Navigačný systém. Námorné navigačné systémy

Navigačné zariadenie je široká škála typov a modifikácií. Existujú systémy určené na použitie v otvorených podmienkach mora, zatiaľ čo iní sú prispôsobené pre široké masy používateľov, zamestnáva Navigators do značnej miery pre zábavu účely. Aké sú navigačný systém?

Čo je navigácia?

Pod pojmom "navigácia" je latinského pôvodu. Navigo slovo znamená "plávajúce na lodi." Tak najprv to bolo prakticky synonymom s dopravou alebo navigáciu. Ale s rozvojom technológií, ktoré uľahčujú obežnej dráhy lodí na oceánoch, s príchodom letectvo, vesmírne technológie, termín výrazne rozšíril rozsah možných interpretácií.

V súčasnej dobe v rámci navigácie znamená proces, pri ktorom je osoba vystavená určitým kontrolám na základe svojich priestorových súradníc. Tj navigácia sa skladá z dvoch postupov - priame ovládanie, rovnako ako poskytovať optimálnu cestu k objektu.

typy navigácia

Klasifikácia typov navigácia je veľmi rozsiahla. Moderné odborníci identifikovať tieto svoje hlavné odrody:

- auto;

- astronomická;

- zviera navigácia;

- vzduch;

- priestor;

- more;

- rádiová navigácia;

- satelit;

- pod zemou;

- informácie;

- inerciálnej.

Niektoré z týchto typov navigácie sú úzko prepojené - najmä vďaka univerzálnosti zúčastnených technológií. Napríklad navigácia auto často používa nástroje, typické pre satelit.

Existujú rôzne druhy, v ktorom je niekoľko technologických prostriedkov používaných simultánne, ako je napríklad navigácia a informačných systémov. Môžu byť kľúčom, pretože tieto zdroje satelitu. Avšak konečným cieľom ich použitia na zásobovanie cieľovej skupiny užívateľov s potrebnými informáciami.

navigačný systém

Zodpovedajúce typ navigácie foriem, spravidla rovnaký názov systému. Je tu teda auto navigačný systém, more, miesto, atď. Definícia tohto pojmu je tiež prítomný v odbornej verejnosti. Navigačný systém, v závislosti na spoločnom výklade - zbierka rôznych typov zariadení (a prípadne - a softvér), ktorý vám umožní určiť polohu objektu, ako aj pre výpočet jeho trasu. Sada nástrojov Tu môže byť odlišná. Avšak vo väčšine prípadov, sa systém vyznačuje nasledujúcimi základnými zložkami, ako sú:

- karty (väčšinou v elektronickej podobe);

- Snímače, satelitov a ďalšie jednotky pre výpočet súradníc;

- nesystémové objekty, ktoré poskytujú informácie o zemepisnej polohe ciele;

- hardware a software analýzy jednotka, vstup a výstup dát a pripojenie prvé tri zložky.

Spravidla štruktúra týchto alebo iných systémov prispôsobený potrebám koncových užívateľov. Niektoré typy roztokov môže byť kladený dôraz vyvinuté smerom k programovej časti, alebo naopak, hardvér. Napríklad populárny v ruskom navigačným systémom "Navitel" - to je viac mäkká. Je navrhnutý tak, aby širokú škálu občanov, vlastniaca rôzne druhy mobilných zariadení - notebooky, tablety, chytré telefóny.

Navigácia cez satelit

Akýkoľvek navigačný systém predpokladá, že v prvom rade, určovanie súradníc objektu - väčšinou z geografického hľadiska. Historicky, ľudské nástroje v tomto smere neustále zlepšuje. V súčasnej dobe najmodernejšie navigačné systémy - satelit. Ich štruktúra je reprezentovaná súborom vysoko presné zariadenie, ktorého súčasťou je umiestnený na Zemi, druhý - sa točí na obežnej dráhe. Moderné satelitné navigačné systémy je možné vypočítať nielen zemepisných súradníc objektu, ale aj rýchlosť a smer jeho pohybu.

Prvky satelitnej navigácie

Zloženie príslušných systémov obsahuje tieto základné časti: družíc, pozemné jednotky merania súradníc orbitálnej objekty a výmenu informácií s nimi zariadení pre koncového používateľa (navigátor), ktorý je vybavený potrebným softvérom, v niektorých prípadoch - príslušenstvo pre špecifikáciu zemepisných súradníc (GSM-veža on-line kanálov, rádiové majáky, atď.)

