Навигация (лат. navigatio, от navigo — плыву на судне),
1) мореплавание, судоходство. 2) Период времени в году, когда по местным климатическим условиям возможно судоходство. 3) Основной раздел судовождения, в котором разрабатываются теоретические обоснования и практические приёмы вождения судов. (О вопросах воздушной Н. см.(смотри) в ст. Навигация воздушная.)
Начало морской Н. восходит к глубокой древности. Простейшие приёмы вождения судов были известны не только древним египтянам и финикийцам, но и народам, стоявшим на более низкой ступени развития. Основы современной Н. были заложены применением магнитной стрелки для определения курса судна, относимым к 11 в., составлением карт в прямой равноугольной цилиндрической проекции (Г. Меркатор, 1569), изобретением в 19 в. механического лага. В конце 19 — начале 20 вв.(века) успехи в развитии физики послужили основой создания электронавигационных приборов и радиотехнических средств судовождения. В России первое учебное пособие по Н. было составлено в 1703 Л. Ф. Магницким — преподавателем Школы математических и навигацких наук, основанной Петром I в 1701. Большой вклад в разработку вопросов Н. внесли русские мореплаватели и учёные: С. И. Мордвинов, Л. Эйлер, М. В. Ломоносов и др. Кругосветные плавания и научные экспедиции, совершенные русскими моряками, способствовали дальнейшему развитию науки судовождения. Создаются учебники, в которых методы Н. получают трактовку, близкую к современной. В 1806 выходит учебник П. Я. Гамалеи «Теория и практика кораблевождения», выдержавший несколько изданий и служивший в 1-й половине 19 в. основным пособием по Н. Новый этап в развитии Н. и штурманского дела открыло изобретение радио А. С. Поповым. Большая заслуга в создании и развитии отечественной школы Н. принадлежит советским учёным: Н. Н. Матусевичу, Н. А. Сакеллари, А. П. Ющенко, К. С. Ухову и др.
Задачи современной Н.: выбор безопасного и наиболее выгодного пути судна, определение направления движения и пройденного судном расстояния в море при помощи навигационных инструментов и приборов (в том числе определение поправок показаний этих приборов); изучение и выбор наиболее удобных для судовождения картографических проекций и решение на них аналитическими и графическими способами навигационных задач; учёт влияния внешних факторов, вызывающих отклонение судна от выбранного пути; определение места судна по наземным ориентирам и навигационным искусственным спутникам и оценка точности этих определений. Ряд навигационных задач решается с использованием методов геодезии, картографии, гидрографии, океанологии и метеорологии.
Плавание судна между заданными пунктами требует расчёта и нанесения его пути на морские навигационные карты, а также определения курса, обеспечивающего перемещение судна по намеченному пути с учётом воздействия внешних возмущающих факторов — ветра и течения. В качестве основной единицы измерения расстояний в море принята морская миля, а направлений — градус.
Кратчайшим расстоянием между двумя данными точками на поверхности Земли, принятой за шар, является меньшая из дуг большой окружности, проходящей через эти точки (см. Ортодромия). Кроме случая следования судна по меридиану или экватору, ортодромия пересекает меридианы под разными углами. Поэтому судно, следующее по такой кривой, должно всё время изменять свой курс. Практически удобнее следовать по курсу, составляющему постоянный угол с меридианами и изображаемому на карте в проекции Меркатора прямой линией — локсодромией. Однако на больших расстояниях различие в длине ортодромии и локсодромии достигает значительной величины. Поэтому в таких случаях рассчитывают ортодромию и намечают на ней промежуточные точки, между которыми совершают плавание по локсодромии.
Графическое изображение пути судна на морской карте называется прокладкой. Во время плавания судоводитель ведёт непрерывный учёт положения судна по направлению его движения и пройденному расстоянию на основе показаний компаса судового и лага, а также данных о течении и дрейфе судна. Метод учёта положения судна по элементам его движения называется счислением, а место судна на карте, полученное этим методом, — счислимым местом судна. Однако как бы тщательно ни велось счисление, оно всегда расходится с действительным местом судна из-за ошибок в принятых поправках показаний компаса и лага, неточностей учёта элементов течения и дрейфа, а также отклонений судна от курса под влиянием др. факторов. Поэтому во время плавания для исключения ошибок постоянно корректируют счисление посредством периодических определений места судна (обсерваций) по наземным ориентирам (т. е. навигационными способами) или небесным светилам, применяя способы мореходной астрономии. Навигационные способы основаны на измерении расстояний и направлений (или их комбинаций) до объектов, координаты которых известны, или углов между ними. Каждое измерение даёт одну линию положения. Пересечение 2 линий положения определяет обсервованное место судна. При 3 и более линиях можно не только определить место судна, но и найти вероятные значения ошибок наблюдений. Ориентирами для навигационных определений вблизи берега служат нанесённые на карту естественные приметные места или искусственные сооружения (преимущественно средства навигационного оборудования — маяки, знаки, створы и др.), наблюдаемые визуально или при помощи радиолокатора, сигналы круговых или створных радиомаяков, звуковые сигналы, а также отличительные глубины. На значительных расстояниях от берега используются импульсные, импульсно-фазовые и фазовые радионавигационные системы или секторные радиомаяки.
Повышение интенсивности движения на морских путях, увеличение размеров и скорости хода морских судов требуют совершенствования технических средств и методов Н. Одним из путей увеличения точности счисления является использование эффекта Доплера (см. Доплера эффект) в гидроакустических лагах, позволяющее измерять скорость судна относительно грунта. На подходах к портам и при плавании по стеснённым фарватерам необходимая точность проводки судов обеспечивается применением прецизионных радионавигационных систем ближнего действия или береговыми радиолокационным станциями. Для Н. в открытом море разрабатываются глобальные радионавигационные системы, позволяющие определять место судна в любой точке. Весьма перспективна для этой цели система навигационных искусственных спутников Земли.
Развитие техники судовождения позволяет автоматизировать получение и обработку навигационной информации и выдавать данные непосредственно на систему управления для решения задачи стабилизации судна на заданной траектории. Перспективным направлением является развитие и применение на транспортных судах автономных систем инерциальной навигации.
Лит.: Ухов К. С., Навигация, Л., 1954; Щеголев Е. Я., Радиотехнические средства морского судовождения, Л., 1956; Якушенков А. А., Судовождение и связь, в кн.: Проблемы развития морского флота, Л., 1970; Ющенко А. П., Лесков М. М., Навигация, 2 изд., М., 1972.
