С чего бы начать? Когда не знаешь, с чего начать, надо начинать с того, как все началось. Началось все с того, что я захотел рассказать, какие хорошие карты я делаю из спутниковых снимков и как хорошо туристам будет по ним ориентироваться.
Потом я подумал, что поскольку карта - инструмент навигации, неплохо будет рассказать о том, что такое навигация как наука и какие задачи она решает. Дать ей определение без привязки к морской или какой-нибудь другой (воздушной, например) специфике. Потом решил пофилософствовать и подумать о том, где начинается потребность в навигации. Ведь все мы путешествуя можем использовать приемы и инструменты навигации, а можем от них полностью отказаться. Где граница? В какой момент мы решаем, что для начала или продолжения путешествия нам нужна навигация?
Далее, вернувшись к определению термина, я начал собирать цитаты из учебников и увидел, что большинство найденных - учебники по морской навигации. Почему? Наверное, потому, что исторически моряки оказались первыми, кому понадобились технические средства навигации. Когда они стали отплывать от берега настолько, что он терялся из вида и они лишались всяких визуальных ориентиров, сухопутным путешественникам хватало двух базовых методов навигации: разведки и опроса лояльных местных жителей. Кстати, "лояльных" - это важно. Все ведь помнят историю про Ивана Сусанина? Так что получается, что если мы хотим хорошо разбираться в навигации и действительно ее любим, нам надо знать, как она развивалась исторически.
01 - ТЕРМИНОЛОГИЯ
Давайте начнем с терминологии. Посмотрим, как определяют навигацию авторы учебников.
А.Е. Селезнев, Основы навигации. 2008 г.
В переводе с латинского слово навигация означает плавание на корабле, а слово лоция имеет голландское происхождение и переводится как управление кораблём. Следовательно, навигация, как наука, изучает методы и способы осуществления плавания судна по выбранным безопасным путям с наивысшей точностью. Лоция же изучает способы и методы выбора этих самых безопасных путей с помощью навигационных карт, пособий для плавания (основные из которых так и называются по-русски – лоции), и источников метеорологической информации. Вообще же практически эти две науки составляют одно неразрывное целое, и мы далее для краткости и ясности будем говорить просто – навигация, имея в виду и то и другое.
В навигацию, говоря простыми словами, входит прежде всего умение ориентироваться в море, определять, где находится твоё судно, уметь нанести это место на карту и контролировать курс (направление движения), которым ты следуешь. Для выполнения таких задач необходимо чётко понимать, что представляет из себя наша планета Земля, как она движется, как люди научились изображать её и её части на бумаге – то есть как создаются навигационные карты, как этими картами пользоваться. Обязательно нужно также знать элементарное устройство навигационных приборов, правила работы с ними.
Дмитриев В. И., Григорян В. Л., Катенин В. А.
Навигация и лоция. Учебник для вузов, 2004
Дисциплина "Навигация и лоция" является основным разделом прикладной науки судовождения, решающей, в конечном итоге, задачу выбора безопасного и выгодного пути судна и обеспечения плавания по выбранному маршруту с учетом влияния внешней среды. Навигация и лоция изучает: методы определения направлений в море; теорию картографических проекций; навигационные карты, пособия и руководства для плавания, их корректуру; методы определения места судна по наземным ориентирам и с помощью радиотехнических систем; применение судовых и береговых радиолокационных станций; условия безопасного плавания по морям, океанам и внутренним водным путям, в стесненных условиях, во льдах; навигационные опасности и способы их ограждения; средства навигационного оборудования морей и внутренних водных путей; навигационные инструменты и приборы; организацию штурманской службы на судах, основные принципы несения ходовой вахты.
Ю. К. Баранов, М. И. Гаврюк, В. А. Логиновский, Ю. А. Песков
Навигация, 1997
В более узком смысле навигация - это наука о вождении судна в море намеченным маршрутом с учетом влияния внешней среды на движение судна.
Навигация и лоция. Рульков Д. И. Изд-во «Транспорт», 1973
Навигация и лоция — ведущие дисциплины в цикле науки судовождения. Навигация разрабатывает теоретические обоснования и практические методы безопасного вождения судов наивыгоднейшими путями в любое время суток и при различных гидрометеорологических условиях с использованием современных технических средств судовождения.
Хорошее определение термина нашлось в художественной литературе, в книге Александра Носова "Приключения капитана Врунгеля":
Навигацию у нас в мореходном училище преподавал Христофор Бонифатьевич Врунгель.
