De Wikipedia, la enciclopedia libre
Ir a navegaciónSaltar a buscar
Tabla de geografía, hidrografía y navegación, de la Cyclopaedia de 1728

La navegación es un campo de estudio que se centra en el proceso de seguimiento y control del movimiento de una embarcación o vehículo de un lugar a otro. [1] El campo de la navegación incluye cuatro categorías generales: navegación terrestre, navegación marina, navegación aeronáutica y navegación espacial. [2]

También es el término de la técnica que se utiliza para el conocimiento especializado que utilizan los navegantes para realizar tareas de navegación. Todas las técnicas de navegación implican ubicar la posición del navegador en comparación con ubicaciones o patrones conocidos.

La navegación, en un sentido más amplio, puede referirse a cualquier habilidad o estudio que implique la determinación de posición y dirección. [2] En este sentido, la navegación incluye orientación y navegación peatonal. [2]

Historia

En el período medieval europeo, la navegación se consideraba parte del conjunto de siete artes mecánicas , ninguna de las cuales se utilizaba para viajes largos a través del océano abierto. La navegación polinesia es probablemente la forma más antigua de navegación en mar abierto, se basó en la memoria y la observación registradas en instrumentos científicos como los mapas de olas oceánicas de las Islas Marshall . Los primeros polinesios del Pacífico usaban el movimiento de las estrellas, el clima, la posición de ciertas especies de vida silvestre o el tamaño de las olas para encontrar el camino de una isla a otra.

La navegación marítima con instrumentos científicos como el astrolabio del marinero se produjo por primera vez en el Mediterráneo durante la Edad Media. Aunque los astrolabios terrestres se inventaron en el período helenístico y existieron en la antigüedad clásica y el Siglo de Oro islámico , el registro más antiguo de un astrolabio marino es el del astrónomo mallorquín Ramon Llull que data de 1295. [3] El perfeccionamiento de este instrumento de navegación se atribuye a Navegantes portugueses durante los primeros descubrimientos portugueses en la Era de los Descubrimientos . [4] [5]La descripción más antigua conocida de cómo hacer y utilizar un astrolabio marino proviene del Arte de Navegar ( El arte de la navegación ) del cosmógrafo español Martín Cortés de Albacar , publicado en 1551, [6] basado en el principio del archipendulum utilizado en la construcción del Pirámides egipcias .

La navegación en alta mar utilizando el astrolabio y la brújula comenzó durante la Era de los Descubrimientos en el siglo XV. Los portugueses comenzaron a explorar sistemáticamente la costa atlántica de África a partir de 1418, bajo el patrocinio del príncipe Enrique . En 1488 Bartolomeu Dias llegó al Océano Índico por esta ruta. En 1492 los monarcas españoles financiaron la expedición de Cristóbal Colón para navegar hacia el oeste para llegar a las Indias cruzando el Atlántico, lo que resultó en el Descubrimiento de las Américas . En 1498, una expedición portuguesa comandada por Vasco da Gama llegóIndia navegando por África, abriendo comercio directo con Asia . Pronto, los portugueses navegaron más hacia el este, a las Islas de las Especias en 1512, y aterrizaron en China un año después.

La primera circunnavegación de la tierra se completó en 1522 con la expedición Magallanes-Elcano , un viaje de descubrimiento español dirigido por el explorador portugués Fernando de Magallanes y completado por el navegante español Juan Sebastián Elcano después de la muerte del primero en las Filipinas en 1521. La flota de siete Los barcos zarparon de Sanlúcar de Barrameda en el sur de España en 1519, cruzaron el Océano Atlántico y después de varias escalas rodearon el extremo sur de América del Sur . Algunos barcos se perdieron, pero la flota restante continuó cruzando el Pacífico haciendo una serie de descubrimientos, incluido Guam.y Filipinas. Para entonces, solo quedaban dos galeones de los siete originales. El Victoria liderado por Elcano navegó por el Océano Índico y hacia el norte por la costa de África, para finalmente llegar a España en 1522, tres años después de su partida. El Trinidad navegó hacia el este desde Filipinas, tratando de encontrar un camino marítimo de regreso a las Américas , pero no tuvo éxito. La ruta hacia el este a través del Pacífico, también conocida como tornaviaje (viaje de regreso) fue descubierta solo cuarenta años después, cuando el cosmógrafo español Andrés de Urdaneta zarpó de Filipinas, al norte hasta el paralelo 39 °, y golpeó la corriente Kuroshio hacia el este que tomó su galeón. a través del Pacífico. Llego enAcapulco el 8 de octubre de 1565.

Etimología

El término proviene de la década de 1530, del latín navigationem (nom. Navigatio ), de navigatus , pp. De navigare "navegar, navegar, navegar, dirigir un barco", de navis "barco" y la raíz de agere ". conducir". [7]

Conceptos básicos

Mapa de la tierra
Longitud (λ)
Las líneas de longitud aparecen verticales con curvatura variable en esta proyección, pero en realidad son mitades de grandes elipses, con radios idénticos en una latitud determinada.
Latitud (φ)
Las líneas de latitud aparecen horizontales con curvatura variable en esta proyección; pero en realidad son circulares con diferentes radios. Todas las ubicaciones con una latitud determinada se denominan colectivamente círculo de latitud .
Mapa del mundo con ecuador.svg
El ecuador divide el planeta en un hemisferio norte y un hemisferio sur , y tiene una latitud de 0 °.
  • v
  • t
  • mi

Latitud

Aproximadamente, la latitud de un lugar en la Tierra es su distancia angular al norte o al sur del ecuador . [8] La latitud generalmente se expresa en grados (marcados con °) que van desde 0 ° en el ecuador hasta 90 ° en los polos norte y sur. [8] La latitud del Polo Norte es 90 ° N, y la latitud del Polo Sur es 90 ° S. [8] Los navegantes calcularon la latitud en el Hemisferio Norte observando la Estrella Polar Polaris con un sextante y usando tablas de reducción de visión. para corregir la altura del ojo y la refracción atmosférica. La altura de Polaris en grados sobre el horizonte es la latitud del observador, dentro de un grado más o menos.

