Navigasiestelsel. Marine Navigation Systems

Navigasie toerusting is 'n wye verskeidenheid van tipes en wysigings. Daar is bedoel vir gebruik in 'n oop see toestande, terwyl ander is aangepas om die breë massas van die gebruikers, in diens Navigators grootliks vir vermaaklikheids doeleindes. Wat is die navigasiestelsel?

Wat is navigasie?

Die term "navigasie" is van Latynse oorsprong. Navigo woord beteken "drywende op die skip." So aanvanklik was dit feitlik sinoniem met die verskaffing of navigasie. Maar met die ontwikkeling van tegnologie wat die sirkulasie pad van skepe op oseane te fasiliteer, met die koms van lugvaart, ruimte tegnologie, het die term aansienlik uitgebrei met die omvang van moontlike interpretasies.

Vandag, onder die navigasie beteken die proses waardeur 'n persoon is onderhewig aan sekere beheermaatreëls, op grond van sy ruimtelike koördinate. Dws navigasie bestaan uit twee prosedures - 'n direkte beheer, asook die lewering van die optimale pad van die voorwerp.

tipes navigasie

Die klassifikasie van soorte navigasie is baie ruim. Moderne kenners identifiseer die volgende die belangrikste spesies:

- motor;

- astronomiese;

- dier navigasie,

- lug;

- ruimte;

- see;

- radio navigasie,

- satelliet;

- ondergrondse;

- inligting;

- traagheid.

Sommige van hierdie tipe navigasie is nou gekoppel - hoofsaaklik te wyte aan die algemeenheid van die betrokke tegnologie. Byvoorbeeld, 'n motor navigasie gebruik dikwels instrumente tipies vir satelliet.

Daar is gemengde tipes waarin verskeie tegnologiese hulpbronne gelyktydig gebruik word, soos byvoorbeeld navigasie en inligtingstelsels. Hulle kan die sleutel, as sodanig hulpbronne satelliet wees. Maar die uiteindelike doel van die gebruik van hulle om die teikengroepe van gebruikers te voorsien met die nodige inligting.

navigasiestelsel

Die ooreenstemmende tipe navigasie vorme, as 'n reël, met dieselfde naam van die stelsel. Daar is dus 'n motor navigasie stelsel, see, ruimte, ens Die definisie van hierdie term is ook teenwoordig in die deskundige gemeenskap. A navigasiestelsel, volgens die gemeenskaplike interpretasie - 'n versameling van verskillende tipes van toerusting (en indien van toepassing - en die sagteware) wat u toelaat om die posisie van die voorwerp te bepaal, asook om sy roete te bereken. Die toolkit kan hier anders wees. Maar in die meeste gevalle, die stelsel wat gekenmerk word deur die volgende basiese komponente soos:

- kaarte (gewoonlik elektronies);

- sensors, satelliete en ander eenhede vir die berekening van koördinate;

- nie-stelsel voorwerpe wat inligting oor die geografiese ligging van die teiken te voorsien;

- hardeware en sagteware ontleding eenheid, data invoer en uitvoer en die koppeling van die eerste drie bestanddele.

As 'n reël, die struktuur van dié of ander stelsels aangepas by die behoeftes van eindgebruikers. Sekere tipes oplossings kan beklemtoon word ontwikkel in die rigting van 'n program deel, of, omgekeerd, hardeware. Byvoorbeeld, gewild in die Russiese navigasiestelsel "Navitel" - dit is meer sag. Dit is ontwerp om 'n wye verskeidenheid van burgers gebruik, besit verskeie soorte mobiele toestelle - skootrekenaars, tablette, slimfone.

