Навига́ция — область знаний и практической деятельности, связанная с определением местоположения объекта, выбором безопасного маршрута и управлением его движением. В морском и речном деле навигация является частью судовождения и обеспечивает безопасное плавание судов от места отправления до места назначения.

Термин происходит от латинского navigatio — «плавание», «судоходство». Первоначально навигацией называли главным образом вождение судов по морям и рекам. С развитием техники это понятие стало применяться также к воздушным, космическим и наземным транспортным системам.

История навигации

Навигация возникла одновременно с дальними плаваниями. Первые мореплаватели определяли направление движения по береговым ориентирам, положению Солнца, Луны и звёзд, характеру волнения, ветру, течениям и другим признакам.

К древнейшим мореплавателям относят египтян, финикийцев, греков, римлян, арабов, китайцев и народы Северной Европы. На ранних этапах плавание обычно проходило вблизи берега, что позволяло использовать знакомые бухты, мысы, острова и устья рек, очертания полуостровов как ориентиры.

Важным этапом развития навигации стало распространение компаса. Магнитный компас позволил определять направление движения даже при плохой видимости и удалении судна от берега. Позднее были разработаны морские карты, лоты, лаги, астрономические приборы и методы определения координат.

В XVI веке широкое распространение получила равноугольная цилиндрическая проекция Меркатора. Она позволяла изображать путь постоянного курса прямой линией, что сделало карту Меркатора особенно удобной для прокладки морских маршрутов.

В XIX веке получили развитие точные хронометры, механические лаги, усовершенствованные секстанты и систематическая гидрография. В конце XIX — начале XX века в судовождении начали использовать радиосвязь, радиопеленгаторы и первые электронные навигационные приборы.

В XX веке появились радионавигационные системы, радиолокация, гидроакустика, спутниковая навигация и автоматизированные системы управления движением. Современная навигация объединяет работу экипажа, судовых приборов, электронных карт и береговых служб.

Основные задачи навигации

К основным задачам навигации относятся:

определение координат и места судна;
выбор безопасного маршрута;
расчёт курса, скорости и времени перехода;
учёт ветра, волнения, течений, приливов и уровня воды;
предупреждение столкновений и посадки на мель;
обход навигационных опасностей;
ведение судна в стеснённых водах;
контроль движения по заданному маршруту;
обеспечение безопасного входа в порт, гавань или речной причал;
ведение навигационной документации;
организация взаимодействия судна с береговыми службами и другими судами.

Навигация не ограничивается определением направления. Судоводитель должен постоянно сопоставлять расчётные данные с фактическим положением судна и своевременно корректировать курс.

Морская навигация

Морская навигация — раздел навигации, изучающий теоретические основы и практические приёмы вождения судов по морям и океанам.

В отличие от плавания по рекам, морская навигация обычно выполняется в условиях отсутствия постоянных береговых ориентиров. На точность движения влияют большие расстояния, кривизна Земли, приливы, морские течения, штормы, туманы, ледовая обстановка и изменение глубин.

Океанское плавание

При океанском плавании маршрут прокладывается между портами, островами, проливами и другими контрольными точками. На больших расстояниях учитываются:

кратчайшее расстояние между пунктами;
ортодромический и локсодромический маршруты;
господствующие ветры и течения;
сезонные погодные условия;
ледовая обстановка;
районы интенсивного движения судов;
запретные и опасные районы;
запас топлива, воды и других ресурсов.

На практике маршрут может быть изменён из-за шторма, неисправности судна, ледовой обстановки, распоряжений береговых служб или необходимости оказать помощь другому судну.

Прибрежная навигация

Прибрежная навигация выполняется вблизи береговой линии. Для определения места судна используются:

визуальные пеленги на маяки, мысы, башни и другие ориентиры;
глубины и характер грунта;
береговые и плавучие средства навигационного оборудования;
радиолокационные изображения;
визуальное сопоставление местности с морской картой;
спутниковые координаты.

