Navigasjonssystem. Marine navigasjonssystemer

Navigasjonsutstyr er et bredt utvalg av typer og modifikasjoner. Det finnes systemer som er beregnet for bruk på åpent hav, mens andre er tilpasset de fleste av brukerne, syssels Navigators stor grad som underholdning. Hva er navigasjonssystemet?

Hva er navigasjon?

Begrepet "navigasjon" er av latinsk opprinnelse. Navigo ord betyr "flytende på skipet." Så i utgangspunktet var det nesten synonymt med frakt eller navigering. Men med utviklingen av teknologier som letter sirkulasjonen banen av skip på havet, med bruk av fly- og romfartsteknologi, har begrepet betydelig utvidet spekter av mulige tolkninger.

Dag, under navigasjon betyr en prosess der en person er underlagt visse kontroller, på grunnlag av sin romlige koordinater. Dvs. navigasjon består av to prosedyrer - en direkte kontroll, samt gjengivelses den optimale banen til objektet.

typer navigasjon

Klassifisering av typer navigasjon er svært omfattende. Moderne eksperter identifisere følgende hoved varianter:

- bil;

- astronomiske;

- dyr navigasjon;

- luft;

- plass;

- sea;

- radionavigering;

- satellitt;

- underground;

- informasjon;

- treghet.

Noen av disse typer navigasjon er tett knyttet - hovedsakelig på grunn av den generelle av de involverte teknologier. For eksempel bruker en bilnavigasjon ofte instrumenter typiske for satellitt.

Det er blandet typer hvor flere teknologiske ressurser benyttes samtidig, slik som, for eksempel, navigasjons- og informasjonssystemer. De kan være nøkkelen, så slike ressurser satellitt. Imidlertid er den endelige sikte på å bruke dem til å forsyne målet grupper av brukere med den nødvendige informasjon.

navigasjonssystem

Den tilsvarende type navigasjonssystemer former, som en regel, den samme navn av systemet. Det er dermed en bil navigasjonssystem, sjø, plass, etc. Definisjonen av dette begrepet er også til stede i den sakkyndige samfunnet. Et navigasjonssystem, i henhold til felles tolkning - en samling av ulike typer utstyr (og hvis aktuelt - og programvare) som gjør at du kan bestemme posisjonen til objektet, samt å beregne sin rute. Verktøysettet kan være annerledes her. Men i de fleste tilfeller, idet systemet er karakterisert ved de følgende grunnleggende komponenter som:

- kort (vanligvis elektronisk);

- følere, satellitter og andre enheter for beregning av koordinater;

- ikke-systemobjekter som gir informasjon om den geografiske plasseringen av målet,

- maskinvare og programvare analyseenheten, datainngang og utgang, og som forbinder de første tre ingredienser.

Som en regel, strukturen av disse eller andre systemer som er tilpasset til behovene til sluttbrukerne. Visse typer løsninger kan forsterkes utvikles mot et program del, eller omvendt, maskinvare. For eksempel populært i det russiske navigasjonssystemet "Navitel" - dette er mer myk. Den er designet for å bruke et bredt spekter av borgere, å eie ulike typer mobile enheter - bærbare datamaskiner, nettbrett, smarttelefoner.

Navigasjon via satellitt

Enhver navigasjonssystem foruts, først av alt, å bestemme koordinatene til et objekt - som regel en geografisk. Historisk menneskelige redskaper i denne forbindelse ble stadig forbedret. I dag er det mest avanserte navigasjonssystemer - satellitt. Deres struktur er representert ved et sett med høy presisjon utstyr, som delvis ligger på Jorden, den andre - dreier i bane. Moderne satellittnavigasjonssystemer kan beregne ikke bare de geografiske koordinatene til objektet, men også av hastigheten og retningen av dens bevegelse.

Elementer av satellitt navigasjon

Sammensetningen av de respektive systemer omfatter følgende grunnleggende elementer: satellittkonstellasjon, malt måleenheter koordinere orbitale objekter og utveksle informasjon med dem innretninger for sluttbrukeren (navigatør), som er utstyrt med nødvendig programvare, i noen tilfeller - tilbehør for spesifisering av geografiske koordinater (GSM-tårn elektroniske kanaler, radiofyr, etc.).