Longitud

Similar a la latitud, la longitud de un lugar en la Tierra es la distancia angular al este u oeste del primer meridiano o meridiano de Greenwich . [8] La longitud se expresa generalmente en grados (marcados con °) que van desde 0 ° en el meridiano de Greenwich hasta 180 ° este y oeste. Sydney , por ejemplo, tiene una longitud de unos 151 ° este . La ciudad de Nueva York tiene una longitud de 74 ° oeste . Durante la mayor parte de la historia, los marineros lucharon por determinar la longitud. La longitud se puede calcular si se conoce la hora exacta de un avistamiento. A falta de eso, uno puede usar un sextante para tomar undistancia lunar (también llamada observación lunar , o "lunar" para abreviar) que, con un almanaque náutico , se puede utilizar para calcular el tiempo en longitud cero (ver hora media de Greenwich ). [9] Los cronómetros marinos fiables no estuvieron disponibles hasta finales del siglo XVIII y no fueron asequibles hasta el siglo XIX. [10] [11] [12] Durante unos cien años, desde aproximadamente 1767 hasta aproximadamente 1850, [13] los marineros que carecían de un cronómetro utilizaron el método de las distancias lunares para determinar el tiempo de Greenwich y encontrar su longitud. Un marinero con un cronómetro podría verificar su lectura usando una determinación lunar de la hora de Greenwich. [10][14]

Loxodrome

En la navegación, una línea de rumbo (o loxódromo) es una línea que cruza todos los meridianos de longitud en el mismo ángulo, es decir, una trayectoria derivada de un rumbo inicial definido. Es decir, al tomar un rumbo inicial, se avanza a lo largo del mismo rumbo, sin cambiar la dirección medida con respecto al norte verdadero o magnético.

Métodos de navegación

La mayoría de la navegación moderna se basa principalmente en posiciones determinadas electrónicamente por receptores que recopilan información de satélites. La mayoría de las otras técnicas modernas se basan en encontrar líneas de posición o LOP que se cruzan . [15]

Una línea de posición puede referirse a dos cosas diferentes, ya sea una línea en un gráfico o una línea entre el observador y un objeto en la vida real. [16] Un rumbo es una medida de la dirección a un objeto. [16] Si el navegador mide la dirección en la vida real, el ángulo se puede dibujar en una carta náutica y el navegador estará en algún lugar de esa línea de rumbo en la carta. [dieciséis]

Además de los rumbos, los navegantes también suelen medir distancias a los objetos. [15] En el gráfico, una distancia produce un círculo o arco de posición. [15] Los círculos, arcos e hipérbolas de posiciones a menudo se denominan líneas de posición.

Si el navegante dibuja dos líneas de posición y se cruzan, debe estar en esa posición. [15] Una corrección es la intersección de dos o más LOP. [15]

Si solo hay una línea de posición disponible, esta puede evaluarse contra la posición de navegación a estima para establecer una posición estimada. [17]

Las líneas (o círculos) de posición se pueden derivar de una variedad de fuentes:

  • observación celeste (un segmento corto del círculo de igual altitud , pero generalmente representado como una línea),
  • rango terrestre (natural o creado por el hombre) cuando se observa que dos puntos cartografiados están alineados entre sí, [18]
  • rumbo de la brújula a un objeto cartografiado,
  • alcance del radar a un objeto cartografiado,
  • en ciertas costas, una profundidad que suena desde una ecosonda o una línea de plomo manual .

Hay algunos métodos que rara vez se utilizan hoy en día, como "sumergir una luz" para calcular el rango geográfico desde el observador hasta el faro.

Los métodos de navegación han cambiado a lo largo de la historia. [19] Cada nuevo método ha mejorado la capacidad del marinero para completar su viaje. [19] Uno de los juicios más importantes que debe hacer el navegante es el mejor método a utilizar. [19] En la tabla se muestran algunos tipos de navegación.

IlustraciónDescripciónSolicitud
Los métodos de navegación tradicionales incluyen:
En navegación marítima, estimada o DR, en la que se avanza una posición previa utilizando el rumbo y la velocidad del barco. La nueva posición se llama posición DR. En general, se acepta que solo el rumbo y la velocidad determinan la posición de DR. La corrección de la posición DR para el margen de maniobra , los efectos de la corriente y el error de dirección da como resultado una posición estimada o EP. Un navegador inercial desarrolla un EP extremadamente preciso. [19]Usado en todo momento.
En la navegación marina, el Pilotaje implica navegar en aguas costeras / restringidas con determinación frecuente de la posición relativa a las características geográficas e hidrográficas. [19]Cuando está a la vista de la tierra.
La navegación terrestre es la disciplina de seguir una ruta a través del terreno a pie o en vehículo, utilizando mapas con referencia al terreno, una brújula y otras herramientas básicas de navegación y / o utilizando puntos de referencia y señales. Wayfinding es la forma más básica.Usado en todo momento.
La navegación celeste implica reducir las medidas celestes a líneas de posición utilizando tablas, trigonometría esférica y almanaques . Se utiliza principalmente en el mar, pero también se puede utilizar en tierra.Se utiliza principalmente como respaldo para satélites y otros sistemas electrónicos en mar abierto. [19]
La navegación electrónica cubre cualquier método de determinación de la posición por medios electrónicos, incluidos:
La navegación por radio utiliza ondas de radio para determinar la posición mediante sistemas de radiogoniometría o sistemas hiperbólicos, como Decca , Omega y LORAN-C .La disponibilidad ha disminuido debido al desarrollo de GNSS precisos.
La navegación por radar utiliza el radar para determinar la distancia o el rumbo de los objetos cuya posición se conoce. Este proceso es independiente del uso del radar como sistema para evitar colisiones. [19]Principalmente cuando se encuentra dentro del alcance del radar de la tierra.
La navegación por satélite utiliza un sistema global de navegación por satélite (GNSS) para determinar la posición. [19]Utilizado en todas las situaciones.

