upright=1.2|thumb|O navegador marca sua posição das 9h, indicada pelo triângulo, e, usando seu rumo e velocidade, estima sua própria posição às 9h30 e 10h.

Em navegação, navegação por estimativa (do inglês: dead reckoning) é o processo de calcular a posição atual de um objeto em movimento usando uma posição previamente determinada, ou ponto fixo, e incorporando estimativas de velocidade, rumo (ou direção ou curso) e tempo decorrido. O termo correspondente em biologia, para descrever os processos pelos quais os animais atualizam suas estimativas de posição ou rumo, é integração de trajetória.

Os avanços em auxílios à navegação que fornecem informações precisas sobre a posição, em particular a navegação por satélite usando o Sistema de Posicionamento Global, tornaram a navegação por estimativa simples pelos humanos obsoleta para a maioria dos propósitos. No entanto, os sistemas de navegação inercial, que fornecem informações direcionais muito precisas, usam navegação por estimativa e são muito amplamente aplicados.

Etimologia Ao contrário do mito, o termo "dead reckoning" não foi originalmente usado para abreviar "deduced reckoning" (cálculo deduzido), nem é um erro de ortografia do termo "ded reckoning". O uso de "ded" ou "deduced reckoning" não é conhecido por ter aparecido antes de 1931, muito mais tarde na história do que "dead reckoning", que apareceu já em 1613 de acordo com o Oxford English Dictionary. A intenção original de "dead" (morto) no termo é geralmente assumida como significando o uso de um objeto estacionário que está "morto na água" como base para os cálculos. Além disso, na época do primeiro aparecimento de "dead reckoning", "ded" era considerada uma grafia comum de "dead". Isso potencialmente levou à confusão posterior sobre a origem do termo.

Por analogia com seu uso navegacional, as palavras dead reckoning também são usadas para significar o processo de estimar o valor de qualquer quantidade variável usando um valor anterior e adicionando quaisquer mudanças que tenham ocorrido nesse meio tempo. Frequentemente, esse uso implica que as mudanças não são conhecidas com precisão. O valor anterior e as mudanças podem ser quantidades medidas ou calculadas.

Erros thumb|Deriva é um erro que pode surgir na navegação por estimativa quando a velocidade de um meio não é considerada. A é a última posição conhecida (ponto fixo), B é a posição calculada por navegação por estimativa, e C é a posição verdadeira após o intervalo de tempo. O vetor de A para B é o caminho esperado para o avião com base no rumo inicial (HDG) e velocidade aerodinâmica verdadeira (TAS). O vetor de B para C é a velocidade do vento (W/V), e o terceiro vetor é a trajetória real (TR) e velocidade em relação ao solo (GS). O ângulo de deriva é marcado em vermelho.

Embora a navegação por estimativa possa fornecer as melhores informações disponíveis sobre a posição atual com pouca matemática ou análise, ela está sujeita a erros significativos de aproximação. Para informações posicionais precisas, tanto a velocidade quanto a direção devem ser conhecidas com precisão em todos os momentos durante a viagem. Mais notavelmente, a navegação por estimativa não considera a deriva direcional durante a viagem através de um meio fluido. Esses erros tendem a se compor ao longo de distâncias maiores, tornando a navegação por estimativa um método difícil de navegação para jornadas mais longas.

Por exemplo, se o deslocamento é medido pelo número de rotações de uma roda, qualquer discrepância entre a distância real e assumida percorrida por rotação, devido talvez ao deslizamento ou irregularidades da superfície, será uma fonte de erro. Como cada estimativa de posição é relativa à anterior, os erros são cumulativos, ou compostos, ao longo do tempo.

A precisão da navegação por estimativa pode ser aumentada significativamente usando outros métodos mais confiáveis para obter um novo ponto fixo no meio da jornada. Por exemplo, se alguém estivesse navegando em terra com pouca visibilidade, então a navegação por estimativa poderia ser usada para chegar perto o suficiente da posição conhecida de um marco de referência para poder vê-lo, antes de caminhar até o próprio marco — fornecendo um ponto de partida precisamente conhecido — e então partir novamente.

Localização de nós sensores móveis Localizar um nó sensor estático não é uma tarefa difícil porque anexar um dispositivo de Sistema de Posicionamento Global (GPS) satisfaz a necessidade de localização. Mas um nó sensor móvel, que muda continuamente sua localização geográfica com o tempo, é difícil de localizar. Principalmente nós sensores móveis dentro de algum domínio particular para coleta de dados podem ser usados, i.e., nó sensor anexado a um animal dentro de um campo de pastagem ou anexado a um soldado em um campo de batalha. Dentro desses cenários, um dispositivo GPS para cada nó sensor não pode ser viabilizado. Algumas das razões para isso incluem custo, tamanho e drenagem de bateria de nós sensores restritos.

Para superar esse problema, um número limitado de nós de referência (com GPS) dentro de um campo é empregado. Esses nós transmitem continuamente suas localizações e outros nós nas proximidades recebem essas localizações e calculam sua posição usando alguma técnica matemática como trilateração. Para localização, pelo menos três localizações de referência conhecidas são necessárias para localizar. Vários algoritmos de localização baseados no método Monte Carlo Sequencial (SMC) foram propostos na literatura.

