Navigatsioonisüsteem. Merelaevandus Systems

Navigation seadmed on mitmesuguseid tüüpe ja modifikatsioonid. On kasutamiseks mõeldud avamerel tingimused, samas kui teised on kohandatud lai masside kasutajate töötab navigaatorite suuresti meelelahutuse eesmärgil. Millised on navigatsioonisüsteem?

Mis on navigatsiooni?

Termin "navigation" on ladina päritolu. Navigo sõna tähendab "ujuva laeva." Nii algselt oli peaaegu sünonüümiks shipping või navigatsiooni. Kuid tehnoloogiate arengut levitamise hõlbustamiseks laevadele teed ookeanide tekkega lennunduse kosmosetehnoloogia, mõiste on oluliselt laiendanud võimalikke tõlgendusi.

Täna all navigatsiooni tähendab protsessi, mille käigus isik on teatud kontrolli, tuginedes oma ruumiliste koordinaatide. St navigeerimise koosneb kahest kord - otsene kontroll, samuti muudab optimaalse tee objekti.

tüüpi navigation

Klassifikatsioon tüüpi navigeerimine on väga ulatuslik. Kaasaegne eksperdid kindlaks pärast selle peamine sordid:

- auto;

- astronoomilised;

- loomade navigatsiooni;

- õhu;

- ruumi;

- merel;

- raadionavigatsiooni;

- satelliidi;

- maa alla;

- teave;

- inertsiaalne.

Mõned neist tüüpi navigation on tihedalt seotud - peamiselt tingitud üldsõnalisus kaasatud tehnoloogiaid. Näiteks auto navigatsiooni sageli kasutab vahendeid tüüpiline satelliit.

On segatud tüüpi, kus mitmed tehnoloogilised vahendid kasutatakse samaaegselt, nagu näiteks navigatsiooni ja infosüsteeme. Nad võivad olla olulised, nagu näiteks ressursside satelliit. Kuid lõppeesmärk kasutades neid andma sihtgrupid kasutajatele vajalikku teavet.

navigatsiooniseade

Vastava liigi navigatsiooni vormid, reeglina sama nime süsteemi. On seega auto navigatsioonisüsteem, meri, ruumi jne Määratlus see termin esineb ka ekspert kogukonnas. Navigatsioonisüsteem, vastavalt ühise tõlgendamise - kogumik erinevate seadmete (ja vajaduse korral - ja tarkvara), mis võimaldab teil määrata objekti positsiooni, samuti arvutada oma marsruuti. Õppevahend võib olla erinev siin. Kuid enamikul juhtudel, süsteemi iseloomustavad järgmised põhikomponendid nagu:

- kaardid (tavaliselt elektrooniliselt);

- andurid, satelliite ja muid ühikut arvutamise koordinaate;

- mitte-süsteemi objektid, mis pakuvad teavet geograafilise asukoha sihtmärk;

- riistvara ja tarkvara analüüsi üksus, andmete sisendi ja väljundi ja ühendab kolm esimest koostisosa.

Üldjuhul struktuuri need või muud, mis on kohandatud vajadustele lõppkasutajatele. Teatud tüüpi lahendusi võib esile arenenud suunas programmi osa, või vastupidi, riistvara. Näiteks populaarne Vene navigatsioonisüsteemi "Navitel" - see on rohkem pehme. See on mõeldud kasutamiseks laias valikus kodanike, kes omavad erinevaid mobiilseadmete - sülearvutid, tahvelarvutid, nutitelefonid.

Navigation satelliidi

Iga navigatsiooniseade eeldab esiteks, et määrata kindlaks objekti koordinaate - tavaliselt geograafilise. Ajalooliselt inimese tööriistad selles osas oli pidevalt paranenud. Täna, kõige arenenum navigatsioonisüsteemid - satelliit. Nende struktuur on esindatud kogum ülitäpse seadmed, millest osa asub Maa, teine - tiirleb orbiidil. Modern satelliitnavigatsiooni süsteemid võivad arvutada mitte ainult geograafilised koordinaadid objekti vaid ka kiirust ja suunda oma liikumist.

Elements satelliitnavigatsiooni

Kompositsioon vastavate süsteemide sisaldama järgmisi põhielemente: satelliitide, jahvatatud mõõtühikute koordineerida orbiidi objektide ja vahetada teavet nende seadmete lõppkasutaja (navigaator), mis on varustatud vajaliku tarkvara, mõnel juhul - tarvikud spetsifikatsiooni geograafilised koordinaadid (GSM-torn online-kanalid raadiotehnilistest jne).