При плавании у берега особое значение имеют точность карты, знание местных условий, запас глубины под килем и своевременное обнаружение мелей, камней, рифов и затонувших объектов.

Навигация в проливах, каналах и портах

В узкостях и портах судно движется в ограниченном пространстве. Здесь необходимо учитывать:

ширину фарватера;
глубину и осадку судна;
боковой ветер и течение;
движение встречных и попутных судов;
работу буксиров;
маневренные характеристики судна;
правила расхождения;
расположение причалов, шлюзов и поворотных участков.

В таких условиях часто применяются лоцманская проводка, буксирное сопровождение и управление движением судов.

Речная навигация

Речная навигация — раздел судовождения, связанный с плаванием по рекам, каналам, озёрам, водохранилищам и другим внутренним водным путям.

Речная навигация отличается от морской тем, что судно движется по сравнительно узкому и изменяющемуся фарватеру. Безопасность плавания зависит от уровня воды, скорости течения, состояния русла, положения навигационных знаков и интенсивности движения.

Особенности речного судоходства

К основным особенностям речной навигации относятся:

ограниченная ширина судоходного хода;
небольшие глубины и переменная осадка судна;
наличие перекатов, кос, мелей и подводных препятствий;
изменение русла после паводков и ледохода;
сильное или неравномерное течение;
изгибы реки и ограниченная дальность видимости;
встречное движение судов и составов;
наличие мостов, шлюзов, плотин и наплавных сооружений;
зависимость судоходства от сезона и уровня воды.

На реках судоводитель должен учитывать не только направление движения, но и снос судна течением. При маневрировании в изгибе русла важно заранее выбирать положение относительно вогнутого и выпуклого берегов, а также учитывать местные правила плавания.

Фарватер

Фарватер — судоходная часть водного пути, пригодная для безопасного движения судов с учётом установленной глубины и ширины.

Положение фарватера обозначается береговыми и плавучими навигационными знаками. На судоходных реках фарватер может перемещаться вслед за изменением русла, поэтому экипаж обязан пользоваться актуальными картами, извещениями судоводителям и навигационными указаниями.

Речные карты и лоции

Для речного судоходства применяются:

карты внутренних водных путей;
речные лоции;
атласы судоходных участков;
схемы шлюзов и портов;
таблицы уровней воды;
сведения о габаритах судового хода;
извещения об изменениях навигационной обстановки.

На речных картах указываются глубины, ширина судового хода, мосты, линии электропередачи, гидротехнические сооружения, места стоянки, причалы, шлюзы и другие объекты, имеющие значение для судовождения.

Шлюзовая навигация

При прохождении шлюза судно должно соблюдать установленный порядок движения и команды диспетчерской службы. Учитываются:

размеры шлюзовой камеры;
габариты судна или состава;
скорость течения;
уровень воды;
расположение швартовных устройств;
очередность входа и выхода;
требования к работе двигателей и рулевого устройства.

До входа в шлюз судно проверяет исправность средств связи, швартовного оборудования, рулевого управления и главной энергетической установки.

Сезонная речная навигация

На многих реках навигация зависит от времени года. Начало и окончание навигационного периода определяются уровнем воды, ледовой обстановкой, погодой и состоянием судоходного пути.

Опасными явлениями для речного судоходства являются:

весенний ледоход;
шуга и забереги;
ледостав;
паводок;
обмеление;
резкое падение уровня воды;
туман;
сильный боковой ветер;
заторы и повреждение навигационных знаков.

Прибрежная и озёрная навигация

Озёрная навигация выполняется на внутренних водоёмах, имеющих значительную площадь и волновой режим, близкий к морскому. На крупных озёрах могут возникать короткие крутые волны, туманы, штормовые ветры и быстро меняющаяся погода.

При плавании по озёрам учитываются:

глубины и рельеф дна;
удалённость от береговых убежищ;
направление и сила ветра;
волновой режим;
расположение островов и проливов;
наличие мелей и каменистых участков;
особенности местных навигационных знаков.