Às vezes, um nó em alguns lugares recebe apenas duas localizações conhecidas e, portanto, torna-se impossível localizar. Para superar esse problema, a técnica de navegação por estimativa é usada. Com essa técnica, um nó sensor usa sua localização calculada anteriormente para localização em intervalos de tempo posteriores.Haroon Rashid, Ashok Kumar Turuk, 'Dead reckoning localisation technique for mobile wireless sensor networks', IET Wireless Sensor Systems, 2015, 5, (2), p. 87-96, DOI: 10.1049/iet-wss.2014.0043 IET Digital Library, http://digital-library.theiet.org/content/journals/10.1049/iet-wss.2014.0043 Por exemplo, no instante de tempo 1, se o nó A calcula sua posição como loca_1 com a ajuda de três localizações de referência conhecidas; então no instante de tempo 2 ele usa loca_1 junto com duas outras localizações de referência recebidas de outros dois nós de referência. Isso não apenas localiza um nó em menos tempo, mas também localiza em posições onde é difícil obter três localizações de referência.

Navegação animal

Em estudos de navegação animal, a navegação por estimativa é mais comumente (embora não exclusivamente) conhecida como integração de trajetória. Os animais a usam para estimar sua localização atual com base em seus movimentos a partir de sua última localização conhecida. Animais como formigas, roedores e gansos demonstraram rastrear suas localizações continuamente em relação a um ponto de partida e retornar a ele, uma habilidade importante para forrageadores com uma casa fixa.Gallistel. The Organization of Learning. 1990.Dead reckoning (path integration) requires the hippocampal formation: evidence from spontaneous exploration and spatial learning tasks in light (allothetic) and dark (idiothetic) tests, IQ Whishaw, DJ Hines, DG Wallace, Behavioural Brain Research 127 (2001) 49 – 69

Navegação veicular Marítima thumb|Ferramentas de navegação por estimativa em navegação costeira

Na navegação marítima, um gráfico de navegação por estimativa geralmente não leva em consideração o efeito de correntes ou vento. A bordo de um navio, um gráfico de navegação por estimativa é considerado importante para avaliar informações de posição e planejar o movimento da embarcação.

A navegação por estimativa começa com uma posição conhecida, ou ponto fixo, que é então avançada, matematicamente ou diretamente no gráfico, por meio de rumo, velocidade e tempo registrados. A velocidade pode ser determinada por muitos métodos. Antes da instrumentação moderna, era determinada a bordo usando um chip log. Métodos mais modernos incluem pit log referenciando a velocidade do motor (e.g. em rpm) contra uma tabela de deslocamento total (para navios) ou referenciando a velocidade aerodinâmica indicada alimentada pela pressão de um tubo de pitot. Esta medição é convertida em uma velocidade aerodinâmica equivalente com base nas condições atmosféricas conhecidas e erros medidos no sistema de velocidade aerodinâmica indicado. Um navio naval usa um dispositivo chamado pit sword (rodômetro), que usa dois sensores em uma haste de metal para medir a variação eletromagnética causada pelo navio se movendo através da água. Esta mudança é então convertida para a velocidade do navio. A distância é determinada multiplicando a velocidade e o tempo. Esta posição inicial pode então ser ajustada resultando em uma posição estimada levando em consideração a corrente (conhecida como set and drift na navegação marítima). Se não houver informação posicional disponível, um novo gráfico de navegação por estimativa pode começar de uma posição estimada. Neste caso, posições de navegação por estimativa subsequentes terão levado em conta o set e drift estimados.

As posições de navegação por estimativa são calculadas em intervalos predeterminados e são mantidas entre pontos fixos. A duração do intervalo varia. Fatores incluindo a velocidade real feita e a natureza do rumo e outras mudanças de curso, e o julgamento do navegador determinam quando as posições de navegação por estimativa são calculadas.

Antes do desenvolvimento do cronômetro marinho no século XVIII por John Harrison e do método de distância lunar, a navegação por estimativa era o método principal de determinação de longitude disponível para marinheiros como Cristóvão Colombo e John Cabot em suas viagens transatlânticas. Ferramentas como o traverse board foram desenvolvidas para permitir que até membros analfabetos da tripulação coletassem os dados necessários para a navegação por estimativa. A navegação polinésia, no entanto, usa diferentes técnicas de wayfinding.

Aérea

thumb|Bússola Magnética P10 britânica com ferramentas de navegação por estimativa

Em 14 de junho de 1919, John Alcock e Arthur Brown decolaram de Lester's Field em St. John's, Newfoundland em um Vickers Vimy. Eles navegaram através do Oceano Atlântico por navegação por estimativa e pousaram em County Galway, Irlanda às 8h40 de 15 de junho completando o primeiro voo transatlântico sem escalas.

Em 21 de maio de 1927, Charles Lindbergh pousou em Paris, França após um voo sem escalas bem-sucedido dos Estados Unidos no monomotor Spirit of St. Louis. Como a aeronave estava equipada com instrumentos muito básicos, Lindbergh usou navegação por estimativa para navegar.

A navegação por estimativa no ar é semelhante à navegação por estimativa no mar, mas um pouco mais complicada. A densidade do ar através do qual a aeronave se move afeta seu desempenho, assim como ventos, peso e configurações de potência.

A fórmula básica para navegação por estimativa é Distância = Velocidade x Tempo. Uma aeronave voando a 250 nós de velocidade aerodinâmica por 2 horas voou 500 milhas náuticas através do ar. O triângulo do vento é usado para calcular os efeitos do vento no rumo e na velocidade aerodinâmica para obter um rumo magnético a seguir e a velocidade sobre o solo (velocidade em relação ao solo). Tabelas impressas, fórmulas ou um computador de voo E6B são usados para calcular os efeitos da densidade do ar na taxa de subida da aeronave, taxa de queima de combustível e velocidade aerodinâmica.

Uma linha de curso é desenhada na carta aeronáutica junto com posições estimadas em intervalos fixos (digamos a cada meia hora). Observações visuais de características do solo são usadas para obter pontos fixos. Ao comparar o ponto fixo e a posição estimada, correções são feitas no rumo e na velocidade em relação ao solo da aeronave.