Navigasie deur satelliet

Enige navigasiestelsel aanvaar, in die eerste plek, die bepaling van die koördinate van 'n voorwerp - gewoonlik 'n geografiese. Histories, is menslike instrumente in hierdie verband voortdurend verbeter. Vandag is die mees gevorderde navigasie stelsels - satelliet. Hul struktuur word verteenwoordig deur 'n stel van 'n hoë-presisie toerusting, waarvan 'n deel is geleë op die Aarde, die ander - draai in 'n baan. Moderne satelliet navigasie stelsels kan nie net die geografiese koördinate van die voorwerp, maar ook die spoed en rigting van sy beweging te bereken.

Elemente van satelliet navigasie

Die samestelling van die onderskeie stelsels sluit die volgende basiese elemente: satelliet konstellasie, grond eenhede van meting te koördineer orbitaal voorwerpe en die uitruil van inligting met hulle toestelle vir eindgebruiker (navigator), toegerus met die nodige sagteware, in sommige gevalle - bykomstighede vir spesifikasie van geografiese koördinate (GSM-toring aanlyn kanale, radio bakens, ens).

Hoe satelliet navigasie

Hoe werk 'n satelliet navigasiestelsel? Die basis van die operasie - meting algoritme afstand van die voorwerp na die satelliete. Laasgenoemde is geleë in 'n wentelbaan byna sonder om sy posisie, en omdat hul posisie is altyd konstant relatief tot die Aarde. In die Navigator, die ooreenstemmende syfers gelê. Dit vind van die satelliet en hy daaraan (of verskeie) verbind, die apparaat bepaal op sy beurt sy geografiese ligging. Die basiese metode hier - die berekening van die afstand na die satelliet-gebaseerde radio golf spoed. Orbitaal voorwerp stuur 'n versoek aan die aarde met uitsonderlike akkuraatheid met verloop van tyd - dit maak gebruik van 'atoomhorlosie. reaksie ontvang van die navigator, die satelliet (of groep daarvan) bepaal 'n afstand in 'n sekere tydperk tyd gehad om die radio golf slaag. Net so, die gemeet snelheid van die voorwerp - die meting is net 'n bietjie meer ingewikkeld.

tegniese probleme

Ons het vasgestel dat die satelliet navigasie - die mees ideaal vir vandag metode van bepaling van die geografiese koördinate. Dit is egter die praktiese gebruik van hierdie tegnologie vergesel deur 'n aantal tegniese probleme. Wat, byvoorbeeld? In die eerste plek, dit is die heterogeniteit van die verspreiding van die gravitasieveld van die planeet - dit beïnvloed die posisie van die satelliet met betrekking tot die aarde. 'N Soortgelyke eiendom is ook gekenmerk deur die atmosfeer. Sy heterogeniteit kan die snelheid van radio golwe, wat is die rede waarom in die onderskeie dimensies kan onklaar wees beïnvloed.

Nog 'n tegniese probleem - die sein gestuur word vanaf die satelliet na die navigator, dikwels belemmer deur ander aardse voorwerpe. As gevolg hiervan, ten volle gebruik van die stelsel in stede met hoë geboue is moeilik.

Praktiese gebruik van satelliete

Satellietnavigasie stelsels vind 'n wye verskeidenheid van aansoeke. In baie maniere - as 'n element van 'n verskeidenheid van kommersiële oplossings van siviele geaardheid. Dit kan wees as die huis toestelle, en byvoorbeeld multifunksionele media navigasiestelsel. Afgesien van burgerlike gebruik, hulpbron satelliete is landmeters, kundiges op die gebied van kartografie, vervoermaatskappye, verskeie openbare dienste. Geoloë is aktief betrokke satelliete. In die besonder, kan hulle gebruik word om dinamiese tektoniese beweging van die aarde plate bereken. Gebruik satelliet navigators en as 'n bemarkingsinstrument - met die hulp van intelligensie, waarin daar is metodes van SAM, maatskappye navorsing van hul kliëntebasis, sowel as, byvoorbeeld, 'n direkte geteikende reklame. Natuurlik, gebruik die navigators en die militêre - hulle, in werklikheid, het 'n groot navigasie stelsels vandag, GPS en GLONASS - vir die behoeftes van die US Army en Rusland onderskeidelik. En dit is nie 'n volledige lys van gebiede waar satelliete gebruik kan word.

