ناوبری هوایی چیست

ایستگاههای کمک ناوبری  از جمله تجهیزاتی هستند که در صنعت حمل و نقل هوایی در فرودگاهها و مسیر های هوایی نصب وبهره برداری شده اند.بگونه ای که خلبان با استفاده از تجهیزات فوق قادر خواهد بود کلیه طرحهای مورد نیاز خود را در یک عملیات پروازی انجام دهد از قبیل تقرب و نزدیک شدن به فرودگاه ، هدایت در مسیر باند و هدایت در جهت فرودی مطمئن و بی خطر . مطالب ذیل بیان خلاصه از سرویس های قابل ارائه از اینگونه تجهیزات و سیستم ها میباشد.

ناوبری

به علم هدایت کشتیها، هواپیماها و فضاپیماها از یک نقطه به نقطه ای دیگر، ناوبری می گویند. ناوبری دربردارنده روشهایی برای مکانیابی، هدف یابی، مسیریابی و فاصله یابی است.

می­توان گفت، در ناوبری سه سوال قابل طرح است:

هدف کجاست؟

مسیر کجاست؟

 مکان من کجا ست؟

• هدف کجاست؟ (هدفیابی)

یافتن روشی برای پاسخ به این سوال ، منجر به یک نوع ناوبری می شود که در آن، مکان هدف دارای بالاترین ارزش بوده و هدف بعنوان تنها نقطه مبنا در ناوبری لحاظ می شود. مهم این است که هدف در چه سمتی واقع شده است. این مهم نیست که من در کجای هدف قرار دارم. مثلا هدف در روبروی من است، حال ممکن است من در شمال یا جنوب و یا هرجای دیگری و با هر فاصله ای نسبت به هدف قرار داشته باشم. این نوع ناوبری هرچند اطلاعات کاملی از محیط پیرامونی را ارائه نمی دهد، اما بسیار کارا و ساده است. هنگامیکه از کسی آدرس ایستگاه مترو را می پرسید و در جواب اینگونه راهنمایی می شوید که : مستقیم، سمت چپ، باید به عقب برگردی و از این قبیل راهنماییها، در حقیقت در حال ناوبری با ساده ترین روش هستید. شما نمی دانید که چند متر یا کیلومتر تا ایستگاه فاصله دارید، همچنین نخواهید دانست که به ورودی شمالی و یا غربی ایستگاه می رسید. فقط میدانید که ایستگاه در کدام سمت واقع شده است. در قبله پیدا کردن نیز این نوع ناوبری استفاده می شود. قبله یابی لزوما به معنای درک اینکه در چه مکانی نسبت به مکه قرار دارید نمی شود. هر چند که اطلاعات جغرافیایی پیشین شما و نیز اطلاع شما از موقعیت تقریبی خودتان باعث می شود پس از دانستن جهت قبله، اطلاعات دیگری را نیز در مورد مکان و سمت خودتان بدست بیاورید.

از مزایای جالب هدف یابی، این است که این نوع ناوبری، به امکانات و تحلیل زیادی نیاز ندارد. به صرف دیدن هدف می­توان حرکت به سوی هدف را آغاز نمود. این دیدن صرفا چشمی یا اپتیکی نیست، می­تواند رادیویی، مغناطیسی، حرارتی، شنوایی و یا هر نوع دیگری از شناسایی باشد. همچنین از آنجا که محل قرار داشتن متحرک اهمیت نداشته و دارای ویژگی خاصی نمی­باشد، می­توان ناوبری را از هر نقطه­ای به سمت هدف انجام داد.

دستگاه NDBیا ADFو نیز قطبنمای مغناطیسی نمونه هایی از دستگاههایی هستند که در هواپیمایی، این نوع سرویس ناوبری ساده، ناقص ولی حیاتی را ارائه می دهند. موشکهای حرارت یاب و راداری نیز این نوع ناوبری را بکار می گیرند.

