Navigation ist die "Steuermannskunst" zu Meer, zu Land und in der Luft. Allgemeiner bezeichnet sie das sich Zurechtfinden in einem geografischen Raum, um einen bestimmten Ort zu erreichen. Die Tätigkeit des Navigierens (von lat. navigare / sanskrit navgathi) besteht aus drei Teilbereichen:
- Bestimmen der geografischen Position durch Ortung nach verschiedensten Methoden,
- das Berechnen des Weges zum Ziel
- sowie die Führung des Fahrzeugs zu diesem Ziel, also vor allem das Halten des optimalen Kurses.
Navigation ist auch die Technik und Wissenschaft, die sich über die Ortung hinaus mit Verfahren zur Bestimmung und Optimierung der Fluglage und Flughöhe, der Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung (Kurs, Route) und deren Änderungen beschäftigt.
Im Internet bedeutet Navigation das digitale Steuern durch die verzweigten Wege und Themen, analog wie mit dem Auto in einer unbekannten Stadt.
Geschichte
Die Kunst der Navigation wurde vor etwa 6000 Jahren zuerst in Indien auf dem Sindh und wahrscheinlich zeitnah auch in Ägypten und Libanon entwickelt. Diese Verfahren der Koppel- und teilweise Astronavigation wurden ursprünglich für die Seefahrt eingesetzt, ab etwa dem 1. Jahrtausend v. Chr. aber auch für Expeditionen zu Lande. In diesem Zeitraum befuhren die Phönizier als erste das offene Meer (im östlichen Atlantik und bei der Umrundung von Südafrika). Über Lotungen berichtet Herodot (500 v. Chr.) und die Bibel, z.B. in Lukas' Apostelgeschichte (27,28-30).
Die einfache Koppelnavigation mit Kurs absetzen sowie Schätzung von Abdrift und Geschwindigkeit wurde etwa zur Zeitenwende um erste Messmethoden erweitert. Wo der Kompass erfunden wurde, ist immer noch umstritten; erste Erwähnungen sollen in China im 11.Jahrhundert geschehen sein, in Europa im 12. Jahrhundert. Die Küstenschifffahrt erfolgte aber weiterhin mit Sichtnavigation. Ab etwa dem 7. Jahrhundert ergänzten die Wikinger die Methodik durch Beobachtung von Vögeln, Wind und Strömungen und kamen um 980 bis 999 nach Grönland und Nordamerika. Die Araber perfektionierten astronomische Messgeräte und Rechenmethoden und stellten auch Seekarten her (Piri Reis).
Spätestens im 3. Jahrhundert v. Chr. hatte jede Region im Mittelmeer ihr Seehandbuch. Solche sind aber zwischen Römerreich und dem Compasso di Navigare (1296) keine überliefert. Das älteste niederdeutsche "Seebuch" (um 1490) beruht auf Quellen aus dem 13.-14. Jhdt und beschreibt Meerestiefen, Häfen und Gezeiten, im jüngeren Teil auch Kurse zwischen verschiedenen Punkten. Etwa ab dem Ende des 13. Jahrhunderts tauchen die ersten Seekarten auf, sog. Portolankarten, die das Mittelmeer in verblüffender Genauigkeit wiedergeben. In Portugal wurde gegen Ende des 15. Jahrhunderts die astronomische Navigation nach Sonne und Polarstern entwickelt. Als Messinstrumente dienten dabei Astrolab und Jakobsstab.
Kolumbus und viele seiner Zeitgenossen perfektionierten die Ausnützung von Wind/Strömungen und die Koppelnavigation, was Genauigkeiten bis zu 5 Prozent der gesegelten Strecken ermöglichte, und über die 5000 km des Atlantik z.T. sogar besser als 100 km war - obwohl der Erdumfang erst auf höchstens 20% bekannt war. Ab 1500 entstanden zahlreiche Weltkarten, wurden Loggen und Quadrant eingesetzt und die Merkator-Projektion erfunden. Das Längenproblem lösten jedoch erst die vier Chronometer (1735-1759) von John Harrison, zusammen mit dem 1731-1740 dreimal erfundenen Spiegelsextanten. Als der Bostoner Kapitän Thomas Sumner 1837 die astronomische Standlinienmethode gefunden hatte, fehlte auf die jetzigen Navigationsprinzipien nur noch die Funknavigation (ab 1899) und die Trägheitsnavigation (J.M. Boykow 1935, Siegfried Reisch 1941).