- Навигация, - сказал он на первом уроке, - это наука, которая учит нас избирать наиболее безопасные и выгодные морские пути, прокладывать эти пути на картах и водить по ним корабли... Навигация, - добавил он напоследок, - наука не точная. Для того чтобы вполне овладеть ею, необходим личный опыт продолжительного практического плавания...
Из приведенных цитат я хотел бы выделить следующие места:
"...нанести это место на карту и контролировать курс..."
"...вождении судна в море намеченным маршрутом..."
"...прокладывать эти пути на картах и водить по ним корабли..."
Мы видим, что навигация решает две задачи: нахождение пути и обеспечение следования этому пути. Можно назвать эти задачи стратегической и тактической. Когда мы собираемся в путешествие по незнакомой местности, мы планируем маршрут, выступаем в роли стратега. Потом, в пути, мы прилагаем усилия и используем технические средства для того, чтобы не сбиться с запланированного маршрута. Это тактическая часть навигации.
Теперь давайте абстрагируемся от морской специфики и посмотрим, как определяет навигацию Википедия:
Навигация — процесс управления некоторым объектом (имеющим собственные методы передвижения) в определённом пространстве передвижения. Состоит из двух основных частей:
- теоретическое обоснование и практическое применение методов управления объектом,
- маршрутизация, выбор оптимального пути следования объекта в пространстве.
Видно, что человек, писавший это, во-первых, достаточно образован, во-вторых - программист (его выдает словосочетание "собственные методы"). Он четко отделил стратегическую и тактическую части навигации, правда, поменял их местами. В этом определении мне не нравится одно. В нем нет упоминания цели путешествия (передвижения). Очевидно, что если главная цель - не заблудиться, то самое простое решение - не выходить из дома.
В свете всего вышесказанного определение термина "Навигация" вижу таким:
Теоретическое обоснование и практическое применение методов нахождения пути и следования ему на определенной местности с учетом ее специфики, максимально отвечающего цели путешествия.
Давайте разберем это определение по частям:
"Теоретическое обоснование и практическое применение методов."
Мы знаем, что люди начали практически применять магнитный компас задолго до того, как появилась наука геофизика и ориентироваться по полярной звезде задолго до возникновения гелиоцентрической и даже геоцентрической системы мира. Все заинтересованные просто знали, что Полярная Звезда всегда находится в одном и том же месте небосвода. Практическое применение этих методов, основанных исключительно на постоянных наблюдениях, получило теоретическое обоснование сравнительно недавно. С другой стороны, радиотехнические методы ориентирования, которыми пользовались ночные бомбардировщики во Вторую Мировую Войну, были сперва теоретически обоснованы, а только потом применены на практике. Научно-Технический Прогресс не стоит на месте и дает нам все больше знаний, улучшающих наши способности к ориентированию и в конечном счете, к навигации.
"Методов нахождения пути и следования ему"
Это как раз те две части навигации, стратегическая и тактическая.
"На определенной местности с учетом ее специфики"
Тут много чего можно перечислить. От лесной тропинки до окололунной орбиты.
"Пути, максимально отвечающего цели путешествия"
Достижение цели - главная задача навигации. Нет цели - нет навигации. Целей может быть несколько. Или точнее, цель может быть комплексной. Например:
1. Дойти за световой день до лагеря и собрать по дороге грибов.
2. Дойти за световой день до лагеря и поснимать красивые места.
3. Дойти максимально быстро до лагеря потому что скоро начнется дождь.
В каждом из этих случаев маршрут может быть разным, хотя во всех случаях мы направляемся в лагерь.
02 - ФИЛОСОФИЯ
Философский взгляд на навигацию должен дать нам четкое представление о том, в каких случаях нам нужна навигация и ее методы, в каких - нет. Четкое разграничение этих двух состояний позволит нам увидеть, чего нам не хватает, когда она нужна и каких результатов мы должны ожидать, когда начнем применять ее методы. К сожалению, тут придется оставить универсальные рассуждения и сузить круг наших интересов до туристической навигации. Вы ведь помните, с чего все началось? С туристических карт. Если быть точным, дальше мы будем рассматривать ту часть навигации, в которой ориентирование по видимым объектам на местности является достаточным. В человеческой деятельности есть множество случаев, когда эффективное передвижение объекта без специальных технических средств навигации просто исключено, а визуальное ориентирование полностью либо частично отсутствует. Например, подводная лодка или авиалайнер. Эти случаи мы рассматривать пока не будем.
Давайте рассмотрим три ситуации:
1. Маленький ребенок, пару месяцев назад научившийся ходить, идет из спальни на кухню.
