Navigation: definition, metoder og GPS for skibe og fly

Lær navigation: definition, metoder og GPS-teknikker til skibe og fly. Praktiske tips, historik og moderne systemer for præcis positionering og ruteplanlægning.

Navigation er de metoder, der bruges til at finde ud af, hvor nogen befinder sig, og hvordan man kommer til et andet sted. Da dette er let, når landemærkerne er synlige, er ordet ofte begrænset til de metoder, som skibe og fly anvender. Ordet navigation blev opfundet i det 15. århundrede ud fra det latinske ord navis, der betyder "skib", og som findes i andre indoeuropæiske sprog. Navigation er bogstaveligt talt "skibsbeherskelsens kunst", men bruges også om at "finde vej". Det globale positioneringssystem er det vigtigste redskab til dette formål.

Grundlæggende principper

Navigation handler grundlæggende om at bestemme position, kurs og fart samt planlægge og følge en rute til et mål. Position angives normalt i koordinater (bredde- og længdegrader), kurs i grader og fart i knob (søfart) eller km/t (luftfart). For at navigere sikkert kombineres ofte flere metoder og sensorer for at sikre pålidelighed og redundans.

Vigtige metoder

• Pilotage (visuel navigation): Brug af synlige landemærker, farvandsmærker, fyr og kystlinjer. Særligt nyttigt nær kyster og lufthavne.
• Dødsregning (dead reckoning): Beregning af nuværende position ud fra kendt startpunkt, kurs og sejlfart/tid. Fejl akkumuleres over tid, så metoden kræver regelmæssig korrektion.
• Sternavigation (celestial navigation): Bestemmelse af position ved observation af solen, månen, stjerner og planeter med et sekstant og søkort. Bruges som backup og i specielle situationer.
• Radio- og radarbaseret navigation: VOR/DME, NDB, radarpejling og terrestriske systemer som LORAN (historisk). Anvendes til pejling og afstandsbestemmelse, især i dårlig sigtbarhed.
• Inertial navigation (INS): Bruger accelerometre og gyroskoper til at beregne bevægelse fra en kendt position. Meget nyttig i kombination med GNSS, især hvis GNSS midlertidigt svigter.
• Satellitnavigation (GNSS/GPS): Det globale positioneringssystem og andre globale navigationssatellitsystemer (f.eks. GLONASS, Galileo, BeiDou) giver præcis position og tid over hele kloden og er i dag det mest udbredte redskab.

Fartøjer: skibe vs. fly

Skibe og fly deler mange grundprincipper i navigation, men de anvender forskellige teknikker afhængigt af omgivelser og hastighed:

• Skibe: Lægger vægt på tryggere navigation ved kystområder og i trange farvande (pilotage), søkort og elektroniske systemer som ECDIS, samt AIS (Automatic Identification System) til identifikation og kollisionsundgåelse.
• Fly: Kræver høj præcision og hurtig opdatering af position ved høj hastighed. Bruger instrumentflyvning (IFR), VOR, ILS til landingsnøjagtighed, inertial systemer og GNSS, ofte med redundans mellem systemer.

Elektroniske hjælpemidler og moderne systemer

• GNSS-augmentering: Systemer som WAAS og EGNOS forbedrer nøjagtigheden og tilgængeligheden af GNSS-signaler ved at levere korrektioner.
• ECDIS og elektroniske kort: Digital kortvisning integreret med position for planlægning og overvågning af ruter (særligt i skibsfart).
• AIS og trafikovervågning: Gør det muligt at se andre skibe eller flys positioner for at undgå kollisioner.
• Autonome systemer: Drivere og forsøgsfartøjer bruger avanceret sensorfusion (GNSS, radar, lidar, INS) og kunstig intelligens til navigation uden pilot eller skipper.

Fejl, begrænsninger og sikkerhed

Enhver navigationsmetode har fejlmuligheder: GNSS kan blive forstyrret af jamming eller spoofing, dødsregning akkumulerer fejl, og visuelle metoder svigter i dårlig sigtbarhed. Derfor er redundans og regelmæssig krydschecking mellem forskellige systemer vigtige for sikker navigation. Navigatører trænes også i nødløsninger som celestenavigation og radiopositionering.

Regler, træning og dokumentation

Professionelle navigatører — kaptajner, skibsofficerer og piloter — gennemgår formel uddannelse og certificering. Der findes internationale regler for sø- og lufttrafik, navigationsudstyr og vedligeholdelse. Korrekte søkort, luftkort, logbøger og opdaterede sikkerhedsprocedurer er en del af god navigationspraksis.

Afsluttende bemærkning

Navigation er en kombination af traditionel viden og moderne teknologi. Mens GNSS i dag ofte er førstevalg for positionering, forbliver ældre metoder og flere uafhængige systemer centrale for sikkerhed og pålidelighed i både skibsfart og luftfart.

Middelalderlig navigation

Efterhånden blev der opfundet eller opdaget bedre navigationsmetoder. Nogle af disse metoder er:

• Dødt opgør. Et skib kunne kaste en træstamme ud over siden. Til loggen var der fastgjort et reb med knuder bundet med regelmæssige afstande. Ved at tælle, hvor mange knuder der gik ud over siden, før de trak træstammen ind igen, vidste de, hvor hurtigt de sejlede. De skrev dette ned hver dag og regnede ud, hvor meget de rejste i løbet af dagen. Det er derfor, at et skibs hastighed måles i knob.

• Et kompas. Man opdagede, at Jorden havde to poler (nord og syd), og at disse poler havde forskellige magnetiske ladninger (positive og negative). Ved at lægge en strimmel magnetisk jern på spidsen af en nål fandt man ud af, at strimlen ville dreje rundt, indtil den passede til Jordens magnetfelt. Ud fra dette kunne man udlede en retning, og man kunne følge baner. Kompasset blev først opfundet i Kina. Senere blev det opfundet i Frankrig i det 12. århundrede.

• Præcise ure. Med et ur var det endelig muligt at kende en persons længdegrad. Længdegrad er placeringen øst eller vest. Før dette kunne man kun bruge landmærker og dødt regneværk.

• Lodsning er, når skibe holder udkig efter særlige fyrtårne eller menneskeskabte mærker, som fortæller dem, hvor de befinder sig, eller at de skal holde øje med visse forhindringer som f.eks. rev.

• Man inddelte kompasset i 360 grader. På den måde kunne de give et nøjagtigt tal for den retning, skibet skulle følge (pejling) for at nå frem til en havn. De første søkort til navigationsbrug, kaldet "søkort", viste de pejlinger, der var nødvendige for at komme fra en havn til en anden.

 
Freiberger Drum Marine Sextant.  

Søg efter bogstav