Navigācijas sistēma. Jūras navigācijas sistēmas

Navigācijas iekārtas ir dažādi veidi un modifikācijas. Ir paredzēti lietošanai atklātās jūras apstākļos sistēmu, bet citi ir pielāgoti plašām lietotāju masām, nodarbina Navigators lielākoties izklaides nolūkos. Kādas ir navigācijas sistēma?

Kas ir navigācija?

Termins "navigācija" ir latīņu izcelsmes. Navigo vārds nozīmē "peldošā uz kuģa." Tātad sākotnēji tas bija gandrīz sinonīms ar piegādi vai navigāciju. Taču ar tehnoloģiju attīstību, kas veicina cirkulācijas ceļu kuģiem uz okeānu, ar Advent aviācijas, kosmosa tehnoloģijas, termins ir ievērojami paplašinājis klāstu iespējamām interpretācijām.

Šodien, saskaņā ar navigācijas nozīmē procesu, kurā persona ir pakļauta noteiktiem kontroli, pamatojoties uz tās telpisko koordinātas. Ti, navigācijas sastāv no divām procedūrām - tieša kontroles, kā arī renderēšanas optimālo ceļu objektu.

veidi navigācija

Par veidu navigācijas klasifikācija ir ļoti plašs. Mūsdienu eksperti identificēt šādus savus galvenos šķirnēm:

- auto;

- astronomiskais;

- dzīvnieku navigācija;

- gaisa;

- telpa;

- jūras;

- radionavigācijas;

- satelītu;

- pazemes;

- informācija;

- inerces.

Daži no šiem navigācijas veidi ir cieši saistīti - galvenokārt tāpēc, vispārīgumu iesaistīto tehnoloģijām. Piemēram, auto navigācijas bieži izmanto raksturīgus satelītu instrumentus.

Ir jauktas veidi, kuros vairāki tehnoloģiskie resursi tiek izmantoti vienlaicīgi, piemēram, piemēram, navigācijas un informācijas sistēmas. Tie var būt galvenais, jo šie resursi satelītu. Tomēr galīgais mērķis izmantot tos piegādāt mērķa lietotāju grupas ar nepieciešamo informāciju.

navigācijas sistēma

Atbilstošais veida navigācijas veidiem, kā parasti, pats nosaukums sistēmu. Ir, līdz ar to, auto navigācijas sistēmu, jūra, telpas, uc Šī termina definīcija ir klāt speciālistu aprindām. Navigācijas sistēma, saskaņā ar vienotu interpretāciju - A dažādu iekārtu savākšana (un, ja piemērojams - un programmatūra), kas ļauj noteikt atrašanās vietu objekta, kā arī, lai aprēķinātu savu maršrutu. Metodiskais var būt atšķirīga šeit. Bet vairumā gadījumu, sistēma raksturojas ar šādiem galvenajiem komponentiem, piemēram:

- kartes (parasti elektroniski);

- sensori, satelīti un citas vienības aprēķināšanas koordinātas;

- ne-sistēmas objektiem, kas sniedz informāciju par ģeogrāfisko atrašanās vietu mērķa;

- aparatūras un programmatūras analīzes vienība, datu ievades un izvades un savieno pirmās trīs sastāvdaļas.

Kā likums, struktūra, kas vai citām sistēmām, pielāgota vajadzībām gala lietotājiem. Dažu veidu risinājumu var akcentēt attīstījusies virzienā uz programmas daļu, vai, gluži pretēji, aparatūru. Tā, piemēram, populāra Krievijas navigācijas sistēmas "Navitel" - tas ir vēl mīksts. Tā ir izstrādāta, lai izmantotu dažādus pilsoņu pieder dažāda veida mobilajām ierīcēm - klēpjdatoriem, planšetdatoriem, viedtālruņiem.

Navigācijas sistēmas satelītu

Jebkura navigācijas sistēma pieņemts, pirmkārt, nosakot koordinātes objekta - parasti ģeogrāfisks. Vēsturiski cilvēka instrumentus šajā sakarā tika pastāvīgi uzlabota. Šodien visvairāk uzlabotas navigācijas sistēmas - satelītu. To struktūra pārstāv kopumu augstas precizitātes iekārtas, no kuriem daļa atrodas uz Zemes, otra - rotē orbītā. Mūsdienu satelītu navigācijas sistēmas var aprēķināt ne tikai ģeogrāfiskās koordinātes objekta, bet arī ātrumu un virzienu savu kustību.