Hvordan satellittnavigasjon

Hvordan kan et satellittnavigasjonssystem? Utgangspunktet for operasjonen - målealgoritmen avstanden fra objektet til satellittene. Sistnevnte ligger i en bane nesten uten å endre sin stilling, og fordi deres posisjon er alltid konstant i forhold til Jorden. I navigatoren, de tilsvarende tall lagt. Å finne den satellitt og som forbundet med denne (eller til multiple), bestemmer apparatet i sin tur sin geografiske posisjon. Den grunnleggende metode her - beregning av avstanden til den satellittbaserte radiobølgehastighet. Orbital objekt sender en forespørsel til jorden med eksepsjonell presisjon over tid - den bruker et atomur. Motta respons fra navigatøren satellitten (eller gruppe derav) bestemmer en avstand i en viss tidsperiode har hatt tid til å passere den radiobølge. Tilsvarende den målte hastighet av objektet - målingen er bare litt mer komplisert.

tekniske problemer

Vi har fastslått at satellittnavigasjons - den mest perfekte for dagens metode for å bestemme de geografiske koordinatene. Imidlertid er den praktiske bruken av denne teknologien ledsaget av en rekke tekniske problemer. Hva, for eksempel? Først av alt, er det den heterogeniteten av fordelingen av gravitasjonsfeltet av planeten - dette påvirker posisjonen til satellitten i forhold til Jorden. En lignende egenskap er også kjennetegnet ved atmosfæren. Sin heterogenitet kan påvirke hastigheten av radiobølger, og det er derfor i de respektive dimensjoner kan være ødelagt.

Et annet tekniske problemer - signalet sendes fra satellitten til navigatør, ofte hindret av andre terrestriske stedene. Som et resultat, er vanskelig full bruk av systemet i byer med høye bygninger.

Praktisk bruk av satellitter

Satellittnavigasjonssystemer er å finne et bredt spekter av applikasjoner. På mange måter - som et element i en rekke kommersielle oppløsninger av sivil orientering. Det kan være så hvitevarer, og for eksempel multifunksjonelle media navigasjonssystem. Bortsett fra sivil bruk, ressurs satellitter er landmålere, eksperter innen kartografi, transportselskaper, ulike offentlige tjenester. Geologer er aktivt involvert satellitter. Spesielt kan de brukes til å beregne dynamisk tektonisk bevegelse av jordplater. Brukes satellitt navigatører og som et markedsføringsverktøy - med hjelp av intelligens, der det finnes metoder for geopositioning, selskapene driver forskning av sin kundebase, så vel som for eksempel direkte målrettet annonsering. Selvfølgelig, bruker navigatører og det militære - de faktisk utviklet en stor navigasjonssystemer i dag, GPS og GLONASS - for behovene til den amerikanske hæren og Russland. Og dette er ikke en uttømmende liste over områder der satellitter kan brukes.

Moderne navigasjonssystemer

Hvilke navigasjon systemer fungerer i dag, inkludert aktiv eller er i den fasen av utplassering? La oss starte med den som dukket opp på den globale offentlige markedet tidligere enn andre navigasjonssystemer - GPS. Dens utbygger og eier - US Department of Defense. Enheter som kommuniserer via GPS-satellitter - den vanligste i verden. Hovedsakelig fordi, som vi sa over, det amerikanske navigasjonssystemet har blitt introdusert til markedet tidligere enn dagens konkurrenter.

Aktivt stadig mer populært GLONASS. Dette er - den russiske navigasjonssystemet. Den tilhører i sin tur Forsvarsdepartementet i Russland. Den ble utformet, ifølge én versjon, omtrent samme periode som for GPS - i slutten av 80-tallet - tidlig 90-tallet. Imidlertid har det offentlige markedet blitt avlet så sent som i 2011. Flere og flere produsenter av hardware løsninger for gjennomføring navigasjon GLONASS-støtte i sine enheter.

Det antas at en alvorlig konkurranse til GLONASS og GPS kan gjøre en global navigasjon system "Beidou", utviklet i Kina. Men i øyeblikket er det bare fungerer som et nasjonalt. Globale status det kan bli, ifølge enkelte analytikere, innen 2020, når banen vil bli vist nok satellitter - ca 35. programutvikling system "Beidou" er relativt ung - det startet bare i 2000, og den første satellitten ble lansert i de kinesiske utviklere 2007.

Prøver å holde europeerne. Navigasjonssystemet GLONASS og sin amerikanske motpart i overskuelig fremtid kan godt inngå konkurranse med GALILEO. Åpne konstellasjon av satellitter i riktig mengde bane objekter enheter europeere planlegger innen 2020.

Blant andre lovende prosjekter for utvikling av navigasjonssystemer kan noteres indiske IRNSS og japansk QZSS. Når det gjelder den første bredt omtalt offentlig informasjon om utviklerens intensjoner om å skape et globalt system enda. Det forutsettes at IRNSS vil tjene bare territorium India. Programmet er også ganske ung - den første satellitten ble satt i bane i 2008. Japansk satellitt system forventes å bli brukt hovedsakelig i det nasjonale territoriet til landet eller utbygger ved siden av den.

posisjoneringsnøyaktighet

Fremfor vi har påpekt en rekke problemer som er relevante for driften av satellittnavigasjonssystemer. Blant de viktigste, det vi kalte - plassering av satellitter i bane, eller deres bevegelse til den ønskede banen ikke alltid er kjennetegnet ved den absolutte stabilitet av en rekke årsaker. Denne beregningen bestemmer funksjonsfeil i geografiske koordinater i navigatoren. Dette er imidlertid ikke den eneste faktor som påvirker riktig plassering av satellitt. Hva annet påvirker nøyaktigheten beregne koordinatene?

