System nawigacyjny. Systemy nawigacyjne morskie

Sprzęt nawigacyjny jest szeroka gama typów i modyfikacji. Istnieją systemy przeznaczone do stosowania w otwartych warunkach morskich, podczas gdy inne są przystosowane do szerokich mas użytkowników, zatrudnia nawigacyjne w dużej mierze do celów rozrywkowych. Jakie są systemem nawigacji?

Co to jest nawigacja?

Określenie „nawigacja” jest pochodzenia łacińskiego. Navigo słowo oznacza „pływający na statku.” Więc początkowo było praktycznie równoznaczne z wysyłką lub nawigacji. Ale wraz z rozwojem technologii, które ułatwiają ścieżkę obiegu statków na oceanach, wraz z pojawieniem się lotnictwie, technice kosmicznej, termin został znacznie rozszerzony zakres możliwych interpretacji.

Dzisiaj, w ramach nawigacji oznacza proces, w którym dana osoba podlega pewnym kontroli, na podstawie jej współrzędnych przestrzennych. Tj nawigacji składa się z dwóch procedur – bezpośrednią kontrolę, jak również spowodować, że optymalną ścieżkę obiektu.

typy nawigacji

Klasyfikacja rodzajów nawigacji jest bardzo obszerna. Nowoczesne eksperci zidentyfikować następujące główne odmiany:

– samochód;

– astronomicznych

– nawigacja zwierząt;

– powietrza;

– przestrzeń;

– morze;

– radionawigacji;

– satelita;

– pod ziemią;

– informacja;

– inercyjny.

Niektóre z tych rodzajów nawigacji są ściśle powiązane – głównie ze względu na ogólność zaangażowanych technologii. Na przykład, nawigacji samochodowej często stosuje instrumenty typowe dla satelity.

Istnieją różne typy, w którym kilka zasoby technologiczne są wykorzystywane jednocześnie, takich jak, na przykład systemów, nawigacyjnych i informacyjnych. Mogą być kluczem, jak satelity takich zasobów. Jednak ostatecznym celem ich wykorzystania w celu dostarczenia grup docelowych użytkowników z niezbędnymi informacjami.

System nawigacyjny

Odpowiedni rodzaj form nawigacji, co do zasady, ta sama nazwa systemu. Jest, zatem, system nawigacji samochodowej, morskiej, miejsca, itd. Definicja tego terminu jest również obecny w społeczności ekspertów. System nawigacji, według wspólnej interpretacji – zbiór różnych typów urządzeń (oraz w stosownych przypadkach – i oprogramowanie), które pozwalają na określenie położenia obiektu, a także obliczania jego trasę. Pakiet może być tutaj różne. Ale w większości przypadków, system charakteryzuje się następującymi podstawowymi składnikami, takimi jak:

– karty elektronicznej (zazwyczaj);

– czujniki, satelity i inne urządzenia do obliczenia współrzędnych;

– obiekty non-systemowe, które dostarczają informacji o położeniu geograficznym docelowego;

– sprzęt i oprogramowanie do analizy jednostka, dane wejściowe i wyjściowe i podłączenie pierwsze trzy składniki.

Co do zasady, struktura tych lub innych systemów dostosowanych do potrzeb użytkowników końcowych. Niektóre rodzaje rozwiązań może być podkreślona opracowany w kierunku części programu, lub odwrotnie, sprzęt. Na przykład, popularne w rosyjskim systemie nawigacyjnym „Navitel” – to jest bardziej miękka. Został on zaprojektowany do korzystania z szerokiej gamy obywateli, posiadających różnego rodzaju urządzeniach przenośnych – laptopów, tabletów, smartfonów.

