Navigace

Sextant, přístroj používaný k navigaci

Moderní sextant, schéma

Navigace je postup a činnost, jimiž lze kdekoliv na zeměkouli stanovit svou polohu a nalézt cestu ke stanovenému cíli, která je podle zvolených kritérií nejvhodnější (například nejrychlejší, nejkratší atd.).

Etymologie

Termín je odvozen z latinského navigare (plavit se na lodi), jehož význam se metonymicky přenesl na zjišťování polohy a směru a na volbu trasy a metaforicky rozšířil na další druhy dopravy a další činnosti.

Historie navigování

Andaluský astroláb, 11. století

Dějiny navigace souvisí s migrací lidí a objevováním nových zemí pomocí mořeplavby. Některé národy se zabývaly objevováním v takové míře, že tím vstoupily do dějin. Patří mezi ně Féničané, staří Řekové, Arabové, Peršané, Vikingové, Malajci, Polynésané, Mikronésané.

Navigaci na pevnině nebo v její blízkosti je možná pomocí orientačních bodů, které byly i uměle vytvářeny, například majáky. Tato možnost není na volném moři, proto je rozvoj navigace (původní význam lodivodství) spojena právě s mořeplavbou.

Základním způsobem navigace na moři byla astronavigace, tedy orientace na základě pozorování nebeských těles jako je Slunce, Měsíc a hvězdy. K přesnějšímu určení jejich polohy se už od starověku používal astroláb, přístroj na principu měření úhlů. Vylepšeným přístrojem pro zaměřování těles byl od 18. století používaný sextant. Využití sextantu, přesného data a času a tabulek s vypočtenými polohami nebeských těles byly základní pomůcky pro určení zeměpisné polohy až do 20. století.

Námořní kompas, 17. století

Vedle astronavigace byla další základní navigační pomůcka kompas. Jeho použití je doloženo v Číně nejpozději ve 4. století, ve Středomoří se poprvé objevuje ve 12. století. Kompas umožňuje sledování kurzu (zvoleného směru plavby) a přibližné určení světových stran dle magnetických siločar Země a jejich přesné určení se znalostí magnetické deklinace pro danou zeměpisnou polohu. Na odlišném principu funguje od počátku 20. století používaný gyrokompas, který k určení severu používá setrvačník a působení zemské gravitace a rotace.

Navigace pomocí sextantu a kompasu bylo doplněno či nahrazeno díky technickému vývoji novými systémy ve 20. století. Zejména v letecké dopravě se začalo používat navigování pomocí rádia a radaru. V důsledku rozvoje kosmonautiky a umělých družic se v druhé polovině století začalo používat navigace z oběžné dráhy Země. Globální družicové polohové systémy původně určené pro vojenské účely umožňují pomocí přijímače signálů z družic určení polohy přijímače. Od počátku 21. století, kdy byl v roce 2000 uvolněn americký systém GPS, je možné široké využití těchto systémů v civilním sektoru.

Sextant

Sextant je přenosný přístroj pro měření úhlové vzdálenosti dvou těles nebo úhlu výšky nebeských těles nad horizontem. Od 18. do první poloviny 20. století byl nejpoužívanějším přístrojem pro určení zeměpisné polohy při navigaci. Využívá otočného zrcadla a překrytí odrazu pozorovaného tělesa (např. hvězdy) s obrazem horizontu v druhém, polopropustném zrcadle.

Při použití se sextant nastaví do polohy, aby byl přímým průhledem skrz polopropustné zrcadlo vidět horizont. V ose otáčení je umístěno otočné zrcátko, které je spojeno s ukazatelem na úhlové stupnici. Se zrcátkem se pootáčí až do polohy, kdy se obraz zaměřovaného tělesa promítne na polopropustné zrcadlo a překryje se se současně pozorovaným horizontem. Na stupnici se pak odečte úhel odpovídající výšce tělesa nad horizontem.

Sextant, r. 1810

Protože úhel dopadu a odrazu se sčítají (zrcátko pod úhlem 45° odrazí paprsek v úhlu 90°), úhel otočení zrcátka vůči polopropustnému zrcadlu α odpovídá výšce nad obzorem 2α. Stupnice mívá maximální označenou hodnotu 120°, takže přístroj má tvar kruhové výseče s úhlem 60°, tj. šestiny plného kruhu – odtud název sextant.

Pro přesnější zaměření je sextant vybaven malým dalekohledem a různými barevnými výklopnými filtry, které také ochraňují zrak při zaměřování slunce.

Princip měření sextantem

Navigace

Navigace pomocí sextantu je metoda náročná na pomůcky a zkušenost navigátora. V principu se jedná o výpočet rozdílu polohy vypočtené astronomické polohy slunce na místě předpokládané polohy a určení korekce polohy k místu skutečného měření. Kromě znalosti poměrně komplikovaného výpočtu obsahujícího několik konstant (datum slunovratu, deklinace slunovratu, korekce na použité časové pásmo) je pro dosažení v praxi využitelné přesnosti nutné znát hodnoty korekcí z Almanachu. Námořní tabulky, "Nautical Almanach", vydává US Nautical Almanach Office spolu s britským Her Majesty Nautical Almanach Office pro každý rok.

Související články

• Mechanismus z Antikythéry

Způsoby navigace

Navigace může být prováděna například těmito způsoby:

• osobním dorozumíváním (osoba znalá místa, průvodce)
• pomocí orientačního značení (dopravní značení, turistické značení, označování ulic, označování domů, vlastní značení atd. )
• srovnávací navigací – porovnávaní terénu a mapy
• terestricky pomocí kompasu (magnetický nebo gyroskopický), logu, hloubkoměru, námořní mapy
• astronavigace pomocí polohy Slunce, Měsíce a hvězd – pomocí úhloměru a přesných hodin
• radionavigačními přístroji – pomocí radiomajáků (NDB, VOR), měřiče vzdálenosti DME a radiokompasu
• pozemním navigačním systémem – např. LORAN, OMEGA
• globálním družicovým polohovým systémem pomocí umělých družic – např. systémy GPS, GLONASS nebo Galileo

Odkazy

Literatura

• P. Scheirich, Jak se neztratit na moři. In: Vesmír 10/2018, str. 570-574
• Z. Mošna, Vznik a princip fungování GPS. In: Vesmír 10/2018, str. 574-578

Jeden z leteckých majáků později nahrazených vysílači pro rádiovou navigaci

Související články

• Let podle přístrojů - IFR
• Globální družicový polohový systém
• Námořní navigace
• Mechanismus z Antikythéry
• Automobilový navigační přístroj – autonavigace
• Turistický navigační přístroj – turistická navigace
• Orientační bod
• Kartografie

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu navigace na Wikimedia Commons
• Galerie navigace na Wikimedia Commons
• Slovníkové heslo navigace ve Wikislovníku

• Lectures in Navigation by Ernest Gallaudet Draper
• How to navigate with less than a compass or GPS

Autoritní data	NKC: ph136698 GND: 4041457-7 LCCN: sh85090425 NARA: 10644764 NLI: 987007562899805171