Навигациони систем. Марине Навигатион Системс

Навигацијска опрема је веома различитаврсте и модификације. Постоје системи дизајнирани за употребу у отвореном морју, други су прилагођени широким масама корисника који користе навигате на разне начине за забаву. Који су навигациони системи?

Шта је навигација?

Термин "навигација" је латинског порекла. Реч "навиго" значи "плутање на броду". То је, у почетку, заправо синоним за навигацију или навигацију. Али, развојем технологија које олакшавају начин пловљења пловидбама океана, с појавом ваздухопловства, свемирске технологије, термин је значајно проширио опсег могућих тумачења.

Данас је навигација процескоји човек управља неким објектом, који долази из његових просторних координата. То значи да се навигација састоји од две процедуре - то директно контролише, као и погрешно израчунавање оптималног пута покрета објекта.

Врсте навигације

Класификација врста пловидбе је веома опсежна. Модерни експерти разликују следеће главне сорте:

- Аутомобиле;

- астрономски;

- Био-навигација;

- ваздух;

- Простор;

- море;

- радио навигација;

- сателит;

- под земљом;

- информације;

- инерцијално.

Неке горе наведене врсте навигацијесу блиско повезани - углавном због заједничке природе укључених технологија. На пример, навигација аутомобила често користи алаткит специфичан за сателитску навигацију.

У њима постоје мјешовите врстеистовремено се користи неколико технолошких ресурса, као што су, на пример, навигациони и информациони системи. У њима кључ може бити ресурси сателитске комуникације као такви. Међутим, крајњи циљ њиховог ангажовања ће бити пружање циљних група корисника потребним информацијама.

Навигациони системи

Одговарајући тип пловидбе формира сам по себи,по правилу, систем истог имена. Дакле, постоји систем за навигацију аутомобила, марине, простор, итд. Дефиниција овог појма присутна је иу стручном окружењу. Навигацијски систем, у складу са заједничким тумачењем, представља комбинацију различитих врста опреме (и, ако је применљиво, софтвера), који омогућавају да одреди положај објекта, као и да израчуна њену руту. Алати овде могу бити различити. Али у већини случајева, систем карактерише присуство следећих основних компоненти, као што су:

- мапе (обично у електронској форми);

- сензори, сателити и друге јединице за израчунавање координата;

- не-системски објекти који пружају информације о географској локацији циља;

- софтвер и хардверска аналитичка јединица која обезбеђује улаз и излаз података, као и повезивање првих три компоненте.

По правилу, структура одређених системаприлагођене потребама крајњих корисника. Одређене врсте решења могу се нагласити у смеру софтвера, или обратно, хардверу. На пример, Навител, популаран навигациони систем у Русији, углавном је софтвер. Намењен је за коришћење од стране широког спектра грађана који посједују различите врсте мобилних уређаја - лаптопа, таблета, паметних телефона.

Сателитска навигација

Било који навигациони систем претпоставља се ранијесве, дефиниција координата објекта - обично географски. Историјски гледано, алатка човјека у овом погледу је стално побољшана. Данас су најсавременији навигациони системи сателитски. Њихова структура представља низ високо прецизне опреме, део који се налази на Земљи, а други ротира у орбити. Модерни сателитски навигациони системи могу да израчунају не само географске координате, већ и брзину објекта, као и правац њеног кретања.

Елементи сателитске навигације

Релевантни системи укључују следеће:главни елементи: груписање сателита, блокови за мјерење координације орбиталних објеката и размјена информација с њима, инструменти за крајњег корисника (навигатора) опремљени потребним софтвером, у неким случајевима додатна опрема за спецификацију географских координата (ГСМ торњеви, Интернет канали, радијски сигнал итд.)

Како ради сателитска навигација

Како функционише сателитска навигацијасистем? У средишту свог рада је алгоритам за мерење удаљености од објекта до сателита. Посљедњи се налазе у орбити готово без промјене њиховог положаја, те су зато њихове координате у односу на Земљу увијек константне. У навигаторима одговарајуће слике су постављене. Проналажење сателита и повезивање са њим (или неколико истовремено), уређај одређује своју географску локацију. Главна метода је да израчунате растојање до сателита на основу брзине радио таласа. Орбитални објекат шаље захтев Земљи са изузетном тачношћу у времену - користи атомски сат. Након што је одговор од навигатора, сателит (или група таквих) одређује колико је радио талас прошао током таквог временског периода. Брзина помицања објекта мјери се слично - само мјерење овдје је нешто компликованије.