La práctica de la navegación suele implicar una combinación de estos diferentes métodos. [19]

Comprobaciones de navegación mental

Mediante comprobaciones mentales de navegación, un piloto o un navegador calcula las pistas, las distancias y las altitudes que luego ayudarán al piloto a evitar errores graves de navegación.

Pilotando

Navegación manual a través del espacio aéreo holandés

El pilotaje (también llamado pilotaje) implica navegar una aeronave por referencia visual a puntos de referencia, [20] o un barco de agua en aguas restringidas y fijar su posición con la mayor precisión posible a intervalos frecuentes. [21] Más que en otras fases de la navegación, la preparación adecuada y la atención a los detalles son importantes. [21] Los procedimientos varían de un buque a otro y entre buques militares, comerciales y privados. [21]

Un equipo de navegación militar casi siempre estará compuesto por varias personas. [21] Un navegante militar podría tener tomadores de rumbo estacionados en los repetidores de giro en las alas del puente para tomar rumbos simultáneos, mientras que el navegante civil a menudo debe tomarlos y trazarlos él mismo. [21] Mientras que el navegante militar tendrá un libro de rumbos y alguien para registrar las entradas para cada punto fijo, el navegante civil simplemente piloteará los rumbos en la carta a medida que se toman y no los registrará en absoluto. [21]

Si el barco está equipado con un ECDIS , es razonable que el navegante simplemente controle el progreso del barco a lo largo de la ruta elegida, asegurándose visualmente de que el barco avanza como se desea, verificando la brújula, la sonda y otros indicadores solo ocasionalmente. [21] Si un piloto está a bordo, como suele ser el caso en las aguas más restringidas, generalmente se puede confiar en su juicio, lo que alivia aún más la carga de trabajo. [21] Pero si falla el ECDIS, el navegante tendrá que confiar en su habilidad en los procedimientos manuales y probados por el tiempo. [21]

Navegación celestial

Una solución celeste estará en la intersección de dos o más círculos.

Los sistemas de navegación celeste se basan en la observación de las posiciones del Sol , la Luna , los planetas y las estrellas de navegación . Estos sistemas se utilizan tanto para la navegación terrestre como para la navegación interestelar. Al saber en qué punto de la Tierra en rotación se encuentra un objeto celeste y medir su altura sobre el horizonte del observador, el navegante puede determinar su distancia desde ese subpunto. Un almanaque náutico y un cronómetro marino se utilizan para calcular el subpunto en la tierra, un cuerpo celeste ha terminado y un sextantese utiliza para medir la altura angular del cuerpo sobre el horizonte. Esa altura se puede usar para calcular la distancia desde el subpunto para crear una línea circular de posición. Un navegante dispara una serie de estrellas en sucesión para dar una serie de líneas de posición superpuestas. Donde se cruzan es la solución celestial. También se pueden utilizar la luna y el sol. El sol también se puede usar por sí mismo para disparar una sucesión de líneas de posición (se hace mejor alrededor del mediodía local) para determinar una posición. [22]

Cronómetro marino

Para medir con precisión la longitud, se debe registrar la hora exacta de un avistamiento sextante (hasta el segundo, si es posible). Cada segundo de error equivale a 15 segundos de error de longitud, que en el ecuador es un error de posición de 0,25 de milla náutica, aproximadamente el límite de precisión de la navegación celeste manual.

El cronómetro marino accionado por resorte es un reloj de precisión que se utiliza a bordo del barco para proporcionar una hora exacta para las observaciones celestes. [22] Un cronómetro se diferencia de un reloj accionado por resorte principalmente en que contiene un dispositivo de palanca variable para mantener una presión uniforme sobre el resorte real y un equilibrio especial diseñado para compensar las variaciones de temperatura. [22]

Un cronómetro accionado por resorte se ajusta aproximadamente a la hora media de Greenwich (GMT) y no se reinicia hasta que el instrumento se revisa y limpia, generalmente a intervalos de tres años. [22] La diferencia entre GMT y la hora del cronómetro se determina cuidadosamente y se aplica como una corrección a todas las lecturas del cronómetro. [22] Los cronómetros accionados por resorte se deben dar cuerda aproximadamente a la misma hora todos los días. [22]

Los cronómetros marinos de cristal de cuarzo han reemplazado a los cronómetros accionados por resorte a bordo de muchos barcos debido a su mayor precisión. [22] Se mantienen en GMT directamente a partir de señales horarias de radio. [22] Esto elimina los errores del cronómetro y las correcciones de errores del reloj. [22] Si el segundero presenta un error en una cantidad legible, se puede restablecer eléctricamente. [22]

El elemento básico para la generación de tiempo es un oscilador de cristal de cuarzo. [22] El cristal de cuarzo tiene compensación de temperatura y está sellado herméticamente en un sobre al vacío. [22] Se proporciona una capacidad de ajuste calibrado para ajustar el envejecimiento del cristal. [22]

El cronómetro está diseñado para funcionar durante un mínimo de 1 año con un solo juego de baterías. [22] Las observaciones pueden cronometrarse y los relojes del barco se pueden configurar con un reloj de comparación, que se establece en la hora del cronómetro y se lleva al ala del puente para registrar los tiempos de observación. [22] En la práctica, un reloj de pulsera coordinado al segundo más cercano con el cronómetro será adecuado. [22]

También se puede utilizar un cronómetro, ya sea de cuerda por resorte o digital, para las observaciones celestes. [22] En este caso, el reloj se inicia a una hora GMT conocida por el cronómetro, y el tiempo transcurrido de cada vista se suma a esto para obtener la hora GMT de la vista. [22]

Todos los cronómetros y relojes deben comprobarse periódicamente con una señal horaria de radio. [22] Los tiempos y frecuencias de las señales horarias de radio se enumeran en publicaciones como Radio Navigational Aids . [22]

El sextante marino

El sextante marino se utiliza para medir la elevación de los cuerpos celestes sobre el horizonte.

