مبادىء الملاحة

إن الملاحة قديمة كالإنسانية نفسها، حيث يحتاج أقرب الناس إلى إيجاد طرق عبر التضاريس غير المسموعة، أو إلى مهاجرين، أو العودة إلى المعسكرات الموسمية، وقبل وجود أي أدوات، يعتمدون على المراقبة المباشرة للعالم الطبيعي، فشمس كل يوم، النجوم في الليل، اتجاه الرياح والموجات، ولون المياه، وأنماط تحليق الطيور كلها توفر أدلة.

العلامات الأرضية والرسوم البيانية

وأبسط أشكال الملاحة هي: استخدام علامات بارزة لتوجيه الحركة، وحفظت الشعوب الساحلية أشكال الأراضي الرئيسية، ووضع الصخور المميزة، أو مواءمة ذروة الجبال، وفي الصحارى، اتبعت الكارافات خطوط الشوفان أو الرطوبة المستمرة للرياح السائدة، بينما اندلعت هذه الطريقة، الفعالة على المسافات القصيرة، عندما تحركت المحارون بعيدا عن ملامح الأرض.

الملاحة السيلية: بعد السماء

إن الملاحة الجوية هي أحد أقدم وأشد التقنيات استمرارا، إذ يمكن للملاحين القدماء، من خلال رصد ارتفاع الشمس ووضعها، أن يحددوا الشرق والغرب، وقد أصبحت منطقة شمال البحر )الحرب( نقطة ثابتة في نصف الكرة الشمالي - وهي ممر ثابت يشير إلى الشمال، وفي نصف الكرة الجنوبي، كان الصليب الجنوبي يعمل في وظيفة مماثلة.

الصكوك المبكرة: الأسترولابي والقرآن

وقد سمح الرسوبي، الذي نقحه العلماء الإسلاميون في العصور الوسطى، للملاحين بقياس ارتفاع الشمس أو النجم فوق الأفق، وبمقارنة هذا القياس مع جداول التحلل، يمكن أن يجدوا خطاهم، حيث كان حجمه ثم بعد ذلك كان يمتد عبر الموظفين (موظفو جاكوب) يخدم نفس الغرض، وقد فتحت هذه الأدوات، رغم تقلصها بالمعايير الحديثة، العالم.

دال - التقدم في أدوات الملاحة

ومع توسع الطرق التجارية وازدياد السفن، أصبحت الحاجة إلى الملاحة الموثوقة ملحة، حيث تحولت أدوات مكرّسة للبحار من نشاط ساحلي موسمي إلى مشروع عالمي على مدار السنة.

The Magnetic Compass

وقد كانت البوصلة المغناطيسية أول أداة تقدم إشارة اتجاهية دائمة في أي طقس، وقد استخدمت في البداية في استكشاف الأرض، وتحولت في الصين خلال سلالة هان )206 BC - 220 AD( إلى مجرى مهيمن على الأرض، ثم إلى التوجه العسكري، وبحلول القرن الحادي عشر، كان البحارون الصينيون يستخدمون أجهزة مغناطيسية عائمة.

خط اللوغ والضرب المميت

ولم يكن هناك ما يكفي من التوجيه، بل كان يتعين على الملاحين أيضا قياس السرعة والمسافات المسافرة، وقد أتاح " سجل الشيكات " - وهو رقم خشبي ملحق بخط مع عقدة على فترات منتظمة - قياس سرعة عدد الكنوت التي مرت على المعبر في فترة ثابتة )حيث أن المصطلح الملاحي " الاختناق " (، مع وجود مخطط مركب وطريقة محاسبية متحركة،

The Marine Chronometer: Solving the Longitude Problem

The greatest challenge of navigation before the 18th century was finding longitude. Latitude could be measured by the sun or stars, but longitude required knowing the difference between local time and time at a reference meridian. Clocks on rolling ships were hopelessly inaccurate. In 1714, the British government established the Longitude Act, offering a large reward for a practical solution. John Harrison, a self-taught series, spent decades building

المُتَعَلّق

While the chronometer solved longitude, the sextant solved the problem of accurate angle measurement. developed independently by John Hadley in England and Thomas Godfrey in America around 1730, the sextant used a system of mirrors to bring the image of a celestial body to the horizon, allowing precise measure of its altitude. It could measure angles up to 120 degrees with an accuracy of anrcro

رسم خرائط العالم

وقد تقدمت الملاحة ورسم الخرائط في الخزان، وأدت أدوات أكثر دقة إلى وضع خرائط أفضل، كما شجعت خرائط أفضل على مواصلة الاستكشاف، وأحدث عصر الاكتشاف ثورة في كيفية فهم الناس لشكل الأرض ونطاقها.

