Navegació per estima

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
El pilot marca la seva posició 9am, indicada pel triangle, i, utilitzant el seu rumb i velocitat, estima la seva posició a les 9:30 am i les 10.

L'antiga tècnica de navegació per estima, en anglés Dead reckoning (derivat de "deducted reckoning", vegeu navegació marítima), és aquella técnica en què el pilot estima la posició del vaixell, utilitzant elements bàsics: brúixola, corredera i ampolleta (rumb, velocitat i temps), sense utilitzar el cel i els astres com a referència..

Història[modifica | modifica el codi]

Amb la incorporació d'alguns instruments bàsics d'ajuda a la navegació, juntament amb l'ampolleta, es va adoptar una tècnica més elaborada de navegació: la navegació a estima. Colom explica en el seu diari com fa servir la navegació per estima En primer lloc, es va incorporar la brúixola, que serveix per obtenir el rumb magnètic angle que forma l'eix longitudinal del vaixell de popa a proa (línia de cruxia) respecte del nord magnètic).

Navegació marítima[modifica | modifica el codi]

Es calcula la posició del vaixell emprant la deducció i senzills procediments matemàtics (fórmules trigonomètriques) per a inferir la situació en un moment donat fent els càlculs basant-se en el rumb i la velocitat de navegació al llarg d'un període,

Coneixent la velocitat del vaixell mitjançant la corredera, es pot estimar el recorrregut del vaixell sobre una carta de navegar, utilitzant l'equació del moviment uniforme:

distància = velocitat x temps

No obstant això, el final del trajecte podia ser diferent al planificat, degut tres causes principals:

  • Abatiment
  • Deriva
  • Errors dels instruments.
  • Errors de pilotatge.
  • Efecte dels corrents.

Tant els errors deguts als instruments utilitzats (brúixola, corredera i rellotge), com els errors humans, són inherents a qualsevol tipus de navegació, encara que s'han reduït substancialment amb el temps.

L'efecte dels corrents si el corrent fa un angle el rumb del vaixell es tradueix en una desviació de la ruta. Si el vent té la mateixa direcció que el rumb, no es desviarà de la ruta, però arribarà al destí abans del previst si el corrent ve de popa (a favor del rumb del vaixell), o més tard del previst si ve de proa (en contra del rumb del vaixell). Quan el corrent ve de costat desviarà el vaixell lateralment.

En la navegació per estima, és molt important determinar la intensitat i direcció del corrent per corregir la velocitat mesurada per la corredera i obtenir el rumb real per composició de vectors. Aquesta situació es coneix com el triangle de velocitats.

Quan hi ha corrents, aquests desvien el rumb real del vaixell respecte del teòric previst, de manera que el que realment es segueix és una direcció determinada per un angle anomenat de derrota en comptes del rumb. Aquesta derrota es calcula a partir del rumb i la velocitat del vaixell (indicada per la corredera), juntament amb la direcció i intensitat del corrent.

Navegació aérea[modifica | modifica el codi]

D'altra banda, considerant la importància de conèixer l'altitud de vol i la velocitat dels avions, es va incorporar l'anomenat tub de Pitot, que permet obtenir, mitjançant mesures de la pressió de l'aire (tant estàtica com dinàmica), les dades següents:

  • Altitud (distància vertical de l'avió respecte al nivell mitjà del mar), que es mesura amb l'altímetre.
  • Velocitat indicada (velocitat de l'avió respecte de l'aire), que es determina amb l'anemòmetre.
  • Grau d'ascens o descens (velocitat vertical de l'avió), que es calcula amb el variòmetre.

Quan una aeronau ha de realitzar un vol amb algun fi determinat, aquest ha de planificar construint, sobre els mapes del terreny, la ruta que es pretén seguir. Com es coneixia la velocitat de l'aparell mitjançant el anemòmetre, es podia estimar el moment en què s'arribaria el següent punt de la ruta, utilitzant l'equació del moviment uniforme:

distància = velocitat x temps

La revolució industrial del començament del segle XX havia fet florir gran quantitat de fàbriques de imponents xemeneies que van servir d'ajuda, inicialment, per apreciar de forma poc precisa la velocitat del vent respecte del sòl. A aquesta forma d'estimació del vent seguir diferents tècniques basades en la mesura de temps d'anada i tornada dels avions, recorrent un determinat cercle proper al camp de vol. A poc a poc es van anar perfeccionant els mètodes i s'han construït diversos calculadors de velocitat del vent que han ajudat a la tripulació a determinar la velocitat dels avions respecte del sòl.

Problemes[modifica | modifica el codi]

No obstant tot això, el final del trajecte podia ser diferent al planificat, principalment per tres causes:

  • Errors dels instruments.
  • Errors de pilotatge.
  • Efecte del vent.

Tant els errors deguts als instruments utilitzats (brúixola, anemòmetre i rellotge), com els errors humans, són inherents a qualsevol tipus de navegació, encara que s'han reduït substancialment amb el temps.

L'efecte del vent es tradueix en la desviació de la ruta si el vent bufa en direcció diferent de l'rumb de l'aeronau. Si el vent té la mateixa direcció que el rumb, no es desviarà de la ruta, però arribarà el destí abans del previst si el vent és de cua (a favor de l'avió), o després del previst si bufa de morro (a contra de l'avió). Quan el vent bufa de constat desviarà a l'avió lateralment.

A la navegació a estima, el problema consisteix a determinar la intensitat i direcció del vent per corregir la velocitat mesura del anemòmetre i obtenir la ruta real. Aquesta situació es coneix com el triangle de velocitats.

Quan hi ha vent, la trajectòria real de l'aeronau varia respecte de la prevista, de manera que el que realment es segueix és una adreça determinada per un angle anomenat de derrota en comptes del rumb. Aquesta derrota es calcula a partir del rumb i la velocitat indicada de l'aeronau, juntament amb la direcció i intensitat del vent.

Navegadors i robótica[modifica | modifica el codi]

L'àmplia majoria de sistemes de robots mòbils terrestres que s'usen avui en dia, utilitzen la tècnicadead reckoningcom a columna vertebral de la seva estratègia de navegació, i igual que els seus homòlegs nàutics, necessiten eliminar els errors acumulats amb continus ajustaments amb diversos sistemes d'ajuda a la navegació.

La implementació més simple possible de la tècnica dead reckoning és habitualment anomenada odometria, terme que implica que el desplaçament d'un vehicle al llarg de la trajectòria es deriva directament d'algun odòmetre o comptador a bord del vehicle. Una tècnica comú per implementar l'odometria consisteix en la utilització encoders òptics directament acoblats als motors o als eixos de les rodes.

Hi ha multitud de sensors per quantificar el desplaçament angular i la velocitat, com per exemple:

  • Potenciòmetres.
  • Sincro.
  • Resolvers.
  • Encoders òptics.
  • Encoders magnètics.
  • Encoders inductius.
  • Encoders de capacitat.

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]