Kuidas satelliitnavigatsiooni

Kuidas satelliitnavigatsioonisüsteemi? Alusel operatsiooni - mõõtmise algoritm kaugusel objekti satelliidid. Viimane asub orbiidil peaaegu muutmata oma positsiooni, ja kuna nende positsioon on alati konstantne võrreldes Maa. Navigator, vastavad arvud sätestatud. Leida satelliit- ja olles nendega ühendatud (või mitu), seade määrab omakorda oma geograafilise asukoha. Põhimeetod siin - arvutamist distantsi satelliidil raadiolaine kiirus. Orbital objekti saadab taotluse Maa erakordse täpsusega ajas - ta kasutab aatomkell. Saavatel vastust navigaator satelliidi (või rühm) määrab vahemaa teatud ajaperioodi olnud aega läbida raadiolaine. Samuti mõõdetakse kiiruse objekti - mõõtmise vaid veidi keerulisem.

Tehnilised raskused

Oleme kindlaks teinud, et satelliitnavigatsiooni - kõige täiuslik täna kindlaksmääramise meetodit geograafilised koordinaadid. Kuid praktiline kasutada seda tehnoloogiat kaasneb mitmeid tehnilisi raskusi. Mis näiteks? Esiteks, see on heterogeensus jaotus gravitatsiooniväli planeedi - see mõjutab satelliidi asendit võrreldes Maa. Sarnane omadus on iseloomulik ka atmosfääri. Selle heterogeensus võib mõjutada kiirus raadiolainete, mistõttu vastava mõõtmed võivad olla rikkis.

Teine tehniline keerukus - signaali saadetud satelliidi navigaator, takistab sageli teiste maapealsete objektide kohta. Selle tulemusena täielikult kasutada süsteemi linnades kõrghooned on raske.

Praktiline satelliitide kasutamine

Satelliitnavigatsiooni süsteemid on leida erinevaid rakendusi. Paljuski - osana erinevatest ettevõtetest lahendusi kodanikuühiskonna orientatsiooni. See võib olla nii kodutehnika ja näiteks multifunktsionaalne meedia navigatsioonisüsteem. Peale kasutamiseks tsiviilotstarbel, ressursside satelliidid on inspektorid, eksperdid kartograafia, transpordiettevõtted, erinevate avalike teenuste. Geoloogid on aktiivselt kaasatud satelliite. Eelkõige võib neid kasutada arvutamaks dünaamilise tektooniliste liikumise maa plaatidel. Kasutatakse satelliit navigaatorite ja turundus vahend - abiga luure, kus on meetodid positsioneerimisandmetele, ettevõtted uurimistööd oma kliendibaasi, samuti näiteks otsene sihitud reklaami. Loomulikult kasutada navigaatorite ja sõjaväe - nad tegelikult töötatud suur navigatsioonisüsteemid täna, GPS ja GLONASS - vajadusteks USA armee ja Venemaa vastavalt. Ja see ei ole ammendav loetelu valdkondadest, kus satelliidid on võimalik kasutada.

Modern navigatsioonisüsteemid

Milline navigatsioonisüsteemid töötavad täna sealhulgas aktiivne või on laval kasutuselevõtu? Alustame üks, mis ilmus globaalsete avalike turul varem kui muude navigatsioonisüsteemide - GPS. Selle arendaja ja omanik - USA Department of Defense. Seadmed, mis suhtlevad läbi GPS-satelliitide - kõige levinum maailmas. Peamiselt seetõttu, nagu me eespool öeldud, USA navigatsioonisüsteem on turule varem kui praeguse konkurendid.

Aktiivselt kogub populaarsust GLONASS. See on - Vene navigatsioonisüsteemi. See kuulub omakorda Kaitseministeerium Vene Föderatsiooni. See oli mõeldud, vastavalt üks versioon, umbes sama ajavahemikuga, mis on GPS - lõpus 80 - 90-ndate alguses. Kuid avaliku turul on aretatud alles 2011. aastal. Üha enam tootjaid riistvara lahendusi rakendamise navigatsiooni GLONASS toetust nende seadmetega.

Eeldatakse, et tõsist konkurentsi GLONASS ja GPS saab teha globaalse navigatsioonisüsteemi "Beidoust" arenenud Hiinas. Kuid hetkel on see ainult töötab kodanik. Global staatuse võib saada, vastavalt mõned analüütikud, 2020, kui orbiidil piisavalt satelliite kuvatakse - umbes 35. "Beidoust" süsteemi arendamise programm on suhteliselt noor - see on alles alanud 2000. aastal ja esimene satelliit alustas Hiina arendajad 2007.

Proovin hoida eurooplased. Navigatsioonisüsteem GLONASS ja selle Ameerika analoogi lähitulevikus võib hakata konkureerima GALILEO. Open satelliitide õiges koguses orbiidi objektide ühikut eurooplaste planeerida 2020. aastaks.