Nawigacja przez satelitę

Każdy system nawigacyjny zakłada przede wszystkim określenia współrzędnych obiektu – zazwyczaj geograficzny. Historycznie, ludzkie narzędzia w tym zakresie stale poprawie. Obecnie najbardziej zaawansowane systemy nawigacyjne – satelita. Ich struktura jest reprezentowana przez zbiór urządzeń o wysokiej precyzji, z których część znajduje się na Ziemi, z drugiej – kręci się na orbicie. Nowoczesne systemy nawigacji satelitarnej można obliczyć nie tylko współrzędne geograficzne obiektu, ale również prędkość i kierunek jej ruchu.

Elementy nawigacji satelitarnej

Skład poszczególnych systemów zawierać następujące podstawowe elementy: konstelacji satelitarnej, jednostki naziemne pomiaru współrzędnych obiektów orbitalnych i wymianę informacji z nimi urządzenia dla użytkownika końcowego (nawigatora), wyposażonej w niezbędne oprogramowanie, aw niektórych przypadkach – akcesoria do specyfikacji współrzędnych geograficznych (GSM-tower kanały online, radiolatarnie, etc.).

Jak działa nawigacja satelitarna

Jak działa system nawigacji satelitarnej? Podstawą działania – pomiar odległości od obiektu algorytm do satelitów. Ten ostatni znajduje się w orbicie prawie nie zmieniając jego pozycję, a ponieważ ich pozycja jest zawsze stała w stosunku do Ziemi. W Navigator, odpowiednie dane zawarte. Znalezienie satelitę i z podłączonym do niego (lub wiele), urządzenie określa, z kolei, jego pozycji geograficznej. Podstawową metodą tutaj – obliczenie odległości do prędkości fal radiowych drogą satelitarną. Orbital obiekt wysyła żądanie do Ziemi z wyjątkową dokładnością w czasie – to wykorzystuje zegar atomowy. Odbieranie odpowiedzi z poziomu przeglądarki satelita (lub ich grupa) określa odległość w pewnym okresie czasu miał czas do przekazania fal radiowych. Podobnie mierzy się prędkość obiektu – pomiar jest tylko nieco bardziej skomplikowany.

trudności techniczne

Ustaliliśmy, że nawigacja satelitarna – najbardziej idealny do dzisiaj metody określania współrzędnych geograficznych. Jednak praktyczne wykorzystanie tej technologii towarzyszy szereg trudności technicznych. Co na przykład? Przede wszystkim, to jest niejednorodność rozkładu pola grawitacyjnego planety – to wpływa na położenie względem Ziemi satelitarną. Podobny właściwość charakteryzuje się również atmosfery. Jego różnorodność może wpływać na prędkość fal radiowych, dlatego w odpowiednich wymiarach może działać nieprawidłowo.

Inną trudnością techniczną – sygnał wysłany z satelity do nawigatora, często zakłócane przez innych obiektów naziemnych. W efekcie, pełne wykorzystanie systemu w miastach z wysokimi budynkami jest trudne.

Praktyczne wykorzystanie satelitów

systemy nawigacji satelitarnej są stwierdzenia szeroki zakres zastosowań. Na wiele sposobów – jako element różnych rozwiązań komercyjnych orientacji cywilnego. Może być tak urządzeń domowych, a na przykład, media wielofunkcyjny system nawigacyjny. Oprócz użytku cywilnego satelity zasobów są geodeci, specjaliści w dziedzinie kartografii, firm transportowych, różne usługi publiczne. Geolodzy są aktywnie zaangażowane satelity. W szczególności, mogą one być wykorzystane do obliczenia dynamiczne tektoniczne ruch płyt ziemnych. Służą nawigacji satelitarnej i jako narzędzie marketingowe – za pomocą wywiadu, w którym istnieją metody geopositioning firmy prowadzą badania ich klientów, a także, na przykład, reklama bezpośrednia ukierunkowane. Oczywiście, korzystanie z nawigatorów i wojsko – są w rzeczywistości, opracował główne systemy nawigacyjne dziś, GPS i GLONASS – na potrzeby armii Stanów Zjednoczonych i Rosji, odpowiednio. I nie jest to wyczerpująca lista obszarów, w których można wykorzystać satelity.

