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Navigatie
Navigation durch den Luftraum der Niederlande

Navigation ist die Kunst, eine Route zu planen und zu verfolgen, um sich von der aktuellen Position zum Ziel zu bewegen. Das Wort 'Navigation' leitet sich vom Latein Wörter Navis, Welche Schiff bedeutet, und alter, was in diesem Zusammenhang bedeutet zu bewegen oder zu lenken.

Komponenten

In der Navigation sind die wichtigsten Teile:

  • Positionsbestimmung
  • die anschließende Veröffentlichung von a Kurs Richtung Ziel und
  • berücksichtigen günstige oder ungünstige Faktoren, denen man auf dem Weg begegnet oder begegnen könnte.

Bei der Standortbestimmung werden die Richtigkeit, die Beobachtungs- und Verarbeitungszeit und das Intervall zwischen den interessierenden Beobachtungen. Die Position wird mit mehreren ermittelt Positionslinien. Dies kann der Navigator selbst mit a Navigationsinstrument, Wie mit Sichtumfragen oder Astronavigation. Seit der Zweiter Weltkrieg wurden diese Instrumente mit vollem . erweitert extended Navigationssysteme wo die Position mit wenig bestimmt wird und seit der Entstehung der Computer keine Eingabe vom Navigator wie zum Beispiel Geographisches Positionierungs System. Kann keine direkte Position bestimmt werden, wird die Koppelnavigation machten Gebrauch von.

Andere Navigationshilfen umfassen a Kompass, das Land- oder Seekarte, das Kompass und paralleles Lineal, und der Stoppuhr, oder externe Navigationstools wie Radar und möglicherweise ein sehr Verkehrsleitsystem.

Der Kurs und die Entfernung zum Ziel können sein Rhumb-Line-Navigation oder Weitkreisnavigation bestimmt sind.

Geschichte der Navigation

Seeleute segelten zunächst nur in Küstennähe und bestimmten ihre Position und ihren Kurs anhand von markanten Punkten am Ufer. Dies wurde kompliziert durch Nebel oder eine dunkle Nacht. Leuchttürme machten es einfacher, die Pharos von Alexandria sollte hier nicht unerwähnt bleiben.

In seichtem Wasser war es möglich, Bodenproben zu entnehmen und durch das Erkennen bestimmter Bodenarten, manchmal sogar durch das Verkosten des Schlamms, Informationen über den Standort zu erhalten. Auch die Wassertiefe (in ergründen) gibt Auskunft: in Aktionen 27:28-29 messen die Matrosen eine reduzierte Tiefe, was darauf hindeutet, dass sich in der Nähe Land befindet, das in der Dunkelheit nicht zu sehen ist.

Der Kurs konnte anhand von Sonne und Sternen bestimmt werden, aber das war natürlich nur bei klarem Wetter möglich. Der Eintrag in Apostelgeschichte 27:20 weist darauf hin, dass die Matrosen keinen Hinweis auf den Kurs hatten. Der Magnet Kompass, der jahrhundertelang ein wichtiger Preisindikator war, gibt es erst seit dem 12. Jahrhundert.

Ein Ort auf See, überall auf der Erde, liegt an der Breite und der Längengrad entschlossen. Beide werden in Grad ausgedrückt, nicht in Kilometern oder Meilen. Der Breitengrad ist relativ einfach zu bestimmen: durch den Winkel zwischen Sonne und Horizont am höchsten Punkt der scheinbaren Sonnenbahn gemessen, lässt sie sich recht leicht ableiten. Auch andere Himmelskörper mit bekannter Position, wie der Nordstern, kann dafür verwendet werden. Zu diesem Zweck werden in chronologischer Reihenfolge die Astrolabium, das Jacobs Stab und der Sextant benutzt. Der Längengrad ist schwieriger: Die Bestimmung des Längengrades aus der Höhe der Sonne erfordert eine sehr genaue Zeitbestimmung, und das ist seit Jahrhunderten ein großes Problem. Erst um 1762 wurde der erste ausreichend genaue Chronometer für diesen Zweck hergestellt, von John Harrison.

Aufgrund der dichten Wolkendecke kann es unmöglich sein, einen Stern zu schießen. Schlechte Sicht kann es auch erschweren, erkennbare Punkte am Ufer zu erkennen. Man navigiert dann nach a Koppelnavigation. Aus der letzten bekannten Position, beispielsweise aus dem Besteck eines Sterns, werden der seither zurückgelegte Kurs und die zurückgelegte Strecke aufgezeichnet. Dies wird natürlich ungenauer, je länger die Zeit seit dem letzten bekannten Aufenthaltsort verstrichen ist. Problematisch ist es auch, wenn die Wirkung von Wind und Strom nicht gut bekannt ist.

In der Vergangenheit wurde ein Schleppprotokoll verwendet, um die Geschwindigkeit durch das Wasser zu bestimmen. Dies war kein sehr genaues Instrument, daher wich die geschätzte Position oft stark von der tatsächlichen Position ab. Ein anderer Weg ist es Außenborder raten. Heutzutage wird viel von elektromagnetische Protokollierung, basierend auf Lorentzkraft, oder Doppler-Protokollierung. Je nach Wassertiefe kann das Doppler-Log auch die Geschwindigkeit über Grund messen.

Die Richtung war mit dem Magneten Standardkompass ziemlich gut definiert. Die Einführung des Kreiselkompass war eine deutliche Verbesserung, da sie nicht behindert wird durch Variation und Abweichung. Sie sind sehr fortschrittliche Instrumente Ringlaserkreiselkompasscom und der faseroptischer Kreiselkompass.

