Langstreckennavigation

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Als Langstreckennavigation (englisch: Long-Range Navigation - LRN) bezeichnet man in der Nautik und in der Luftfahrt (Langstreckenflug) die auf Strecken über einige 100 km notwendigen Verfahren der Ortsbestimmung und der Fahrzeug-Steuerung.

Die Basis jeder Navigation ist das Koppeln - die Berechnung oder Schätzung des zurückgelegten Weges mittels Kurs und Geschwindigkeit. Je länger die Strecke oder je komplizierter der Wegverlauf, desto mehr muss diese (beim Fußgänger oder Autofahrer meist unbewusste) Navigation durch Positionsmessungen unterwegs ergänzt werden. Denn selbst mit guten Kompassen etc. ist die Koppel-Genauigkeit auf bestenfalls 1-3 Prozent des zurückgelegten Weges beschränkt, kann aber durch Seitenwind und Meeresströmungen auch um 10 Prozent vom vermuteten ("gegissten") Kurs abweichen.

[Bearbeiten] Bedarf und Methoden

Die Methoden der Langstreckennavigation sind immer dann erforderlich, wenn die terrestrische Navigation (im weiteren Sichtbereich einer Küste oder von Inseln) nicht mehr ausreicht und das Ziel genauer als etwa 50 km angesteuert werden muss. Hier sei jedoch ein Ausspruch eines alten Mittelmeer-Skippers zitiert, der auf die erstaunte Frage eines Fahrgastes, wie er denn ohne Sextant oder Funkempfänger navigiere, antwortete: Ganz einfach. Ich fahre den Rauchfahnen der Dampfer nach Alexandria nach!

Neben der nicht unbedeutenden Intuition und Erfahrung sind die wichtigsten "technischen" Methoden der Langstereckennavigation:

1. Astronavigation mittels Zeit- und Winkelmessungen zur Sonne und zu hellen Gestirnen. Sie ist die klassische Methode, die seit den Entdeckungsfahrten der Polynesier und anderer Seevölker zum Erfahrungsschatz aller Nautiker - und bis heute zur Ausbildung - gehört. Bis etwa 1970 war sie die Basis der Langstreckennavigation auf der gesamten Südhemisphäre, wurde aber auch in nördlichen Ländern für etwa 10-20% aller Ortsbestimmungen herangezogen. Seit den 1970ern wurde sie auch im Süden zunehmend von Funk- und Satellitenverfahren verdrängt (siehe unten), ist aber bis heute für kleine Schiffe und für Notfälle (Stromausfall etc.) notwendig.

1. Funknavigation: Hier ist vor allem
   • das LORAN (LOng RAnge Navigation) zu erwähnen (neben dem älteren LORAN-A (Mittelwellen) insbesondere LORAN-C (ein auf Laufzeitmessung beruhendes Hyperbelverfahren mit Kurzwellen. Es krankt zwar oft an mangelhafter Überdeckung in abgelegenen Regionen, wurde aber durch technische Modernisierung und Signalverarbeitung im letzten Jahrzehnt wieder bedeutsam. Im Federal Radionavigation Plan 1994 und in der EU war bereits überlegt worden, LORAN auslaufen zu lassen, doch wurde seine Bedeutung als Backup im Kurvenflug und bei Ausfällen von GPS oder Galileo rechtzeitig erkannt.
   • Zwischen etwa 1975 und 1995 gab es ferner das weltumspannende OMEGA-System, das wegen der Benutzung von Längstwellen mit nur 8 Sendeanlagen auskam, deren Betrieb aber trotz internationaler Kooperation zu teuer wurde bzw. sich durch das aufkommende GPS erübrigte.
   • Weitere - mehr regionale - Verfahren wie das russische Alpha (ein LORAN-Äquivalent), das britische Decca, das nach dem 2.Weltkrieg aufgebaute Navarho und andere.
2. Satellitennavigation:
   • ab etwa 1960 das TRANSIT-NNSS-System der US-Marine (5-6 polar umlaufende Navigationssatelliten), das 1963/1964 für sämtliche zivile Verwendungen freigegeben wurde und bis Ende der 1990er-Jahre zur Verfügung stand,
   • und seit etwa 1990 das Global Positioning System (GPS) des US-Verteidigungsministeriums. Seine schon seit den Anfängen zivil nutzbare einfache Version (CA-Code) reicht für 99% der Langstrecken-Ortungsaufgaben aus. Die Zahl der Satelliten (20.200 km hoch) stieg im Laufe der Zeit von 5-10 auf etwa 30 und bietet weltweit eine Überdeckung mit 5-8 simultan messbaren Satelliten (4 sind notwendig).
   • Des Weiteren das noch von der Sowjetunion entwickelte Glonass (russ./engl. GLObal NAvigation Satellite System), das dem GPS ähnelt, aber nie voll ausgebaut wurde)
   • und ab 2007-2008 das europäische Galileo-System, das die GPS-Methodik wesentlich verbessert und noch breiter nutzbar macht.
3. Nicht zuletzt sind für spezielle Aufgaben auf Langstrecken noch Sonderverfahren z.B. der Meteorlogischen Navigation, der Magnetik, der Polarnavigation oder der Tiefenmessung (Echolot etc.) zu erwähnen. In der Antike und in den Anfängen der großen "Entdeckungszeit" (14.-16. Jahrhundert) war auch die Methode der Mondparallaxen und Beobachtung natürlicher Phänomene wie Vogelflug, treibende Gräser, Totholz, Tang usw. von Bedeutung. Nützlich für die Wegfindung über den Atlantik oder Pazifik waren auch genähert bekannte Meeresströmungen oder Windsysteme (Passat!)

[Bearbeiten] Literatur

• Lothar Uhlig et al., Handbuch der Navigation (in 4 Bänden), Verlag für Bauwesen, Ostberlin ~1970 bis 1990
• Navigation in See- und Luftfahrt. Klasing-Verlag, ca. 1980
• HMSO & Royal Institute of Navigation, Nautical Almanac (jährlich)
• Diverse Handbücher und Prospekte von Herstellerfirmen für LORAN-, Decca- und andere Funkempfänger
• K.Ramsayer bzw. J.Hartl., Publikationen des Instituts für Navigation, Stuttgart 1965 bis 2006
• G.Gerstbach, H.Lichtenegger und K.Rinner, Studienblätter der Lehrveranstaltungen "Navigation" und "Landesvermessung", TU Wien bzw. TU Graz
• Artikel zu "Langstreckennavigation" in der Yachtrevue, der Austroflug, fallweise SuW und anderen Fachzeitschriften (ab 1995)
• USNO, TRANSIT Satellite Navigation (Taschenbuch),
• USNO NAVSTAR Global Positioning System
• B.Hofmann-Wellenhof et al., GPS - Theory and Practice. Springer-Verlag Wien-New York 1993 (und neuere Auflagen seit 2000)
• Federal Radionavigation Plan (FRP) 2005
• National Academy Press, The Navy's Role in Developing PTTI, Textbook. Kurzversion in Naval Studies Board, 2002