Sistem de navigație. Sisteme de navigație Marine

Echipamente de navigație este o mare varietate de tipuri și modificări. Există sisteme destinate utilizării în condiții de mare deschisă, în timp ce altele sunt adaptate pentru a maselor largi de utilizatori, folosește Navigatori în mare parte în scopuri de divertisment. Care sunt sistemul de navigație?

Ce este de navigare?

Termenul „navigare“ este de origine latină. cuvânt Navigo înseamnă „plutind pe navă.“ Deci, inițial a fost practic sinonim cu livrare sau de navigare. Dar, odată cu dezvoltarea unor tehnologii care facilitează calea de circulație a navelor asupra oceanelor, odată cu apariția aviației, tehnologia spațială, termenul sa extins semnificativ gama de posibile interpretări.

Astăzi, în conformitate cu navigarea înseamnă procesul prin care o persoană este supusă unor controale, pe baza coordonatelor sale spațiale. De exemplu navigație constă din două proceduri - control direct, precum și calea de redare optimă a obiectului.

tipuri de navigare

Clasificarea tipurilor de navigare este foarte extinsă. Experții moderni identifică următoarele sale principale soiuri:

- mașină;

- astronomice;

- navigație animală;

- aer;

- spațiu;

- mare;

- radionavigatie;

- prin satelit;

- subteran;

- informații;

- inerțial.

Unele dintre aceste tipuri de navigație sunt strâns legate - în principal din cauza caracterului general al tehnologiilor implicate. De exemplu, o navigare auto utilizează adesea instrumente tipice pentru satelit.

Există tipuri mixte, în care mai multe resurse tehnologice sunt utilizate simultan, cum ar fi, de exemplu, sistemele, de navigație și de informare. Acestea pot fi cheia, ca astfel de resurse prin satelit. Cu toate acestea, scopul final de a le utiliza pentru a furniza grupurilor-țintă ale utilizatorilor cu informațiile necesare.

sistemul de navigație

Tipul corespunzător de forme de navigație, de regulă, același nume al sistemului. Există, prin urmare, un sistem de navigație auto, mare, spațiu, etc. Definiția acestui termen este de asemenea prezentă în comunitatea de experți. Un sistem de navigație, în conformitate cu interpretarea comună - o colecție de diferite tipuri de echipamente (și, dacă este cazul - și software-ul), care permit să se determine poziția obiectului, precum și pentru a calcula traseul său. Setul de instrumente poate fi diferit aici. Dar, în cele mai multe cazuri, sistemul caracterizat prin următoarele componente de bază, cum ar fi:

- carduri (de obicei, în format electronic);

- senzori, sateliți și alte unități de calcul al coordonatelor;

- obiecte non-sistem care furnizează informații despre localizarea geografică a țintei;

- hardware și software de analiză unitate, datele de intrare și de ieșire și conectarea primele trei ingrediente.

Ca o regulă, structura celor sau a altor sisteme adaptate la nevoile utilizatorilor finali. Anumite tipuri de soluții pot fi accentuate dezvoltate spre o parte de program, sau, dimpotrivă, hardware-ul. De exemplu, popular în sistemul de navigație rus „Navitel“ - acest lucru este mai moale. Acesta este proiectat să utilizeze o gamă largă de cetățeni, care deține diferite tipuri de dispozitive mobile - laptopuri, tablete, smartphone-uri.

Navigare prin satelit

Orice sistem de navigație presupune, în primul rând, determinarea coordonatelor unui obiect - de obicei, o geografică. Punct de vedere istoric, instrumentele umane în acest sens a fost îmbunătățit în mod constant. Astăzi, sistemele de navigație cele mai avansate - prin satelit. Structura lor este reprezentată de un set de echipamente de mare precizie, din care o parte se află pe Pământ, celălalt - se învârte în orbită. Sistemele moderne de navigație prin satelit poate calcula nu numai coordonatele geografice ale obiectului, ci, de asemenea, viteza și direcția mișcării sale.

Elemente de navigație prin satelit

Compoziția sistemelor respective includ următoarele elemente de bază: constelația prin satelit, unitățile de sol de măsurare de coordonate obiectelor orbitale și schimbul de informații cu ei dispozitive pentru utilizatorul final (navigator), echipat cu software-ul necesar, în unele cazuri - accesorii pentru specificarea coordonatelor geografice (GSM-turn canale online, semnalizatoare de radio, etc.).