Elementi satelītu navigācijas

Par attiecīgo sistēmu sastāvs ietver šādus pamatelementus: satelītu konstelācijas, zemes vienības mērījumu koordinātu apriņķošanas objektus un informācijas apmaiņu ar tām ierīcēm, gala lietotājam (navigatora), kas aprīkots ar nepieciešamo programmatūru, dažos gadījumos - aksesuārus specifikācijas ģeogrāfiskajām koordinātām (GSM tornis tiešsaistes kanāli, radiobākas, utt).

Kā satelītu navigācijas

Kā darbojas satelītu navigācijas sistēmu? Pamatojoties uz operāciju - mērīšanas algoritms attālums no objekta uz satelītiem. Pēdējais atrodas orbītā gandrīz nemainot savu stāvokli, un tāpēc, ka viņu stāvoklis ir vienmēr nemainīga attiecībā pret Zemi. Jo Navigator, atbilstošie skaitļi kas. Finding satelītu un kam ar to (vai vairāku) savienots, aparātu nosaka, savukārt, tās ģeogrāfisko atrašanās vietu. Pamata metode šeit - aprēķinot attālumu līdz ar satelītu radio viļņu ātrumu. Orbitālā objekts sūta pieprasījumu uz Zemi ar izcilu precizitāti laika gaitā - tā izmanto atomu pulksteni. Saņemot atbildi no navigatoru, satelīta (vai to grupa) nosaka attālumu noteiktā laika periodā bija laiks, lai nokārtotu radio vilni. Tāpat mērīts ātrums objekta - mērījums ir tikai nedaudz sarežģītāks.

Tehniskās problēmas

Esam konstatējuši, ka satelītu navigācijas - visvairāk ideāls šodien noteikšanas metodi, ģeogrāfiskās koordinātas. Tomēr praktiski izmantot šīs tehnoloģijas, ir papildināta ar virkni tehnisku grūtību. Ko, piemēram? Pirmkārt, tā ir neviendabīgums gravitācijas lauka planētas sadalījumu - tas ietekmē pozīciju satelīta attiecībā pret Zemi. Līdzīga īpašumu raksturo arī atmosfērā. Tās neviendabīgums var ietekmēt ātrumu radioviļņu, kas ir iemesls, kāpēc attiecīgajos izmēriem var būt bojājums.

Vēl tehniskās grūtības - signāls, kas nosūtīts no satelīta uz navigatoru, bieži vien traucē citu sauszemes objektiem. Tā rezultātā, pilna sistēmas izmantošana pilsētās ar augstu ēku, ir grūti.

Praktiskā izmantošana satelītu

Satelītu navigācijas sistēmas ir atrast plašu lietojumu. Daudzējādā ziņā - kā no dažādiem komerciāliem risinājumiem civilās orientācijas elementu. Tas var būt kā sadzīves tehnikas, un, piemēram, daudzfunkcionālas mediju navigācijas sistēma. Neatkarīgi no civiliem mērķiem, resursu satelīti ir mērnieki, eksperti jomā kartogrāfijas, transporta uzņēmumiem, dažādi sabiedriskie pakalpojumi. Ģeologi ir aktīvi iesaistījies satelīti. Jo īpaši tie var tikt izmantoti, lai aprēķinātu dinamisku tektonisko kustību Zemes plates. Tiek izmantotas satelītu navigatoru un kā mārketinga instruments - ar palīdzību izlūkošanas, kurā pastāv metodes ģeopozicionēšanas, uzņēmumi veic pētījumus par savu klientu bāzi, kā arī, piemēram, tiešo mērķētu reklāmu. Protams, izmantojiet stūrmaņiem un militāro - tie, patiesībā, izstrādājusi lielāko navigācijas sistēmu šodien, GPS un GLONASS - vajadzībām ASV armijas un Krievijas attiecīgi. Un šis nav izsmeļošs saraksts, vietās, kur satelīti var izmantot.

