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

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

A 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 orientação e navegação de pedestres.

Navegação simples
Navegação tem suas origens na pré-história. Os polinésios praticavam o que é chamado de navegação polinésia no Oceano Pacífico. Os polinésios usavam coisas diferentes que estavam ao redor deles para encontrar o caminho através de grandes áreas de mar aberto. Outras pessoas da antiguidade também aprenderam a viajar grandes distâncias usando referências do mundo natural. Por exemplo:

Há muito tempo atrás (e ainda hoje) as pessoas olhavam para as estrelas, o sol e a lua. De lá, eles saberiam onde ficava o norte. Com os gráficos, eles puderam descobrir a que distância do equador estavam. Isso é chamado de navegação celestial. Até que eles tivessem relógios precisos, eles não conheciam o seu Comprimento (até onde eles estavam a leste ou oeste) sem ver os pontos de referência.

Alguns tipos de nuvens são formados em terra, e as ondas podem saltar de uma costa e viajar para o mar.
O tempo que levou para chegar a um lugar. Quando viajavam por terra, sabiam que seriam necessários, por exemplo, dois dias para ir de um lugar para outro. Desta vez, é provável que permaneça o mesmo. Daqui eles podiam viajar dois dias e saber que estavam perto de onde queriam estar.
Os animais que eles encontraram também ajudaram. Em lugares diferentes, as pessoas encontravam diferentes tipos de peixes, baleias ou pássaros que só viviam em um lugar ou perto da terra. De lá, eles poderiam dizer que estavam perto ou longe de onde precisavam estar.

Um exemplo de pessoas que usaram as estrelas foram os vikings. Eles sabiam que a estrela chamada Polaris (a Estrela do Norte) não muda sua localização e aponta para o norte. Então eles saberiam a latitude (distância do equador), medindo o ângulo entre Polaris e o horizonte. Eles também usavam animais, especialmente pássaros, para saber se havia terra por perto. Eles também sabiam que um tipo específico de nuvem se forma perto da Terra e que as ondas são diferentes perto do solo do que em alto mar.

Navegação medieval
Com o passar do tempo, eles continuaram inventando ou descobrindo melhores métodos de navegação. Alguns desses métodos são:

Morto de leilão. Um navio poderia lançar um log ao mar. No tronco havia uma corda com nós amarrados a distâncias regulares. Ao contar quantos nós passavam pelo lado antes de colocar o baú de volta, eles sabiam o quão rápido estavam indo. Eles escreviam isso todos os dias e descobriram o quanto estavam viajando naquele dia. Esta é a razão pela qual a velocidade de um navio é medida em nós.

Um compasso . Descobriu-se que a Terra tinha dois pólos (norte e sul) e que esses pólos tinham cargas magnéticas diferentes (positivas e negativas). Descansando uma tira de ferro magnético na ponta do pino, descobriu-se que a tira giraria até coincidir com o campo magnético da Terra. Daqui você poderia pegar um endereço e seguir caminhos. A bússola foi inventada pela primeira vez na China. Mais tarde foi inventado na França no século XII.

Relógios precisos. Com um relógio, finalmente foi possível saber qual era o comprimento de uma pessoa. O comprimento é o local leste ou oeste. Antes disso, apenas pontos de referência e cálculos mortos poderiam ser usados.

A pilotagem é quando os barcos procuram balizas especiais ou marcadores feitos pelo homem, que os indicam onde estão ou que estão atentos a certos obstáculos como os recifes.
As pessoas dividiram a bússola em 360 graus. Então eles poderiam dar um número exato do endereço que o navio tinha que seguir (o “curso”) para chegar a um porto. Os primeiros mapas marítimos de navegação, chamados “cartas náuticas”, mostraram a orientação necessária para ir de um porto a outro.