Техничке тешкоће

Утврдили смо да је сателитска навигација највишесавршен за данас метод одређивања географских координата. Међутим, практичну употребу ове технологије праћена је бројним техничким потешкоћама. Шта, на пример? Пре свега, то је неуниформна расподела гравитационог поља планете - утиче на позицију сателита у односу на Земљу. Слична имовина карактерише и атмосфера. Његова хетерогеност може утицати на брзину радио таласа, што може проузроковати нетачности у одговарајућим мерењима.

Још једна техничка потешкоћа је сигналпослат са сателита у навигатор, често је блокиран другим земљишним објектима. Као резултат, потпуна употреба система у градовима са високим зградама може бити тешка.

Практична употреба сателита

Највише се налазе системи сателитске навигацијеширок спектар апликација. У многим аспектима - као елемент различитих комерцијалних одлука грађанске оријентације. То може бити и кућни апарати, и, на пример, мултифункционални навигациони медијски систем. Осим цивилне употребе, геодетари, картографи, транспортна предузећа и разне владине службе користе сателитске ресурсе. Сателити активно учествују геолози. Посебно се могу користити за израчунавање динамике кретања тектонских плоча. Сателитски навигатори се такође користе као маркетиншки алат - помоћу аналитике, у којој постоје методи геолокације, компаније истражују своју базу клијената, а такође, на примјер, директно циљано оглашавање. Наравно, користе га и навигатори и војне структуре - они су, заправо, развили највећи навигациони систем данас, ГПС и ГЛОНАСС - за потребе америчке и руске војске, респективно. И то је далеко од исцрпне листе подручја гдје се сателити могу користити.

Савремени системи за навигацију

Који навигациони системи функционирају данасу броју постојећих или распоређених? Почнимо са оном која се појавила на глобалном јавном тржишту раније од других навигационих система - ГПС. Његов програмер и власник је Министарство одбране САД-а. У свету су најчешћи уређаји који комуницирају путем ГПС сателита. Већином због тога што је, како смо већ рекли, овај амерички навигациони систем уведен на тржиште пред својим модерним конкурентима.

Активно добивање популарности ГЛОНАСС. Ово је руски навигациони систем. Припада му Министарство одбране Руске Федерације. Развијена је, према једној верзији, отприлике у истим годинама као и ГПС - крајем 80-тих - почетком деведесетих. Међутим, недавно је покренуто на јавном тржишту у 2011. години. Све више произвођача навигационих хардверских решења усваја ГЛОНАСС подршку у својим уређајима.

Предпоставља се да буде озбиљна конкуренција ГЛОНАССи ГПС може да направи глобални навигациони систем "Беидоу", развијен у Кини. Истина, у овом тренутку функционише само као национална. Према неким аналитичарима, може доћи до глобалног статуса до 2020. године када ће у орбиту бити уложен довољан број сателита - око 35. Програм развоја Беидоу система је релативно млад - почело је тек 2000. године, а први сателит је лансиран од стране кинеских програмера у 2007

Покушавајући да држите корак са Европљанима. Навигацијски систем ГЛОНАСС и његов амерички колега у догледној будућности можда ће ући у конкуренцију са ГАЛИЛЕО-ом. Европљани планирају ширити груписање сателита у потребном броју јединица орбиталних објеката до 2020. године.

Међу осталим обећавајућим пројектимаРазвој навигационих система може се запазити индијски ИРНСС, као и јапански КЗСС. Што се тиче првих широко објављених информација о намерама програмера за стварање глобалног система. Претпоставља се да ИРНСС служи само територији Индије. Програм је такође прилично млад - први сателит је лансиран у орбиту 2008. године. Очекује се да се јапански сателитски систем углавном користи на националним територијама земље или суседних земаља.

