miniatyr|400px|Definition av vinklar för navigering med hjälp av tryckta sjökort. Figuren visar en liten del av ett sjökort i skala 1:50 000. Y-axeln utvisar grader latitud från ekvatorn och X-axeln grader longitud från nollmeridianen genom Greenwich. Det uppmätta avståndet A = 0,87 distansminut från farkosten till den mindre ön. Vid en fart på 12 knop (12 distansminut/timme) når farkosten ön på cirka 4 minuter. (0,87/12 x 60 minuter.)
Navigation eller navigering – av latinets navis, ”skepp” – är konsten att navigera, det vill säga vid framförandet av en farkost kunna bestämma position, kurs och fart samt planera sin rutt.
Positionsbestämning Varje farkost har vid varje tidpunkt en given position på jordklotet, vanligen angiven med latitud och longitud. Att kunna bestämma sin position, d.v.s veta var man är, är centralt för varje sjöfarare. Beroende på förutsättningarna använder man olika mätinstrument och metoder för att fastställa sin position.
Terrester navigering Har man land i sikte kan man använda sig av landbaserad, terrester, navigation. Den grundar sig på att man observerar ett eller flera fasta föremål och därigenom bestämmer sin position genom att sammanställa de ortlinjer man får.Se även Orientering.
Ortlinjer En ortlinje är ett geometriskt begrepp på en linje som förbinder punkter vilka uppfyller samma geometriska villkor. I detta sammanhang kan följande exempel nämnas: Om man pejlar en viss fyr i bäring 45° så kan man med en transportör (eller gradskiva) rita ut en ortlinje i sjökortet. Detta är en linje med vinkeln 45° mot varje meridian som läggs ut så att den går genom fyren som observeras. Farkosten som pejlingen har gjorts från befinner sig då någonstans på ortlinjen.
Se vidare: Krysspejling nedan.
Enslinjer right|75px
I naturen finns både naturliga och tillverkade enslinjer. En tillverkad enslinje på sjön består normalt av två sjömärken, det ena med en tavla som pekar med spetsen nedåt och det andra med en som pekar uppåt. När man befinner sig på enslinjen pekar sjömärkenas spetsar mot varandra på ett tydligt sätt. I sjökortet är sjömärkena markerade och man kan lätt dra ut enslinjen genom att dra ett rakt streck som förbinder de två sjömärkena.
Naturliga enslinjer är till exempel när en fyr ligger ens med en udde eller när två uddar ligger ens med varandra.
Enslinjer är ett bra och snabbt sätt att ta ut en ortlinje, eftersom man inte behöver pejla med kompass. För att de skall vara tillförlitliga måste man vara säker på att det är rätt enslinje man observerar, d.v.s. man måste veta på ett ungefär var man befinner sig innan man tar ut den.
En enslinje kan även användas som frimärke, det vill säga en linje som skiljer tryggt vatten från farligt.
Krysspejling Vid krysspejling observerar man bäringen till två eller flera fasta föremål och ritar ut de respektive ortlinjerna i sjökortet. Har man tagit rätt bäringar och kompassen inte visar fel befinner man sig i skärningspunkten för ortlinjerna.
För att skärningspunkten skall bli noggrann bör vinkeln mellan ortlinjerna vara relativt stor, helst 45–120°. Genom att pejla tre föremål får man en bekräftelse på att mätningarna är korrekta. Om en av de första två pejlingarna är fel kommer det tredje objektets ortlinje inte att gå genom skärningspunkten för de första två, men om de första mätningarna är korrekta bekräftas detta av den tredje pejlingen.
Om en eller flera av pejlingarna är oriktig bildar ortlinjerna en feltriangel där de möts. Ju större feltriangeln blir, desto större osäkerhet är det i pejlingarna. Om man inte har möjlighet att göra om pejlingarna, kan man anta att positionen approximativt ligger i feltriangelns tyngdpunkt. Dock bör man navigationsmässigt utgå ifrån att man befinner dig i den minst fördelaktiga positionen (närmast grund etc.).