Først av alt, bør det bemerkes - disse atomklokkene som er installert på satellittene er ikke alltid helt nøyaktig. De er mulig, men svært liten, men likevel påvirke kvaliteten på navigeringssystemfeil. Hvis for eksempel ved beregning av den tid i hvilken en radiobølge er i bevegelse, vil man gjøre en feil i høyde med titalls nanosekunder, kan den unøyaktighet ved bestemmelse av koordinatene for bakkemål være flere meter. Men i moderne satellitter har virkemidler som gjør det mulig for beregningen, selv tar hensyn til mulige feil i atomur.

Ovenfor har vi registrert at blant de faktorene som påvirker nøyaktigheten av navigasjonssystemer - heterogenitet av jordens atmosfære. Det vil være nyttig å supplere dette faktum annen informasjon om virkningen av nær-Earth felt på driften av satellittene. Det faktum at atmosfæren på planeten vår er delt inn i flere soner. Det som faktisk er på grensen med ledig plass - ionosfæren, - består av et lag av partikler med en viss kostnad. De er i konflikt med radiobølger, satellitten sender, kan redusere deres hastighet, hvorved avstanden til objektet kan beregnes med en feil. Merk at med denne typen kilde til kommunikasjonsproblemer utviklerne av satellittnavigasjon arbeid: i algoritmer for orbital utstyr er vanligvis innarbeidet ulike typer korrigerende scenariet, tar hensyn til ved beregning av passasjen av radiobølger gjennom ionosfæren.

Skyer og andre atmosfæriske fenomener kan også påvirke nøyaktigheten til navigasjonssystemer. Vanndamp som er tilstede i de respektive lag av jord skjede luft, samt at partiklene i ionosfæren, påvirke hastigheten på radiobølger.

Selvfølgelig, med hensyn til innenlands bruk GLONASS eller GPS i sammensetningen av slike enheter, som for eksempel navigasjons media system, som fungerer på mange måter er underholdende, noen små unøyaktigheter i koordinatsystemet feilvurderinger er ikke kritisk. Men når den militære bruken av satellitter tilsvarende beregninger bør ideelt sett være relevant for den virkelige geografiske posisjonen til stedene.

Funksjoner av sjø navigasjon

Etter å ha snakket om den mest moderne type navigasjon, tar vi en kort tur inn i historien. Som kjent, selve begrepet, referert til, for første gang dukket opp i sjøfartsmiljøet. Hvilke funksjoner er preget av marine navigasjonssystemer?

Snakker om det historiske aspektet, er det mulig å merke seg utviklingen av instrumenter til disposisjon for sjømenn. En av de første "hardware løsning" var et kompass, som regnes av noen eksperter til å ha blitt oppfunnet i XI århundre. Prosesskartlegging, navigasjonsinstrumenter som sentrale også forbedret. I XVI århundre Gerard Mercator begynte å kartlegge basert på prinsippet om anvendelsen av sylindrisk projeksjon med like vinkler. I det nittende århundre ble det oppfunnet av etterslepet - en mekanisk enhet i stand til å måle hastigheten av skip. I det tyvende århundre i arsenal av sjømenn dukket radar, og deretter plass kommunikasjonssatellitter. De mest avanserte marine navigasjonssystemer nå opererer, og dermed høster fordelene av plass leting etter mannen. Hva er detaljene i deres arbeid?

Enkelte eksperter tror at de viktigste trekk som kjennetegnes ved moderne marine navigasjonssystemet - standard utstyr som er installert på skipet, har en meget høy motstand mot slitasje og vann. Dette er forståelig - det er umulig å sendes på åpne svømme tusenvis av miles fra land, var det i en situasjon når utstyret svikter uventet. På bakken, der tilgang - ressursene i sivilisasjonen, kan alt være faste, i havet - er problematisk.

Hvilke andre bemerkelsesverdige egenskaper har havet navigasjonssystem? Permanent utstyr, i tillegg til de obligatoriske krav - slitefasthet vanligvis omfatter moduler som er tilpasset til fiksering av enkelte miljøparametere (dybde, vanntemperatur, etc.). Også skipets hastighet i marine navigasjonssystemer, i mange tilfeller fortsatt ikke beregnet satellitter og vanlige metoder.