El segundo componente crítico de la navegación celeste es medir el ángulo formado en el ojo del observador entre el cuerpo celeste y el horizonte sensible. El sextante, un instrumento óptico, se utiliza para realizar esta función. El sextante consta de dos conjuntos primarios. El marco es una estructura triangular rígida con un pivote en la parte superior y un segmento graduado de un círculo, denominado "arco", en la parte inferior. El segundo componente es el brazo índice, que está unido al pivote en la parte superior del marco. En la parte inferior hay un nonio sin fin que se sujeta a los dientes en la parte inferior del "arco". El sistema óptico consta de dos espejos y, generalmente, un telescopio de baja potencia. Un espejo, denominado "espejo índice", está fijado a la parte superior del brazo índice, sobre el pivote. A medida que se mueve el brazo índice,este espejo gira y la escala graduada en el arco indica el ángulo medido ("altitud").

El segundo espejo, denominado "cristal del horizonte", se fija al frente del marco. La mitad del vidrio del horizonte está plateada y la otra mitad es transparente. La luz del cuerpo celeste incide en el espejo índice y se refleja en la parte plateada del cristal del horizonte y luego vuelve al ojo del observador a través del telescopio. El observador manipula el brazo índice para que la imagen reflejada del cuerpo en el vidrio del horizonte simplemente descanse en el horizonte visual, visto a través del lado transparente del vidrio del horizonte.

El ajuste del sextante consiste en comprobar y alinear todos los elementos ópticos para eliminar la "corrección de índice". Se debe verificar la corrección del índice, usando el horizonte o más preferiblemente una estrella, cada vez que se use el sextante. La práctica de tomar observaciones celestes desde la cubierta de un barco en movimiento, a menudo a través de una capa de nubes y con un horizonte brumoso, es, con mucho, la parte más desafiante de la navegación celeste. [ cita requerida ]

Navegación inercial

El sistema de navegación inercial (INS) es un tipo de sistema de navegación a estima que calcula su posición basándose en sensores de movimiento. Antes de navegar realmente, se establecen la latitud y longitud iniciales y la orientación física del INS con respecto a la tierra (por ejemplo, norte y nivel). Después de la alineación, un INS recibe impulsos de detectores de movimiento que miden (a) la aceleración a lo largo de tres ejes (acelerómetros) y (b) la velocidad de rotación alrededor de tres ejes ortogonales (giroscopios). Estos permiten que un INS calcule de manera continua y precisa su latitud y longitud actuales (y, a menudo, la velocidad).

Las ventajas sobre otros sistemas de navegación son que, una vez alineado, un INS no requiere información externa. Un INS no se ve afectado por condiciones climáticas adversas y no puede detectarse ni atascarse. Su desventaja es que, dado que la posición actual se calcula únicamente a partir de las posiciones anteriores y los sensores de movimiento, sus errores son acumulativos y aumentan a un ritmo aproximadamente proporcional al tiempo transcurrido desde que se introdujo la posición inicial. Por lo tanto, los sistemas de navegación inerciales deben corregirse con frecuencia con un "arreglo" de ubicación de algún otro tipo de sistema de navegación.

Se considera que el primer sistema inercial fue el sistema de guía V-2 desplegado por los alemanes en 1942. Sin embargo, los sensores inerciales se remontan a principios del siglo XIX. [23] Las ventajas de los INS llevaron a su uso en aviones, misiles, barcos de superficie y submarinos. Por ejemplo, la Marina de los EE. UU. Desarrolló el Sistema de navegación inercial de barcos (SINS) durante el programa de misiles Polaris para garantizar un sistema de navegación confiable y preciso para iniciar sus sistemas de guía de misiles. Los sistemas de navegación inercial se utilizaron ampliamente hasta que los sistemas de navegación por satélite (GPS) estuvieron disponibles. Los INS todavía son de uso común en submarinos (ya que la recepción GPS u otras fuentes fijas no son posibles mientras están sumergidos) y misiles de largo alcance.

Navegación electrónica

Precisión de Navigation Systems.svg

Navegación por radio

Un radiogoniómetro o RDF es un dispositivo para encontrar la dirección a una fuente de radio . Debido a la capacidad de la radio para viajar distancias muy largas "sobre el horizonte", es un sistema de navegación particularmente bueno para barcos y aeronaves que podrían estar volando a una distancia de la tierra.

Los RDF funcionan girando una antena direccional y escuchando la dirección en la que la señal de una estación conocida llega con más fuerza. Este tipo de sistema se utilizó ampliamente en las décadas de 1930 y 1940. Las antenas RDF son fáciles de detectar en los aviones alemanes de la Segunda Guerra Mundial , como bucles debajo de la sección trasera del fuselaje, mientras que la mayoría de los aviones estadounidenses encerraron la antena en un pequeño carenado en forma de lágrima.