• مسیر کجاست؟

ممکن است شما هیچ اطلاعی از موقعیت خودتان و هدف نداشته باشید ولی قادر به تشخیص مسیری که شما را به هدفتان می رساند باشید. مانند خطوطی که در بیمارستانها برای رسیدن به بخشهای مختلف بر روی زمین رسم می کنند. این خطوط به شما نمی گویند که در کدام قسمت و یا طبقه قرار دارید و یا مقصدتان در کدام قسمت و یا طبقه قرار دارد، ولی به شما می گویند با دنبال کردن آنها به هدفتان خواهید رسید. در رانندگی در جاده­ها نیز از روش مسیریابی استفاده می­کنیم. برای این منظور همواره سعی می­کنیم خود را بر روی مسیر مشخص شده­ای که به مقصد مورد نظر می­رسد قرار داده و اینکار را تا رسیدن به هدف ادامه می­دهیم. این روش، از روش هدف­یابی،پیشرفته­تر لیکن وابسته به داشتن تحلیل و یا امکانات پیش­بینی شده است. در مسیریابی، ابتدا هدف شناسایی می­شود، سپس با توجه به ملاحظات مختلف موجود، مسیری ارزیابی و مهیا(مشخص) می­گردد و به صرف شناسایی هدف، شروع ناوبری ممکن نمی­شود. البته شناسایی هدف، برای ارزیابی و تهیه اولیه مسیر لازم است و پس از تهیه مسیر، متحرک بدون دانستن مکان هدف، قادر به ناوبری در آن مسیر خواهد بود. مسیرهای شناخته شده کوهنوردی مصداق این روش هستند. از نواقص این روش، این است که برای هر نقطه در فضای حرکتی، باید یک مسیر به سمت هدف تعبیه شود، امری که ممکن نیست. معمولا تعداد مسیرهای سیستم، محدود است و به همین دلیل، ناوبری تنها از نقاط خاصی قابل انجام است. معمولا متحرک با روشی وارد این سیستم ناوبری می­شود که بر روی یکی از مسیرها قرار گیرد و سپس ادامه مسیر دهد. البته طبیعی است که می­توان با اندیشیدن تمهیداتی، متحرکها را در هر نقطه از محیط، قادر به ناوبری به سمت مسیرهای مشخص شده  و سپس ناوبری در مسیر مشخص شده کنند.

در هواپیمایی، دستگاههای ILSو VOR، سرویس مسیریابی را ارائه می­دهند.

3– مکان من کجا ست؟

پاسخ به این سوال مستلزم ساخت یک دستگاه مختصات است که تمام اجزاء و اشیاء درون فضای مورد نظر

درون آن شناسایی شوند. نمونه آشنای چنین دستگاهی، دستگاههای مختصات قطبی و کارتزین هستند.

مختصات هر نقطه، با چند مولفه، به تعداد ابعاد محیط مد نظر شناخته می­شود. مثلا اگر محیط مد نظر خط باشد، مکان هر نقطه با داشتن یک عدد و اگر این فضا صفحه باشد با دو مولفه، قابل بیان است. این مدل ناوبری بسیار کامل و پیشرفته است، لیکن معمولا به تجهیزات و محاسبات زیاد و پیچیده­ای نیاز دارد. از آنجا که تمامی نقاط قابل شناسایی هستند، با اضافه نمودن اطلاعات دستگاههای دیگری مانند ارتفاع سنج و قطبنما و انجام محاسبات ریاضی قادر خواهیم بود تمامی انواع ناوبری را شبیه سازی کرده و انجام دهیم، مکان خود را مشخص کنیم، مکان هدف را مشخص کنیم، مسیری مابین دو نقطه مشخص نماییم و نواحی مختلفی را در فضا علامتگذاری کنیم.

در هواپیمایی، سیستمهای VOR/DME، GPSو INSدستگاههای مکانیاب هستند.

خاطر نشان می­گردد، فاصله یابی نیز یکی از عناصر مهم ناوبری است. دانستن فاصله از اهداف به خودی خود ارزشمند است، علاوه بر آن با ترکیب اطلاعات فاصله­ای از چند نقطه مشخص، قادر به مکانیابی خواهیم بود، روشی که مکانیابی ماهواره­ای بر مبنای آن توسعه یافته است. 

نویسنده : مهران پیر هنده

کارشناس ناوبری هوانوردی