Navigasyon - Navigation

1728 Cyclopaedia veya Evrensel Sanat ve Bilim Sözlüğü'nden coğrafya, hidrografi ve navigasyon tablosu

Seyrüsefer , bir teknenin veya aracın bir yerden diğerine hareketini izleme ve kontrol etme sürecine odaklanan bir çalışma alanıdır. Navigasyon alanı dört genel kategori içerir: kara navigasyonu, deniz navigasyonu, havacılık navigasyonu ve uzay navigasyonu.

Aynı zamanda, navigasyon görevlerini yerine getirmek için denizciler tarafından kullanılan özel bilgi için kullanılan sanat terimidir. Tüm navigasyon teknikleri, navigasyon cihazının konumunun bilinen konumlara veya modellere göre belirlenmesini içerir.

Navigasyon, daha geniş anlamda, konum ve yönün belirlenmesini içeren herhangi bir beceri veya çalışmayı ifade edebilir. Bu anlamda navigasyon, oryantiring ve yaya navigasyonunu içerir.

Tarih

Avrupa ortaçağ döneminde, navigasyon , hiçbiri açık okyanusta uzun yolculuklar için kullanılmayan yedi mekanik sanat setinin bir parçası olarak kabul edildi. Polinezya navigasyonu muhtemelen açık okyanus navigasyonunun en eski şeklidir, Marshall Adaları Okyanus Dalgalarının Çubuk Haritaları gibi bilimsel araçlarda kaydedilen hafıza ve gözlemlere dayanıyordu . Erken Pasifik Polinezyalıları, bir adadan diğerine giden yolu bulmak için yıldızların hareketini, hava durumunu, belirli vahşi yaşam türlerinin konumunu veya dalgaların boyutunu kullandılar.

Denizci usturlabı gibi bilimsel aletlerin kullanıldığı deniz seyrüseferi, ilk olarak Orta Çağ'da Akdeniz'de meydana geldi. Her ne kadar kara usturlaplar icat edildi Helenistik dönemde ve varolan klasik antik ve İslami Golden Age , deniz Usturlabın eski kayıt ait olduğunu Mayorka astronom Ramon Llull bu navigasyon cihazın mükemmelleştirmek 1295 den kalma atfedilen Portekizli sırasında navigasyon erken Portekizli keşifler içinde KeĢiflerin . Yapmak ve deniz usturlabı nasıl kullanılacağı bilinen en eski açıklama İspanyolca geliyor cosmographer Martín Cortes de Albacar 'ın Arte de Navegar ( Navigasyon Sanat ilkesine dayalı 1551 yılında yayınlanmıştır), archipendulum yapımında kullanılan Mısır piramitleri .

Usturlab ve pusula kullanarak açık denizlerde seyrüsefer , 15. yüzyılda Keşif Çağı'nda başladı. Portekizliler , Prens Henry'nin sponsorluğunda 1418'den itibaren Afrika'nın Atlantik kıyılarını sistematik olarak keşfetmeye başladılar . 1488'de Bartolomeu Dias bu yoldan Hint Okyanusu'na ulaştı . 1492'de İspanyol hükümdarları, Kristof Kolomb'un Atlantik'i geçerek Hint Adaları'na ulaşmak için batıya yelken açma seferini finanse etti ve bu da Amerika'nın Keşfi ile sonuçlandı . 1498'de Vasco da Gama komutasındaki bir Portekiz seferi , Afrika'yı dolaşarak Hindistan'a ulaştı ve Asya ile doğrudan ticaret açtı . Kısa süre sonra Portekizliler daha doğuya, 1512'de Baharat Adaları'na gittiler ve bir yıl sonra Çin'e indiler .

Dünyanın ilk çevresi, 1522'de Portekizli kaşif Ferdinand Magellan liderliğindeki ve İspanyol denizci Juan Sebastián Elcano tarafından 1521'de Filipinler'deki ölümünden sonra tamamlanan bir İspanyol keşif yolculuğu olan Magellan-Elcano seferi ile tamamlandı . Yedi kişilik filo gemiler 1519'da Güney İspanya'daki Sanlúcar de Barrameda'dan yola çıktı , Atlantik Okyanusu'nu geçti ve birkaç duraklamadan sonra Güney Amerika'nın güney ucunu dolaştı . Bazı gemiler kayboldu, ancak kalan filo Pasifik boyunca devam etti ve Guam ve Filipinler de dahil olmak üzere bir dizi keşif yaptı . O zamana kadar, orijinal yediden sadece iki kalyon kaldı. Victoria Elcano nihayet üç yıl onun ayrılmasından sonra, 1522 yılında İspanya'da gelmesi, Hint Okyanusu ve Afrika kıyıları boyunca kuzeye dolaşarak tarafından yol açtı. Trinidad bir deniz yolu geri bulmaya çalışırken, Filipinler'den doğu kalkmıştı Amerika , ancak başarısız oldu. Tornaviaje (dönüş yolculuğu) olarak da bilinen Pasifik boyunca doğuya giden rota , ancak kırk yıl sonra, İspanyol kozmograf Andrés de Urdaneta Filipinler'den kuzeye paralel 39°'ye doğru yola çıktığında ve kalyonunu alan doğuya doğru Kuroshio Akıntısı'na çarptığında keşfedildi. Pasifik boyunca. 8 Ekim 1565'te Acapulco'ya geldi .

etimoloji

Terim gelen, 1530'larda kaynaklanıyor Latince navigationem (nom. Navigosyon ), gelen navigatus , s. Arasında Navigare "yelken için, yelken üzerinde, bir geminin yönünü, deniz yoluyla gitmek" dan NAVIS "geminin" ve kök Agere " sürmek".