"بورتولان تشارت"

وكانت الخرائط البورومية، التي ظهرت في البحر الأبيض المتوسط في القرن الثالث عشر، أول خرائط بحرية واقعية، وأظهرت خطوط السواحل بالتفصيل، حيث تشع خطوط الرامبو من الورود البوصلة، لتبين العلامات بين الموانئ، وقد استندت هذه الخرائط إلى المراقبة المباشرة والقياسات التي يقوم بها البحارون، وليس إلى السلطة التقليدية، وسمحت للملاحين بتخطيط الرحلات الساحلية بثقة، وكانت تقدما كبيرا على خرائط الرموز.

عصر الاستكشاف

مع البوصلة و الأسترولاب و الخرائط الفوتوغرافية، المستكشفون الأوروبيون دفعوا خارج عالمهم المعروف:

  • Vasco da Gama] (]1497-1499) حلق رأس الأمل الطيب ووصل إلى الهند، مستخدماً الملاحة السماوية وموائد التحلل السابقة للحساب.
  • Ferdinand Magellan]’svelion (]1519-1522]) قدّم أول عملية تطهير، ورغم أن ماجيلان نفسه مات في الفلبين، فقد كانت سفينة واحدة، هي Victoria[Sbak5]، عادت
  • James Cook]’s three voyages (]1768-1779]]) were among the first to use the marine chronometer. Cook mapped the Pacific with unprecedented accuracy, including the east coast of Australia, New Zealand, and many Pacific islands. His charts remained standard for decades.

وأظهر عمل كوك مدى دقة الملاحة في تحسين المعرفة العلمية والقوة الامبراطورية بشكل مباشر، وتُحفظ مجلاته ومخططاته في محفوظات مثل محفوظات متحف رويال غرينيتش .]

التقنيات الحديثة للملاحة

وقد جلب القرن العشرين تكنولوجيات جعلت الملاحة السماوية والمسافات الثانوية، وقد أنشأت الإذاعة والرادارات والنظم غير الداخلية وأخيرا السواتل عالما يمكن فيه تحديد أي نقطة على الأرض فورا في غضون بضعة أمتار.

إذاعة الملاحة

وقبل النظام العالمي لتحديد المواقع، قدمت الموجات الإذاعية أول معونة إلكترونية للملاحة، وقد استخدمت Long Range Navigation (LORAN) نظاماً للتدخل في مجال الملاحة العالمية، استُحدث خلال الحرب العالمية الثانية، الفرق الزمني بين الإشارات من زوجات أجهزة إرسال ثابتة لحساب الموقع.() ومع ذلك، يمكن أن توفر هذه النظم الدقة في نطاق بضع مئات من المسافات على المحيط.

نظم الملاحة الداخلية

وتستخدم الملاحة غير المباشرة أجهزة التسارع والقنوات لتتبع حركة مركبة من نقطة انطلاق معروفة، ومن خلال إدماج التسارع في إيجاد السرعة وإدماج السرعة في العثور على التشرد، يمكن للشبكة الدولية لسواتل الملاحة أن تقارن الموقع دون أي إشارة خارجية، وقد وضعت هذه التكنولوجيا للقذائف التسيارية والغواصات في الخمسينات والستينات، ولا تزال هذه التكنولوجيا ضرورية للطائرات والسفن والمربى والمركبات الفضائية.