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 geralmente é expressa em graus (marcados com °) variando de 0 ° no equador a 90 ° nos pólos norte e sul. A latitude do Pólo Norte é de 90 ° N, e a latitude do Pólo Sul é de 90 ° S. Marinheiros calcularam a latitude no Hemisfério Norte observando o Polar Estrela Polar com um sextante e usando tabelas de redução de visão para corrigir a altura do olho e refração atmosférica. A altura do Polaris em graus acima do horizonte é a latitude do observador, dentro de um grau ou mais.

Longitude
Semelhante à latitude, a longitude de um lugar na Terra é a distância angular a 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 ° 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 tirar uma distância lunar (também chamada de observação lunar, ou “lunar” para abreviar) que, com um almanaque náutico, pode ser usado para calcular o tempo em zero longitude (ver Greenwich Mean Time) . Cronômetros marítimos confiáveis ​​estavam indisponíveis até o final do século XVIII e não eram acessíveis até o século XIX. Por cerca de cem anos, de cerca de 1767 até cerca de 1850, marinheiros sem um cronômetro usaram o método das distâncias lunares para determinar o horário de Greenwich para encontrar sua longitude. Um marinheiro com um cronômetro podia verificar sua leitura usando uma determinação lunar do horário de Greenwich.

Loxodrome
Na navegação, uma linha de rumo (ou loxodrome) é uma linha que cruza todos os meridianos de longitude no mesmo ângulo, isto é, um caminho derivado de um rolamento inicial definido. Isto é, ao tomar um rumo inicial, procede-se ao mesmo rumo, sem alterar a direção medida em relação ao norte verdadeiro ou magnético.

Técnica moderna
A maioria da navegação moderna depende principalmente de posições determinadas eletronicamente por receptores que coletam informações de satélites. A maioria das outras técnicas modernas se baseia em cruzar linhas de posição ou LOP. Uma linha de posição pode se referir a duas coisas diferentes, seja uma linha em um gráfico ou uma linha entre o observador e um objeto na vida real. Um rolamento é uma medida da direção de um objeto. Se o navegador medir a direção na vida real, o ângulo poderá ser desenhado em um gráfico náutico e o navegador estará nessa linha no gráfico.

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

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

Se apenas uma linha de posição estiver disponível, isso pode ser avaliado em relação à posição de contagem estimada para estabelecer uma posição estimada.

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

observação celestial (um segmento curto do círculo de igual altitude, mas geralmente representado como uma linha),
gama terrestre (natural ou feita pelo homem) quando dois pontos cartografados são observados em linha uns com os outros,
bússola tendo um objeto cartografado,
faixa de radar para um objeto cartografado,
em certas linhas costeiras, uma sonda de profundidade a partir do ecobatímetro ou da linha de mão.
Existem alguns métodos raramente usados ​​hoje, como “mergulhar uma luz” para calcular a faixa geográfica do observador ao farol.

Métodos Básicos
A maioria dos métodos de navegação vem do náutico, portanto, a localização e controle de navios. As ferramentas clássicas de localização são de natureza geométrica (medição de ângulo e direção), bem como a determinação da velocidade e distâncias. Eles têm sido usados ​​há séculos nos seguintes grupos de métodos:

Navegação visual: encontrar o caminho ao redor da costa com base na memória e simples cartas costeiras ou náuticas (“Portolane”)
Navegação terrestre: a localização perto da costa baseada em pontos de referência (pontos marcantes em terra) e faróis dispersos. O som (determinação da profundidade do fairway) também está incluído. Esses métodos comprovados agora são complementados por entradas de porta densa, vários beacons de navegação e beacons de rádio.
Dead Reckoning (Engl. Dead Reckoning): a determinação da localização atual de preço e velocidade. O percurso pode ser determinado com sol, estrelas e (desde a Idade Média) com a bússola, o passeio por estimativa ou com o relay log. A entrada no diário de bordo é complementada até hoje adicionando graficamente a forma como as peças no gráfico náutico. A posição determinada desta maneira é chamada de “gegisster” ou lugar de acoplamento e é – dependendo das condições do tempo – alguns por cento precisos.
Se possível, o vento é levado em conta no acoplamento; Ferramentas modernas, como a calculadora do curso (para triângulo de vento, farol etc.) e o radar Doppler aumentam a precisão para cerca de 0,5% da distância e a navegação inercial novamente.
Navegação astronómica: a localização por medição de elevação ao sol, estrelas de navegação ou planetas. Ele complementa os três métodos acima em rotas de longa distância. A precisão alcançável é de cerca de 20 km com o Jakobsstab, com sextantes modernos de 1 a 2 km.
Esses métodos, que foram testados e comprovados por séculos, foram usados ​​pela primeira vez em navegação de rádio em 1899 e navegação por satélite em 1964 (veja o próximo capítulo).
A navegação polinésia em grande parte perdida foi baseada, entre outras coisas, em um caminho estelar e na navegação Zenittern. Juntamente com a observação das ondas, do vento, dos animais e das nuvens, os polinésios conseguiram encontrar atóis raros e distantes.

Navegação de longa distância
Como uma navegação de longo alcance (Inglês: Long-Range Navigation – LRN) é chamado em náutico e aviação (vôo de longa distância) o necessário em rotas de cerca de 100 km métodos de localização e controle do veículo.

Os métodos especiais de navegação de longa distância ficaram para trás, mas ainda são necessários para uma navegação redundante independente do GPS, devido à preponderância das técnicas de satélite GNSS, como GPS e GLONASS. Até por volta de 1995, pode-se dizer que os náuticos exigem navegação a longa distância sempre que a navegação terrestre (no campo de visão mais amplo de uma costa ou ilhas) não é mais suficiente e o alvo deve ser dirigido com mais precisão do que cerca de 50 km.

Astronavegação
Os meios de navegação celestial de tempo e medidas de ângulo para o sol e estrelas brilhantes é o método clássico, desde as viagens de polinésios e outros povos do mar para experimentar todos os velejadores – ouvidos – e até hoje para o treinamento. Até cerca de 1970, era a base da navegação de longa distância em todo o hemisfério sul, mas também era usada nos países do norte para cerca de 10-20% de todas as determinações locais. Desde a década de 1970, ela também tem sido cada vez mais deslocada pela tecnologia de rádio e satélite no sul (veja abaixo), mas ainda é necessária hoje para pequenos navios e para emergências (falta de energia, etc.).

Radionavegação
Na radionavegação são importantes

o LORAN (Long Range Navigation) a ser mencionado (ao lado do antigo LORAN-A (onda média), em particular o Loran-C (em uma medição de tempo de trânsito BASEADO hiperbólico com onda longa)). Embora muitas vezes sofra de cobertura deficiente em regiões remotas, tornou-se novamente significativo por meio da modernização técnica e do processamento de sinais na última década. O Plano Federal de Radionavegação de 1994 e a UE já haviam considerado a eliminação gradual do LORAN, mas sua importância como apoio, por sua vez, e no caso de falhas no GPS ou no Galileo, foi reconhecida em tempo hábil.
Entre 1975 e 1995, havia também o sistema global OMEGA, que vinha com o uso de ondas longitudinais com apenas 8 transmissores, mas sua operação era muito cara, apesar da cooperação internacional, e era desnecessária pelo GPS emergente.
Outros procedimentos – mais regionais – como o Alfa Russo (equivalente a LORAN), o Decca Britânico, o NavaRho construídos após a Segunda Guerra Mundial e outros.

