ניווט

ניווט הוא מציאת המיקום של חפץ או אדם על פני מערכת ייחוס ידועה. במקרים רבים, משמש המושג ניווט גם למציאת דרך בין נקודות שנבחרו. הניווט יכול להתבצע על ללא עזרים או תוך שימוש בעזרים ייחודיים עבור ניווט.

בניווט ללא עזרים, הנווט ימצא את דרכו על פי זיהוי נקודות ידועות בשטח, כגון הר גבוה או מגדל. כאשר אין נקודות מזוהות על פני השטח, בסביבה חד גונית, כגון ים, אזור שכוסה בשלג או חוליות, הנווט יצטרך להשתמש בעזרי ניווט. במשימות צבאיות נדרש לעיתים ניווט בחשיכה גמורה בסביבה עוינת, המציב גם הוא קשיים מיוחדים בפני הנווט.

ניווט גם מתייחס לתחום הנדסי המשתמש בחישה ואלגוריתמים לשיערוך מיקום, מהירות ומצב זוויתי של אלמנט במרחב. רכיבים מרכזיים בתחום הם מערכת ניווט אינרציאלית, מערכות ניווט לוויניות וניווט משולב.

בנוסף לניווט הפונקציונלי, מתקיים גם ניווט ספורטיבי.

בהשאלה משמש המושג ניווט לפעולות ועזרים המשמשים להתמצאות בסביבה מורכבת, כגון ניווט באתר אינטרנט.

עזרי ניווט
בעת העתיקה היו השמש והירח עזרי הניווט העיקריים. מטבע הדברים היו עזרי ניווט אלו בעלי דיוק מצומצם.

כוכב הצפון, הנראה בשמי חצי הכדור הצפוני, היה עד להמצאת המצפן נקודת עזר עיקרית להתמצאות בים בלילה. בעולם העתיק כל מי שהתעתד להיות ספן נזקק להכירו. גם בימינו נלמד הכוכב בשיעורי תורת הניווט הימי.

המצפן המגנטי הומצא לראשונה בסין בעת העתיקה, בסביבות שנת 206 לפנה"ס. אולם השימוש בו היה לצרכים מיסטיים, כמו ניבוי עתידות, ולא לצורכי ניווט אשר החל בסין רק במאה ה-11.

השימוש המערבי הראשון המתועד במצפן היה במערב אירופה ובפרס בתחילת המאה ה-13.

אצטרולב

אַצְטְרוֹלָב הוא מכשיר מכני המשמש לקביעת זוויות גרמי השמים ביחס לאופק, והיה מכלי הניווט העיקריים עד למאה ה-18, בה נתפס מקומו על ידי הסקסטנט.

אצטרולב מורכב מלוח עגול, המכויל במעלות (בדומה למד-זווית), ומזרוע מסתובבת המחוברת למרכזו. כאשר סימון ה-0° מיושר עם האופק, וכוכב כלשהו (או כל גוף שמימי אחר, שמיקומו ידוע) "נראה" בקצה הזרוע, נמדדת הזווית (במעלות) אל הכוכב (מכאן שם המכשיר: "אסטרו" – כוכב, "לב" – לקחת). על המעגל חרוטים קווי הקוארדינטות שמייצגים הטלה סטריאוגרפית של ספרת השמים, כפי שהם במקום ידוע כלשהו על פני כדור הארץ. מעל מערכת הגריד הזו מסתובבת ה"רטה", שהיא מסגרת עם סימונים שנקודותיה מסמלות כוכבי שבת. לאחר שהמכשיר מכויל לשעה הנוכחית, ניתן לקרוא את מיקום הכוכב מהגריד. ניתן לבצע גם את ההפך ולהתאים את האצטרולב למיקום הידוע, ולדעת, לפי החישוב, מה השעה.

 מפה 

המפה מכילה מידע אודות פני השטח, נווט מומחה יכול להשתמש בה לקביעת מיקומו הנוכחי ותכנון מסלול ליעד.

