navigazione

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navigazióne [Der. del lat. navigatio -onis, dal part. pass. navigatus di navigare, che è da navis "nave"] [LSF] Il procedere galleggiando sull'acqua del mare, di un lago, un fiume e simili (n. marina, lacustre, fluviale, ecc.). (b) Estensiv., il procedere in un fluido generico, in partic. nell'aria (n. aerea), e, ancora più estensiv., il procedere nello spazio extraterrestre, anche se quasi vuoto (n. spaziale). (c) Il termine, con opportune qualificazioni, indica anche le varie tecniche da usare. ◆ [FTC] [GFS] N. assoluta: quella che fa riferimento alle coordinate geografiche, in contrapp. alla n. a reticolo o relativa che, usata spec. nelle regioni polari, si avvale di una rete di coordinate cartesiane non coincidenti con quelle geografiche. ◆ [FTC] [ASF] N. astronomica: è quella basata su dati ricavati dal-l'osservazione di astri e su elementi dedotti dalle effemeridi (o da analoghe raccolte di dati astronomici precalcolati); essa ha avuto un ruolo fondamentale nel passato per la n. marittima a largo raggio, ma oggi il rapido sviluppo delle tecniche della n. radioassistita da terra e da satelliti ha determinato una notevole riduzione della sua importanza. Strumenti fondamentali della n. astronomica sono il sestante, per la misurazione del-l'altezza degli astri sull'orizzonte, la bussola, per rilevare il nord, e il cronometro, per la misurazione della differenza tra il tempo (solare o siderale) locale e il tempo di un meridiano di riferimento (normalmente quello di Greenwich, origine delle longitudini); ausilio essenziale sono le effemeridi nautiche, tavole numeriche in cui, in forma comoda per i naviganti, sono raccolte, ora per ora di ogni giorno, anno per anno, le coordinate celesti dei principali astri osservabili (Sole, Luna, pianeti e stelle principali) e altri dati utili (alba e tramonto del Sole e della Luna, ecc.). Il metodo più semplice consiste nel misurare con il sestante l'altezza h sull'orizzonte (poi ridotta ad altezza vera tenendo conto della rifrazione astronomica e di altre cause d'errore) del Sole o di un altro astro e nel prendere nota dell'ora indicata dal cronometro (regolato sull'ora di Greenwich); la risoluzione del triangolo sferico sulla volta celeste (triangolo di posizione: fig. 1.1) avente per vertici l'astro A, il polo celeste visibile P (nella fig. è supposto che sia quello nord) e lo zenit Z (in cui dal centro della Terra è proiettato l'osservatore) consente di determinare la latitudine e la longitudine, dato che le effemeridi danno la declinazione δ e l'angolo orario ω a Greenwich dell'astro considerato. La determinazione riesce partic. spedita se la misurazione è fatta all'istante dal passaggio del-l'astro al meridiano; il triangolo sferico anzidetto (fig. 1.2) si riduce allora a un arco di cerchio massimo sulla sfera celeste: la latitudine φ è uguale alla somma algebrica della declinazione δ (data dalle effemeridi) e dal complemento χ=90°-h dell'altezza sull'orizzonte h misurata (distanza zenitale dell'astro), cioè φ=δ+χ, mentre la longitudine è pari alla differenza tra l'ascensione retta dell'astro (data dalle effemeridi) e il tempo di Greenwich (indicato dal cronometro) all'istante del passaggio al meridiano. Il metodo corrente, peraltro, è il metodo delle rette d'altezza, ben più preciso. Tale metodo, ancor oggi basato sulla procedura stabilita nel 1874 dall'ufficiale della marina francese F. M. de Saint-Hilaire, riposa sul fatto che il luogo dei punti della volta celeste in cui si proiettano gli zenit di osservatori che vedono a un certo istante un certo astro con altezza h sull'orizzonte è un cerchio minore (cerchio di altezza) avente per centro l'astro e per raggio sferico il complemento χ di h (H nella fig. 1.1); così, se si misurano contemporaneamente le altezze di due astri diversi, le coordinate dell'osservatore sono quelle di uno dei due punti in cui s'intersecano i cerchi d'altezza relativi ai due astri: è facile scegliere quale dei due punti è quello appropriato in quanto le loro coordinate differiscono in genere molto, e le coordinate approssimative del punto sono sempre note. Il problema si muta senza difficoltà da sferico, qual esso è, in problema piano risolubile graficamente sulla carta nautica; su quest'ultima, infatti, che di norma è in proiezione di Mercatore, il piccolo arco di cerchio d'altezza (relativo a un certo astro) intorno al punto presunto si proietta in un segmento sensibilmente rettilineo (retta d'altezza). In pratica, si procede nel modo seguente. Nella fig. 2.1 sono riportati il triangolo sferico di posizione e il cerchio d'altezza relativi a un certo istante, a un certo astro A e a un certo osservatore, la cui posizione stimata è Zs (zenit stimato o punto stimato), mentre la posizione vera è Zv (zenit vero o punto determinato); il lato AZs vale 90°-hs, essendo hs l'altezza osservata; il lato PZs è il complemento della latitudine stimata φs, il lato PA è il complemento della declinazione δ del-l'astro (data dalle