2. Вы выходите из автобуса на своей остановке и идете к дому, в котором живете уже много лет.
3. Реальная ситуация из моей жизни. Я всю жизнь прожил на Западном (в Западном микрорайоне города), на Северном бывал нечасто, от случая к случаю. Всякий раз я туда попадал в качестве пассажира, в пути глазел по сторонам, но не ставил перед собой задачи запомнить дорогу. Зачем, если меня везет автобус или такси? Когда уже в зрелом возрасте я начал водить авто, мне понадобилось поехать на Северный по делам. Я просто сел в машину и поехал. Я не открывал карту, не строил маршрут в уме, не пользовался навигатором, я действовал как ребенок из примера № 1 и успешно достиг цели путешествия.
Что объединяет эти три примера? Отсутствие потребности в навигации. Наше представление о местности, по которой мы передвигаемся, настолько хорошо, что мы интуитивно выбираем маршрут и следуем по нему, как говорится, "с закрытыми глазами".
Давайте рассмотрим другой пример: вы выходите из автобуса в незнакомом месте и ищете почтовое отделение, которое "должно быть где-то здесь". Что вы делаете?
1. Производите разведку. Просто ходите кругами (лучше по спирали) и ищете глазами это почтовое отделение.
2. Опрашиваете тех местных, которые представляются вам лояльными и компетентными. Если таковые найдутся, они вам скажут, например, что надо пройти в этом направлении до таксофона, потом повернуть налево, пройти 100 метров и справа увидите почту.
3. Открываете Яндекс-навигатор или 2GIS и находите искомое отделение на карте. Сопоставив окружающие вас дома и дороги с их изображениями на карте, строите маршрут в уме и идете по нему.
Есть четвертый вариант, о нем позже. Что объединяет эти три варианта ваших действий? Ну, кроме того, что во всех случаях вы попали в почтовое отделение (я надеюсь) до его закрытия? Вы улучшили свое представление о местности настолько, что стали способны не только дойти до почты, но и объяснить свой маршрут кому-то другому. Так вот что нам дает навигация! Она улучшает наше представление о местности, по которой нам предстоит передвигаться.
4. Вы открываете Яндекс-навигатор, находите на нем почту, тыкаете в нее пальцем и строите маршрут в самом навигаторе. При движении по маршруту пользуетесь голосовыми подсказками программы. Если вы выбрали этот вариант, то должен вас огорчить. Вы не философ, вы не любите навигацию и в походах скорее всего будете пользоваться приложением MapsMe. Наверное, эта книжка не для вас. И не надо говорить мне, что у вас топографический кретинизм и вам так проще и быстрее. Это вам кто-то не подумав сказал, а вы ему поверили. Топографический кретинизм - это психофизиологическое расстройство, и его должны диагностировать врачи. Для того, чтобы убедиться в том, что вы здоровы, сделайте следующее: откройте Яндекс-карту и проследите по ней свой самый привычный маршрут. Выберите масштаб покрупнее и рассказывайте себе, что тут вы поворачиваете налево, тут светофор, тут справа большой магазин и так далее. Если вы способны сопоставить объекты из своей памяти с их изображениями на карте, то с вами все хорошо и сделать обратное сопоставление вы тоже сможете. А значит, можете осуществлять навигацию по карте в любой незнакомой местности.
03 - ТЕРМИНОЛОГИЯ
Наверное, пора дать определение карте. Начнем с цитирования учебников и словарей.
Словарь по географии, 2015
Построенное в картографической проекции (на плоскости) с использованием специальных условных знаков, уменьшенное и обобщенное изображение поверхности Земли, других небесных тел или небесной сферы.
Толковый словарь Ушакова:
Карта это чертеж части земной поверхности.
И. К. Лурье:
Топографические карты, общегеографические карты (географические карты) универсального назначения. Изображают в деталях местность, унифицируются по математич. основе, содержанию, оформлению, отображают внешний облик местности в летний период года и базируются на полевых обследованиях (измерениях). Предназначены для многоцелевого хозяйственного, научно-образоват. и оборонного применения. Т. к. строятся по законам проектирования физич. тел на плоскость, имеют опорную геодезическую сеть и стандартную систему обозначений, что в совокупности обусловливает возможность получения по ним наглядной, точной и сопоставимой (для разл. масштабов, районов и лет съёмки) общегеографич. информации о местности. Документальность Т. к. позволяет использовать их как источник детальных данных и надёжное средство ориентирования в натуре, вести по ним изучение местности, устанавливать содержание, границы и площади угодий, плановое и высотное положение точек, расстояния и уклоны между ними и выполнять др. измерения и расчёты. Т. к. необходимы для проведения разл. исследований и инж. изысканий, они служат основой при составлении тематич. карт и цифровых карт-основ для географической информационной системы – ГИС (см. Картография) и проектов преобразования территории, для рационального ведения хозяйства и охраны природы.