Triangulering Genom allmänna kunskaper om trianglar och trigonometri kan man även bestämma sitt läge även om endast ett fast föremål är synligt. För praktiska ändamål kan särskilt följande två metoder nämnas: 45-graderspejling. Denna metod bygger på kunskapen om rätvinkliga trianglar. Genom att mäta upp den ena kateten och bestämma hypotenusavinkeln till 45° vet vi att båda kateterna är lika långa. Om vi låter den ena kateten vara den sträcka vi seglar kan den andra kateten utgöra avståndet till föremålet vi pejlar. Tekniken kallas även 2-strecks-pejling.
Pejla föremålet precis när det ligger i sidvinkel 45° (vinkel mellan fartygets långskeppslinje och föremålet) och läs av loggen (distans). Fortsätt på rak kurs tills föremålet ligger i sidvinkel 90° och läs av loggen igen. Räkna ut den seglade distansen mellan pejlingarna.
Man har nu uppgifter om en rätvinklig, likbent triangel och ena katetens längd=den seglade distansen.
Börja med att räkna om kompasskursen till rättvisande kurs. Sätt sedan till sidvinkeln 90° och lägg ut resultatet (ortlinjen till föremålet) i sjökortet.
Eftersom seglad distans är samma som avståndet till föremålet i andra pejlingen, mäter vi upp seglad distans från föremålet längs ortlinjen. Detta är positionen vid andra pejlingen. Rita vid behov ut kursen från denna position för vidare navigering.
Dubbla vinkeln. Denna metod bygger på kunskapen om likbenta trianglar och kan sägas utgöra en variant på 45°-pejlingen.
Pejla föremålet precis när det ligger i riktningen 30° och läs av loggen (distans). Notera bäringen. Segla tills föremålet ligger i riktningen 60° (dubbla vinkeln). Läs av loggen igen och notera bäringen. Räkna ut den utseglade distansen.
Lägg ut den senast pejlade bäringen i sjökortet. Gör ortlinjen lika lång som den seglade distansen. Man har sin position – avståndet från fyren är lika långt som man har seglat från den första pejlingen.
Astronomisk navigering
Att använda himlakroppar för att fastställa sin position kallas astronomisk navigation och är en konst som har nyttjats sedan feniciernas tid, ca 1200–400 f.Kr. Först på 1500-talet e.Kr. utkom dock den första nautisk-astronomiska tabellen. De många upptäckterna av vetenskapsmän som Tycho Brahe, Copernicus, Kepler, Galilei och Newton har utvecklat kunskapen om himlakropparna och därmed metoderna för astronomisk navigation, vilket har lett till ökad noggrannhet.
Astronomisk navigation bygger att man med hjälp av en sextant mäter höjden till olika himlakroppar och med hjälp av en rättvisande klocka får reda på timvinkeln. Genom slagning i tabellverk utifrån ett räknat läge kan man få reda på var de aktuella himlakropparna borde befinna sig om det räknade läget är korrekt. De avvikelser som observeras omräknas till ett observerat läge.
Navigation efter stjärnhimlen Även utan tillgång till mätinstrument och referenstabeller finns flera möjligheter att använda natthimlen för navigation. Modern forskning har visat att många andra arter inom djurriket behärskar navigation efter stjärnhimlen. Till exempel använder många flyttfåglar stjärnhimlen som referens på var de befinner sig och vart de ska fortsätta färden. Genom att observera den skenbara rotationen och identifiera dess rotationscentrum kan fåglarna därmed skaffa sig en absolut referens till väderstreck. Koltrastar och brevduvor har befunnits att utnyttja stjärnhimlen för att återfinna favoritplatser vid tillfälliga förflyttningar över längre distanser i nattmörker.