Прецизност позиционирања

Изнад тога, приметили смо бројне тешкоће које су релевантне зафункционисање сателитских навигационих система. Међу главним, оно што смо назвали - локација сателита у орбити, или њихово кретање на датој трајектури, није увек карактерисана апсолутном стабилношћу из више разлога. Ово предодређује нетачности у израчунавању географских координата у навигаторима. Међутим, то није једини фактор који утиче на исправност позиционирања путем сателита. Шта друго утиче на тачност израчунавања координата?

Пре свега, вреди напоменути - атомскисатови који су инсталирани на сателиту нису увек апсолутно тачни. Могуће су, иако веома мале, али ипак утичу на квалитет рада грешака навигационих система. На пример, ако се при израчунавању времена за кретање радио таласа направи грешка од десет наносекунди, тада нејасноћа у одређивању координата земаљског објекта може износити неколико метара. Истовремено, модерни сателити имају опрему која вам омогућава извођење прорачуна, чак и узимајући у обзир могуће грешке у раду атомских сатова.

Изнад тога, забележили смо то међу факторима који утичуо тачности навигационих система - хетерогености Земљине атмосфере. Било би корисно допунити ову чињеницу другим информацијама које се тичу утицаја региона близу Земље на рад сателита. Чињеница је да је атмосфера наше планете подељена на неколико зона. Онај који је заправо на граници са отвореним простором - јоносфером - састоји се од слоја честица са одређеним пуњењем. Они могу да се мешају са радио таласима које шаље сателит, што може смањити њихову брзину, тако да се удаљеност објекта може израчунати са грешком. Треба напоменути да програмери сателитске навигације раде са оваквим изворима комуникационих проблема: по правилу, различите врсте корективних сценарија су укључене у алгоритме орбиталне опреме, узимајући у обзир карактеристике пролаза радио таласа кроз јоносферу.

Облаци и други атмосферски феномени такође могуутичу на тачност навигационих система. Водена пара која је присутна у одговарајућим слојевима Земљиног зрачног омотача, као и честице у јоносфери, утичу на брзину радио таласа.

Наравно, што се тиче кућне употребеГЛОНАСС или ГПС као део таквих јединица као што је, на пример, навигациони медијски систем, чије су функције у многим аспектима забавне природе, онда мале неправилности у погрешним израчунама координата нису критичне. Али у случају војне употребе сателита, одговарајуће прорачуне морају бити савршено конзистентне са стварним географским положајем предмета.

Функције поморске навигације

Након разговора о најсавременијој врсти навигације,Хајде да урадимо мало историје. Као што је познато, предметни израз се први пут појавио у окружењу навигатора. Које карактеристике карактеришу поморски навигациони системи?

Говорећи о историјском аспекту, може се приметитиеволуција алата на располагању морнарима. Једно од првих "хардверских решења" био је компас, који је, према неким стручњацима, измишљен у КСИ веку. Процес мапирања као кључних навигационих алата је такође побољшан. У КСВИ веку, Герард Мерцатор почео је израђивати мапе засноване на принципу кориштења цилиндричне пројекције са једнаким угловима. У КСИКС веку измишљено је лагање - механичка јединица која може мерити брзину бродова. У двадесетом вијеку, радар се појавио у арсеналу помораца, а затим и сателита свемирских комуникација. Најсавременији системи поморских навигација данас функционишу, стога, уживајући предности људског истраживања простора. Која је специфичност њиховог рада?

Неки стручњаци сматрају да је главниОва карактеристика која карактерише савремени морски навигациони систем - стандардна опрема инсталирана на пловилу, има веома високу отпорност на хабање и воду. Ово је сасвим разумљиво - немогуће је да брод, који је отишао у отворену пловидбу на хиљадама километара од земље, био у ситуацији када опрема одједном одбије. На земљишту где је приступ извор цивилизације, све се може поправити, на мору је проблематично.

Које друге изузетне особине?има систем поморске навигације? Стандардна опрема, поред обавезног захтева отпорности на хабање, по правилу, садржи модуле прилагођене за одређивање неких параметара заштите животне средине (дубина, температура воде итд.). Такође, бродска брзина у морским навигационим системима у многим случајевима није израчуната сателити већ стандардним методама.