhorar e republicar o LORAN. Os sinais LORAN são menos suscetíveis a interferências e podem penetrar melhor na folhagem e edifícios do que os sinais GPS.

Navegação por radar

Faixas de radar e rolamentos podem ser usados ​​para determinar uma posição.

Quando uma embarcação está dentro do alcance do radar de terra ou ajuda de radar especial à navegação, o navegador pode obter distâncias e orientações angulares para objetos cartografados e usá-los para estabelecer arcos de posição e linhas de posição em uma carta. Uma correção que consiste apenas em informações de radar é chamada de correção de radar.

Os tipos de correção de radar incluem "distância e direção para um único objeto", "duas ou mais direções", "direção tangente" e "duas ou mais distâncias".

A indexação paralela é uma técnica definida por William Burger no livro de 1957 The Radar Observer's Handbook . Essa técnica envolve a criação de uma linha na tela que é paralela ao curso do navio, mas deslocada para a esquerda ou direita por alguma distância. Essa linha paralela permite que o navegador mantenha uma determinada distância dos perigos.

Algumas técnicas foram desenvolvidas para situações especiais. Um, conhecido como "método de contorno", envolve marcar um molde de plástico transparente na tela do radar e movê-lo para o gráfico para fixar uma posição.

Outra técnica especial, conhecida como Franklin Continuous Radar Plot Technique, envolve traçar o caminho que um objeto de radar deve seguir no visor do radar se o navio permanecer no curso planejado. Durante o trânsito, o navegador pode verificar se o navio está na linha, verificando se o pip está na linha traçada.

Navegação por satélite

Global Navigation Satellite System ou GNSS é o termo para sistemas de navegação por satélite que fornecem posicionamento com cobertura global. Um GNSS permite que pequenos receptores eletrônicos determinem sua localização ( longitude , latitude e altitude ) dentro de alguns metros usando sinais de tempo transmitidos ao longo de uma linha de visão por rádio de satélites . Os receptores no solo com uma posição fixa também podem ser usados ​​para calcular o tempo preciso como uma referência para experimentos científicos.

Em outubro de 2011, apenas o Sistema de Posicionamento Global (GPS) dos Estados Unidos NAVSTAR e o GLONASS russo são GNSSs totalmente operacionais globalmente. A União Europeia 's sistema de posicionamento Galileo é uma próxima geração GNSS na fase de implantação final, e tornou-se operacional em 2016. China indicou que pode expandir sua regional de sistema de navegação Beidou em um sistema global.

Mais de duas dúzias de satélites GPS estão em órbita média da Terra , transmitindo sinais permitindo que os receptores GPS determinem a localização , velocidade e direção do receptor .

Desde que o primeiro satélite experimental foi lançado em 1978, o GPS tornou-se um auxílio indispensável para a navegação ao redor do mundo e uma ferramenta importante para a elaboração de mapas e levantamento topográfico . O GPS também fornece uma referência de tempo precisa usada em muitas aplicações, incluindo o estudo científico de terremotos e a sincronização de redes de telecomunicações.

Desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos , o GPS é oficialmente denominado NAVSTAR GPS (NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System). A constelação de satélites é gerenciada pela 50ª Asa Espacial da Força Aérea dos Estados Unidos . O custo de manutenção do sistema é de aproximadamente US $ 750 milhões por ano, incluindo a substituição de satélites antigos e pesquisa e desenvolvimento. Apesar disso, o GPS é gratuito para uso civil como um bem público .

Os smartphones modernos funcionam como navegadores GPS pessoais para os civis que os possuem. O uso excessivo desses dispositivos, seja no veículo ou a pé, pode levar a uma relativa incapacidade de aprender sobre os ambientes navegados, resultando em habilidades de navegação abaixo do ideal quando e se esses dispositivos ficarem indisponíveis. Normalmente, uma bússola também é fornecida para determinar a direção quando não está se movendo.

Navegação acústica

Processos de navegação

Navios e embarcações semelhantes

Um dia de trabalho na navegação

O dia de trabalho na navegação é um conjunto mínimo de tarefas consistentes com uma navegação prudente. A definição varia em embarcações militares e civis, e de navio para navio, mas o método tradicional assume uma forma semelhante a:

  1. Mantenha um gráfico de contagem de mortos contínuo.
  2. Faça duas ou mais observações de estrelas no crepúsculo da manhã para uma correção celestial (prudente observar 6 estrelas).
  3. Observação do sol matinal. Pode ser obtido na vertical principal ou próximo a ela para longitude ou a qualquer momento para uma linha de posição.
  4. Determine o erro da bússola pela observação do azimute do sol.
  5. Cálculo do intervalo até o meio-dia, tempo de observação do meio-dia local aparente e constantes para visões de meridiano ou ex-meridiano.
  6. Observação do meridiano ou ex-meridiano ao meio-dia do sol para a linha de latitude do meio-dia. Corrigir correção ou cruzar com a linha de Vênus para correção do meio-dia.
  7. Determinação do meio-dia, a corrida do dia e a definição e deriva do dia.
  8. Pelo menos uma linha do sol da tarde, caso as estrelas não sejam visíveis ao crepúsculo.
  9. Determine o erro da bússola pela observação do azimute do sol.
  10. Faça duas ou mais observações de estrelas no crepúsculo da noite para uma fixação celestial (prudente observar 6 estrelas).