עזרים נוספים
במחצית הראשונה של המאה השמונה עשרה הומצא הסקסטנט – מכשיר המאפשר לדעת את מיקום האוניה ביחס לכוכבים. במפות הופיעו קווי האורך וקווי הרוחב.

במחצית הראשונה של המאה ה-18 האנגלי ג'ון הריסון המציא כרונומטר מספיק מדויק, שאיפשר מדידה מדויקת של הזמן שאיפשרה ניווט מדויק יותר.

ניווט מונחה לוויינים מדויק ביותר הושג בשלהי המאה ה-20.

הכוונה על פי שעה
ניתן למצוא את הצפון על פי ידיעת השעה הנוכחית ומיקום השמש בשמיים.

מציירים על האדמה שעון מחוגים, כאשר הצל שמטיל עמוד, או כל חפץ אנכי, שנמצא במרכז השעון, מראה על השעה הנוכחית. חוצה הזווית בין הצל לשעה 12 יצביע בקירוב טוב על הצפון. יש להתייחס לשעה של שעון חורף. למשל בשעה 3, הצל יהיה ב 45 מעלות מימין לצפון.

כיוונים
שמאל|ממוזער|250px|שושנת הרוחות הגדולה בעולם שורטטה במדבר ליד בסיס חיל האוויר אדוארדס בארצות הברית

מעגל האזימוטים
שושנת הרוחות שעל גבי המצפן שבו המעגל כולו מתחלק ל-360 מעלות (ניתן להשיג דיוק גדול יותר אם משתמשים בראדיאנים), שבו כל רבע קובע כיוון. צפון ב־0°, מזרח ב־90°, דרום ב־180° ומערב ב-270°־. בחלוקת משנה לשמיניות, כיוון צפון-מזרח יהיה 45°. ישנה חלוקת משנה נוספת של כיוונים לחלוקה של 1/16, ובה צפון-צפון-מזרח הוא הכיוון בין צפון לבין צפון-מזרח. באמצעות שושנת הרוחות ניתן לחשב את היחס בין שני עצמים יחסית לצפון.
 אזימות – כיוונו היחסי של עצם אחד מעצם שני, (במעלות או בראדיאניים). כדי לחשב אזימוט משתמשים בדרך כלל במצפן. בשימוש באזימוט מבלי לציין מהוא החפץ אליו מייחסים, הכוונה היא אזימוט ביחס לצפון.
שמאל|ממוזער|250px|מצפן נוזלי שמשמש לניווטים לקביעת כיוון ולקביעת מיקום באמצעות הוצאת אזימוט לעצמים שידוע מיקומם במפה
 אזימוט חוזר – כיוונה היחסי של נקודת הצפייה מהעצם הנצפה, (במעלות או בראדיאניים). לחישוב של אזימוט חוזר, עד 180° יש להוסיף 180°, ליותר מ־180° יש להפחית 180°.

התמצאות באמצעות גרמי שמים
אפשר גם להתמצא באמצעות הכוכבים: ביום ניווט בעזרת השמש, שמסלולה ידוע והוא ממזרח למערב, דרך הדרום או הצפון בהתאם למיקום בכדור הארץ. ישנה שיטה של שימוש בשעון מחוגים, כדי לדעת את הכיוון המדויק של הצפון, (שיטה זו למעשה הפוכה לשעון השמש שבו באמצעות מיקום השמש, מקבלים את השעה ביום). בלילה ניתן להשתמש במיקומם של מערכות כוכבים שונות, כמו כוכב הצפון וקבוצת הכוכבים הקרויה חץ הצפון.

דרך מעניינת נוספת אפשרית, ושימושית מאוד כשהשמים מעוננים, לבחון לאן פונים קולטני דודי השמש בסביבה עירונית, ובהנחה שמתקיניהם מן הסתם פעלו ביעילות. במדינות צפוניות כישראל הכיוון יהיה דרום.