effemeridi), l'angolo ω in P è noto, in quanto deducibile come dianzi accennato, dall'ascensione retta dell'astro (data delle effemeridi), dall'istante dell'osservazione in tempo di Greenwich (dato del cronometro), dalla longitudine stimata. Risolvendo il triangolo, si ha sinhs= sinφssinδ+cosφscosδcosω; è quindi noto l'arco ZvZs=hv-hs. V'è ancora da osservare che l'angolo αs in Zs è l'azimut stimato (angolo che la visuale condotta all'astro fa con la direzione del Nord), anch'esso calcolabile in base agli altri elementi. Fatti questi calcoli, si passa al problema grafico sulla carta segnando il punto stimato Ps e tracciando da esso (fig. 2.2) una semiretta formante l'angolo as con la direzione del nord (tale semiretta rappresenta la direzione del lato ZsA del triangolo sferico); a partire da Ps, si stacca un segmento di lunghezza (nella scala della carta) pari a hv-hs; l'estremo di questo segmento è il punto determinativo Pd e di qui si traccia la retta a perpendicolare a PsPd, che è la retta d'altezza cercata (l'ortogonalità in Ps, tra PsPd e a corrisponde all'ortogonalità, nel triangolo di posizione, tra il lato ZsA e il cerchio d'altezza, in Zs). Due rette d'altezza a₁, a₂ relative all'osservazione pressoché simultanea di due astri diversi determinano una bisettrice d'altezza, b (fig. 2.3); tre osservazioni pressoché simultanee di tre astri diversi determinano tre rette d'altezza e tre bisettrici d'altezza: il punto vero, P, è l'intersezione di due di tali bisettrici (b₁ e b₂ nella fig. 2.4). Se le osservazioni non sono simultanee, per renderle tali è sufficiente "trasportarle" a un medesimo istante, il che si fa spostando le rette d'altezza parallelamente a sé stesse in base alla stima del cammino fatto dal mobile tra un'osservazione e l'altra. Il calcolo degli anzidetti elementi per il tracciamento delle rette d'altezza (essenzialmente, l'angolo al polo ω) è attualmente reso molto spedito dall'uso di speciali tavole di calcolo, talora integrate in un apposito calcolatore elettronico (partic. usate sono le tavole dell'Hydrographic Office degli SUA). ◆ [FTC] N. inerziale: tipo perfezionato di navigazione stimata basato sull'impiego di accelerometri in grado di misurare istante per istante la risultante delle accelerazioni subite dal veicolo rispetto a un sistema di riferimento inerziale noto; quest'ultimo è costituito da una piattaforma stabilizzata giroscopicamente, detta piattaforma (←) inerziale, su cui sono montati tali strumenti; i dati così ottenuti sono elaborati da un calcolatore elettronico che, integrandoli nel tempo (occorre nell'uopo un adeguato cronometro) automaticamente e in tempo reale, una prima volta dà la variazione della velocità e una seconda volta dà la variazione delle coordinate, come dire, note che siano le coordinate e la velocità iniziali, dà la posizione approssimata attuale del veicolo. Si tratta di un sistema nel quale, per sua natura, gli errori, da varie cause, crescono con il passare del tempo e che quindi abbisogna in genere di essere usato con qualche altro sistema che periodicamente fornisca per via indipendente qualche elemento di posizione, avendosi allora un sistema di n. inerziale integrata (in partic., di n. radioinerziale se le informazioni correttive vengono da un sistema di radioaiuto alla n. o da un radar). ◆ [FTC] [ELT] N. integrata: quella che per la determinazione della posizione si avvale di dati forniti da più sistemi di misurazione e di rilevazione, analizzati e confrontati da un calcolatore elettronico (per es., la n. inerziale: v. sopra). ◆ [FTC] [GFS] N. lossodromica: che si svolge su rotte lossodromiche, in contrapp. a n. ortodromica, che si svolge su rotte ortodromiche. ◆ [FTC] N. osservata, o a vista: la forma più semplice di n. aerea o anche marittima (ma sotto costa), legata a buone condizioni di visibilità, che utilizza punti di riferimento visivi, caratteristici della carta, quali caseggiati, canali, strade, ponti. ◆ [FTC] [ELT] N. radioassistita (o n. elettronica o radionavigazione; in qualche caso, n. radioguidata): qualsiasi n. che per la determinazione del punto si avvale di radiosegnali, utilizzando, per es., radiofari e stazioni radiogoniometriche (n. radiogoniometrica), radar (n. radar o radarnavigazione), radiosegnali da satelliti (n. satellitare), ecc.: v. radionavigazione, sistemi di. ◆ [FTC] [FSP] N. spaziale: l'insieme delle scienze e delle tecniche riguardanti spostamenti nell'ambito del Sistema Solare (e, in lontana prospettiva, nell'intero spazio cosmico), dalla Terra ad astri circostanti e da un astro all'altro: v. astronautica. ◆ [FTC] N. stimata: quella che, in assenza di riferimenti visivi esterni e di radioaiuti, permette la determinazione sulla carta della posizione approssimata riportando, dall'ultimo punto noto, il cammino che si stima aver percorso nel tempo considerato e in data direzione, in base alle indicazioni degli strumenti di bordo non radioassistiti (bussola, cronometro, indicatori di velocità), tenuto conto dell'eventuale presenza di correnti (aeree o marine).