Nowoczesne systemy nawigacyjne

Jakie systemy nawigacyjne działają dzisiaj w tym aktywne lub są na etapie wdrażania? Zacznijmy od tego, że pojawiła się na światowym rynku publicznym wcześniej niż inne systemy nawigacji – GPS. Jego deweloper i właściciel – Departament Obrony USA. Urządzenia, które komunikują się za pośrednictwem GPS-satelitów – najbardziej popularne na świecie. Głównie dlatego, że, jak już wspomniano, system nawigacji USA został wprowadzony na rynek wcześniej niż jego obecnych konkurentów.

Aktywnie zyskuje popularność GLONASS. To jest – rosyjski system nawigacji. Należy do kolei Ministerstwo Obrony Federacji Rosyjskiej. Został on zaprojektowany, według jednej z wersji, o tym samym okresie, że z GPS – w późnych latach 80-tych – początku 90-tych. Jednak rynek publiczny został wyhodowany dopiero w 2011 roku. Coraz więcej producentów rozwiązań sprzętowych dla realizacji wsparcia nawigacyjnego GLONASS w swoich urządzeniach.

Zakłada się, że poważna konkurencja dla GLONASS i GPS może mieć globalny system nawigacji „Beidou”, opracowany w Chinach. Jednak w tej chwili działa tylko jako obywatel. Stan globalny może dostać, według niektórych analityków, do 2020 roku, kiedy wyświetlany orbity wystarczającej liczby satelitów będzie – o 35. „Beidou” Program rozwoju systemu jest stosunkowo młoda – to dopiero się zaczęło w 2000 roku i rozpoczęła pierwszy satelita w chińskich deweloperów 2007.

Starając się Europejczyków. GLONASS system nawigacji i jego amerykański odpowiednik w dającej się przewidzieć przyszłości może również wejść w konkurencję z GALILEO. Otwarte konstelacji satelitów w odpowiedniej ilości jednostek orbitalnych obiekty Europejczyków planuje w 2020 r.

Wśród innych obiecujących projektów dotyczących rozwoju systemów nawigacyjnych można zauważyć Indian IRNSS i japoński QZSS. Jeśli chodzi o pierwszy szeroko nagłośnione publicznej informacji o intencjach autora do stworzenia jeszcze globalnego systemu. Zakłada się, że IRNSS posłuży jedynie na terytorium Indii. Program jest również dość młoda – pierwszy satelita został umieszczony na orbicie w 2008 roku. Oczekuje się, że japoński system satelitarny do stosowania głównie na terytorium krajowym państwa lub dewelopera przylegającym do niego.

dokładność pozycjonowania

Powyżej możemy zauważyć szereg trudności, które są istotne dla funkcjonowania systemów nawigacji satelitarnej. Wśród głównych, co nazywamy – położenie satelity na orbicie lub ich przemieszczania się do pożądanego toru nie zawsze charakteryzuje się absolutną stabilność wielu powodów. Kalkulacja ta stwierdza nieprawidłowe współrzędnych geograficznych w nawigatorze. Jednak to nie jest jedynym czynnikiem wpływającym na prawidłowe ułożenie przez satelitę. Co jeszcze wpływa na dokładność obliczenia współrzędnych?

Przede wszystkim należy zauważyć – te zegary atomowe, które są zainstalowane na satelitach nie zawsze są w pełni dokładne. Możliwe są jednak bardzo małe, ale nadal wpływają na jakość błędów systemu nawigacji. Na przykład, jeżeli przy obliczaniu czasu, w którym fala radiowa jest w ruchu, będziesz się błędem na poziomie kilkudziesięciu nanosekund, niedokładności przy określaniu współrzędnych celów naziemnych może być kilka metrów. Jednak we współczesnych satelitów mają instrumenty, które pozwalają na obliczenia, nawet biorąc pod uwagę możliwe błędy w zegar atomowy.