נקודת ציון

ממוזער|סימון פנתרון (האות שין עם שתי הנקודות בתוכה) של פלס"ר 401 בנקודת ציון (נ.צ.) על גשר על נחל אלכסנדר. סימון זה והמספר שלידו מהווה הוכחה לכך שבמהלך ניווטים הגעת לנ.צ. הנכון בשטח.
נקודת ציון (נ.צ.) – נקודת ציון היא הנקודה במפה, שהקואורדינטות האופקי והאנכי חותכים אותה. בנקודת ציון נעשה שימוש על מנת להעביר מיקום של עצם או אדם לגורם אחר. במאה ה-21 מקובל לקבל נ.צ. בשטח באמצעות מערכת ניווט לוויינית (לדוגמה GPS), המספקת מיקום מדויק באמצעות ביצוע חיתוך במדידת מרחק מארבעה לוויינים. בשיטות הישנות היה מקובל לבצע חיתוך בין שתי נקודות זיהוי בולטות בשטח כאשר מחשבים את האזימוטים אליהם באמצעות מצפן, בדיוק כמו חישוב של מיקומו של קודקוד משולש שאורך הבסיס וזוויות צלעותיו נתונות ולאחר מכן מציאת הנ.צ. במפה באמצעות ביצוע חיתוך במד קואורדינטות. מד קואורדינטות משמש גם למדידת מרחקים במפה. אפשרות נוספת לחשב נ.צ. כאשר אין אזימוטים, היא באמצעות מדידת מרחק משלוש נקודות זיהוי בולטות, וביצוע חיתוך במחוגה בין שלושת המעגלים.

שמאל|ממוזער|250px|חישוב מרחק על פי טריאנגולציה. בשרטוט, סירה יכולה לחשב את מרחקה מהחוף באמצעות מדידת זוויות לשני עצמים בולטים.

רשת טריאנגולציה
השטח למעשה עשוי מרשת של משולשים של נקודות טריאנגולציה. נקודות אלו נמדדו בקירוב של סנטימטר וסומנו בשטח באופן בולט, ובצורה עמידה שלא ניתנת להריסה אקראית. בארצות גדולות נהוג ליצור סרטים של משולשי טריאנגולציה, שמקיפים את השטח, ומאפשרים ליצור בתוכו נקודות טריאנגולציה משניות. בשטחה של ישראל מצויות מאות אלפי נקודות בקרה כאלה, כיום עוברים למדידה באמצעות תחנות GPS קרקעיות שיחליפו במדידה את הנקודות הללו.

נקודת טריאנגולציה (נקודת טריג) היא לרוב נקודת גובה שנמדדה וסומנה בשטח. העיקרון המנחה ביצירת נקודת טריג, הוא שמכל נקודת טריג אפשר לראות לפחות שתי נקודות טריג נוספות, כך שמודדים יכולים לקבל את מיקומם המדויק במדידת מרחקם לשלוש הנקודות.

במפה טופוגרפית נקודת טריאנגולציה מסומנת כמשולש שבתוכו נקודה, ולידו מספר ואות המציינים את מספרו הסידורי, ומספר המציין את הגובה המוחלט שלו. משמש למדידות וגם לאימות התמצאות בשטח בניווטים.

ראו גם
 ניווט ספורטיבי
 מנגנון אנטיקיתרה
 XNAV

לקריאה נוספת
 זאב ח' ארליך, סיפור דרך – המדריך ללימוד הניווט, כתר הוצאה לאור, 2004.

קישורים חיצוניים

 הגדרת הניווט בשטח – ניווט יבשתי וכלים ללימוד ניווט.
 המוזיאון הווירטואלי של אוניברסיטת תל אביב – ניווט ימי וכלי ניווט.
  ניווט באמצעות כוכבים – מפות שמים לכל מקום וזמן בעולם
  ניווט באמצעות כוכבים – מפת שמים מסתובבת לבנייה עצמית (עבור צופה מישראל)
 התמצאות וניווטים באתר המרכז הארצי לצופיות – דפי הסבר וקישורים שונים.
ניווט ימי באתר שער לים
מפות  לניווט בכבישים וחיפוש כתובות

 סונאר סורק קדימה מכשיר חדיש להגנת כלי השיט סרט המחשה של Farsounder




 הערות שוליים 

*