radionavigazióne
Indice
Descrizione generale
sf. [sec. XX; radio-+navigazione]. Sistesema di navigazione che utilizza metodi sia di pilotaggio sia di navigazione stimata basati sull'impiego di strumenti che sfruttano le proprietà delle onde elettromagnetiche. Il sistema più semplice è quello che utilizza il radiogoniometro, sia esso fisso al suolo oppure installato a bordo, con il quale si può essere localizzati oppure si possono localizzare stazioni emittenti opportunamente disposte, cioè i radiofari (vedi anche radiogoniometria). Normalmente gli aeromobili, nei voli a breve raggio, oppure sorvolando zone di intenso traffico, procedono da un radiofaro a un altro lungo aerovie rigidamente predisposte dal controllo del traffico aereo; i mezzi navali e gli aeromobili in lunga navigazione controllano inoltre la posizione e la rotta con sistemi iperbolici (Decca, Loran, Omega) oppure integrano la navigazione stimata (prua e orologio) per mezzo dei dati di velocità e di deriva ricavati con il sistema Doppler. I sistemi più moderni utilizzano normalmente apparati di bordo automatizzati (per esempio VOR/DME), che presentano i dati navigazionali nella forma più adatta all'impiego: numerica, per il controllo sulla carta, oppure sintetica, mediante simboli sugli strumenti. Questi, con il progredire dell'elettronica, e in particolare con il diffondersi dei minicalcolatori, sono diventati dei veri e propri visualizzatori della navigazione che forniscono una rappresentazione pittorica della situazione planimetrica (per esempio mediante scrittura di pennini su mappe scorrevoli su rulli), oppure danno la proiezione di opportune mappe con sovrapposizione di simboli orientati. Un sistema di navigazione sempre più diffuso è quello effettuato con l'ausilio del radar di bordo o sotto il controllo (vettoramento) di un radar terrestre (radarnavigazione). Sugli aerei, i radar di bordo, oltre che per scoprire formazioni temporalesche, sono utilizzati in funzione panoramica (mapping), e cioè per scoprire caratteristiche salienti del suolo (coste, fiumi, catene montuose, ecc.) e per ricavare informazioni sulla posizione e direzione del veicolo. I radar terrestri, del tipo PPI, vengono utilizzati dai controllori del traffico aereo per fornire ai piloti i vettori di prua istantanea che determineranno la rotta seguita dal velivolo.
La navigazione marittima
Il sistema radar viene largamente impiegato dalla navigazione marittima sia da bordo sia dalle stazioni costiere, in particolare per l'entrata nei porti, e per la navigazione fluviale. Soprattutto per la navigazione in mare aperto vengono utilizzati satelliti artificiali allo scopo immessi in orbite particolari: questi permettono di ottenere con grande precisione (approssimazione di ca. 100 metri) e con continuità nel tempo il punto nave le cui coordinate possono comodamente venire registrate a parte per una verifica successiva della rotta effettivamente tenuta. Questi dati di navigazione, ottenuti con uno speciale radioricevitore sintonizzato sui radiosegnali emessi dai satelliti, vengono immessi nel calcolatore elettronico di bordo e confrontati continuamente (con un'elaborazione che viene detta “in tempo reale”) con quelli forniti dal radar di bordo, dagli ecoscandagli e dagli altri strumenti di navigazione e con i dati introdotti a parte nel calcolatore come relativi alla rotta prefissata in base ai dati geografici carteggiabili (rilievi costieri, fondali, scogliere, ecc.). Quando per un qualche motivo (generalmente per possibilità di collisione con altro natante) insorge un pericolo, il sistema di radionavigazione emette un allarme ottico e acustico oppure provvede contemporaneamente a variare opportunamente la rotta in modo del tutto automatico. L'operatore addetto alla navigazione, constatata l'emergenza, provvede a correggere la rotta oppure, se il comando è automatizzato, a controllare il corretto comportamento del sistema di radionavigazione, intervenendo solo in casi particolari, accuratamente previsti d'altra parte nella condotta complessiva della navigazione. Il radar di bordo utilizzato è generalmente dotato di PPI: esso dà la rappresentazione panoramica degli echi e quindi consente di misurare la distanza e il rilevamento degli oggetti radar-riflettenti posti nel campo d'azione dell'apparato. In molti tipi, il centro dello schermo appare in posizione fissa: l'indicatore dà in tal caso anche il moto relativo, cioè quello rispetto alla nave, degli altri natanti. Dove possibile, l'apparato è collegato alla girobussola autocorretta, per cui i rilevamenti sono quelli veri. L'apparato radar può essere dotato di diversi ripetitori, ciascuno con indicatore proprio; la sua portata dipende da numerosi fattori, tra cui le caratteristiche dell'apparato stesso, l'altezza dell'antenna sul livello del mare, la natura e l'altezza dell'ostacolo, i parametri di propagazione delle radioonde, ecc.
