Navigaatiomenetelmä

Navigaatiomenetelmä on yleistermi, jolla tarkoitetaan järjestelmiä ja prosesseja, joiden avulla määritetään ja seurataan kohteen sijainti sekä suunnitellaan reittejä maapallolla tai tilassa. Navigaatio yhdistää mittauslaitteiden antamat pisten tiedot, karttatiedot sekä liikemallinnuksen, jotta voidaan arvioida sijainti, suunta ja nopeus sekä optimoida liikkeen kulku.

Perinteisiä navigaatiomenetelmiä ovat muun muassa Celestial navigation, jossa sijainti määritetään taivaankappaleiden kulmanhavaintojen perusteella, sekä dead reckoning, eli kuljetun matkan sekä suunnan perusteella tehtävä arviointi ilman ulkoisia sijaintitietoja. Modernit menetelmät ovat usein sensoriyhdistämään (sensor fusion) perustuvia ja sisältävät satelliittinavigaation sekä inertiaalisen navigaation yhdistelmiä. Satelliittinavigaatio (GNSS) hyödyntää maa- tai avaruusnavigaation satelliittihavaintoja ja antaa koordinaatit suhteessa aikaan. Inertiaalinen navigaatiojärjestelmä (INS) käyttää kiihtyvyys- ja kulmanopeusantureita liikettä mittaamalla, ja sitä käytetään usein yhdessä GNSS:n kanssa korvaamaan signaalin katkot. Visuaalinen odometria ja SLAM (simultaneous localization and mapping) ovat keskeisiä robotiikassa ja autonomisessa ajossa, joissa kamera- tai syväanturihavaintoja käytetään sijainnin ja ympäristön kartoituksen yhdistämisessä.

Käyttökohteita ovat meriliikenne, ilmailu, autoilu, mobiililaitteet sekä robotiikka ja AR/VR-sovellukset. Haasteita ovat signaalin esteet ja katkokset, erityisesti sisätiloissa tai kauko- ja maastoalueilla, sekä tarve kalibroinnille, laskennalle ja energianhallinnalle. Navigaatiomenetelmien kehitys keskittyy tarkkuuden, luotettavuuden ja energiatehokkuuden parantamiseen sekä sensorien ja karttatietojen tehokkaaseen hyödyntämiseen.