سیستم‌های ناوبری در کشتی و هواپیما

 ژیروسکوپ وسیله‌ای است متشکل از یک چرخ گردان یا یک پرتو نور که به سرعت در حال چرخش است. از این وسیله برای تعیین موقعیت اجسام استفاده می‌شود. با وجود این که تصور می‌شود عملکرد این وسیله بسیار ساده باشد، اما جالب است بدانید که این سیستم گردش‌نما مبنای ساخت مکانیسم چرخش تجهیزات پیشرفته‌ای همچون اژدر یا موشک ضدزیردریایی، سیستم‌های هدایت‌کننده داخلی نصب شده در وسیله پرتاب فضاپیماها، موشک‌های بالستیک و همچنین ماهواره‌ها است. نخستین قطب‌نمای پیشرفته توسط یک مخترع آمریکایی به نام اسپری‌)Sperry( ساخته شد. او که از کودکی به ماشین‌آلات و جریان الکتریکی علاقه بسیاری داشت سرانجام در سن 19 سالگی موفق به ساخت دینام‌های پیشرفته و لامپ‌های قوسی‌شکل شد و در سال 1880 توانست به فناوری ساخت سیستم‌های چرخشی الکترونیکی و ماشین‌آلات و دستگاه‌‌های تراش دست یابد. پس از آن اسپری تحقیقات خود را در زمینه طراحی و ساخت سیستم‌های حمل و نقل پیشرفته متمرکز کرد و توانست به یافته‌های جدیدی در زمینه ساخت لکوموتیوهای برقی دست یابد. در حقیقت ژیروسکوپ نوعی جهت‌یاب است که اگر به طور دقیق تنظیم شده باشد همواره شمال حقیقی را نشان می‌دهد. اسپری نیز در مطرح ساختن ایده ساخت قطب‌نماهای پیشرفته از نحوه عملکرد این وسیله که سال‌های طولانی از آن به عنوان نوعی وسیله‌ای سرگرمی استفاده می‌شد، کمک گرفت. اگرچه اولین قطب‌نمایی که همواره شمال حقیقی را نشان می‌داد توسط یک مخترع آلمانی در سال 1908 میلادی ساخته شد، اما این نوع قطب‌نما نخستین‌بار در سال 1911 میلادی در یک کشتی جنگی آمریکایی نصب شد و مورد استفاده قرار گرفت. این مخترع پس از تاسیس و راه‌اندازی اولین کارخانه تولید ژیروسکوپ در سال 1910 میلادی در بروکلین بتدریج سیستم‌های جدیدی را برمبنای علمکرد ژیروسکوپ طراحی کرد که نقش بسیار مهمی در گسترش کاربرد آن در زمینه‌های مختلف مانند هدایت سیستم‌های موشکی ضدزیردریایی و همچنین سیستم‌های ناوبری هواپیما و کشتی داشت. قطب‌نماها یکی از ضروری‌ترین تجهیزاتی هستند که در هدایت کشتی یا هواپیما در سطح زمین یا نقشه‌برداری از سطح زمین از آن به عنوان یکی از ابتدایی‌ترین وسایل جهت‌یابی استفاده می‌شود. اساس عملکرد یک قطب‌نما، میدان مغناطیسی زمین، تعیین گرای نجومی یا تعیین جهت یک جسم نسبت به خورشید یا یک ستاره است. در قطب‌نماهای غیرمغناطیسی از ژیروسکوپ‌ استفاده می‌شود و این قطب‌نما می‌تواند همواره جهت شمال حقیقی زمین را نشان دهد که براساس آن می‌توان موقعیت اجسام دیگر را نیز در سطح زمین مشخص کرد.