Temel konseptler

Enlem

Kabaca, Dünya üzerindeki bir yerin enlemi, ekvatorun kuzeyi veya güneyindeki açısal mesafesidir . Enlem genellikle Ekvator'da 0° ile Kuzey ve Güney kutuplarında 90° arasında değişen derecelerle (° ile işaretlenir) ifade edilir . Kuzey Kutbu'nun enlemi 90° Kuzey ve Güney Kutbu'nun enlemi 90° Güney'dir. Denizciler, Kuzey Yarımküre'deki enlemi, kutup yıldızını ( Polaris ) bir sekstant ile gözlemleyerek ve yüksekliği düzeltmek için görüş azaltma tablolarını kullanarak hesapladılar. göz ve atmosferik kırılma. Polaris'in ufkun üzerindeki derece cinsinden yüksekliği, gözlemcinin bir derece içindeki enlemidir.

Boylam

Enlem gibi, Dünya üzerindeki bir yerin boylamı, başlangıç meridyeninin veya Greenwich meridyeninin doğusu veya batısındaki açısal mesafedir . Boylam genellikle Greenwich meridyeninde ile 180° doğu ve batı arasında değişen derecelerle (° ile işaretlenir) ifade edilir . Örneğin Sydney , yaklaşık 151° doğu boylamına sahiptir . New York'un 74° batı boylamı vardır . Tarihin çoğu için denizciler boylamı belirlemek için mücadele ettiler. Bir nişanın kesin zamanı biliniyorsa boylam hesaplanabilir. Bunun olmaması durumunda, bir deniz almanakıyla , sıfır boylamda zamanı hesaplamak için kullanılabilen bir ay mesafesi (aynı zamanda ay gözlemi veya kısaca "ay" olarak da adlandırılır) almak için bir sekstant kullanılabilir (bkz. Greenwich Ortalama Saati ) . Güvenilir deniz kronometreleri 18. yüzyılın sonlarına kadar mevcut değildi ve 19. yüzyıla kadar uygun fiyatlı değildi. Yaklaşık yüz yıl boyunca, yaklaşık 1767'den yaklaşık 1850'ye kadar, kronometresi olmayan denizciler, boylamlarını bulmak için Greenwich zamanını belirlemek için ay mesafeleri yöntemini kullandılar. Kronometreli bir denizci, Greenwich zamanının ay belirlemesini kullanarak okumasını kontrol edebilir.

Kerte hattı

Navigasyonda, bir kerte çizgisi (veya loksodrom), tüm boylam meridyenlerini aynı açıda geçen bir çizgidir, yani, tanımlanmış bir ilk kerterizden türetilen bir yoldur. Yani, bir ilk kerteriz alındığında, gerçek veya manyetik kuzeye göre ölçülen yönü değiştirmeden aynı kerteriz boyunca ilerlenir.

Navigasyon yöntemleri

Çoğu modern navigasyon, öncelikle uydulardan bilgi toplayan alıcılar tarafından elektronik olarak belirlenen konumlara dayanır. Diğer modern tekniklerin çoğu kesişen konum çizgileri veya LOP bulmaya dayanır .

Bir konum çizgisi, iki farklı şeyi ifade edebilir, ya bir çizelge üzerindeki bir çizgi ya da gözlemci ile gerçek hayattaki bir nesne arasındaki çizgi. Bir yatak, bir nesnenin yönünün bir ölçüsüdür. Gezgin yönü gerçek hayatta ölçerse, açı bir deniz haritasında çizilebilir ve gezgin, haritadaki o yön çizgisi üzerinde bir yerde olacaktır.

Yönlendirmelere ek olarak, gezginler genellikle nesnelere olan mesafeleri de ölçer. Grafikte, bir mesafe bir daire veya konum yayı oluşturur. Konumların çemberleri, yayları ve hiperbolleri genellikle konum çizgileri olarak adlandırılır.

Gezgin iki konum çizgisi çiziyorsa ve bunlar kesişiyorsa, o konumda olmalıdır. Bir düzeltme , iki ya da daha fazla LOP kesişmesidir.

Yalnızca bir pozisyon satırı mevcutsa, bu, tahmini bir pozisyon oluşturmak için ölü hesap pozisyonuna göre değerlendirilebilir .

Konum çizgileri (veya daireler) çeşitli kaynaklardan türetilebilir:

  • göksel gözlem ( eşit yükseklikteki dairenin kısa bir parçası , ancak genellikle bir çizgi olarak gösterilir),
  • karasal menzil (doğal veya insan yapımı), haritadaki iki noktanın birbiriyle aynı doğrultuda olduğu gözlemlendiğinde,
  • haritalanmış bir nesneye pusula yönü,
  • haritalanmış bir nesneye radar menzili,
  • belirli kıyı şeritlerinde, iskandil veya el kılavuz hattından gelen bir derinlik sesi .

Gözlemciden deniz fenerine kadar olan coğrafi aralığı hesaplamak için "ışık daldırma" gibi günümüzde nadiren kullanılan bazı yöntemler vardır.