La radarnavigazione
Un perfezionamento degli apparati PPI è costituito dai radar con movimento vero, largamente utilizzati, come detto, per la radarnavigazione, che rappresentano un mezzo eccellente anticollisione. Il sistema consente di ricevere simultaneamente diversi segnali e di elaborarli sia automaticamente sia manualmente: al ricevitore giungono i segnali relativi alla prora bussola della nave, grazie al collegamento con la girobussola, e quelli relativi alla velocità della nave e della distanza degli oggetti in avvicinamento, nonché i segnali captati in emissione dai vari segnalatori di ausilio alla navigazione, sia fissi sia mobili. Sullo schermo radar il fascio elettronico si sposta in rapporto alla rotta e alla velocità della nave per cui gli oggetti captati appaiono ciascuno dotato di velocità assoluta e con angolo di rotta proprio; in tal modo, a seconda dei parametri scelti dall'operatore, il sistema fornisce con ottima approssimazione (1º in più o in meno di incertezza nel rilevamento, 2-3% di errore nel calcolo della distanza) sia il movimento vero, sia quello relativo degli oggetti visualizzati. La radarnavigazione è vantaggiosa sotto costa in quanto permette sia il rilevamento della linea di costa e dei fondali, sia di stabilire il punto nave rispetto alla costa o in acque ristrette, specie con visibilità ridotta o nulla. Un sistema di radarnavigazione è in grado di rivelare la presenza di una costa alta distante 20-40 miglia, di una nave di medie dimensioni a ca. 10 miglia e di una boa o altro piccolo ostacolo posti nel raggio di 2 miglia; la distanza minima rilevabile è di ca. 20-50 metri, ma le prestazioni possono essere migliorate con gli apparati di segnalamento per l'ausilio alla navigazione; a tale scopo si sta perfezionando e ampliando la rete di radar-riflettori, radar-risponditori, radar-fari. Un particolare tipo di navigazione radar a breve raggio è l'inseguimento di un oggetto, fisso o mobile, basandosi sulle informazioni di posizione relativa desunte dal radar di bordo: tipica l'utilizzazione di questo sistema nei missili contraerei; in questo campo al radar è stato sostituito, per la maggiore precisione, un raggio laser diretto o riflesso. Lo sviluppo dell'elettronica e in particolare dei microcircuiti integrati ha consentito anche per la nautica minore (pescherecci e imbarcazioni da diporto) la diffusione di dispositivi automatici di governo della rotta, detti timoni automatici, anche se vengono ormai largamente utilizzati sistemi miniaturizzati per la radarnavigazione. Questi servomeccanismi correggono sistematicamente le deviazioni della rotta fornite da una bussola magnetica o anche da un radiogoniometro sintonizzato sulla frequenza di un dato radiofaro, verso il quale viene così diretta con sicurezza e automaticamente l'imbarcazione.