Powyżej możemy zauważyć, że wśród czynników wpływających na dokładność systemów nawigacyjnych – heterogeniczność atmosferze ziemskiej. Będzie to przydatne uzupełnienie ten fakt inne informacje odnoszące się do wpływu blisko ziemi na polach eksploatacji satelitów. Fakt, że atmosfera naszej planety jest podzielona na kilka stref. Taki, który jest w rzeczywistości na granicy z wolnej przestrzeni – jonosfery – składa się z warstwą cząstek mających pewną opłatą. Są one zakłócania fal radiowych, wysyła satelita, może zmniejszyć swoją prędkość, przy czym odległość do obiektu może być obliczona z błędem. Należy zauważyć, że z tego rodzaju źródła problemów komunikacyjnych Twórcy pracy nawigacji satelitarnej: w algorytmach sprzętu orbitalnej są zwykle włączone różne rodzaje scenariuszy naprawczych, biorąc pod uwagę w obliczaniu przejścia fal radiowych przez jonosfery.

Chmury i inne zjawiska atmosferyczne mogą mieć również wpływ na dokładność systemów nawigacyjnych. para wodna obecna w odpowiednich warstw powietrza osłonowego ziemi, jak również cząstek jonosfery wpływać na prędkość fal radiowych.

Oczywiście, w odniesieniu do użycia domowego GLONASS lub GPS w składzie takich jednostek, takich jak system nawigacji, mediów, która funkcjonuje w wielu aspektach są zabawne, niektóre małe niedokładności w błędnych obliczeń współrzędnych nie są krytyczne. Ale kiedy użycie wojskowych satelitów odpowiednich obliczeń powinien być idealnie odpowiednie do rzeczywistego położenia geograficznego obiektów.

Funkcje nawigacji morskiej

Po rozmowie o najnowocześniejszy typ nawigacji, bierzemy krótką wycieczkę do historii. Jak wiadomo, sam termin, o którym mowa, dla pojawiła się po raz pierwszy w marynarskiej środowiska. Jakie cechy charakteryzują morskich systemów nawigacyjnych?

Mówiąc o aspekcie historycznym, możliwe jest, aby zwrócić uwagę na ewolucję instrumentów do dyspozycji żeglarzy. Jednym z pierwszych „rozwiązania sprzętowego” był kompas, który jest uważany przez niektórych ekspertów zostały wynalezione w XI wieku. Mapowanie procesów, nawigacja jako kluczowych instrumentów również poprawie. W XVI wieku Gerard Mercator zaczął map w oparciu o zasadę stosowania cylindrycznego występu z równych kątów. W XIX wieku został wynaleziony przez LGD – jednostki mechanicznej zdolnej pomiaru prędkości statków. W XX wieku w arsenale żeglarzy pojawiła radar, a następnie satelitów komunikacyjnych przestrzeń. Najbardziej zaawansowane systemy nawigacyjne morskie teraz pracuje, więc czerpania korzyści z eksploracji kosmosu przez człowieka. Jakie są specyfika ich pracy?

Niektórzy eksperci uważają, że główną cechą, która charakteryzuje się nowoczesnym systemem nawigacji morskich – standardowe wyposażenie zainstalowane na statku, ma bardzo wysoką odporność na ścieranie i wodę. Jest to zrozumiałe – jest to niemożliwe, aby statek w otwartych tysięcy pływackich mil od ziemi, to w sytuacji, gdy sprzęt nie niespodziewanie. Na ziemi, gdzie dostęp – zasoby cywilizacji, wszystko może zostać ustalona w morzu – jest problematyczne.

Jakie inne godne uwagi cechy posiada system nawigacji morskiej? Do stałego wyposażenia, dodatkowo do obowiązujących wymagań – odporność na zużycie zazwyczaj składa się z modułów, dostosowane do mocowania niektórych parametrów środowiskowych (głębokość, temperatura wody, etc.). Również prędkość statku w morskich systemów nawigacyjnych, w wielu przypadkach jeszcze nie obliczony satelitów i zwykłych metod.