En aplicaciones de navegación, las señales RDF se proporcionan en forma de radiobalizas , la versión de radio de un faro . La señal es típicamente una simple transmisión AM de una serie de letras en código morse , que el RDF puede sintonizar para ver si la baliza está "en el aire". La mayoría de los detectores modernos también pueden sintonizar cualquier estación de radio comercial, lo cual es particularmente útil debido a su alta potencia y ubicación cerca de las principales ciudades.

Decca , OMEGA y LORAN-C son tres sistemas de navegación hiperbólica similares. Decca era un sistema de navegación por radio hiperbólico de baja frecuencia (también conocido como multilateración ) que se implementó por primera vez durante la Segunda Guerra Mundial cuando las fuerzas aliadas necesitaban un sistema que pudiera usarse para lograr aterrizajes precisos. Como fue el caso del Loran C , su uso principal fue para la navegación de barcos en aguas costeras. Los barcos pesqueros fueron los principales usuarios de la posguerra, pero también se utilizó en aviones, incluida una aplicación muy temprana (1949) de pantallas de mapas en movimiento. El sistema se implementó en el Mar del Norte y fue utilizado por helicópteros que operaban en plataformas petroleras..

El sistema de navegación OMEGA fue el primer sistema de navegación por radio verdaderamente global para aeronaves, operado por los Estados Unidos en cooperación con seis países socios. OMEGA fue desarrollado por la Marina de los Estados Unidos para usuarios de aviación militar. Fue aprobado para su desarrollo en 1968 y prometía una verdadera capacidad de cobertura oceánica mundial con solo ocho transmisores y la capacidad de lograr una precisión de cuatro millas (6 km) al fijar una posición. Inicialmente, el sistema se iba a utilizar para navegar con bombarderos nucleares a través del Polo Norte hasta Rusia. Más tarde, se encontró útil para submarinos. [1] Debido al éxito del Sistema de posicionamiento globalel uso de Omega disminuyó durante la década de 1990, hasta un punto en el que el costo de funcionamiento de Omega ya no podía justificarse. Omega se terminó el 30 de septiembre de 1997 y todas las estaciones dejaron de funcionar.

LORAN es un sistema de navegación terrestre que utiliza transmisores de radio de baja frecuencia que utilizan el intervalo de tiempo entre las señales de radio recibidas de tres o más estaciones para determinar la posición de un barco o avión. La versión actual de LORAN de uso común es LORAN-C, que opera en la porción de baja frecuencia del espectro EM de 90 a 110 kHz . Muchas naciones son usuarios del sistema, incluidos Estados Unidos , Japón y varios países europeos. Rusia usa un sistema casi exacto en el mismo rango de frecuencia, llamado CHAYKA . El uso de LORAN está en fuerte declive, con GPSsiendo el reemplazo principal. Sin embargo, hay intentos de mejorar y volver a popularizar LORAN. Las señales de LORAN son menos susceptibles a las interferencias y pueden penetrar mejor en el follaje y los edificios que las señales de GPS.

Navegación por radar

Los rangos de radar y los rumbos se pueden utilizar para determinar una posición.

Cuando una embarcación se encuentra dentro del alcance del radar de tierra o ayudas especiales de radar para la navegación, el navegante puede tomar distancias y rumbos angulares a los objetos cartografiados y utilizarlos para establecer arcos de posición y líneas de posición en una carta. [24] Un punto fijo que consta únicamente de información de radar se denomina fijo de radar. [25]

Los tipos de fijos de radar incluyen "alcance y rumbo a un solo objeto", [26] "dos o más rumbos", [26] "rumbos tangentes", [26] y "dos o más rangos". [26]

La indexación paralela es una técnica definida por William Burger en el libro de 1957 The Radar Observer's Handbook . [27] Esta técnica implica la creación de una línea en la pantalla que es paralela al rumbo del barco, pero desplazada hacia la izquierda o hacia la derecha en cierta distancia. [27] Esta línea paralela permite al navegante mantener una distancia determinada lejos de los peligros. [27]

Se han desarrollado algunas técnicas para situaciones especiales. Uno, conocido como el "método de contorno", implica marcar una plantilla de plástico transparente en la pantalla del radar y moverla a la carta para fijar una posición. [28]

Otra técnica especial, conocida como Técnica de Trazado de Radar Continuo de Franklin, consiste en trazar la ruta que debe seguir un objeto de radar en la pantalla del radar si el barco permanece en su rumbo planificado. [29] Durante el tránsito, el navegante puede comprobar que el barco está en curso comprobando que el pip se encuentra en la línea trazada. [29]

Navegación por satélite

Sistema de navegación por satélite global o GNSS es el término para los sistemas de navegación por satélite que proporcionan posicionamiento con cobertura global. Un GNSS permite a pequeños receptores electrónicos determinar su ubicación ( longitud , latitud y altitud ) en unos pocos metros utilizando señales de tiempo transmitidas a lo largo de una línea de visión por radio desde satélites . Los receptores en el suelo con una posición fija también se pueden utilizar para calcular el tiempo preciso como referencia para experimentos científicos.

En octubre de 2011, solo el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) NAVSTAR de los Estados Unidos y el GLONASS ruso son GNSS totalmente operativos a nivel mundial. La Unión Europea 's sistema de posicionamiento Galileo es una próxima generación de GNSS en la fase de despliegue final, y comenzó a funcionar en 2016. China, ha indicado que puede expandir su regional de sistema de navegación Beidou en un sistema global.

Más de dos docenas de satélites GPS se encuentran en órbita terrestre media , transmitiendo señales que permiten a los receptores GPS determinar la ubicación , velocidad y dirección del receptor .

Desde que se lanzó el primer satélite experimental en 1978, el GPS se ha convertido en una ayuda indispensable para la navegación en todo el mundo y en una herramienta importante para la elaboración de mapas y la topografía . El GPS también proporciona una referencia de tiempo precisa que se utiliza en muchas aplicaciones, incluido el estudio científico de terremotos y la sincronización de redes de telecomunicaciones.