Пограничные между морской и речной навигацией условия возникают в эстуариях, дельтах, лиманах и крупных водохранилищах. В таких районах одновременно учитываются морские течения, приливы, речной сток и изменения уровня воды.

Методы определения места судна

Место судна может определяться различными методами.

Навигационно-информационная система ЭКНИС

Визуальная навигация

Визуальная навигация основана на наблюдении береговых ориентиров, навигационных знаков, маяков, буёв, створов и других объектов.

Положение судна определяется по одному или нескольким пеленгам. Для повышения точности используются одновременно несколько ориентиров и контроль глубины.

Астрономическая навигация

Астрономическая навигация использует наблюдения за Солнцем, Луной, планетами и звёздами. Координаты определяются с помощью секстанта, точного времени, астрономических таблиц и расчётов.

После распространения спутниковых систем астрономическая навигация используется реже, однако сохраняет значение как резервный способ определения места судна.

Радионавигация

Сдвоенные рамки корабельного радиопеленгатора

Радионавигация основана на приёме радиосигналов и определении направления или расстояния до передающих станций и навигационных объектов.

К радионавигационным средствам относятся радиопеленгаторы, радиолокационные станции, береговые радиомаяки и системы управления движением судов.

Спутниковая навигация

Спутниковые системы определяют координаты судна по сигналам навигационных спутников. Они позволяют получать данные о широте, долготе, скорости и времени.

Спутниковые данные должны сопоставляться с показаниями других приборов и визуальной обстановкой. Ошибки сигнала, помехи, неисправность оборудования или неверные настройки могут привести к ошибочному определению места.

Электронная навигация

Электронная навигация объединяет электронные карты, спутниковые системы, радиолокацию, автоматическую идентификационную систему, средства связи и береговые службы.

Международная морская организация определяет электронную навигацию как согласованные сбор, интеграцию, обмен, представление и анализ морской информации на судне и на берегу с применением электронных средств для повышения безопасности плавания и защиты морской среды.^[1]

Электронные системы не отменяют обязанности экипажа контролировать обстановку визуально и с помощью радиолокационных средств.

Навигационные приборы

К основным навигационным приборам относятся:

магнитный компас;
гирокомпас;
лаг;
эхолот;
секстант;
радиолокационная станция;
спутниковый приёмник;
электронная картографическая навигационная информационная система;
автоматическая идентификационная система;
автоматический рулевой;
приборы измерения глубины и скорости;
средства радиосвязи.

Магнитный компас показывает направление относительно магнитного поля Земли, а гирокомпас позволяет определять направление истинного меридиана. Лаг используется для измерения скорости и пройденного расстояния, а эхолот — для определения глубины под судном.

Навигационные карты и пособия

Морская карта — специальная карта, предназначенная для обеспечения судовождения и безопасного плавания. На ней могут отображаться береговая линия, глубины, рельеф дна, характер грунта, опасности, фарватеры, якорные стоянки, средства навигационного оборудования, границы районов и другие сведения.^[2]

К навигационным пособиям относятся:

морские и речные карты;
электронные навигационные карты;
лоции;
атласы;
таблицы приливов;
списки огней и знаков;
описания портов;
извещения мореплавателям и судоводителям;
руководства по плаванию;
метеорологические и ледовые сводки.

Карты и пособия должны своевременно корректироваться. Использование устаревших сведений может привести к неправильной оценке глубин, положения фарватера или навигационных опасностей.

Навигационные средства

К средствам навигационного оборудования относятся:

маяки;
створные знаки;
буи;
вехи;
береговые знаки;
световые и звуковые сигналы;
радиомаяки;
навигационные огни;
знаки на мостах и гидротехнических сооружениях.

На реках навигационные знаки используются для обозначения границ судового хода, поворотов, перекатов, опасных участков и мест расхождения судов. В морях они дополнительно обозначают рифы, банки, затонувшие суда, зоны разделения движения и подходы к портам.