Heute werden Navigationssysteme (hauptsächlich automatisierte Verfahren zur Positionsbestimmung) in den Bereichen Seefahrt, Luftfahrt, im Straßenverkehr und bei der Landvermessung (Geodäsie) angewendet.
Literatur und Links
Geschichte der Navigation, Karte (Kartographie), Geschichte des Kompass, Seekarte
- H.C. Freiesleben: Geschichte der Navigation. Wiesbaden 1978
- Thule und der weite Weg nach Amerika. Salzburger Nachrichten vom 18. Mai 1991
- G. Hilscher: Flug ohne Sterne : Siegfried Reisch - Pionier der Trägheitsnavigation. (1992)
- Dava Sobel: Längengrad. Berlin (1999)
- Peter Hertel: Das Geheimnis der alten Seefahrer : aus der Geschichte der Navigation. Gotha (1990)
- W. Köberer (Hrsg.): Das rechte Fundament der Seefahrt: dt. Beiträge zur Geschichte der Navigation. Berlin 1982
Arten der Navigation
- Die terrestrische Navigation beinhaltet die Positionsbestimmung in Küstennähe anhand von Landmarken (markanten Punkte an Land), Funkbaken und Seezeichen.
- Die Sichtnavigation beruht auf dem Vergleich von Karte und Gelände. Wir machen sie jederzeit unbewußt ("mentales Modell" plus Gleichgewichtssinn), doch arbeitet man an ihrer Programmierung. Ein Problem kann die Desorientierung (Vertigo) sein.
- Die astronomische Navigation ortet die Position durch Beobachtung von Gestirnen (Sonne, Sterne oder Planeten).
- Als Koppelnavigation wird die laufende Ortsbestimmung aus Kurs und Geschwindigkeit bezeichnet. Die so bestimmte Position wird auch als Koppelort bezeichnet. Durch Berechnung der Abdrift wird der Wind berücksichtigt; Dopplerradar und Inertialnavigation steigern die Genauigkeit.
- Bei der Funknavigation werden Sendestationen benützt, die Funksignale zur Positionsbestimmung aussenden.
- Die Trägheitsnavigation erlaubt autonome Navigation durch Verwendung von Beschleunigungsmessern und Kreiseln.
- Bei der Satellitennavigation (siehe auch GPS und Galileo) werden Signale von Satelliten genutzt, aus deren Laufzeitunterschieden zum Standort eines Empfängers dessen Position errechnet werden kann.
- Die Integrierte Navigation oder Hybridnavigation vereinigt mehrere dieser Verfahren und gewichtet sie. Die optimal errechnete Position erlaubt Aussagen über deren Genauigkeit und Zuverlässigkeit (Integrität).
Siehe auch: Navigator, Nautik, Luftfahrt, Raumfahrt, Schifffahrt, Gissen, Koordinatensystem, Längenproblem, GPS, Galileo, Vertigo
Lokalisation eines Geräusches
Beim natürlichen Hören finden wir uns auch in einem Raum zurecht, wie ganz oben beim Wort "Navigation" erklärt wird, wobei wir die Richtungsbestimmung des einfallenden Schalls einer Schallquelle unrichtig mit "Ortung" bezeichnen. Wir orten aber nicht aktiv unter Aussenden von Wellen, wie bei der Echoortung der Funknavigation oder wie es die Fledermäuse tun. Für die richtige Bestimmung der Schalleinfallsrichtung ist besser der Fachbegriff Lokalisation für das Richtungshören zu verwenden. Wir Menschen lokalisieren also beim Hören.
Siehe auch: Lokalisation, Lokalisation (Akustik), Winkeltreue