Desarrollado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos , el GPS se denomina oficialmente NAVSTAR GPS (Sistema de posicionamiento global de rango y cronometraje por satélite de navegación). La constelación de satélites es administrada por el 50 ° Ala Espacial de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos . El costo de mantenimiento del sistema es de aproximadamente 750 millones de dólares EE.UU. al año [30], incluida la sustitución de satélites antiguos y la investigación y el desarrollo. A pesar de este hecho, el GPS es gratuito para uso civil como bien público .

Los teléfonos inteligentes modernos actúan como navegadores GPS personales para los civiles que los poseen. El uso excesivo de estos dispositivos, ya sea en el vehículo oa pie, puede conducir a una incapacidad relativa para aprender sobre los entornos navegados, lo que resulta en capacidades de navegación subóptimas cuando estos dispositivos dejan de estar disponibles. [31] [32] [33] Normalmente, también se proporciona una brújula para determinar la dirección cuando no se mueve.

Navegación acústica

Procesos de navegación

Barcos y embarcaciones similares

Un día de trabajo en navegación

El trabajo del día en la navegación es un conjunto mínimo de tareas consistentes con una navegación prudente. La definición variará en los buques militares y civiles, y de un buque a otro, pero el método tradicional adopta una forma similar a la siguiente: [34]

  1. Mantener una trama continua de navegación a estima.
  2. Tome dos o más observaciones de estrellas en el crepúsculo de la mañana para obtener un punto celeste (es prudente observar 6 estrellas).
  3. Observación del sol de la mañana. Puede tomarse en o cerca de la vertical principal para la longitud, o en cualquier momento para una línea de posición.
  4. Determine el error de la brújula mediante la observación del azimut del sol.
  5. Cálculo del intervalo hasta el mediodía, hora de visualización del mediodía aparente local y constantes para visiones de meridianos o ex meridianos.
  6. Observación del sol desde el meridiano del mediodía o ex-meridiano para la línea de latitud del mediodía. Corriendo fijo o cruzado con la línea de Venus para el mediodía fijo.
  7. Determinación del mediodía el día corrido y el día establecido y la deriva.
  8. Al menos una línea de sol de la tarde, en caso de que las estrellas no sean visibles en el crepúsculo.
  9. Determine el error de la brújula mediante la observación del azimut del sol.
  10. Tome dos o más observaciones de estrellas en el crepúsculo de la tarde para una posición celeste (es prudente observar 6 estrellas).

La navegación en los barcos suele realizarse siempre en el puente . También puede tener lugar en un espacio adyacente, donde se encuentran disponibles tablas de cartas y publicaciones.

Planificación del paso

Una planificación deficiente del pasaje y una desviación del plan pueden provocar encallamientos, daños en el barco y pérdida de la carga.

La planificación de la travesía o la planificación del viaje es un procedimiento para desarrollar una descripción completa del viaje del barco de principio a fin. El plan incluye dejar el muelle y el área del puerto, la parte en ruta de un viaje, acercarse al destino y amarrar . Según el derecho internacional, el capitán de un barco es legalmente responsable de la planificación de la travesía, [35] sin embargo, en los barcos más grandes, la tarea se delegará en el navegante del barco . [36]

Los estudios muestran que el error humano es un factor en el 80 por ciento de los accidentes de navegación y que en muchos casos el ser humano que cometió el error tuvo acceso a información que podría haber evitado el accidente. [36] La práctica de la planificación de viajes ha evolucionado de trazar líneas en cartas náuticas a un proceso de gestión de riesgos . [36]

La planificación de la travesía consta de cuatro etapas: evaluación, planificación, ejecución y seguimiento, [36] que se especifican en la Resolución A.893 (21) de la Organización Marítima Internacional , Directrices para la planificación de la travesía, [37] y estas directrices se reflejan en la leyes de los países signatarios de la OMI (por ejemplo, el Título 33 del Código de Regulaciones Federales de EE . UU . ) y una serie de libros o publicaciones profesionales. Hay unos cincuenta elementos de un plan de paso completo, según el tamaño y el tipo de embarcación.

La etapa de evaluación se ocupa de la recopilación de información relevante para el viaje propuesto, así como de determinar los riesgos y evaluar las características clave del viaje. Esto implicará considerar el tipo de navegación requerida, por ejemplo , navegación en hielo , la región por la que pasará el barco y la información hidrográfica de la ruta. En la siguiente etapa, se crea el plan escrito. La tercera etapa es la ejecución del plan de viaje finalizado, teniendo en cuenta las circunstancias especiales que puedan surgir, como cambios en el clima, que pueden requerir la revisión o modificación del plan. La etapa final de la planificación de la travesía consiste en monitorear el avance de la embarcación en relación con el plan y responder a las desviaciones y circunstancias imprevistas.

Sistemas de puentes integrados

Sistema de puente integrado, integrado en un barco de servicio en alta mar

Los conceptos de puentes integrados electrónicos están impulsando la planificación futura del sistema de navegación. [19] Los sistemas integrados toman entradas de varios sensores de barcos, muestran electrónicamente información de posicionamiento y proporcionan las señales de control necesarias para mantener un barco en un rumbo preestablecido. [19] El navegador se convierte en un administrador del sistema, seleccionando los ajustes preestablecidos del sistema, interpretando la salida del sistema y monitoreando la respuesta de la embarcación. [19]

Navegación terrestre

La navegación para automóviles y otros viajes terrestres generalmente utiliza mapas , puntos de referencia y, en los últimos tiempos , navegación por computadora (" satnav ", abreviatura de navegación por satélite), así como cualquier medio disponible en el agua.