النظام العالمي لتحديد المواقع

وقد أدى النظام العالمي لتحديد المواقع، الذي وضعته وزارة الدفاع الأمريكية، والذي أعلن تشغيله بالكامل في عام ١٩٩٥، إلى تحويل الملاحة إلى الأبد، كما أن مجموعة من ٢٤ إلى ٣١ ساتلا تبث إشارات دقيقة للتوقيت، ويحسب جهاز استقبال النظام العالمي لتحديد المواقع موقعه من خلال تأليف إشارات من أربعة سواتل على الأقل، وعادة ما تكون الجائزة بالنسبة للمستقبلين المدنيين في حدود ٥ إلى ١٠ متر، بل ويمكن أن تكون ملاحة تقليدية.

تأثير نظام تحديد المواقع على الحياة اليومية

النظام العالمي لتحديد المواقع ليس فقط للملاحة البحرية، بل هو أساس:

  • Automotive navigation] - اتجاهات التقلبات وحركة المرور في الوقت الحقيقي.
  • ] - نُهج دقيقة وملاحة مباشرة.
  • Surveying and mapping] - sub-centimeter accuracy for land development.
  • Agriculture] - tractors auto-steering tractors and changing-rate application.
  • البحث والإنقاذ ] - تحديد أماكن الناطق في حالات الطوارئ البرية أو البحرية.
  • Timeتزامنhronization] - for financial networks and power grids.

ويعمق النظام العالمي لتحديد المواقع إلى حد كبير أن فشله سيخل الكثير من الهياكل الأساسية الحديثة، ولهذا السبب فإن النظم الاحتياطية مثل لوران - سي (التي أصبحت الآن معززة مثل إيلوران) والملاحة السماوية تُبقي على قيد الحياة من أجل القدرة على الصمود.

نظم ساتلية أخرى

(ب) إن النظام العالمي لتحديد المواقع ليس وحده، فروسيا تعمل [(FLT:0]GLONASS]، والاتحاد الأوروبي لديه ]Galileo، ولدى الصين BeiDou، وتوجد نظم إقليمية أخرى (مثلاً، نظم الملاحة العالية في اليابان).

مستقبل الملاحة

ولا تزال الملاحة تتطور، فالتوجه نحو زيادة الاستقلالية والقدرة على التكيف والدقة، مع الحد من الاعتماد على الإشارات الساتلية الضعيفة.

الملاحة المستقلة

وتعتمد السيارات ذاتية الدفع والسفن المستقلة والطائرات بدون طيار على ضخ أجهزة الاستشعار: GPS، ووحدات القياس غير المباشر، والرادار، والكاميرات، والخرائط، وعندما تكون أجهزة تحديد المواقع غير متاحة (النفقات، والغابات الكثيفة)، تستخدم المركبات في الوقت نفسه تحديد المواقع ورسم الخرائط (SLAM) في الملاحة.

الكمية والاستشعارات الذرية

وقد توفر أجهزة الاستشعار الجيل القادم من مصادر الملاحة الداخلية باستخدام أجهزة الاستنشاق بالأشعة الباردة معدلات انجرافية صغيرة بحيث يمكنها أن توفر الدقة في مقياس دون مقاس لساعات بدون نظام تحديد المواقع، ولا تزال هذه النظم الكمية للملاحة الداخلية في المختبر ولكنها تعد بتقليل الاعتماد على السواتل، وبالمثل، يمكن للساعة الذرية على نطاق رقائق أن تتيح للأجهزة الصغيرة المحمولة أن تؤدي الملاحة السماوية مع ظهور المقياس الاحتياطي للأشعة المتين.

تعزيز الملاحة البحرية

(ب) نظم الملاحة السماوية الحديثة المحمولة جواً، مثل LN-120C ] المستخدمة في بعض الطائرات العسكرية، وتنظر تلقائياً إلى النجوم بكاميرا وتقارنها بشعار على متن الطائرة لضبط الوضع، وهذا أكثر دقة بكثير من فصيلة جنسية وسرية تماماً (لا توجد إشارات إلى التشويش).

خاتمة

إن تطور تقنيات الملاحة يعكس قيادة البشرية للتواصل عبر المسافات وفهم مكاننا في العالم، ومن مواضع البولينيزيين التي تقرأ أورام المحيط والأنماط النجمية، من خلال دقة مقياس هاريسون وملاحه الجنسي، إلى القنوات الساتلية القديمة التي تتخطى الآن المدار - كل ابتكار مبني على الماضي.