Navegação por satélite
Por volta de 1960, o sistema Transit NNSS da Marinha dos EUA (5-6 satélites de navegação polar em órbita), que foi lançado em 1963/1964 para todos os usos civis e estava disponível até o final dos anos 90,
e desde cerca de 1990, o Sistema de Posicionamento Global (GPS) do Departamento de Defesa dos EUA. Sua versão civil (código CA), que está em uso desde o início, é suficiente para 99% das tarefas de posicionamento de longo alcance. O número de satélites (20.200 km de altura) subiu de 5-10 para cerca de 30 ao longo do tempo e fornece cobertura em todo o mundo com 5-8 satélites simultaneamente mensuráveis ​​(são necessários 4).
Além disso, o ainda desenvolvido pela União Soviética GLONASS (russo / semelhante GLOBAL NAvigation Satellite System), que é semelhante ao GPS
e de 2012 a 2015, o sistema europeu Galileo, que melhora e amplia significativamente o uso da metodologia GPS.

Procedimentos Especiais
Por último, mas não menos importante, para tarefas especiais em procedimentos especiais de longo curso z. Como a navegação meteorológica, o magnetismo, a navegação polar ou a medição de profundidade (ecobatímetro, etc.) para mencionar. Nos tempos antigos e nos primórdios do grande “período de descoberta” (séculos XIV-XVI), o método das paralaxes lunares e a observação de fenômenos naturais como o vôo de pássaros, a condução de gramas, madeira morta, algas etc. também eram importantes. Também útil para navegar através do Atlântico ou do Pacífico eram correntes oceânicas ou sistemas de vento bem conhecidos (Passat!)

Verificações de navegação mental
Por meio de verificações de navegação mental, um piloto ou um navegador estima os trilhos, as distâncias e as altitudes, o que ajudará o piloto a evitar erros grosseiros de navegação.

Pilotagem
A pilotagem (também chamada de pilotagem) envolve a navegação de uma aeronave por referência visual a pontos de referência, ou a uma embarcação de água em águas restritas e a 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 embarcação para embarcação e entre embarcações militares, comerciais e privadas.

Navegação Celestial
Os sistemas de navegação celeste são baseados na observação das posições do Sol, Lua, Planetas e estrelas navegacionais. Tais sistemas estão em uso tanto para navegação terrestre quanto para navegação interestelar. Sabendo qual ponto da Terra em rotação um objeto celeste está acima e medindo sua altura acima do horizonte do observador, o navegador pode determinar sua distância a partir desse sub-ponto. Um almanaque náutico e um cronômetro marinho são usados ​​para calcular o subpoint na Terra em que o corpo celeste está terminado, 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 sub-ponto para criar uma linha circular de posição. Um navegador dispara um número de estrelas em sucessão para dar uma série de linhas de posição sobrepostas. Onde eles se cruzam é ​​a correção 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 em torno do meio-dia local) para determinar uma posição.

Cronômetro marinho
Para medir com precisão a longitude, o tempo preciso de um avistamento de sextante (até o segundo, se possível) deve ser registrado. Cada segundo de erro é equivalente 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 marítimo acionado por mola é um relógio de precisão usado a bordo para fornecer tempo preciso para observações celestes. Um cronômetro difere de um relógio acionado por 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 ajustado aproximadamente ao tempo médio 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 para todas as leituras do cronômetro. Os cronômetros acionados por molas devem ser enrolados na mesma hora todos os dias.

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Os cronômetros marinhos de cristal de quartzo substituíram os cronômetros acionados por molas a bordo de muitos navios devido à sua maior precisão. Eles são mantidos no GMT diretamente de sinais de tempo de rádio. Isso elimina o erro do cronômetro e assiste a correções de erros. Caso o ponteiro dos segundos esteja errado por um valor legível, ele pode ser reinicializado eletricamente.

O elemento básico para geração de tempo é um oscilador de cristal de quartzo. O cristal de quartzo é compensado por temperatura e é hermeticamente fechado em um envelope evacuado. Uma capacidade de ajuste calibrado é fornecida para ajustar o envelhecimento do cristal.

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

Um cronômetro, seja 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 visão adicionado a isso para obter o GMT da visão.