Teistest paljutõotav arendusprojektide navigatsioonisüsteemi saab märkida India IRNSS ja Jaapani QZSS. Seoses esimese laialdaselt avalikku teavet arendaja kavatsused luua ülemaailmne süsteem veel. Eeldatakse, et IRNSS teenib ainult territooriumil India. Programm on ka päris noored - esimene satelliit pandi orbiidile 2008. aastal. Jaapani satelliidi süsteem eeldatavasti kasutada peamiselt riigi territooriumil riigi või arendaja kõrval.

positsioneerimistäpsust

Üle märkasime mitmeid raskusi, mis on seotud operatsiooni satelliitnavigatsiooni süsteemid. Peamised, mida me kutsusime - asukoha satelliitide orbiidile või nende liikumist soovitud tee pole alati iseloomustab absoluutne stabiilsust mitmel põhjusel. See arvutus määrab talitlushäire geograafiliste koordinaatide Navigator. Kuid see ei ole ainus tegur, mis mõjutab seda õigesti satelliidi. Mida mõjutab täpsust koordinaatide arvutamiseks?

Kõigepealt tuleb märkida, - need aatomikellad, mis on paigaldatud satelliitide ei ole alati täiesti täpne. Nad on võimalik, kuigi väga väike, kuid siiski mõjutab kvaliteeti navigatsiooniseade vigu. Näiteks, kui arvutamisel ajal, mil raadio laine liigub, siis teete vea tasandil kümneid nanosekundid ebatäpsusest määramisel koordinaadid jahvatatud sihtmärk võib olla mitu meetrit. Kuid tänapäeva satelliitide vahendid, mis võimaldavad arvutus, isegi kui võtta arvesse võimalikke vigu aatomkellalt.

Üle märkasime, et üks tegureid, mis mõjutavad täpsust navigatsioonisüsteemid - heterogeensus Maa atmosfääri. See on kasulik täiendada seda fakti muud teavet, mis on seotud mõju maalähedaste väljad satelliitide tööd. Asjaolu, et atmosfääri meie planeedi jaguneb mitmeks tsooniks. Üks, mis tegelikult põleb piir vaba ruumi - ionosfääris - koosneb osakestekihi millel on teatav laeng. Neid häirib raadiolainete satelliit saadab, saab vähendada oma kiirust, kusjuures kaugus objektist saab arvutada veaga. Pange tähele, et seda liiki allikas side probleeme arendajad satelliitnavigatsiooni töö: algoritmid orbitaalne seadmed on tavaliselt ühendatud erinevate korrigeeriv stsenaarium, võttes arvesse arvutamise läbipääsu raadiolainete kaudu ionosfäär.

Pilved ja muude atmosfääri nähtusi võib mõjutada ka täpsust navigatsioonisüsteemid. Veeaur esineb vastavate kihtide maa ümbrise õhus, samuti osakeste ionosfääris, mõjutab kiirust raadiolainete.

Muidugi, seoses koduseks kasutamiseks GLONASS või GPS koosseisu sellised üksused nagu navigatsiooni meediasüsteem, mis toimib mitmel viisil on lõbus, mõned väikesed ebatäpsused koordineerida valearvestusi ei ole kriitiline. Aga kui sõjalise satelliitide kasutamine vastavate arvutustega peaks ideaalis olema seotud reaalse geograafilise asendi objektid.

Tunnused mere navigation

Pärast räägime moodsaim tüüpi navigation, võtame lühike ekskursioon ajalukku. Nagu teada, termin ise nimetatud, esimest korda ilmus meresõidu keskkond. Millised omadused iseloomustavad mere navigatsioonisüsteemid?

Rääkides ajaloolisest aspektist, on võimalik tähele areng käsutuses olevaid meremehed. Üks esimesi "riistvara lahendus" oli kompass, mida peetakse, et mõned eksperdid on leiutatud XI sajandil. Protsesside kaardistamine, navigatsiooni olulisemad vahendid ka paranenud. XVI sajandi Gerard Mercator hakkas kaarti põhineb põhimõtte kohaldamise silindrilise võrdsete nurkade all. XIX sajandil leiutati lag - mehaanilise seadme, mis võimaldavad mõõta kiirust laevadega. Kahekümnendal sajandil arsenal meremehed ilmus radar ja seejärel ruumi sidesatelliitidest. Kõige arenenum mere navigatsioonisüsteemid nüüd tegutsevad, seega kasu saanud kosmoseuuringute mees. Millised on spetsiifikat oma töö?

Mõned eksperdid usuvad, et peamine omadus, mis iseloomustab kaasaegne mere navigatsioonisüsteem - standard paigaldatud laeva, on väga kõrge kulumiskindlus ja veega. See on mõistetav - see on võimatu saata avatud ujumine tuhandeid miili kaugusel maa, see oli olukord, kui tehnika alt veab ootamatult. Kohapeal, kus juurdepääs - vahendite tsivilisatsiooni kõike saab fikseeritud, meres - on problemaatiline.

Mis muud märkimisväärsed omadused on meri navigatsiooniseade? Püsiseadmena lisaks kohustuslikele nõuetele - kulumiskindlus hõlmab tavaliselt moodulid kohandatud fikseerimist mõned keskkonna parameetrid (sügavus, vee temperatuuri jne). Ka laeva kiiruse mere navigatsioonisüsteemid, paljudel juhtudel ikka ei arvutata satelliite ja regulaarne meetodeid.