Navigasyon yöntemleri tarih boyunca değişti. Her yeni yöntem, denizcinin yolculuğunu tamamlama yeteneğini geliştirdi. Navigatörün vermesi gereken en önemli kararlardan biri, kullanılacak en iyi yöntemdir. Bazı navigasyon türleri tabloda gösterilmiştir.

illüstrasyon Açıklama Başvuru
Geleneksel navigasyon yöntemleri şunları içerir:
Seyir denizci navigating.jpg Deniz seyrüseferinde, geminin rotasını ve hızını kullanarak bir önceki pozisyona ilerlediğiniz Ölü hesaplaşma veya DR. Yeni pozisyona DR pozisyonu denir. Genelde sadece rota ve hızın DR konumunu belirlediği kabul edilir. Boşluk , mevcut etkiler ve direksiyon hatası için DR konumunun düzeltilmesi, tahmini bir konum veya EP ile sonuçlanır. Bir atalet Navigator , son derece hassas EP geliştirir. Her zaman kullanılır.
SplitPointLighthouse.jpg Deniz seyrüseferinde, Kılavuzluk , coğrafi ve hidrografik özelliklere göre sık sık konum belirleme ile kısıtlı/kıyı sularında gezinmeyi içerir. Arazi görüş alanı içindeyken.
Oryantiring haritası.jpg Kara navigasyonu , arazide yaya veya araçla bir rotayı takip etme, araziye, pusulaya ve diğer temel navigasyon araçlarına atıfta bulunan haritaları kullanma ve/veya yer işaretleri ve işaretleri kullanma disiplinidir. Yön bulma daha temel biçimdir. Her zaman kullanılır.
Ay-Mdf-2005.jpg Göksel navigasyon , tablolar, küresel trigonometri ve almanaklar kullanarak göksel ölçümleri konum çizgilerine indirgemeyi içerir . Öncelikle denizde kullanılır, ancak karada da kullanılabilir. Öncelikle açık okyanusta uydu ve diğer elektronik sistemlerin yedeği olarak kullanılır .
Elektronik navigasyon , aşağıdakiler de dahil olmak üzere elektronik araçlar kullanılarak herhangi bir konum sabitleme yöntemini kapsar :
Decca Navigator Mk 12.jpg Radyo navigasyonu , ya radyo yön bulma sistemleri ya da Decca , Omega ve LORAN-C gibi hiperbolik sistemler tarafından konumu belirlemek için radyo dalgalarını kullanır . Doğru GNSS'nin geliştirilmesi nedeniyle kullanılabilirlik azaldı.
Radar ekranı.JPG Radar navigasyonu , konumu bilinen nesnelerin mesafesini veya yönünü belirlemek için radar kullanır. Bu süreç, radarın çarpışmadan kaçınma sistemi olarak kullanılmasından ayrıdır. Öncelikle radar menzili içindeyken.
GPS Uydu NASA art-iif.jpg Uydu navigasyonu , konumu belirlemek için bir Küresel Navigasyon Uydu Sistemi (GNSS) kullanır. Her durumda kullanılır.

Navigasyon uygulaması genellikle bu farklı yöntemlerin bir kombinasyonunu içerir.

Zihinsel gezinme kontrolleri

Zihinsel navigasyon kontrolleriyle, bir pilot veya bir navigatör, daha sonra pilotun büyük navigasyon hatalarından kaçınmasına yardımcı olacak izleri, mesafeleri ve irtifaları tahmin eder.

Pilotaj

Hollanda hava sahasında manuel navigasyon

Pilotaj (aynı zamanda pilotaj olarak da adlandırılır), sınırlı sularda yer işaretlerine veya bir su aracına görsel referansla bir uçakta gezinmeyi ve konumunu sık aralıklarla mümkün olduğunca hassas bir şekilde sabitlemeyi içerir. Navigasyonun diğer aşamalarından daha fazla, uygun hazırlık ve detaylara dikkat önemlidir. Prosedürler gemiden gemiye ve askeri, ticari ve özel gemiler arasında değişiklik gösterir.

Bir askeri seyrüsefer ekibi neredeyse her zaman birkaç kişiden oluşacaktır. Bir askeri navigatör, aynı anda kerteriz almak için köprü kanatlarındaki cayro tekrarlayıcılarda konuşlanmış kerteriz alıcılarına sahip olabilirken, sivil denizci genellikle onları alıp planlamak zorundadır. Askeri navigatörün bir kerteriz defteri ve her düzeltme için girişleri kaydedecek biri olsa da, sivil navigatör haritadaki kerterizleri alındıkları gibi pilotluk yapacak ve onları hiç kaydetmeyecektir.

Gemi bir ECDIS ile donatılmışsa , navigatörün seçilen rota boyunca geminin ilerlemesini basitçe izlemesi, geminin istenildiği gibi ilerlediğinden emin olması, pusulayı, siren ve diğer göstergeleri sadece ara sıra kontrol etmesi mantıklıdır. En kısıtlı sularda olduğu gibi, bir pilot gemideyse, genellikle onun kararına güvenilebilir, bu da iş yükünü daha da kolaylaştırır. Ancak ECDIS başarısız olursa, navigatörün manuel ve zamana göre test edilmiş prosedürlerdeki becerisine güvenmesi gerekecektir.

göksel navigasyon

İki veya daha fazla dairenin kesiştiği yerde göksel bir düzeltme olacaktır.