A navegação em navios geralmente é sempre conduzida na ponte . Também pode ocorrer em espaço adjacente, onde tabelas de gráficos e publicações estão disponíveis.

Planejamento de passagem

O planejamento de passagem deficiente e o desvio do plano podem levar a encalhes, danos ao navio e perda de carga.

O planejamento da passagem ou planejamento da viagem é um procedimento para desenvolver uma descrição completa da viagem do navio do início ao fim. O plano inclui deixar o cais e a área do porto, a parte em rota de uma viagem, a aproximação do destino e a atracação . De acordo com o direito internacional, o comandante de uma embarcação é legalmente responsável pelo planejamento da passagem, porém em embarcações maiores a tarefa será delegada ao navegador do navio .

Estudos mostram que o erro humano é um fator em 80 por cento dos acidentes de navegação e que em muitos casos o homem que cometeu o erro teve acesso a informações que poderiam ter evitado o acidente. A prática de planejamento de viagens evoluiu de traçar linhas em cartas náuticas para um processo de gerenciamento de risco .

O planejamento de passagem consiste em quatro etapas: avaliação, planejamento, execução e monitoramento, que são especificados na Resolução A.893 (21) da Organização Marítima Internacional , Diretrizes para Planejamento de Viagem, e essas diretrizes estão refletidas nas leis locais dos países signatários da IMO ( por exemplo, Título 33 do Código de Regulamentações Federais dos EUA ) e vários livros ou publicações profissionais. Existem cerca de cinquenta elementos de um plano de passagem abrangente, dependendo do tamanho e do tipo de embarcação.

A fase de avaliação trata da coleta de informações relevantes para a viagem proposta, bem como da verificação dos riscos e da avaliação das principais características da viagem. Isso envolverá considerar o tipo de navegação necessária, por exemplo , navegação no gelo , a região pela qual o navio estará passando e as informações hidrográficas da rota. No próximo estágio, o plano escrito é criado. A terceira fase consiste na execução do plano de viagem finalizado, tendo em consideração as circunstâncias especiais que possam surgir, como alterações nas condições meteorológicas, que exijam a revisão ou alteração do plano. A última etapa do planejamento da passagem consiste em monitorar o andamento da embarcação em relação ao plano e responder a desvios e imprevistos.

Sistemas de ponte integrados

Sistema de ponte integrado, integrado em um navio de serviço offshore

Os conceitos de pontes integradas eletrônicas estão conduzindo o planejamento do futuro sistema de navegação. Os sistemas integrados recebem entradas de vários sensores do navio, exibem eletronicamente informações de posicionamento e fornecem sinais de controle necessários para manter um navio em um curso predefinido. O navegador se torna um gerente do sistema, escolhendo as predefinições do sistema, interpretando a saída do sistema e monitorando a resposta da embarcação.

Navegação terrestre

A navegação para carros e outras viagens terrestres normalmente usa mapas , pontos de referência e, nos últimos tempos, navegação por computador (" satnav ", abreviatura de navegação por satélite), bem como qualquer meio disponível na água.

A navegação computadorizada geralmente depende do GPS para obter informações de localização atual, um banco de dados de mapas de navegação de estradas e rotas navegáveis ​​e usa algoritmos relacionados ao problema do caminho mais curto para identificar as rotas ideais.

Navegação subaquática

Padrões, treinamento e organizações

Os padrões profissionais de navegação dependem do tipo de navegação e variam de acordo com o país. Para a navegação marítima, os oficiais de convés da Marinha Mercante são treinados e certificados internacionalmente de acordo com a Convenção STCW . Marinheiros de lazer e amadores podem realizar aulas de navegação em escolas de treinamento locais / regionais. Oficiais da Marinha recebem treinamento de navegação como parte de seu treinamento naval.

Na navegação terrestre, cursos e treinamentos são freqüentemente oferecidos aos jovens como parte da educação geral ou extracurricular. A navegação terrestre também é uma parte essencial do treinamento do exército. Além disso, organizações como o programa Scouts e DoE ensinam navegação a seus alunos. As organizações de orientação são um tipo de esporte que requer habilidades de navegação usando um mapa e uma bússola para navegar de ponto a ponto em terrenos diversos e geralmente desconhecidos enquanto se move em velocidade.

Na aviação, os pilotos realizam treinamento de navegação aérea como parte do aprendizado de voo.

Organizações profissionais também ajudam a incentivar melhorias na navegação ou a reunir navegadores em ambientes aprendidos. O Royal Institute of Navigation (RIN) é uma sociedade erudita com estatuto de caridade, que visa promover o desenvolvimento da navegação em terra e no mar, no ar e no espaço. Foi fundado em 1947 como um fórum para marinheiros, pilotos, engenheiros e acadêmicos para comparar suas experiências e trocar informações. Nos Estados Unidos, o Institute of Navigation (ION) é uma organização profissional sem fins lucrativos que promove a arte e a ciência do posicionamento, navegação e tempo.

Publicações

Numerosas publicações náuticas estão disponíveis sobre navegação, que são publicadas por fontes profissionais em todo o mundo. No Reino Unido, o Escritório Hidrográfico do Reino Unido , o Witherby Publishing Group e o Nautical Institute fornecem inúmeras publicações de navegação, incluindo o abrangente Manual de Navegação do Almirantado.

Nos Estados Unidos, o American Practical Navigator de Bowditch é uma enciclopédia de navegação disponível gratuitamente emitida pelo governo dos Estados Unidos.

Veja também

Notas

Referências

links externos