Navigationsmethoden

Navigationsmethoden bezeichnet Verfahren zur Bestimmung des eigenen Standorts, zur Planung von Routen und zur sicheren Orientierung in räumlichen Systemen. Sie gelten in Bereichen wie Seefahrt, Luftfahrt, Landverkehr, Geodäsie, Mobilkommunikation und der Robotik. Je nach Umfeld unterscheiden sie sich in Messprinzipien, Datenquellen, Genauigkeit und Abhängigkeit von Signalen.

Historisch reichen die Methoden von der Sternnavigation über traditionelle Strecken- und Richtungsnavigation bis hin zu funkbasierten Systemen. Sternnavigation nutzte Himmelskörper zur Positionsbestimmung, während Strecken- oder Richtungsnavigation aus dem Startpunkt gestützte Schätzwerte der Lage ableitete. Radio- und Funksignale wie LORAN oder DME erweiterten die Möglichkeiten, moderne satellitengestützte Navigation (GNSS) mit GPS, GLONASS, Galileo und BeiDou liefert weltweit Positionsdaten. Zur Erhöhung der Robustheit kommen Inertialnavigation mit Beschleunigungsmessern und Gyroskopen sowie Sensorfusion zum Einsatz.

In der Robotik bezeichnet Navigieren Lokalisierung, Kartierung und Planung von Wegen. Simultane Lokalisierung und Kartierung (SLAM) ermöglicht es, unbekannte Umgebungen zu kartieren und den eigenen Standort zu schätzen, während Pfadplanung und Hindernisvermeidung sichere Routen generieren. In der mobilen Computer- und Internettechnologie verbinden sich klassische Navigationsmethoden mit digitalen Karten, Geo-Daten und Echtzeit-Sensorfusion.

Herausforderungen der Navigationsmethoden umfassen Signalabdeckung, Umgebungsbedingungen, Datenqualität, Recheneffizienz und Sicherheitsaspekte. Entwicklungen zielen auf höhere Genauigkeit, Robustheit gegen Störungen sowie geringeren Energieverbrauch in mobilen Systemen.