Modernās navigācijas sistēmas

Kuras navigācijas sistēmas darbojas šodien, tai skaitā aktīva vai atrodas stadijā izvietošanas? Sāksim ar to, kas parādījās uz pasaules publiskajā tirgū agrāk, nekā citām navigācijas sistēmām - GPS. Tā attīstītājs un īpašnieks - ASV Aizsardzības departaments. Ierīces, kas sazinās caur GPS satelītus - visbiežāk pasaulē. Galvenokārt tāpēc, ka, kā mēs teicām iepriekš, ASV navigācijas sistēma ir ieviesta tirgū agrāk, nekā tās pašreizējiem konkurentiem.

Aktīvi iegūt popularitāti GLONASS. Tas ir - Krievijas navigācijas sistēma. Tā pieder, savukārt, Aizsardzības Krievijas Federācijas ministriju. Tā tika izstrādāta, saskaņā ar vienu versiju, aptuveni tajā pašā laikā, kā tas ir GPS - beigās 80. - 90. gadu sākumā. Tomēr valsts tirgus ir auguši kā nesen kā 2011. gadā. Arvien vairāk ražotāji aparatūras risinājumus navigācijas GLONASS atbalstu savās ierīcēs īstenošanā.

Tiek pieņemts, ka nopietna konkurence GLONASS un GPS, var veikt globālu navigācijas sistēmas "Beidou", izstrādāta Ķīnā. Taču šobrīd tas darbojas tikai kā valsts. Globālā statusu var iegūt, saskaņā ar dažu analītiķu, līdz 2020. gadam, kad tiks parādīti orbītā pietiekami satelīti - par 35. "Beidou" sistēmu attīstības programma ir salīdzinoši jauna - tā ir tikai tikko sācies 2000. gadā, un pirmais satelīts uzsākta Ķīnas izstrādātājiem 2007.

Mēģinot saglabāt eiropiešiem. Navigācijas sistēma GLONASS un tās amerikāņu ekvivalentu pārskatāmā nākotnē varētu arī konkurēt ar GALILEO. Atvērt konstelācija satelītu labās apmērā orbītas objekti vienības eiropiešu plāno līdz 2020. gadam.

Starp citu perspektīvu projektu attīstībai navigācijas sistēmu var atzīmēt Indijas IRNSS un japāņu QZSS. Attiecībā uz pirmo plaši publicētu publisku informāciju par izstrādātāja nodomiem izveidot globālu sistēmu vēl. Tiek pieņemts, ka IRNSS kalpos tikai Indijas teritorijā. Programma ir arī diezgan jauna - pirmais satelīts tika orbītā 2008. gadā. Japānas satelītu sistēma ir paredzēts izmantot galvenokārt valsts teritorijā, valsts vai attīstītājs blakus tai.

pozicionēšanas precizitāte

Virs mums norādīja virkni grūtību, kas attiecas uz darbību satelītu navigācijas sistēmu. Starp galvenais, ko mēs sauc - atrašanās vieta, satelītu orbītā, vai to pārvietošanu uz vēlamo ceļu ne vienmēr raksturo absolūto stabilitāti vairāku iemeslu dēļ. Šajā aprēķinā nosaka darbības traucējumu ģeogrāfiskās koordinātas Navigator. Tomēr tas nav vienīgais faktors, kas ietekmē pareizu pozicionēšanu ar satelītu. Kas vēl ietekmē precizitāti koordinātas aprēķina?

Vispirms jāatzīmē - šie atomu pulksteņi, kas ir uzstādītas uz satelītiem ne vienmēr ir pilnīgi precīza. Tie ir iespējams, lai gan ir ļoti maza, bet tomēr ietekmē tādu navigācijas sistēmas kļūdas kvalitāti. Piemēram, ja, aprēķinot laiku, kurā radio vilnis virzās, jūs padarīt kļūda līmenī desmitiem nanoseconds, tad neprecizitāte noteikšanai koordinātās zemes mērķiem, var būt vairāki metri. Tomēr, mūsdienu satelīti ir instrumenti, kas ļauj aprēķiniem, pat ņemot vērā iespējamās kļūdas, atomu pulksteni.