Cum de navigație prin satelit

Cum face un sistem de navigație prin satelit? Baza operațiunii - algoritm de măsurare a distanței de la obiect la sateliți. Acesta din urmă este situat într-o orbită aproape fără a schimba poziția sa, și pentru că poziția lor este întotdeauna relativ constantă față de Pământ. În Navigator, cifrele corespunzătoare stabilite. Găsirea satelitul și având conectat la aceasta (sau multiplă), aparatul determină, la rândul său, poziția sa geografică. Metoda de bază aici - calcularea distanței la viteza undelor radio prin satelit. obiect Orbital trimite o cerere către Pământ cu o precizie excepțională a lungul timpului - se foloseste un ceas atomic. Primirea răspunsului de la navigator, satelitul (sau grup) determină o distanță într-o anumită perioadă de timp a avut timp să treacă unda radio. In mod similar, viteza măsurată a obiectului - măsurarea este doar puțin mai complicat.

dificultăţi tehnice

Am constatat că navigarea prin satelit - cea mai perfectă pentru metoda astăzi de determinare a coordonatelor geografice. Cu toate acestea, utilizarea practică a acestei tehnologii este însoțită de o serie de dificultăți tehnice. Ce, de exemplu? Mai întâi de toate, este eterogenitatea distribuției câmpului gravitațional al planetei - acest lucru afectează poziția satelitului față de Pământ. O proprietate similară este caracterizată de atmosfera. eterogenitatea acestuia poate afecta viteza undelor radio, care este motivul pentru care în dimensiunile respective poate fi defect.

O altă dificultate tehnică - semnalul transmis de la satelit la navigatorul, de multe ori obstrucționat de alte obiecte terestre. Ca urmare, utilizarea deplină a sistemului în orașele cu clădiri înalte este dificil.

Utilizarea practică a sateliților

Sistemele de navigație prin satelit sunt găsi o gamă largă de aplicații. În multe feluri - ca element al unei varietăți de soluții comerciale de orientare civilă. Acesta poate fi la fel de electrocasnice, și de exemplu, sistem de navigație media multifuncționale. În afară de utilizarea civilă, sateliții de resurse sunt topografi, experți în domeniul cartografiei, companiile de transport, diverse servicii publice. Geologii sunt sateliți implicați activ. În special, acestea pot fi folosite pentru a calcula mișcarea tectonice dinamică a plăcilor de pământ. Sunt utilizate sisteme de navigație prin satelit și ca instrument de marketing - cu ajutorul inteligenței, în care există metode de geopositioning, companiile desfasura activitati de cercetare a bazei de clienți, precum și, de exemplu, publicitate orientată directă. Desigur, utilizați navigatorii și militare - au, de fapt, a dezvoltat un important sisteme de navigație astăzi, GPS și GLONASS - pentru nevoile armatei SUA și Rusia, respectiv. Și aceasta nu este o listă exhaustivă a zonelor în care pot fi utilizate sateliți.

Sistemele moderne de navigație

Ce sisteme de navigație funcționează astăzi, inclusiv active sau se află în faza de implementare? Să începem cu cel care a apărut pe piața publică mondială mai devreme decât alte sisteme de navigație - GPS. dezvoltator si proprietar - Departamentul Apararii al SUA. Dispozitivele care comunică prin intermediul GPS-sateliți - cea mai frecventă din lume. În principal pentru că, așa cum am spus mai sus, sistemul de navigație din SUA a fost introdus pe piață mai devreme decât concurenții săi actuali.

câștigă popularitate în mod activ GLONASS. Aceasta este - sistemul de navigație rus. Ea aparține, la rândul său, Ministerul Apărării al Federației Ruse. Acesta a fost proiectat, în conformitate cu o versiune, aproximativ în aceeași perioadă ca și cea a GPS - la sfârșitul anilor '80 - începutul anilor '90. Cu toate acestea, piața publică a fost crescut recent, în 2011. Tot mai mulți producători de soluții hardware pentru implementarea de navigație suport GLONASS în dispozitivele lor.

Se presupune că o concurență serioasă pentru GLONASS și GPS poate face un sistem de navigație globală „Beidou“, dezvoltat în China. Cu toate acestea, în momentul în care funcționează numai ca națională. Starea globală se poate obține, potrivit unor analiști, până în 2020, când orbita sateliților suficient va fi afișată - aproximativ 35. Programul de dezvoltare a sistemului „Beidou“ este relativ tânără - aceasta abia a început abia în 2000, iar primul satelit lansat în dezvoltatorii chinezi 2007.

Încercarea de a păstra europenii. GLONASS sistem de navigație și omologul său american, în viitorul apropiat ar putea intra în competiție cu GALILEO. constelație deschisă de sateliți în cantitatea potrivită de obiecte orbitale unități europeni planul de până în 2020.