Ako funguje satelitná navigácia

Ako funguje satelitný navigačný systém? Základom operácie - meranie algoritmus vzdialenosť od objektu, na satelity. Ten sa nachádza na obežnej dráhe takmer bez zmeny svojho postavenia, a preto, že ich postavenie je vždy konštantná vzhľadom k Zemi. V navigátore zodpovedajúce údaje položený. Nájdenie satelitu a po nej (alebo viacnásobné) pripojený, zariadenie určuje, podľa poradia, jeho geografickej polohy. Základná metóda tu - výpočet vzdialenosti rýchlosť satelitného rádiových vĺn. Orbital objekt odošle požiadavku na Zemi s mimoriadnou presnosťou, v priebehu času - to používa atómové hodiny. Príjem odpoveď z navigátora, satelit (alebo skupiny z nich) určuje vzdialenosť v určitom časovom období, mal čas zložiť rádiové vlny. Podobne, nameraná rýchlosť objektu - meranie je len o niečo zložitejšie.

technické problémy

Zistili sme, že satelitná navigácia - najdokonalejšie na dnešnom spôsobe určovania zemepisné súradnice. Avšak, praktické využitie tejto technológie je sprevádzaný radom technických problémov. Čo napríklad? Po prvé, to je heterogenita rozloženie gravitačného poľa planéty - to má vplyv na pozíciu satelitu vzhľadom k Zemi. Podobný vlastnosť je tiež charakterizovaný atmosférou. Jej heterogenita môže mať vplyv na rýchlosť rádiových vĺn, čo je dôvod, prečo v daných rozmeroch môže byť poškodený.

Ďalšie technická obtiažnosť - signál poslal zo satelitu do navigátora, často kladú prekážky ďalšie pozemné objekty. Výsledkom je, že plné využitie systému v mestách s vysokými budovami, je ťažké.

Praktické využitie satelitov

Satelitné navigačné systémy nájsť širokú škálu aplikácií. V mnohých ohľadoch - ako súčasť celého radu komerčných riešení občianskej orientácie. To môže byť ako domáce spotrebiče, a napríklad, multifunkčný mediálny navigačný systém. Na rozdiel od civilné použitie, satelity zdroje sú experti, odborníci v odbore kartografia, dopravných podnikov, rôzne verejné služby. Geológovia sa aktívne zúčastňuje satelity. Najmä môžu byť použité na výpočet dynamického tektonickú pohyb zemných dosiek. Používajú satelitnú navigáciu a ako marketingový nástroj - pomocou inteligencie, v ktorom existujú spôsoby geopositioning spoločnosti vykonávať výskum ich zákazníckej základne, rovnako ako napríklad priamu cielenú reklamu. Samozrejme, použite navigátory a armádu - ktoré v skutočnosti vytvoril hlavné navigačné systémy dnes, GPS a GLONASS - pre potreby armády USA a Rusku, resp. A to nie je vyčerpávajúci zoznam oblastí, kde môžu byť použité satelity.

Moderné navigačné systémy

Ktoré navigačné systémy fungujú dnes, vrátane aktívnej alebo sú vo fáze zavádzania? Začnime s tou, ktorá sa objavila na svetovom verejnom trhu skôr ako u iných navigačných systémov - GPS. Jeho developerom a vlastníkom - US Department of Defense. Zariadenia, ktoré komunikujú cez GPS, satelity - najbežnejšie na svete. Hlavne preto, že, ako bolo povedané vyššie, navigačný systém USA bol uvedený na trh skôr, než jeho aktuálnej konkurencie.

Aktívne získava na popularite GLONASS. To je - Ruský navigačný systém. Patrí k, podľa poradia, ministerstvo obrany Ruskej federácie. Bol navrhnutý tak, podľa jednej z verzií, o rovnakom čase ako v prípade GPS - na konci 80. rokov - začiatku 90. rokov. Avšak, verejný trh bol chovaný ako nedávno ako 2011. Stále viac výrobcov hardvérových riešení pre vykonávanie navigácie GLONASS podporu vo svojich zariadeniach.

Predpokladá sa, že vážnu konkurenciu pre GLONASS a GPS možno vykonať globálny navigačný systém "Beidou", vyvinutý v Číne. Avšak, v súčasnej dobe funguje len ako národné. Globálne stav sa môže dostať, podľa niektorých analytikov, do roku 2020, kedy sa zobrazí obežnej dráhe dosť satelity - o 35. vývoj systému Program "Beidou" je pomerne mladá - to len začala v roku 2000 a prvý satelit vypustený v čínskych developerov 2007.

Snaží udržať Európanov. Navigačný systém GLONASS a jeho americký náprotivok v dohľadnej dobe môže tiež vstúpiť do súťaže s GALILEO. Otvorená konštelácie satelitov na správne množstvo orbitálnej objekty jednotiek Európanov v pláne do roku 2020.

Medzi ďalšie sľubné projekty pre rozvoj navigačných systémov môže byť poznamenané Indian IRNSS a japonskej QZSS. Pokiaľ ide o prvú široko publikovaný verejnosti informácie o zámeroch developera vytvoriť ešte globálny systém. Predpokladá sa, že IRNSS bude slúžiť iba na území Indie. Program je tiež celkom mladý - prvý satelit bol uvedený na obežnú dráhu v roku 2008. Japonský satelitný systém by mal byť používaný hlavne v národnom tuzemsku alebo developer priľahlého k nemu.

presnosť polohovania

Vyššie sme zaznamenali celý rad ťažkostí, ktoré sú relevantné pre prevádzku systémov satelitnej navigácie. Medzi hlavné, čo sme nazvali - umiestnenie satelitov na obežnej dráhe, alebo ich prechodu do požadovanej dráhy, nie je vždy charakterizovaný absolútnu stabilitu celého radu dôvodov. Tento výpočet určí poruchu zemepisných súradníc v navigátora. Avšak, toto nie je jediným faktorom, ktorý ovplyvňuje správnej polohy pomocou satelitu. Čo iného má vplyv na presnosť výpočtu súradníc?