Virs mums norādīja, ka viens no faktoriem, kas ietekmē precizitāti navigācijas sistēmu - neviendabīgumu Zemes atmosfērā. Tā būs noderīga, lai papildinātu šo faktu citu informāciju saistībā ar ietekmi uz tuvumā, Zemes laukiem uz darbību satelītiem. Fakts, ka atmosfēra mūsu planētas ir sadalīta vairākās zonās. Vienu, kas faktiski ir uz robežas ar brīvās vietas - jonosfērā - sastāv no slāņa daļiņām, kuru noteiktu maksu. Tie traucē radio viļņiem, satelīta sūta, var samazināt savu ātrumu, kuru attālums līdz objektam var aprēķināt ar kļūdu. Ņemiet vērā, ka ar šāda veida avotu komunikācijas problēmu izstrādātājiem satelītu navigācijas darbu: algoritmiem no orbītas iekārtas parasti tiek iekļauti dažādu veidu korektīvas scenārija, aprēķinot pagājušo radioviļņu starpniecību jonosfērā, ņemot vērā.

Mākoņi un citas atmosfēras parādības var ietekmēt precizitāti navigācijas sistēmu. Ūdens tvaiki, kas atrodas attiecīgajās slāņos zemes apvalka gaisā, kā arī daļiņu jonosfērā ietekmē ātrumu radio viļņiem.

Protams, attiecībā uz iekšzemes izmantošanu GLONASS vai GPS sastāvā šādu vienību, piemēram, navigācijas mediju sistēmu, kas darbojas dažādos veidos ir izklaidējošs, dažas nelielas neprecizitātes koordinātu kļūdainus aprēķinus nav kritiska. Bet, kad militārā izmantošana satelītiem atbilstošo aprēķinus ideāli būtu saistītas ar reālo ģeogrāfisko stāvokli objektiem.

Iezīmes jūras navigācijas

Pēc tam, kad runājam par visvairāk mūsdienu navigācijas veidiem, mēs to īsu ekskursiju vēsturē. Kā zināms, pats termins, kas minēts, pirmo reizi parādījās jūrniecības vidē. Kādas funkcijas ir raksturīga jūras navigācijas sistēmu?

Runājot par vēsturisko aspektu, ir iespējams atzīmēt attīstību instrumentu rīcībā jūrnieki. Viens no pirmajiem "aparatūras risinājums" bija kompass, kas tiek uzskatīta par dažu ekspertu, ir izgudrots XI gadsimtā. Process kartēšana, navigācijas kā galvenajiem instrumentiem, arī jāuzlabo. XVI gadsimtā Gerard Mercator sāka karti, pamatojoties uz piemērošanas cilindrisku projekciju ar vienādiem leņķiem principu. Jo XIX gadsimtā tā tika izgudrots ar nobīdi - mehānisku vienību, kas spēj izmērīt ātrumu kuģiem. Jo divdesmitā gadsimta arsenāla jūrnieki parādījās radaru, un pēc tam tās kosmosa komunikāciju satelītus. Vismodernākās jūras navigācijas sistēmas tagad darbojas, tādējādi gūstot labumu no kosmosa izpēti cilvēks. Kādi ir sava darba specifiku?

Daži eksperti uzskata, ka galvenā iezīme, kas raksturo mūsdienu jūras navigācijas sistēma - standarta aprīkojumam, kas uzstādīts uz kuģa, ir ļoti augsta nodilumizturība un ūdeni. Tas ir saprotams - tas ir iespējams, ka kuģis atklātās peldēšanas tūkstošiem jūdžu no zemes, tas bija situācijā, kad iekārta ir bojāta negaidīti. Uz zemes, kur piekļuve - resursi civilizācijas, viss var būt noteikta, jūrā - ir problemātiska.

Kādi citi būtiskas pazīmes ir jūras navigācijas sistēmu? Pastāvīgs iekārtas, papildus obligātajām prasībām - nodilumizturību parasti sastāv no moduļiem, kas pielāgoti fiksāciju dažu vides parametriem (dziļuma, ūdens temperatūras, uc). Arī kuģa ātrumu jūras navigācijas sistēmu, kas daudzos gadījumos vēl nav aprēķināts satelītus un regulāras metodes.