Göksel navigasyon sistemleri Güneş , Ay , Gezegenler ve seyir yıldızlarının konumlarının gözlemlenmesine dayanır . Bu tür sistemler, yıldızlararası navigasyon için olduğu kadar karasal navigasyon için de kullanılmaktadır. Bir gök cismi, dönen dünya üzerinde hangi noktanın üzerinde olduğunu bilerek ve gözlemcinin ufkunun üzerindeki yüksekliğini ölçerek, bu alt noktaya olan uzaklığını belirleyebilir. Bir gök cismi üzerinde yeryüzündeki alt noktayı hesaplamak için bir deniz almanak ve bir deniz kronometresi kullanılır ve vücudun ufkun üzerindeki açısal yüksekliğini ölçmek için bir sekstant kullanılır. Bu yükseklik daha sonra dairesel bir konum çizgisi oluşturmak için alt noktadan olan mesafeyi hesaplamak için kullanılabilir. Bir gezgin, bir dizi örtüşen konum çizgisi vermek için art arda birkaç yıldız vurur. Kesiştikleri yer göksel düzeltmedir. Ay ve güneş de kullanılabilir. Güneş, bir konumu belirlemek için (en iyi yerel öğle saatlerinde yapılır) art arda konum çizgilerini çekmek için de tek başına kullanılabilir.

Deniz kronometresi

Boylamı doğru bir şekilde ölçmek için, bir sekstant nişanının kesin zamanı (mümkünse saniyeye kadar) kaydedilmelidir. Her bir saniyelik hata, ekvatorda bir deniz milinin .25'lik bir konum hatası olan 15 saniyelik boylam hatasına eşdeğerdir, bu da manuel göksel navigasyonun doğruluk sınırı hakkındadır.

Yaylı deniz kronometresi, gök gözlemleri için doğru zaman sağlamak üzere gemide kullanılan hassas bir saattir. Kronometre, yaylı bir saatten esas olarak, zemberek üzerindeki eşit basıncı korumak için değişken bir manivela cihazı ve sıcaklık değişimlerini telafi etmek için tasarlanmış özel bir denge içermesiyle farklıdır.

Yay tahrikli bir kronometre yaklaşık olarak Greenwich ortalama saatine (GMT) ayarlanır ve genellikle üç yıllık aralıklarla cihaz elden geçirilip temizlenene kadar sıfırlanmaz. GMT ve kronometre zamanı arasındaki fark dikkatlice belirlenir ve tüm kronometre okumalarına bir düzeltme olarak uygulanır. Yay tahrikli kronometreler her gün yaklaşık aynı saatte kurulmalıdır.

Kuvars kristal deniz kronometreleri, daha yüksek doğrulukları nedeniyle birçok gemide yaylı kronometrelerin yerini almıştır. Doğrudan radyo zaman sinyallerinden GMT'de tutulurlar. Bu, kronometre hatasını ortadan kaldırır ve hata düzeltmelerini izler. Saniye ibresi okunabilir miktarda hatalıysa, elektriksel olarak sıfırlanabilir.

Zaman üretimi için temel unsur bir kuvars kristal osilatörüdür. Kuvars kristali sıcaklık kompanzasyonuna sahiptir ve havası alınmış bir zarf içinde hava geçirmez şekilde kapatılmıştır. Kristalin yaşlanmasını ayarlamak için kalibre edilmiş bir ayar yeteneği sağlanır.

Kronometre, tek bir pil seti ile minimum 1 yıl çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Kronometre zamanına ayarlanmış ve görüş sürelerini kaydetmek için köprü kanadına alınan bir karşılaştırma saati ile gözlemler zamanlanabilir ve gemi saatleri ayarlanabilir. Pratikte kronometre ile en yakın saniyeye koordineli bir kol saati yeterli olacaktır.

Yaylı veya dijital bir kronometre de gök gözlemleri için kullanılabilir. Bu durumda saat, kronometre tarafından bilinen bir GMT'de başlatılır ve görüşün GMT'sini elde etmek için her görüşün geçen süresi buna eklenir.

Tüm kronometreler ve saatler, bir radyo zaman sinyali ile düzenli olarak kontrol edilmelidir. Radyo zaman sinyallerinin zamanları ve frekansları, Radyo Seyrüsefer Yardımcıları gibi yayınlarda listelenir .

deniz sekstantı

Deniz sekstantı , gök cisimlerinin ufkun üzerindeki yüksekliğini ölçmek için kullanılır.

Göksel seyrüseferin ikinci kritik bileşeni, gözlemcinin gözünde gök cismi ile duyulur ufuk arasında oluşan açıyı ölçmektir. Bu işlevi gerçekleştirmek için optik bir alet olan sekstant kullanılır. Sekstant, iki ana gruptan oluşur. Çerçeve, üstte bir pivot ve altta "yay" olarak adlandırılan bir dairenin dereceli bir parçası olan sert üçgen bir yapıdır. İkinci bileşen, çerçevenin üst kısmındaki pivota bağlı olan indeks koludur. Altta, "yay" ın altındaki dişlere kenetlenen sonsuz bir verniye vardır. Optik sistem iki aynadan ve genellikle düşük güçlü bir teleskoptan oluşur. "İndeks aynası" olarak adlandırılan bir ayna, pivot üzerinde indeks kolunun üstüne sabitlenir. İndeks kolu hareket ettikçe bu ayna döner ve yay üzerindeki dereceli ölçek ölçülen açıyı ("yükseklik") gösterir.