Todos os cronômetros e relógios devem ser verificados regularmente com um sinal de rádio. Tempos e freqüências de sinais de tempo de rádio são listados em publicações como o Radio Navigational Aids.

O sextante marinho
O segundo componente crítico da navegação celeste 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 essa função. O sextante consiste em duas montagens primárias. O quadro é uma estrutura triangular rígida com um pivô no topo e um segmento graduado de um círculo, chamado de “arco”, na parte inferior. O segundo componente é o braço de índice, que é anexado ao pivô na parte superior do quadro. Na parte inferior há um vernier sem fim que prende os dentes na parte inferior do “arco”. O sistema óptico consiste em dois espelhos e, geralmente, um telescópio de baixa potência. Um espelho, conhecido como “espelho de índice”, é fixado na parte superior do braço do índice, sobre o pivô. À medida que o braço index é movido, este espelho gira e a escala graduada no arco indica o ângulo medido (“altitude”).

O segundo espelho, conhecido como “copo de horizonte”, é fixado à frente do quadro. Uma metade do vidro do horizonte é prateada e a outra metade é clara. A luz do corpo celeste atinge o espelho indicador e é refletida para a parte prateada do vidro do horizonte, depois voltada para o olho do observador através do telescópio. O observador manipula o braço indicador de modo que a imagem refletida do corpo no vidro do horizonte esteja apenas apoiada 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 tomar observações celestes do convés de um navio rolante, muitas vezes através de nuvens e com um horizonte nebuloso, é de longe a parte mais desafiadora da navegação celestial.

Navegação inercial
O sistema de navegação inercial é um tipo de sistema de navegação que calcula sua posição com base em sensores de movimento. Uma vez estabelecida a latitude e a longitude iniciais, o sistema recebe impulsos de detectores de movimento que medem a aceleração ao longo de três ou mais eixos, permitindo-lhe calcular contínua e precisamente a latitude e a longitude atuais. Suas vantagens em relação a outros sistemas de navegação são que, uma vez definida a posição inicial, ela não requer informações externas, não é afetada por condições climáticas adversas e não pode ser detectada ou congestionada. Sua desvantagem é que, uma vez que a posição atual é calculada somente a partir de posições anteriores, seus erros são cumulativos, aumentando a uma taxa aproximadamente proporcional ao tempo desde que a posição inicial foi introduzida. Os sistemas de navegação por inércia devem, portanto, ser freqüentemente corrigidos com uma localização ‘fixa’ de algum outro tipo de sistema de navegação. A Marinha dos EUA desenvolveu um Sistema de Navegação Inercial de Navios (SINS) durante o programa de mísseis Polaris para garantir um sistema de navegação seguro, confiável e preciso para seus submarinos de mísseis. Os sistemas de navegação inercial eram amplamente utilizados até que os sistemas de navegação por satélite (GPS) se tornassem disponíveis. Sistemas de navegação inercial ainda são de uso comum em submarinos, uma vez que a recepção de GPS ou outras fontes fixas não são possíveis enquanto submersas.

Navegação eletrônica

Radionavegação
Um localizador de direção de rádio ou RDF é um dispositivo para encontrar a direção de uma fonte de rádio. Devido à capacidade do rádio viajar longas distâncias “no horizonte”, ele é um sistema de navegação particularmente bom para navios e aeronaves que possam estar voando a uma certa distância da terra.

Os RDFs funcionam girando uma antena direcional e ouvindo a direção na qual o sinal de uma estação conhecida passa com mais força. Este tipo de sistema foi amplamente utilizado nas décadas de 1930 e 1940. Antenas RDF são fáceis de detectar em aeronaves alemãs da Segunda Guerra Mundial, como loops sob a seção traseira da fuselagem, enquanto a maioria dos aviões dos EUA incluiu a antena em uma pequena carenagem em forma de lágrima.