Moderne navigasie stelsels

Wat navigasiestelsels funksioneer vandag insluitende aktiewe of is in die stadium van implementering? Kom ons begin met die een wat verskyn op die globale openbare mark vroeër as ander navigasiestelsels - GPS. Die ontwikkelaar en eienaar - die Amerikaanse Departement van Verdediging. Toestelle wat deur die GPS-satelliete te kommunikeer - die mees algemene in die wêreld. Hoofsaaklik omdat, soos ons hierbo gesê het, die VSA navigasiestelsel is ingestel om die mark vroeër as sy huidige mededingers.

Aktief besig om in gewildheid GLONASS. Dit is - die Russiese navigasiestelsel. Dit behoort aan, op sy beurt, die Ministerie van Verdediging van die Russiese Federasie. Dit is ontwerp volgens een weergawe, oor dieselfde tydperk as dié van die GPS - in die laat 80's - vroeg 90's. Tog het die openbare mark geteel so onlangs as 2011. Meer en meer vervaardigers van hardeware oplossings vir die implementering navigasie GLONASS ondersteuning in hul toestelle.

Daar word aanvaar dat 'n ernstige kompetisie vir GLONASS en GPS 'n globale navigasiestelsel "Beidou", ontwikkel in China kan maak. Maar op die oomblik is dit werk net as 'n nasionale. Global status dit kan kry, volgens sommige ontleders, in 2020, toe die baan genoeg satelliete sal vertoon word - oor 35. "Beidou" stelsel ontwikkelingsprogram is relatief jonk - dit is net die begin in 2000, en die eerste satelliet gelanseer in die Chinese ontwikkelaars 2007.

Probeer om die Europeërs te hou. Die navigasiestelsel GLONASS en sy Amerikaanse eweknie in die afsienbare toekoms kan goed aangaan kompetisie met GALILEO. Oop konstellasie van satelliete in die regte hoeveelheid van die baan voorwerpe eenhede Europeërs beplan in 2020.

Onder ander belowende projekte vir die ontwikkeling van die navigasiestelsels kan opgemerk Indiese IRNSS, en Japannese QZSS. Met betrekking tot die eerste wye publisiteit openbare inligting oor die voornemens van die ontwikkelaar om 'n globale stelsel nog skep. Daar word aanvaar dat IRNSS net die grondgebied van Indië sal dien. Die program is ook mooi jong - die eerste satelliet is in 2008 in 'n wentelbaan geplaas. Japannese satelliet-stelsel sal na verwagting hoofsaaklik gebruik word in die nasionale grondgebied van die land of die ontwikkelaar aangrensend aan dit.

akkuraatheid posisionering

Hierbo ons 'n aantal probleme wat tot die werking van satellietnavigasie stelsels betrokke is. Een van die belangrikste, wat ons geroep - die plek van die satelliete in 'n wentelbaan, of hul beweging om die gewenste pad is nie altyd gekenmerk deur die absolute stabiliteit van 'n aantal redes. Hierdie berekening bepaal wanfunksionering van geografiese koördinate in die Navigator. Dit is egter nie die enigste faktor wat die korrekte posisionering deur satelliet. Wat anders raak die akkuraatheid van die berekening van die koördinate?

In die eerste plek, moet dit in ag geneem word - dié atoom-horlosies wat op die satelliete geïnstalleer is nie altyd heeltemal korrek is. Hulle is moontlik, maar baie klein, maar nog steeds invloed op die kwaliteit van navigasie stelsel foute. Byvoorbeeld, as die berekening van die tyd waarin 'n radio golf beweeg, sal jy 'n fout maak op die vlak van tien nano sekondes, kan die onakkuraatheid in die bepaling van koördinate van grond teikens etlike meters wees. Maar in die moderne satelliete het instrumente wat dit moontlik maak vir berekening, selfs met inagneming van moontlike foute in die atoomhorlosie.