"Ufuk camı" olarak adlandırılan ikinci ayna, çerçevenin önüne sabitlenmiştir. Ufuk camının bir yarısı gümüş diğer yarısı şeffaftır. Gök cisiminden gelen ışık gösterge aynasına çarpar ve ufuk camının gümüş renkli kısmına yansır, ardından teleskop aracılığıyla gözlemcinin gözüne geri döner. Gözlemci indeks kolunu hareket ettirir, böylece vücudun ufuk camına yansıyan görüntüsü, ufuk camının açık tarafından görülen görsel ufukta durur.

Sekstant ayarı, "indeks düzeltmesini" ortadan kaldırmak için tüm optik elemanların kontrol edilmesi ve hizalanmasından oluşur. İndeks düzeltmesi, sekstant her kullanıldığında ufuk veya daha tercihen bir yıldız kullanılarak kontrol edilmelidir. Seyir halindeki bir geminin güvertesinden, genellikle bulut örtüsünün içinden ve puslu bir ufukla gök gözlemleri alma uygulaması, göksel navigasyonun açık ara en zorlu kısmıdır.

Atalet navigasyonu

Ataletsel navigasyon sistemi (INS), hareket sensörlerine dayalı olarak konumunu hesaplayan ölü bir hesaplaşma türü navigasyon sistemidir. Fiili olarak navigasyona başlamadan önce, ilk enlem ve boylam ile INS'nin dünyaya göre fiziksel oryantasyonu (örn., kuzey ve seviye) belirlenir. Hizalamadan sonra, bir INS, (a) üç eksen boyunca ivmeyi (ivmeölçerler) ve (b) üç dik eksen etrafındaki dönüş hızını (jiroskoplar) ölçen hareket dedektörlerinden darbeler alır. Bunlar, bir INS'nin mevcut enlem ve boylamını (ve genellikle hızını) sürekli ve doğru bir şekilde hesaplamasını sağlar.

Diğer navigasyon sistemlerine göre avantajları, hizalandığında bir INS'nin dışarıdan bilgi gerektirmemesidir. Bir INS, olumsuz hava koşullarından etkilenmez ve tespit edilemez veya sıkışamaz. Dezavantajı, mevcut konumun yalnızca önceki konumlardan ve hareket sensörlerinden hesaplandığından, hatalarının kümülatif olması ve ilk konumun girilmesinden bu yana geçen zamanla kabaca orantılı bir oranda artmasıdır. Bu nedenle, atalet navigasyon sistemleri, başka bir tür navigasyon sisteminden bir konum 'sabitlemesi' ile sık sık düzeltilmelidir.

İlk atalet sistemi, 1942'de Almanlar tarafından konuşlandırılan V-2 güdüm sistemi olarak kabul edilir. Bununla birlikte, atalet sensörlerinin izleri 19. yüzyılın başlarına kadar uzanır. INS'lerin avantajları, uçaklarda, füzelerde, su üstü gemilerinde ve denizaltılarda kullanılmalarına yol açtı. Örneğin, ABD Donanması, Polaris füze programı sırasında füze güdüm sistemlerini başlatmak için güvenilir ve doğru bir navigasyon sistemi sağlamak için Gemiler Ataletsel Navigasyon Sistemini (SINS) geliştirdi. Ataletsel navigasyon sistemleri, uydu navigasyon sistemleri (GPS) kullanıma sunulana kadar yaygın olarak kullanılıyordu. INS'ler denizaltılarda (su altındayken GPS alımı veya diğer sabit kaynaklar mümkün olmadığından) ve uzun menzilli füzelerde hala yaygın olarak kullanılmaktadır.

elektronik navigasyon

Navigasyon Sistemlerinin Doğruluğu.svg

radyo navigasyonu

Bir radyo yön bulucu veya RDF, bir radyo kaynağının yönünü bulmaya yarayan bir cihazdır . Telsizin "ufukta" çok uzun mesafeler kat edebilme yeteneği nedeniyle, karadan uzakta uçabilecek gemiler ve uçaklar için özellikle iyi bir navigasyon sistemi yapar.

RDF'ler, yönlü bir anteni döndürerek ve bilinen bir istasyondan gelen sinyalin en güçlü şekilde geldiği yönü dinleyerek çalışır . Bu tür bir sistem 1930'larda ve 1940'larda yaygın olarak kullanıldı. RDF antenleri üzerinde yapıldığından kolayca tespit edilirken Alman İkinci Dünya Savaşı en oysa gövdenin arka bölümünde döngüler gibi, uçak ABD uçakları küçük gözyaşı biçimli kaporta içinde anteni kapalı.

Navigasyon uygulamalarında, RDF sinyalleri , bir deniz fenerinin radyo versiyonu olan radyo işaretleri şeklinde sağlanır . Sinyal, tipik olarak , RDF'nin işaretin "yayında" olup olmadığını görmek için ayarlayabildiği bir mors kodu dizisinden oluşan basit bir AM yayınıdır . Modern dedektörlerin çoğu, yüksek güçleri ve büyük şehirlerin yakınındaki konumları nedeniyle özellikle yararlı olan herhangi bir ticari radyo istasyonunu da ayarlayabilir.