La navegación computarizada comúnmente se basa en GPS para obtener información de ubicación actual, una base de datos de mapas de navegación de carreteras y rutas navegables, y utiliza algoritmos relacionados con el problema de la ruta más corta para identificar rutas óptimas.

Navegación submarina

Estándares, formación y organizaciones

Los estándares profesionales para la navegación dependen del tipo de navegación y varían según el país. Para la navegación marítima, los oficiales de cubierta de la Marina Mercante están capacitados y certificados internacionalmente de acuerdo con la Convención STCW . [38] Los navegantes de ocio y aficionados pueden recibir lecciones de navegación en las escuelas de formación locales / regionales. Los oficiales navales reciben entrenamiento en navegación como parte de su entrenamiento naval.

En la navegación terrestre, a menudo se imparten cursos y formación a los jóvenes como parte de la educación general o extracurricular. La navegación terrestre también es una parte esencial del entrenamiento del ejército. Además, organizaciones como el Scout y programa DoE enseñar a sus alumnos de navegación. Las organizaciones de orientación son un tipo de deportes que requieren habilidades de navegación utilizando un mapa y una brújula para navegar de un punto a otro en terrenos diversos y generalmente desconocidos mientras se mueven a gran velocidad. [39]

En la aviación, los pilotos reciben capacitación en navegación aérea como parte del aprendizaje de volar.

Las organizaciones profesionales también ayudan a fomentar mejoras en la navegación o unir a los navegantes en entornos aprendidos. El Real Instituto de Navegación (RIN) es una sociedad científica con estatus benéfico, cuyo objetivo es promover el desarrollo de la navegación en tierra y mar, en el aire y en el espacio. Fue fundado en 1947 como un foro de marineros, pilotos, ingenieros y académicos para comparar sus experiencias e intercambiar información. [40] En los EE. UU., El Instituto de Navegación (ION) es una organización profesional sin fines de lucro que promueve el arte y la ciencia del posicionamiento, la navegación y la sincronización. [41]

Publicaciones

Existen numerosas publicaciones náuticas sobre navegación, que son publicadas por fuentes profesionales en todo el mundo. En el Reino Unido, la Oficina Hidrográfica del Reino Unido , el Grupo de Publicaciones Witherby y el Instituto Náutico proporcionan numerosas publicaciones de navegación, incluido el completo Manual de navegación del Almirantazgo. [42] [43]

En los EE. UU., American Practical Navigator de Bowditch es una enciclopedia de navegación disponible y gratuita emitida por el gobierno de EE. UU. [44]