Bo ons opgemerk dat onder die faktore wat die akkuraatheid van die navigasie stelsels - heterogeniteit van die Aarde se atmosfeer. Dit sal nuttig wees om hierdie feit ander inligting wat verband hou met die impak van die nabye-Aarde velde op die werking van die satelliete te vul nie. Die feit dat die atmosfeer van ons planeet is verdeel in verskeie sones. Die een wat eintlik op die grens met vrye ruimte - ionosfeer - bestaan uit 'n laag van deeltjies met 'n sekere aanklag. Hulle meng met radiogolwe, die satelliet stuur, kan hul spoed te verminder, waardeur die afstand na die voorwerp kan bereken word met 'n fout. Let daarop dat met hierdie soort bron van kommunikasie probleme die ontwikkelaars van satellietnavigasie werk: in die algoritmes van die baan toerusting is gewoonlik opgeneem verskillende tipes van korrektiewe scenario, met inagneming van die berekening van die verloop van radiogolwe deur die ionosfeer.

Wolke en ander atmosferiese verskynsels kan ook invloed op die akkuraatheid van die navigasie stelsels. Waterdamp teenwoordig in die onderskeie lae van die aarde skede lug, asook die deeltjies in die ionosfeer, invloed op die spoed van radio golwe.

Natuurlik, met betrekking tot binnelandse GLONASS of GPS gebruik in die samestelling van sulke eenhede, soos die navigasie media stelsel, wat funksies in baie opsigte is entertaining, 'n paar klein foute in die koördineer verkeerde berekenings is nie van kritieke belang. Maar toe die militêre gebruik van satelliete ooreenstemmende berekeninge moet verkieslik na die werklike geografiese ligging van voorwerpe betrokke wees.

Eienskappe van die see navigasie

Na die gesprek oor die mees moderne tipe navigasie, neem ons 'n kort uitstappie in die geskiedenis. Soos bekend is, die term self, waarna verwys word, vir die eerste keer verskyn in die seevarende omgewing. Watter eienskappe word gekenmerk deur mariene navigasie stelsels?

Praat oor die historiese aspek, is dit moontlik om die evolusie van die instrumente wel tot die beskikking van die matrose. Een van die eerste "hardeware oplossing" was 'n kompas, wat beskou word as deur sommige kenners te gewees het uitgevind in die XI eeu. Proses kartering, navigasie as sleutel instrumente ook verbeter. In XVI eeu begin Gerard Mercator na die kaart wat gebaseer is op die beginsel van toepassing van die silindriese projeksie met gelyke hoeke. In die XIX eeu is uitgevind deur die lag - 'n meganiese eenheid in staat is die meting van die spoed van skepe. In die twintigste eeu in die arsenaal van matrose verskyn radar, en dan die ruimte kommunikasie satelliete. Die mees gevorderde mariene navigasie stelsels nou werksaam, dus die voordele van verkenning van die ruimte pluk deur 'n mens. Wat is die besonderhede van hul werk?

Sommige kenners glo dat die belangrikste kenmerk van wat gekenmerk word deur moderne mariene navigasie stelsel - standaard toerusting op die skip geïnstalleer, het 'n baie hoë weerstand te skuur en water. Dit is verstaanbaar - dit is onmoontlik om te skip in die oop swem duisende myle van die land is, dit was in 'n situasie wanneer die toerusting onverwags nie. Op die grond, waar toegang - die hulpbronne van die beskawing, kan alles vasgestel, in die see - is problematies.

Wat ander noemenswaardige kenmerke het see navigasiestelsel? Permanente toerusting, bykomend tot die verpligte vereistes - dra weerstand bestaan gewoonlik modules aangepas om die bevestiging van 'n paar van die omgewing parameters (diepte, water temperatuur, ens). Ook, spoed die skip se in mariene navigasie stelsels, in baie gevalle nog nie bereken satelliete en gereelde metodes.