Decca , OMEGA ve LORAN-C benzer üç hiperbolik navigasyon sistemidir. Decca bir oldu hiperbolik düşük frekanslı radyo navigasyon (olarak da bilinir sistem Multilaterasyon ilk sırasında konuşlandırıldı) İkinci Dünya Savaşı Müttefik kuvvetleri doğru iniş gerçekleştirmek için kullanılabilecek bir sistem gerektiğinde. İle olduğu gibi Loran C , birincil kullanımı kıyı sularında gemi navigasyon için oldu. Balıkçı gemileri, savaş sonrası önemli kullanıcılardı, ancak aynı zamanda, hareketli harita görüntülerinin çok erken bir (1949) uygulaması da dahil olmak üzere, uçaklarda da kullanıldı. Sistem Kuzey Denizi'nde konuşlandırıldı ve petrol platformlarına çalışan helikopterler tarafından kullanıldı .

OMEGA Navigasyon Sistemi, Amerika Birleşik Devletleri tarafından altı ortak ülke ile işbirliği içinde işletilen, uçaklar için ilk gerçek anlamda küresel radyo navigasyon sistemiydi . OMEGA, Birleşik Devletler Donanması tarafından askeri havacılık kullanıcıları için geliştirilmiştir. 1968'de geliştirme için onaylandı ve sadece sekiz verici ile gerçek bir dünya çapında okyanus kapsama kapasitesi ve bir konumu sabitlerken dört mil (6 km) doğruluk elde etme yeteneği vaat etti. Başlangıçta, sistem nükleer bombardıman uçaklarını Kuzey Kutbu üzerinden Rusya'ya yönlendirmek için kullanılacaktı. Daha sonra denizaltılar için faydalı bulunmuştur. [1] Küresel Konumlandırma Sisteminin başarısı nedeniyle , Omega kullanımı 1990'larda, Omega işletim maliyetinin artık haklı çıkarılamayacağı bir noktaya kadar azaldı. Omega 30 Eylül 1997'de sonlandırıldı ve tüm istasyonlar durduruldu.

LORAN, bir gemi veya uçağın konumunu belirlemek için üç veya daha fazla istasyondan alınan radyo sinyalleri arasındaki zaman aralığını kullanan düşük frekanslı radyo vericilerini kullanan bir karasal navigasyon sistemidir . LORAN'ın yaygın kullanımdaki mevcut versiyonu , EM spektrumunun 90 ila 110 kHz arasında düşük frekans kısmında çalışan LORAN-C'dir . Amerika Birleşik Devletleri , Japonya ve birkaç Avrupa ülkesi de dahil olmak üzere birçok ülke sistemin kullanıcılarıdır . Rusya, aynı frekans aralığında CHAYKA adı verilen neredeyse kesin bir sistem kullanıyor . LORAN kullanımı, GPS'in birincil ikame olmasıyla birlikte keskin bir düşüşte . Ancak, LORAN'ı geliştirmek ve yeniden popülerleştirmek için girişimler var. LORAN sinyalleri parazite karşı daha az hassastır ve yeşilliklere ve binalara GPS sinyallerinden daha iyi nüfuz edebilir.

Radar navigasyonu

Bir konumu belirlemek için radar menzilleri ve kerterizleri kullanılabilir.

Bir gemi kara radar menzili veya navigasyon için özel radar yardımcıları içinde olduğunda, denizci haritadaki nesnelere mesafeler ve açısal kerterizler alabilir ve bunları bir harita üzerinde pozisyon yayları ve pozisyon çizgileri oluşturmak için kullanabilir. Yalnızca radar bilgilerinden oluşan bir düzeltmeye radar düzeltmesi denir.

Radar düzeltmelerinin türleri arasında "tek bir nesneye menzil ve yön", "iki veya daha fazla yön", "teğet yön" ve "iki veya daha fazla menzil" bulunur.

Paralel indeksleme, William Burger tarafından 1957 tarihli The Radar Observer's Handbook kitabında tanımlanan bir tekniktir . Bu teknik, ekranda geminin rotasına paralel olan, ancak biraz mesafe ile sola veya sağa kaymış bir çizgi oluşturmayı içerir. Bu paralel hat, navigatörün tehlikelerden belirli bir mesafeyi korumasını sağlar.

Özel durumlar için bazı teknikler geliştirilmiştir. "Kontur yöntemi" olarak bilinen biri, radar ekranında şeffaf bir plastik şablonu işaretlemeyi ve bir konumu sabitlemek için tabloya taşımayı içerir.

Franklin Sürekli Radar Plot Tekniği olarak bilinen bir başka özel teknik, gemi planlanan rotasında kalırsa, bir radar nesnesinin radar ekranında izlemesi gereken yolu çizmeyi içerir. Transit sırasında, navigatör, borunun çizilen çizgi üzerinde olduğunu kontrol ederek geminin yolda olup olmadığını kontrol edebilir.

Uydu seyir sistemi

Küresel Navigasyon Uydu Sistemi veya GNSS, küresel kapsama ile konumlandırma sağlayan uydu navigasyon sistemleri için kullanılan terimdir. Bir GNSS , uydulardan radyo tarafından bir görüş hattı boyunca iletilen zaman sinyallerini kullanarak küçük elektronik alıcıların konumlarını ( boylam , enlem ve yükseklik ) birkaç metre içinde belirlemesine olanak tanır . Yerdeki sabit konumlu alıcılar da bilimsel deneyler için referans olarak kesin süreyi hesaplamak için kullanılabilir.