Däggdjur som till exempel knubbsäl har visats att utnyttja de för stunden lätt urskönjbara fixstjärnorna eller ljusstarkare planeter för att på så sätt kunna bibehålla en rak kurs över längre sträckor.
I insektsvärlden är dyngbaggar en art som befunnits utnyttja både Månen och större partier av stjärnhimlen samt förmågan att kompensera för stjärnhimlens skenbara rotation vid långa nattvandringar med stor precision. Den svenske professorn Marie Dacke är representerad på forskningsområdet.
Radiopejling och radionavigering Radionavigering eller radionavigation är navigation med hjälp av radiosignaler.
Det första radionavigeringssystemet var ett system för att avgöra riktningar. Genom att ställa in mottagningsfrekvensen på en viss radiostation och använda en antenn med stark riktningsverkan kunde man avgöra i vilken riktning radiostationens sändare låg (radiopejling). Detta system, som till stor del ersatte astronomisk navigation, framförallt i kustnära vatten, kunde användas dygnet runt och även när det var molnigt. Genom att ta reda på riktningen till två stationer och pricka in dem på en karta kunde man räkna ut sin egen position som skärningspunkten mellan de motsatta riktningarna från radiostationernas positioner på kartan.
Navigering med hjälp av radiovågor var vanlig innan satellitnavigatorer som GPS blev överkomliga i pris. Det byggdes under det tidiga 1900-talet upp kedjor av radiofyrar runt om i Europa, grupperade så att det i alla farvatten fanns flera pejlbara fyrar vars ortlinjer tillsammans kunde ge en tillförlitlig positionsbestämning. De var antingen rundstrålande (krävde en speciell pejlstation ombord) eller riktade (CONSOL-systemet, som kunde användas med hjälp av en vanlig radiomottagare). Också hyperbelnavigering med Decca eller motsvarande apparatur är radionavigering.
Hyperbelnavigering Hyperbelnavigering (se hyperbel), som det europeiska Decca och det amerikanska LORAN, kan ses som en utveckling och automatisering av radionavigationen och dominerade navigationsarbetet under åtskilliga decennier. Systemen bygger på att mer eller mindre automatiskt tolka fas- eller tidsskillnader mellan signaler från grupperade radiofyrar (en huvudsändare och tre slavsändare). Fasskillnaderna omvandlades till hyperbelkurvor i specialsjökort och hade en jämfört med radiopejlingen hög noggrannhet.
GPS-systemet använder också tidsskillnader och därmed hyperbelkurvor, men termen används radionavigationssystemen.
Tröghetsnavigering Under 1900-talet utvecklades navigationsutrustning som gör det möjligt att helt utan signaler från omvärlden mäta relativa förändringar i läge och orientering. De första exemplen på denna typ av utrustning är gyrokompassen, som behövdes på snabba fartyg, och instrument som möjliggjorde flygning utan visuella referenser. För att underlätta och möjliggöra navigering av bombflygplan och kryssningsmissiler fortsatte utvecklingen med kompletta tröghetsnavigeringssystem som bygger på att man noggrant mäter acceleration och vinkelhastighet för skrovet hos en farkost och utifrån dessa beräknar farkostens lägesändringar och rotationer relativt lämpliga referenser. Tröghetsnavigering kräver inga yttre hjälpmedel eller information, varför det med fördel används av t.ex. ubåtar.
Satellitnavigering Satellitnavigering bygger på att mäta dopplerförändringar i den mottagna signaler från navigationssatelliter i väldefinierade omloppsbanor. Kontakt med tre satelliter ger en noggrann positionsbestämmelse i två plan, med en fjärde satellit kan även höjddata fås. Satellitnavigering har funnits sedan 1960-talet men de tidigare systemen är numera ersatta av GPS och motsvarande system (se mer under GPS-navigator nedan).
Radarnavigering Radarnavigering får anses vara en självständig navigationsmetod, genom möjligheten till ortbestämning med bäring och avstånd.