Ver también

  • Navegación del robot
  • TVMDC

Notas

  1. ^ Bowditch, 2003: 799.
  2. ↑ a b c Rell Pros-Wellenhof, Bernhard (2007). Navegación: Principios de posicionamiento y guías . Saltador. págs. 5-6. ISBN 978-3-211-00828-7.
  3. ↑ The Ty Pros Companion to Ships and the Sea , Peter Kemp ed., 1976 ISBN 0-586-08308-1 
  4. ^ Comandante Estácio dos Reis (2002). Astrolábios Náuticos . INAPA. ISBN 978-972-797-037-7.
  5. ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 22 de noviembre de 2012 . Consultado el 2 de abril de 2013 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
  6. ^ Swanick, Lois Ann. Un análisis de los instrumentos de navegación en la era de la exploración: del siglo XV a mediados del siglo XVII , tesis de maestría, Texas A&M University, diciembre de 2005
  7. ^ Diccionario de etimología en línea
  8. ↑ a b c d Bowditch, 2003: 4.
  9. ^ Norie, JW (1828). Epítome nuevo y completo de navegación práctica . Londres. pag. 222. Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2007 . Consultado el 2 de agosto de 2007 .
  10. ↑ a b Norie, JW (1828). Epítome nuevo y completo de navegación práctica . Londres. pag. 221. Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2007 . Consultado el 2 de agosto de 2007 .
  11. ↑ Taylor, Janet (1851). Un epítome de la navegación y la astronomía náutica (Novena ed.). Taylor. pag. 295f . Consultado el 2 de agosto de 2007 . Almanaque náutico 1849-1851.
  12. ^ Britten, Frederick James (1894). Antiguos relojeros y su trabajo . Nueva York: Spon & Chamberlain. pag. 230 . Consultado el 8 de agosto de 2007 . Los cronómetros no se suministraron regularmente a la Royal Navy hasta aproximadamente 1825.
  13. ^ Lecky, Squire, Arrugas en la navegación práctica
  14. ^ Roberts, Edmund (1837). "Capítulo XXIV - salida de Mozambique" . Embajada ante los tribunales orientales de Cochin-China, Siam y Muscat: en el balandro de guerra estadounidense Peacock ... durante los años 1832–3–4 (edición digital). Harper y hermanos. pag. 373 . Consultado el 25 de abril de 2012 . ... lo que he dicho, servirá para mostrar la absoluta necesidad de tener primeros cronómetros, o las observaciones lunares cuidadosamente atendidas; y nunca se omite para ser tomado cuando sea posible.
  15. ↑ a b c d e Maloney, 2003: 615.
  16. ↑ a b c Maloney, 2003: 614
  17. ^ Maloney, 2003: 618.
  18. ^ Maloney, 2003: 622.
  19. ^ a b c d e f g h i j k l Bowditch, 2002: 1.
  20. ^ Regulaciones Federales de Aviación Parte 1 §1.1
  21. ↑ a b c d e f g h i Bowditch, 2002: 105.
  22. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t Bowditch, 2002: 269.
  23. ^ "Una perspectiva histórica sobre los sistemas de navegación inercial", Daniel Tazartes, 2014 Simposio internacional sobre sensores y sistemas inerciales (ISISS) , Laguna Beach, CA, EE. UU.
  24. ^ Maloney, 2003: 744.
  25. ^ Bowditch, 2002: 816.
  26. ^ a b c d Agencia Nacional de Imágenes y Cartografía, 2001: 163.
  27. ^ a b c Agencia Nacional de Imágenes y Cartografía, 2001: 169.
  28. ^ Agencia Nacional de Imágenes y Cartografía, 2001: 164.
  29. ^ a b Agencia Nacional de Imágenes y Cartografía, 2001: 182.
  30. ^ Resumen de GPS de la Oficina del Programa Conjunto NAVSTAR. Archivado el 28 de septiembre de 2006 en Wayback Machine . Consultado el 15 de diciembre de 2006.
  31. ^ Gardony, Aaron L (abril de 2013). "Cómo las ayudas a la navegación afectan la memoria espacial: evidencia de atención dividida". Cognición espacial y computación . 13 (4): 319–350. doi : 10.1080 / 13875868.2013.792821 . S2CID 7905481 . 
  32. ^ Gardony, Aaron L. (junio de 2015). "Ayudas a la navegación y deterioro de la memoria espacial: el papel de la atención dividida". Cognición espacial y computación . 15 (4): 246–284. doi : 10.1080 / 13875868.2015.1059432 . S2CID 42070277 . 
  33. ^ Invierno, Stephen (2007). Teoría de la información espacial . Heidelberg, Alemania: Springer Berlin. págs. 238-254. ISBN 978-3-540-74788-8.
  34. ^ Turpin y McEwen, 1980: 6–18.
  35. ^ "Regulación 34 - Navegación segura" . RESOLUCIÓN DE LA OMI A.893 (21) adoptada el 25 de noviembre de 1999 . Consultado el 26 de marzo de 2007 .
  36. ^ a b c d "ANEXO 24 - Notas de orientación de la MCA para la planificación del viaje" . RESOLUCIÓN DE LA OMI A.893 (21) adoptada el 25 de noviembre de 1999 . Consultado el 26 de marzo de 2007 .
  37. ^ "ANEXO 25 - Notas de orientación de MCA para la planificación del viaje" . RESOLUCIÓN DE LA OMI A.893 (21) adoptada el 25 de noviembre de 1999 . Consultado el 28 de enero de 2011 .
  38. ^ Convenio sobre normas de formación y certificación de guardia (STCW) . Organización Marítima Internacional . 2010.
  39. ^ "Acerca de la orientación" . Federación Canadiense de Orientación. Archivado desde el original el 2 de octubre de 2008 . Consultado el 11 de agosto de 2008 .
  40. ^ "El Real Instituto de Navegación - Fines y objetos". Revista de navegación . 69 (66): b1 – b2. 2016.
  41. ^ "El Instituto de Navegación" . Consultado el 6 de febrero de 2020 .
  42. ^ "El Manual de navegación del Almirantazgo" . El Instituto Náutico . Consultado el 6 de febrero de 2020 .
  43. ^ "Publicaciones de navegación" . Witherby Publishing Group . Consultado el 6 de febrero de 2020 .
  44. ^ "El navegador práctico americano" . Consultado el 6 de febrero de 2020 .

Referencias

  • Nathaniel Bowditch, The American Practical Navigator, (2002) por el gobierno de los Estados Unidos
  • Cutler, Thomas J. (diciembre de 2003). Navegación náutica de Dutton (15ª ed.). Annapolis, MD: Naval Institute Press. ISBN 978-1-55750-248-3.
  • Departamento de la Fuerza Aérea (marzo de 2001). Navegación aérea (PDF) . Departamento de la Fuerza Aérea. Archivado desde el original (PDF) el 25 de marzo de 2007 . Consultado el 17 de abril de 2007 .
  • Ministerio de Defensa de Gran Bretaña (Marina) (1995). Manual de Marina del Almirantazgo . La oficina de papelería . ISBN 978-0-11-772696-3.
  • Bernhard Hofmann-Wellenhof; K. Legat; M. Wieser (2003). Navegación: principios de posicionamiento y orientación . Saltador. ISBN 978-3-211-00828-7. Consultado el 7 de febrero de 2012 .
  • Maloney, Elbert S. (diciembre de 2003). Chapman Piloting and Seamanship (64ª ed.). Nueva York: Hearst Communications Inc. ISBN 978-1-58816-089-8.
  • Agencia Nacional de Imágenes y Cartografía (2001). Publicación 1310: Manual del tablero de maniobras y navegación por radar (7ª ed.). Bethesda, MD: Oficina de Imprenta del Gobierno de EE. UU. Archivado desde el original (PDF) el 2007-03-07.
  • Turpin, Edward A .; McEwen, William A. (1980). Manual de oficiales de la marina mercante (4ª ed.). Centerville, MD: Cornell Maritime Press. ISBN 978-0-87033-056-8.
  • Martin, William Robert (1911). "Navegación"  . En Chisholm, Hugh (ed.). Encyclopædia Britannica . 19 (11ª ed.). Prensa de la Universidad de Cambridge. págs. 284-298.
  • Bunbury, Edward Herbert ; Beazley, Charles Raymond (1911). "Pytheas"  . En Chisholm, Hugh (ed.). Encyclopædia Britannica . 22 (11ª ed.). Prensa de la Universidad de Cambridge. págs. 703–704.
  • Raol, Jitendra; Gopal, Ajith (2013), Mobile Intelligent Autonomous Systems , Boca Raton, FL: CRC Press Taylor y Francis Group, ISBN 978-1-4398-6300-8

Enlaces externos

  • Conferencias sobre navegación a cargo de Ernest Gallaudet Draper
  • Cómo navegar con menos de una brújula o GPS