Ekim 2011 itibariyle, yalnızca Amerika Birleşik Devletleri NAVSTAR Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS) ve Rus GLONASS , tamamen küresel olarak çalışan GNSS'lerdir. Avrupa Birliği 'nin Galileo konumlandırma sistemi son ermesinden bir nesil GNSS ve 2016 yılında faaliyete geçen Çin onun bölgesel genişleyebilir belirtti Beidou navigasyon sistemi küresel bir sistem içine.

İki düzineden fazla GPS uydusu orta Dünya yörüngesindedir ve GPS alıcılarının alıcının konumunu , hızını ve yönünü belirlemesine izin veren sinyaller iletir .

İlk deneysel uydunun 1978'de piyasaya sürülmesinden bu yana GPS, dünya çapında navigasyon için vazgeçilmez bir yardımcı ve harita yapımı ve arazi araştırması için önemli bir araç haline geldi . GPS ayrıca depremlerin bilimsel çalışması ve telekomünikasyon ağlarının senkronizasyonu dahil olmak üzere birçok uygulamada kullanılan kesin bir zaman referansı sağlar .

Amerika Birleşik Devletleri Savunma Bakanlığı tarafından geliştirilen GPS, resmi olarak NAVSTAR GPS (NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System) olarak adlandırılmıştır. Uydu takımyıldızı tarafından yönetilen Amerika Birleşik Devletleri Hava Kuvvetleri 50. Uzay Kanat . Sistemin bakımının maliyeti, yaşlanan uyduların değiştirilmesi ve araştırma ve geliştirme dahil olmak üzere yılda yaklaşık 750 milyon ABD dolarıdır . Bu gerçeğe rağmen, GPS kamu yararı olarak sivil kullanım için ücretsizdir .

Modern akıllı telefonlar, onlara sahip olan siviller için kişisel GPS navigasyon cihazı görevi görür . Bu cihazların araçta veya yaya olarak aşırı kullanımı, navigasyonlu ortamlar hakkında göreceli olarak bilgi yetersizliğine yol açabilir ve bu cihazlar kullanılamadığında ve kullanılamadığında optimal olmayan navigasyon yetenekleriyle sonuçlanır. Tipik olarak , hareket etmediğinde yönü belirlemek için bir pusula da sağlanır.

akustik navigasyon

Navigasyon süreçleri

Gemiler ve benzeri gemiler

Navigasyonda bir günlük çalışma

Navigasyonda günlük çalışma, ihtiyatlı navigasyonla tutarlı asgari bir dizi görevdir. Tanım, askeri ve sivil gemilere ve gemiden gemiye değişiklik gösterecektir, ancak geleneksel yöntem şuna benzer bir biçim alır:

  1. Sürekli bir ölü hesaplaşma planı sürdürün.
  2. Göksel bir düzeltme için sabah alacakaranlıkta iki veya daha fazla yıldız gözlemi yapın (6 yıldızı gözlemlemek ihtiyatlı).
  3. Sabah güneşi gözlemi. Boylam için veya bir konum çizgisi için herhangi bir zamanda asal dikey üzerinde veya yakınında alınabilir .
  4. Güneşin azimut gözlemi ile pusula hatasını belirleyin.
  5. Öğleye kadar olan aralığın hesaplanması, yerel görünen öğlen saatinin ve meridyen veya eski meridyen manzaraları için sabitlerin hesaplanması.
  6. Öğlen enlem çizgisi için güneşin öğle vakti meridyeni veya eski meridyen gözlemi. Koşu düzeltmesi veya öğlen düzeltmesi için Venüs hattıyla çapraz.
  7. Öğle vakti tespiti, günün koşusu ve günün set ve drifti.
  8. Yıldızların alacakaranlıkta görünmemesi durumunda en az bir öğleden sonra güneşi çizgisi.
  9. Güneşin azimut gözlemi ile pusula hatasını belirleyin.
  10. Göksel bir düzeltme için akşam alacakaranlığında iki veya daha fazla yıldız gözlemi yapın (6 yıldızı gözlemlemek ihtiyatlı).

Gemilerde seyir genellikle her zaman köprü üzerinde yapılır . Ayrıca, grafik tablolarının ve yayınların bulunduğu bitişik alanda da yer alabilir.

geçiş planlaması

Kötü geçiş planlaması ve plandan sapma, karaya oturmaya, gemi hasarına ve kargo kaybına neden olabilir.

Geçiş planlaması veya yolculuk planlaması, geminin yolculuğunun baştan sona tam bir tanımını geliştirmek için bir prosedürdür. Plan, rıhtım ve liman bölgesinden ayrılmayı, bir yolculuğun yol boyunca bölümünü, varış noktasına yaklaşmayı ve demirlemeyi içerir . Uluslararası hukuka göre, bir geminin kaptanı Ancak daha büyük gemilerde görev geminin devri söz konusu olacaktır, geçiş planlaması için yasal olarak sorumlu olan gezgin .

Araştırmalar , seyir kazalarının yüzde 80'inde insan hatasının bir faktör olduğunu ve çoğu durumda hatayı yapan insanın kazayı önleyebilecek bilgilere erişimi olduğunu gösteriyor. Sefer planlaması uygulaması, deniz haritalarındaki karakalem çizgilerinden bir risk yönetimi sürecine dönüşmüştür .