Radionavigation

Eines der ersten Systeme für Flugnavigation um die Position unabhängig von den Wetterbedingungen genau und zuverlässig zu bestimmen, wurde über Funkfeuer. Diese Funkfeuer befinden sich an einem festen Ort auf der Erde, dessen genaue Koordinaten bekannt sind. Wenn Schiffe ein Signal von einem Funkfeuer empfangen, können sie a Funkpeiler an Bord bestimmen, aus welcher Richtung das Signal der Bake kommt. Wenn ein Schiff Signale von mindestens zwei Funkbaken empfangen hat, kann genau bestimmt werden, wo sich das Schiff befindet (sog. Kreuzpeilung). Die Genauigkeit erhöht sich, wenn mehr Beacons empfangen werden können und die Winkel zwischen den beschallten Richtungen so gerade wie möglich sind. Allerdings war die Genauigkeit dieses Systems noch nicht so groß.

Für die Zweiter Weltkrieg wurde in Deutschland es Ultrakurzwellen-Landefunkfeuer (LFF) oder Lorenz-System entwickelt als Instrumentenlandesystem. Dieses System hat funktioniert Morse. Zwei Sender, die beide entlang der Landebahn positioniert waren, sendeten ein Signal. Einer strahlte Punkte aus, der andere Striche. Die Signale überlappten sich in der Mitte, so dass die Landebahn mit einigermaßen Genauigkeit gefunden werden konnte.

VOR-DME BUB (Brüssel Flughafen Zaventem)

Der nächste Schritt war UKW Omnidirektionaler Bereich, oder VOR. Dabei ist das kontinuierliche Signal von a MeisterSender im Vergleich zu einem rotierenden SklaveBahnhof. Durch die Messung der Phasendifferenz kann ein Winkel bestimmt werden, der theoretisch genauer ist als bei Funkbaken.

Während des Zweiten Weltkriegs, in Großbritannien mehrere Systeme entwickelt, um die Genauigkeit zu erhöhen. Diese enthielten geben und DECCA. In dem Vereinigte Staaten bin da rausgekommen LORAN-A entwickelt, später LORAN-C. Das sind sogenannte hyperbolische Positionierungssysteme. Die Phasendifferenz (DECCA) bzw. die Zeitdifferenz (Gee und LORAN) wurde zwischen einem tussen Meister- und ein SklaveSender. Dies ergibt, wenn möglich, eine Hyperbel Positionszeile. Durch die Verwendung von mindestens zwei SklaveKanäle kann die Position bestimmt werden. Es sollte sich am Schnittpunkt der Hyperbeln befinden.

Im 1960 startete die US-Marine das TRANSIT- oder NAVSAT-System (Navigationssatellitensystem der Marine). Dazu wurde die Doppler-Effekt um die Position zu bestimmen. Nachteilig daran war, dass nur alle paar Stunden eine Position bestimmt werden konnte.

Von 1978 es begann US-VerteidigungsministeriumSatelliten Start für das NAVSTAR GPS (Navigationssignal-Timing und Ranging Global Positioning System), besser bekannt als einfach Geographisches Positionierungs System. Hiermit die Pseudobereiche zu den Satelliten gemessen. Die Position sollte theoretisch im Schnittpunkt imaginärer Kugeln um die Satelliten liegen. Der Radius dieser Kugeln ist gleich der Zeitdifferenz zwischen Senden und Empfangen multipliziert mit der Lichtgeschwindigkeit plus einer unbekannten konstanten Entfernung, da die Uhr im Satelliten und im Empfänger nicht synchronisiert ist.

Für Anwendungen, die eine höhere Genauigkeit erfordern, als dies mit GPS möglich ist – normalerweise zwischen 5 und 15 Metern – mit Differenz-GPS die Genauigkeit erhöht. Es gibt verschiedene Methoden, einige mit einer Genauigkeit von wenigen Millimetern, wie z RTK – obwohl dies aufgrund der eingeschränkten Reichweite nicht gut für die Navigation geeignet ist. Ein modernes DGPS-System wurde von der Technischen Universität Delft unter dem Namen Eurofix (2004) entwickelt. Dabei wird das Korrektursignal von Loran-C-Stationen gesendet. Das Korrektursignal wird auf das Loran-C-Signal aufmoduliert. Der Vorteil hier ist Redundanz, denn es ist auch weiterhin möglich, nur auf dem Loran-C-Signal zu navigieren. Zur Verwendung in Dynamische Positionierung verwendet häufig kommerzielles DGPS von Unternehmen wie fugro die differenzielle Signale über einen Satelliten übertragen, wodurch es möglich ist, mehrere Referenzstationen zu kombinieren.

Das Russisch Version von GPS ist GLONASS. Von 1982 wurde mit dem Start der Satelliten gestartet. Aufgrund des wirtschaftlichen Einbruchs wurde es jedoch stark vernachlässigt und Ende der 1990er Jahre außer Betrieb genommen. 2001 wurde beschlossen, das System wieder in Betrieb zu nehmen. Seit 2011 ist das System wieder weltweit verfügbar.

Galilei ist die europäische Antwort auf GPS und würde 2021 sollte voll funktionsfähig sein. Die Genauigkeit des bereits verfügbaren Standarddienstes wird mit GPS vergleichbar sein. Der geplante kostenlose hochgenaue Dienst soll eine Genauigkeit von weniger als einem Meter ergeben.

Siehe auch

Externe Links

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