Printre alte proiecte promițătoare pentru dezvoltarea sistemelor de navigație poate fi remarcat indian IRNSS, și QZSS japoneză. În ceea ce privește prima informare a publicului larg mediatizate despre intențiile dezvoltatorului de a crea încă un sistem global. Se presupune că IRNSS va servi doar pe teritoriul Indiei. Programul este, de asemenea, destul de tineri - primul satelit a fost pus pe orbită în 2008. Sistemul prin satelit japonez este de așteptat să fie utilizat în principal pe teritoriul național al țării sau dezvoltator adiacente acesteia.

precizia de poziționare

Mai sus am observat o serie de dificultăți, care sunt relevante pentru funcționarea sistemelor de navigație prin satelit. Printre principalele, ceea ce am numit - locația sateliților în orbită, sau mișcarea lor pe calea dorită nu este întotdeauna caracterizată prin stabilitatea absolută a unui număr de motive. Acest calcul determină funcționarea defectuoasă a coordonatelor geografice în Navigator. Cu toate acestea, acest lucru nu este singurul factor care influențează poziționarea corectă prin satelit. Ce altceva afectează precizia calculării coordonatelor?

În primul rând, trebuie remarcat - acele ceasuri atomice care sunt instalate pe sateliți nu sunt întotdeauna exacte. Ele sunt posibile, deși foarte mici, dar afectează în continuare calitatea de erori de sistem de navigație. De exemplu, în cazul în care atunci când se calculează timpul în care un val de radio este în mișcare, ca va face o greșeală la nivel de zeci de nanosecunde, imprecizia în determinarea coordonatelor țintelor terestre pot fi de mai mulți metri. Cu toate acestea, în sateliți moderne au instrumente care permit calcularea, luând în considerare chiar și erorile posibile în ceasul atomic.

Mai sus am observat că printre factorii care afectează precizia sistemelor de navigație - eterogenitatea atmosferei Pământului. Acesta va fi util pentru a completa acest fapt alte informații cu privire la impactul câmpurilor din apropierea Pământului privind funcționarea sateliților. Faptul că atmosfera planetei noastre este împărțită în mai multe zone. Cel care este de fapt la granița cu spațiu liber - ionosfera - constă dintr-un strat de particule având o anumită taxă. Acestea interferează cu undele radio, satelitul trimite, poate reduce viteza, prin care distanța până la obiect poate fi calculat cu o eroare. Rețineți că, cu acest tip de sursă de probleme de comunicare dezvoltatorii de lucru de navigație prin satelit: în algoritmii echipamentului orbital sunt de obicei încorporate diferite tipuri de scenarii de corecție, luând în considerare în calcularea trecerea undelor radio prin ionosfera.

Nori și alte fenomene atmosferice pot afecta precizia sistemelor de navigație. Vaporii de apă prezentă în straturile respective ale aerului teaca pământ, precum particulele din ionosferă, afecta viteza undelor radio.

Desigur, în ceea ce privește utilizarea GLONASS interne sau GPS-ul în compoziția unor astfel de unități, cum ar fi sistemul de navigație mass-media, care funcționează în mai multe moduri sunt distractive, unele inexactități mici de coordonate de eroare de calcul nu sunt critice. Dar când utilizarea în scopuri militare a sateliților calculele corespunzătoare ar trebui să fie în mod ideal, relevante pentru poziția geografică reală a obiectelor.

Caracteristici ale navigației pe mare

Dupa ce am vorbit despre cel mai modern tip de navigație, vom lua o scurtă excursie în istorie. După cum se știe, termenul în sine, menționat, pentru prima dată a apărut în mediul maritimă. Ce caracteristici sunt caracterizate prin sisteme de navigație marine?

Vorbind despre aspectul istoric, este posibil să se constate evoluția instrumentelor la dispoziția marinarilor. Unul dintre primele „soluția hardware“ a fost o busolă, care este considerat de unii experți să fi fost inventat în secolul XI. Procesul de cartografiere, de navigare ca instrumente-cheie, de asemenea, îmbunătățită. În secolul al XVI-lea Gerard Mercator a început să se bazeze pe hartă principiul aplicării proeminenței cilindrice cu unghiuri egale. In secolul XIX a fost inventată de lag - o unitate mecanică capabilă să măsoare viteza navelor. În secolul XX, în arsenalul de marinari au apărut radar, și apoi sateliții de comunicare spațiu. Cele mai avansate sisteme de navigație marină acum de operare, de secerare astfel beneficiile de explorare a spațiului de către om. Care sunt specificul muncii lor?

Unii experți cred că a cărui principală caracteristică este caracterizată prin sistem modern de navigație maritimă - echipament standard instalate pe navă, are o rezistență foarte mare la abraziune și apă. Acest lucru este de înțeles - este imposibil de a navei în mii de înot deschise de mile de teren, a fost într-o situație atunci când echipamentul nu reușește în mod neașteptat. Pe teren, în cazul în care accesul - resursele civilizației, totul poate fi fixat, în mare - este problematică.

Ce alte caracteristici notabile are sistem de navigație pe mare? Echipament permanent, pe lângă cerințele obligatorii - rezistența la uzură cuprinde de obicei module adaptate la fixarea unor parametri de mediu (adancime, temperatura apei, etc.). De asemenea, viteza navei în sistemele de navigație marine, în multe cazuri, încă nu se calculează sateliți și metode obișnuite.