Po prvé, je potrebné poznamenať - tie atómové hodiny, ktoré sú inštalované na satelity nie sú vždy úplne presné. Sú to možné, aj keď veľmi malá, ale napriek tomu ovplyvňujú kvalitu chyby navigačného systému. Napríklad, ak sa pri výpočte obdobia, v ktorej je pre rádiové vlny pohybujúce sa pomýlite na úrovni desiatok nanosekúnd, nepresnosť pri určovaní súradníc pozemných cieľov môže byť niekoľko metrov. Avšak, v moderných satelitov majú nástroje, ktoré umožňujú výpočet, a to aj s prihliadnutím na prípadné chyby v atómových hodín.

Vyššie sme uviedli, že medzi faktory, ktoré majú vplyv na presnosť navigačných systémov - rôznorodosť zemskej atmosféry. Bude užitočné doplniť túto skutočnosť ďalšie informácie týkajúce sa vplyvu blízkych krajinských oblastiach o fungovaní satelitov. Skutočnosť, že atmosféra našej planéty je rozdelená do niekoľkých zón. Ten, ktorý je v skutočnosti na hranici s voľným miestom - ionosféry - pozostáva z vrstvy častíc, ktoré majú určitý náboj. Sú zasahovanie rádiových vĺn, satelit odosiela, môže znížiť rýchlosť, pričom vzdialenosť k objektu, môže byť vypočítaná s chybou. Všimnite si, že s týmto typom zdroja komunikačných problémov vývojárov satelitného navigačného práce: v algoritmov orbitálnej zariadení sú zvyčajne zahrnuté rôzne druhy nápravných scenáre, pričom berie do úvahy pri výpočte prechode rádiových vĺn cez ionosféry.

Mraky a iné atmosferické javy môžu tiež ovplyvniť presnosť navigačných systémov. Vodná para prítomné v príslušných vrstvách zeminy plášťa vzduchu, ako aj častice v ionosféry, vplyv na rýchlosť rádiových vĺn.

Samozrejme, že s ohľadom na domáce použitie GLONASS alebo GPS v zložení takýchto jednotiek, napríklad navigačného systému médií, ktorý funguje v mnohých ohľadoch sú zábavné, niektoré drobné nepresnosti v súradnicovom zlý odhad nie sú kritické. Ale keď vojenské využitie satelitov príslušných výpočtov by mal byť v ideálnom prípade relevantná k skutočnému geografickej polohy objektov.

Rysy námornej plavby

Potom, čo hovorí o najmodernejší typ navigácie, vezmeme krátky exkurz do histórie. Ako je známe, termín sám, označované za objavil prvýkrát v námornej prostredí. Aké funkcie sú charakterizované námorné navigačné systémy?

Keď už hovoríme o historickom aspekte, je možné konštatovať, vývoj nástrojov, ktoré boli k dispozícii pre námorníkov. Jeden z prvých "riešení hardvér" bol kompas, ktorý je považovaný za niektorými odborníkmi boli vynájdené v XI storočí. Proces mapovanie, navigácie ako kľúčové nástroje tiež zlepšila. V XVI storočí Gerard Mercator začal mapovať založené na princípe použitia valcového výstupku s rovnakými uhlami. V XIX storočí bol vynájdený oneskorením - mechanické prístroje schopné meranie rýchlosti lodí. V dvadsiatom storočí v arzenálu námorníkov objavil radar, a potom sa priestor komunikačné satelity. Najvyspelejšie námorné navigačné systémy teraz v prevádzke, a tým ťažiť z výhod prieskumu vesmíru človekom. Aké sú špecifiká ich práce?

Niektorí odborníci sa domnievajú, že hlavným rysom, ktorý sa vyznačuje modernou námornej navigačný systém - štandardné zariadenie inštalované na lodi, má veľmi vysokú odolnosť proti oderu a vode. Je to pochopiteľné - to je nemožné, aby loď v otvorených plaveckých tisíce míľ od pôdy, bolo to v situácii, keď je zariadenie došlo k neočakávanému výpadku. Na zemi, kde je prístup - prostriedky civilizácie, všetko môže byť pevné, v mori - je problematické.

Aké ďalšie pozoruhodné vlastnosti má morská navigačný systém? Permanentný zariadenia, okrem povinných požiadaviek - odolnosť proti opotrebovaniu zvyčajne obsahuje moduly prispôsobené na upevnenie niektorých parametrov životného prostredia (hĺbka, teplota vody, atď.) Tiež rýchlosť lode v morských navigačných systémoch, v mnohých prípadoch ešte nepočíta satelity a bežných metód.