Планирование перехода

Перед началом перехода выполняется навигационная подготовка, включающая:

изучение маршрута и навигационных карт;
выбор исходных, промежуточных и конечных точек;
определение опасных участков;
расчёт курсов, расстояний и времени;
учёт приливов, течений, глубин и уровня воды;
изучение прогнозов погоды и ледовой обстановки;
проверку исправности навигационных приборов;
подготовку запасных маршрутов;
распределение обязанностей между членами экипажа;
проверку средств связи и аварийного оборудования.

Во время перехода выполняется регулярная прокладка курса, контроль места судна, проверка глубины и оценка расхождения с другими судами.

Навигационная безопасность

Обеспечение безопасности в навигационный сезон

Безопасность плавания обеспечивается сочетанием технических средств, подготовки экипажа и соблюдения правил плавания.

К основным мерам безопасности относятся:

постоянное наблюдение за окружающей обстановкой;
поддержание безопасной скорости;
своевременное определение места судна;
контроль глубины и запаса воды под килем;
соблюдение правил расхождения;
использование актуальных карт и навигационных пособий;
исправность рулевого устройства, двигателя и средств связи;
учёт метеорологических условий;
готовность к отказу приборов;
ведение судового журнала.

Навигационные приборы должны использоваться совместно. Ни один отдельный источник информации не должен считаться безусловно правильным без проверки другими способами.

Навигация в военном флоте

В военном флоте навигация обеспечивает переходы кораблей и подводных лодок, выход из баз, маневрирование в составе соединения, скрытность движения и выполнение боевых задач.

Помимо общих задач судовождения, учитываются:

необходимость скрытного выхода и подхода;
движение в составе ордера;
соблюдение радиомолчания;
плавание в условиях ограниченной видимости;
действия в районах минной опасности;
взаимодействие с авиацией и береговыми пунктами;
определение безопасных районов маневрирования;
использование специальных карт и навигационных пособий.

Для подводных лодок особое значение имеют глубина, подводные течения, гидроакустическая обстановка, точность счисления пути и возможность скрытого определения места.

Навигация и окружающая среда

Ошибки в судовождении могут привести к столкновениям, посадке на мель, повреждению гидротехнических сооружений и загрязнению водоёмов.

Безопасная навигация способствует:

снижению риска аварий;
предотвращению разливов топлива и опасных грузов;
защите берегов и водных экосистем;
уменьшению числа столкновений;
рациональному использованию судоходных путей.

При планировании маршрута учитываются особо охраняемые природные территории, районы нереста, ледовая обстановка и ограничения на движение судов.

Отличия морской и речной навигации

Параметр	Морская навигация	Речная навигация
Основная среда	Моря и океаны	Реки, каналы, озёра и водохранилища
Пространство для маневрирования	Обычно большое, за исключением портов, проливов и каналов	Ограниченное руслом, фарватером и гидротехническими сооружениями
Основные внешние факторы	Волнение, штормы, приливы, морские течения и лёд	Течение, уровень воды, перекаты, паводки и ледоход
Главные навигационные опасности	Рифы, банки, мели, скалы и затонувшие суда	Мели, перекаты, косы, подводные препятствия, мосты и шлюзы
Основные навигационные документы	Морские карты, лоции, таблицы приливов и извещения мореплавателям	Речные карты, атласы внутренних водных путей, лоции и извещения судоводителям

Морская и речная навигация используют общие принципы определения места, прокладки курса и обеспечения безопасности, но отличаются условиями плавания и составом учитываемых факторов.

Навигационная терминология

См. также

Источники информации

↑ E-navigation — официальный сайт Международной морской организации.
↑ Карта морская — Леста Wiki.

Ссылки

Электронная навигация — Международная морская организация.
Материалы по электронной навигации — Международная гидрографическая организация.
Карта морская — Леста Wiki.
Справка:Оформление статьи — Леста Wiki.

[1] E-navigation — официальный сайт Международной морской организации.

[2] Карта морская — Леста Wiki.

[1]

[2]