Википедия:
Карта — это построенное в картографической проекции, уменьшенное, обобщённое изображение поверхности Земли, другого небесного тела или внеземного пространства, показывающее расположенные на ней объекты или явления в определённой системе условных знаков.
Карта — математически определённая образно-знаковая модель действительности.
Топографическая карта — географическая карта универсального назначения, на которой подробно изображена местность.
Уральский Государственный Аграрный Университет, Общие сведения о типографических чертежах:
Картой называется изображение на плоскости в установленном масштабе земной поверхности с учетом ее кривизны.
Вот интересная цитата. К ней мы вернемся позже.
А. А. Евдокимов, Военная топография. Пособие для практических занятий. 2008
Фотокарта представляет собой сочетание фотографического и картографического изображения местности и удовлетворяет по точности тем же требованиям, что и топографическая карта.
При желании вы можете найти еще много определений данного термина, все они будут сходиться в одном: карта это изображение местности. Нам остается только уточнить, что это изображение местности, составленное для решения определенного круга задач. В нашем случае это задачи ориентирования и навигации.
Раз уж мы упомянули термин "ориентирование", найдем определение и ему.
Современная энциклопедия. 2000:
Ориентирование - определение на местности наблюдателем своего местоположения (точки стояния) относительно сторон горизонта, ориентиров, выделяющихся на общем фоне предметов и элементов рельефа, а также направления движения. Проводится с помощью компаса или карты, аэрофотоснимка, приближённо по предметам на местности, Солнцу, Луне, звёздам, а также по световым радио- и звуковым сигналам.
Понятно, что ориентирование на местности нам необходимо для успешной навигации. Потому что если мы не в состоянии определить, где находимся, то ни проложить маршрут, ни продолжить следование по имеющемуся никак не сможем.
04 - ФИЛОСОФИЯ
Во второй главе, когда мы искали почтовое отделение, я упомянул два источника данных для навигации: самостоятельную разведку и опрос местных жителей. Так вот, сейчас я вам скажу, что у навигации для решения ее задач вообще ничего нет кроме результатов разведки, технических средств и умения штурмана оперировать тем и другим. И это не отвлеченное мудрствование, этот взгляд на навигацию имеет практическое значение. Все данные, которые мы видим на карте, получаем из письменных и устных описаний маршрута - это результат целенаправленной разведки. Сбор и анализ исторических фотографий и картин, опрос жителей - это тоже часть разведки. Спутниковое зондирование земной поверхности - тоже разведка.
Так что карту можно рассматривать как графически оформленные результаты разведки, позволяющие нам улучшить наше представление о местности, на которой мы планируем путешествие или уже путешествуем. Идеальная карта будет содержать в себе настолько полную информацию о местности, что изучив ее... мы что сделаем? Правильно. Полностью откажемся от приемов и методов навигации. Наше представление о местности будет настолько полно, что мы будем путешествовать по ней как у себя дома.
Это не фантастика. Мы знаем множество случаев, когда турист изучив утром карту совершает дневной переход ни разу на нее потом не взглянув и ни разу не достав компас. Я не говорю уже о GPS навигаторе. Все зависит от полноты информации, содержащейся в карте, специфике местности и везения. Это был пример хорошей, подходящей для конкретного путешествия карты. Но не идеальной. Идеальной карты не существует просто по тому, что местность и ее специфика меняется со временем. В некоторых случаях для составления идеальной карты нам пришлось бы организовать разведку местности за день до путешествия. Эх, нет ничего идеального в этом мире... Проходя мимо последнего перед подъемом поселка, будучи вооружены самыми хорошими картами, GPS навигаторами и спутниковыми телефонами мы все равно останавливаемся и интересуемся у местных, не смыло на нашем маршруте мост, проходимы ли броды и не сошла ли где-нибудь на нашем маршруте сель или снежная лавина.
Почему я сделал такой упор на разведку? Потому что разведку совершают люди. Очень разные люди. И работа с результатами их труда будет гораздо эффективнее, если мы будем понимать, что, когда и как они делали, какими техническими средствами пользовались, добывая нам данные, не бухали ли в рабочее время, насколько они были мотивированы в том, чтобы эти данные были качественными.
Ну что, перейдем к иллюстрациям?