Geçiş planlaması dört aşamadan oluşur: Değerlendirme, planlama, yürütme ve izleme, Uluslararası Denizcilik Örgütü Kararı A.893(21), Sefer Planlaması Yönergeleri'nde belirtilmiştir ve bu yönergeler IMO'yu imzalayan ülkelerin yerel yasalarına yansıtılmıştır ( örneğin, ABD Federal Düzenlemeler Yasası'nın 33. Başlığı ) ve bir dizi profesyonel kitap veya yayın. Kapsamlı bir geçiş planının boyutuna ve tipine göre elli kadar unsur vardır.

Değerlendirme aşaması, önerilen yolculukla ilgili bilgilerin toplanmasının yanı sıra risklerin belirlenmesi ve yolculuğun temel özelliklerinin değerlendirilmesi ile ilgilenir. Bu, gerekli navigasyon tipini, örneğin Buz navigasyonu , geminin içinden geçeceği bölge ve rotadaki hidrografik bilgileri dikkate almayı içerecektir . Bir sonraki aşamada yazılı plan oluşturulur. Üçüncü aşama, hava koşullarında meydana gelebilecek, planın gözden geçirilmesini veya değiştirilmesini gerektirebilecek özel durumlar dikkate alınarak kesinleşen sefer planının uygulanmasıdır. Geçiş planlamasının son aşaması, planla ilgili olarak geminin ilerlemesini izlemek ve sapmalara ve öngörülemeyen koşullara yanıt vermekten oluşur.

Entegre köprü sistemleri

Bir Açık Deniz Hizmet Gemisine entegre edilmiş Entegre Köprü Sistemi

Elektronik entegre köprü konseptleri, geleceğin navigasyon sistemi planlamasını yönlendiriyor. Entegre sistemler, çeşitli gemi sensörlerinden girdi alır, konumlandırma bilgilerini elektronik olarak görüntüler ve bir gemiyi önceden ayarlanmış bir rotada tutmak için gereken kontrol sinyallerini sağlar. Navigatör, sistem ön ayarlarını seçerek, sistem çıktısını yorumlayarak ve gemi tepkisini izleyerek bir sistem yöneticisi olur.

Kara navigasyonu

Arabalar ve diğer kara tabanlı seyahatler için navigasyon genellikle haritaları , yer işaretlerini ve son zamanlarda bilgisayar navigasyonunu (" satnav ", uydu navigasyonunun kısaltması) ve su üzerinde mevcut herhangi bir aracı kullanır.

Bilgisayarlı navigasyon genellikle mevcut konum bilgisi için GPS'e , yolların ve gezilebilir rotaların navigasyonel harita veri tabanına dayanır ve optimal rotaları belirlemek için en kısa yol problemiyle ilgili algoritmaları kullanır .

Sualtı navigasyonu

Standartlar, eğitim ve organizasyonlar

Navigasyon için profesyonel standartlar, navigasyon tipine bağlıdır ve ülkeye göre değişir. Deniz seyrüseferi için, Merchant Navy güverte zabitleri , STCW Sözleşmesine göre eğitilmiş ve uluslararası sertifikalandırılmıştır . Boş zaman ve amatör denizciler, yerel/bölgesel eğitim okullarında denizcilik dersleri alabilirler. Deniz subayları, deniz eğitimlerinin bir parçası olarak seyrüsefer eğitimi alırlar.

Kara seyrüseferinde, kurslar ve eğitim genellikle gençlere genel veya müfredat dışı eğitimin bir parçası olarak verilmektedir. Kara seyrüseferi de ordu eğitiminin önemli bir parçasıdır. Ek olarak, İzciler ve DoE programı gibi kuruluşlar , öğrencilerine navigasyonu öğretir. Oryantiring organizasyonları, hızlı hareket ederken çeşitli ve genellikle bilinmeyen arazilerde bir noktadan diğerine gezinmek için bir harita ve pusula kullanarak navigasyon becerileri gerektiren bir spor türüdür.

Havacılıkta, pilotlar uçmayı öğrenmenin bir parçası olarak hava seyrüsefer eğitimi alırlar.

Profesyonel kuruluşlar ayrıca navigasyondaki iyileştirmeleri teşvik etmeye veya gezgincileri öğrenilmiş ortamlarda bir araya getirmeye yardımcı olur. Navigasyon Kraliyet Enstitüsü (RIN) bir olduğunu öğrenmiş toplum havada ve uzayda, karada ve denizde navigasyon gelişimini ilerletmek amacıyla hayırsever durumu ile. 1947'de denizciler, pilotlar, mühendisler ve akademisyenlerin deneyimlerini karşılaştırmaları ve bilgi alışverişinde bulunmaları için bir forum olarak kuruldu. ABD'de, Navigasyon Enstitüsü (ION), konumlandırma, navigasyon ve zamanlama sanatını ve bilimini geliştiren kar amacı gütmeyen bir profesyonel organizasyondur.

Yayınlar

Navigasyon konusunda tüm dünyada profesyonel kaynaklar tarafından yayınlanan çok sayıda denizcilik yayını mevcuttur. Birleşik Krallık'ta , Birleşik Krallık Hidrografi Ofisi , Witherby Yayıncılık Grubu ve Denizcilik Enstitüsü , kapsamlı Denizcilik El Kitabı da dahil olmak üzere çok sayıda seyir yayını sağlar.

ABD'de, Bowditch'in Amerikan Pratik Navigatörü , ABD Hükümeti tarafından yayınlanan ücretsiz bir navigasyon ansiklopedisidir.

Ayrıca bakınız

Notlar

Referanslar

Dış bağlantılar