Em aplicações de navegação, os sinais RDF são fornecidos na forma de radiofaróis, a versão de rádio de um farol. O sinal é tipicamente uma transmissão AM simples de uma série de letras em código morse, que o RDF pode sintonizar para ver se o sinal 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 foi um sistema hiperbólico de radionavegação de baixa frequência (também conhecido como multilateration) que foi implantado pela primeira vez durante a Segunda Guerra Mundial, quando as forças aliadas necessitavam de um sistema que pudesse ser usado para obter aterragens precisas. Como foi o caso de Loran C, seu principal uso foi para a navegação de navios em águas costeiras. As embarcações de pesca eram grandes usuários do pós-guerra, mas também eram usadas em aeronaves, incluindo uma aplicação muito antiga (1949) de displays de mapas móveis. O sistema foi implantado no Mar do Norte e foi usado por helicópteros operando em plataformas de petróleo.

O Sistema de Navegação OMEGA foi o primeiro sistema verdadeiramente global de navegação por rádio para aeronaves, operado pelos Estados Unidos em cooperação com seis nações parceiras. O OMEGA foi desenvolvido pela Marinha dos Estados Unidos para usuários da aviação militar. 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 seis quilômetros (6 km) ao consertar uma posição. Inicialmente, o sistema deveria ser usado para navegar pelos bombardeiros nucleares do Polo Norte para a Rússia. Mais tarde, foi considerado útil para submarinos. Devido ao sucesso do Sistema de Posicionamento Global, o uso do Omega diminuiu durante a década de 1990, a um ponto em que o custo de operar o Omega não podia mais ser justificado. Omega foi encerrado em 30 de setembro de 1997 e todas as estações cessaram a operação.

O LORAN é um sistema de navegação terrestre que utiliza 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 porção de baixa frequência do espectro EM de 90 a 110 kHz. Muitas nações são usuários do sistema, incluindo os Estados Unidos, o Japão e vários países europeus. A Rússia usa um sistema quase exato na mesma faixa de freqüência, chamada CHAYKA. O uso de LORAN está em declínio acentuado, com o GPS sendo o principal substituto. No entanto, há tentativas de melhorar e re-popularizar o LORAN. Os sinais LORAN são menos suscetíveis a interferências e podem penetrar melhor na folhagem e nos edifícios do que os sinais GPS.

Navegação por radar
Quando uma embarcação está dentro da faixa de radar de terra ou um radar especial ajuda na navegação, o navegador pode tomar distâncias e mancais angulares para objetos mapeados 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 correções de radar incluem “alcance e rumo a um único objeto”, “dois ou mais rolamentos”, “rolamentos tangentes” e “dois ou mais intervalos”.

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 paralela ao curso do navio, mas deslocada para a esquerda ou direita por alguma distância. Essa linha paralela permite que o navegador mantenha uma certa distância longe dos perigos.

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

Outra técnica especial, conhecida como Técnica de Plotagem Radar Contínua de Franklin, envolve traçar o caminho que um objeto de radar deve seguir no radar se o navio permanecer no seu curso planejado. Durante o trânsito, o navegador pode verificar se o navio está em andamento, verificando se o pip está na linha traçada.

Navegação por satélite
Sistema Global de Navegação por Satélite 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 poucos metros usando sinais de tempo transmitidos ao longo de uma linha de visão por rádio de satélites. Receptores no solo com uma posição fixa também podem ser usados ​​para calcular o tempo preciso como referência para experimentos científicos.

Em outubro de 2011, apenas o Sistema de Posicionamento Global (GPS) da NAVSTAR dos Estados Unidos e o GLONASS da Rússia são GNSSs totalmente operacionais globalmente. O sistema de posicionamento Galileo da União Europeia é um GNSS da próxima geração na fase inicial de implementação, programado para estar operacional em 2013. A China indicou que pode expandir seu sistema de navegação regional Beidou para um sistema global.

