Для того чтобы грамотно водить различные виды транспорта, вроде кораблей, самолетов и даже в некоторых случаях автомобилей в современном мире используют навигационные системы. Ведь в случае исчезновения из виду знакомых ориентиров, таких как дома, улицы, береговые линии местоположение движущегося объекта определяется по сигналам GPS, радаров, маяков, а также звездам и Солнцу.
История
Древние путешественники при пересечении морей или пустынь вычисляли направление движения по расположению звезд и Солнца. Официально принято считать, что впервые звездную карту составили вавилоняне, заметив, что звезды, находящиеся рядом с осью вращения Земли на Севере практически не двигаются. Именно поэтому одну из таких ярких звезд назвали Полярной и используют для ориентира.
Ориентировочно в 11-12 веках европейцами стал применяться в качестве определителя направления магнитный компас. Постоянный магнит, свободно вращающийся, под влиянием магнитного поля нашей планеты показывает направление на Север или Юг.
С течением времени был создан гирокомпас. Специальный диск в его составе свободно вращается, из-за чего сохраняет неизменным направление оси вращения. В отличие от магнитного, гирокомпас не зависит от возмущения магнитного поля.
Широта и долгота
Астрономы веками составляли таблицы с данными звездных координат. Эти записи позволяли навигаторам определять измеряемое в градусах географическое положение относительно экватора. Наиболее простым методом определения широты является измерение угла между горизонтом и Полярной звездой. Данный угол примерно равен широте местонахождения наблюдателя. В случае отсутствия Полярной звезды в поле зрения измерялась высота другой звезды, и широта бралась из записей в таблицах. Высоту звезд над горизонтом определяли с помощью особого дискообразного прибора — астролябии.
Долгота
Довольно верным, но долгим и неудобным способом было двигаться к цели в поиске широты в северном или южном направлении. Вычисления направления по звездам, компасу и Солнцу были несложными, однако зачастую этому мешали природные явления, такие как течения, приливы и ветер. Необходимо было точно измерить долготу — местонахождение в градусах к западу или востоку от начального меридиана.
Данная проблема была решена с помощью изобретения хронометра — точных часов, которые использовались в навигации.
Современная навигация
На сегодняшний день высоту звезд и Солнца над горизонтом многие штурманы определяют с помощью секстанта — точного визирного прибора. Также, пользуясь радиосигналами точного времени определяется положение судна.
Вблизи берега современные радиостанции и маяки сообщают местоположение судам с помощью радиосигналов.
Определители координат:
- Магнитный компас с плавающим кольцевым магнитом;
- Гирокомпас;
- Секстант;
- Судовые навигационные системы;
- Навигационные буи, оснащенные автономным питанием (солнечная батарея), фонарями, отражателем радарного излучения и др;
- Карта глобального позиционирования;
- Компьютерная навигационная система для автотранспорта;
- Авиационная навигационная система и многое другое.
Также для этого в космос запущены спутники навигации, которые в состоянии определить местонахождение объекта с погрешностью до 10 метров. Военные спутники способны определять местоположение с более высокой точностью.