Mais de duas dúzias de satélites GPS estão na 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 uma ajuda indispensável para a navegação em todo o mundo, e uma importante ferramenta para levantamento de mapas e levantamento de terras. O GPS também fornece uma referência de tempo precisa usada em muitas aplicações, incluindo estudo científico de terremotos e sincronização de redes de telecomunicações.

Desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos, o GPS é oficialmente chamado de NAVSTAR GPS (Sistema de Posicionamento Global por Saturação e Ajuste à Distância da Navegação). A constelação de satélites é gerenciada pela 50ª Ala 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. Normalmente, uma bússola também é fornecida para determinar a direção quando não está em movimento.

Processos de navegação

Navios e embarcações semelhantes

Trabalho do dia na navegação
O trabalho do dia na navegação é um conjunto mínimo de tarefas consistentes com a navegação prudente. A definição irá variar em navios militares e civis, e de navio para navio, mas assume uma forma semelhante:

Manter um plano contínuo de contagem de mortos.
Faça duas ou mais observações de estrelas no crepúsculo da manhã para uma dose celestial (prudente observar 6 estrelas).
Observação do sol da manhã. Pode ser tomada em ou próximo ao vertical para longitude, ou a qualquer momento para uma linha de posição.
Determine o erro da bússola pela observação do azimute do sol.
Cálculo do intervalo ao meio-dia, tempo de observação do meio-dia aparente local e constantes para vistas de meridianos ou ex-meridianos.
Observação do meridiano do meio-dia ou ex-meridiano do sol para a linha latitude do meio-dia. Correção ou cruzada com a linha Venus para correção do meio-dia.
Determinação do meio-dia a corrida e o dia do dia definidos e à deriva.
Pelo menos uma linha do sol da tarde, caso as estrelas não sejam visíveis no crepúsculo.
Determine o erro da bússola pela observação do azimute do sol.
Faça duas ou mais observações de estrelas no crepúsculo da noite para uma dose celestial (prudente observar 6 estrelas).

Planejamento de passagem
Planejamento de passagem ou planejamento de viagem é um procedimento para desenvolver uma descrição completa da viagem da embarcação do início ao fim. O plano inclui deixar a área da doca e do porto, a parte em rota de uma viagem, aproximando-se do destino e a amarração. De acordo com a lei internacional, o capitão de uma embarcação é legalmente responsável pelo planejamento da passagem, no entanto, em embarcações maiores, a tarefa será delegada ao navegador do navio.

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

O planejamento das passagens consiste em quatro etapas: avaliação, planejamento, execução e monitoramento, que são especificadas na Resolução A.893 da Organização Marítima Internacional (21), Diretrizes para o Planejamento da Viagem, e essas diretrizes estão refletidas nas leis locais dos países signatários da OMI ( por exemplo, o Título 33 do Código de Regulamentos Federais dos EUA) e uma série de livros ou publicações profissionais. Existem cerca de cinquenta elementos de um plano de passagem abrangente, dependendo do tamanho e do tipo de embarcação.
A etapa de avaliação lida com a coleta de informações relevantes para a viagem proposta, bem como para averiguar os riscos e avaliar as principais características da viagem. Isso envolverá considerar o tipo de navegação necessária, por exemplo, a navegação no gelo, a região pela qual o navio estará passando e as informações hidrográficas na rota. Na próxima etapa, o plano escrito é criado.A terceira etapa é a execução do plano de viagem finalizado, levando em consideração quaisquer circunstâncias especiais que possam surgir, como mudanças no clima, que podem exigir que o plano seja revisado ou alterado. O estágio final do planejamento de passagem consiste em monitorar o progresso da embarcação em relação ao plano e responder a desvios e circunstâncias imprevistas.

Navegação terrestre A navegação
para carros e outras viagens terrestres geralmente usa mapas, pontos de referência e, nos últimos tempos, navegação por computador (“satnav”, abreviação de navegação por satélite), bem como qualquer meio disponível na água.

A navegação computadorizada geralmente se baseia no GPS para informações atuais de localização, 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.

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

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