Sistema de navegació. Sistemes de navegació marítima

equip de navegació és una àmplia varietat de tipus i modificacions. Hi ha sistemes destinats a l'ús en condicions de mar obert, mentre que altres s'adapten a les grans masses d'usuaris, dóna feina a navegants en gran mesura per a fins d'entreteniment. Quins són el sistema de navegació?

Quina és la navegació?

El terme "navegació" és d'origen llatí. Navigo paraula significa "surant en el vaixell." Pel que inicialment era pràcticament sinònim d'enviament o la navegació. No obstant això, amb el desenvolupament de tecnologies que faciliten la trajectòria de circulació de vaixells en els oceans, amb l'adveniment de l'aviació, la tecnologia espacial, el terme s'ha ampliat considerablement la gamma de possibles interpretacions.

Avui en dia, sota la navegació significa el procés pel qual una persona està subjecta a determinats controls, sobre la base de les seves coordenades espacials. És a dir, la navegació consta de dos procediments - un control directe, així com a representació de la ruta òptima de l'objecte.

tipus de navegació

La classificació dels tipus de navegació és molt extensa. experts moderns identifiquen els següents els seus principals varietats:

- cotxe;

- astronòmica;

- la navegació dels animals;

- aire;

- l'espai;

- mar;

- radionavegació;

- per satèl·lit;

- subterrània;

- la informació;

- inercial.

Alguns d'aquests tipus de navegació estan estretament vinculats - principalment a causa de la generalitat de les tecnologies involucrades. Per exemple, un sistema de navegació de cotxe sovint utilitza instruments típics per al satèl·lit.

Hi ha tipus mixtos en què s'utilitzen diversos recursos tecnològics al mateix temps, com ara, per exemple, sistemes, navegació i informació. Ells poden ser la clau, com per satèl·lit aquests recursos. No obstant això, l'objectiu últim d'utilitzar-los per proveir als grups destinataris dels usuaris la informació necessària.

sistema de navegació

El tipus corresponent de les formes de navegació, per regla general, el mateix nom del sistema. Hi ha, per tant, un sistema de navegació per a automòbils, mar, espai, etc. La definició d'aquest terme també és present a la comunitat d'experts. Un sistema de navegació, d'acord amb la interpretació comuna - una col·lecció de diversos tipus d'equips (i, si escau - i el programari) que li permeten determinar la posició de l'objecte, així com per calcular la seva ruta. El kit d'eines pot ser diferent aquí. Però en la majoria dels casos, el sistema es caracteritza pels següents components bàsics com ara:

- targetes (generalment per via electrònica);

- sensors, satèl·lits i altres unitats per al càlcul de coordenades;

- objectes no pertanyents al sistema que proporcionen informació sobre la ubicació geogràfica de la meta;

- unitat de maquinari i programari d'anàlisi, d'entrada i sortida de dades i la connexió dels tres primers ingredients.

Com a regla general, l'estructura dels o altres sistemes de adaptar-se a les necessitats dels usuaris finals. Certs tipus de solucions poden ser accentuat van desenvolupar cap a una part del programa, o, per contra, el maquinari. Per exemple, popular en el sistema de navegació rus "Navitel" - això és més suau. Està dissenyat per a utilitzar una àmplia gamma de ciutadans, la possessió de diversos tipus de dispositius mòbils - ordinadors portàtils, tauletes, telèfons intel·ligents.

Navegació per satèl·lit

Qualsevol sistema de navegació suposa, en primer lloc, determinar les coordenades d'un objecte - en general un geogràfica. Històricament, les eines humans en aquest sentit s'ha millorat constantment. Avui dia, els sistemes de navegació més avançats - satèl·lit. La seva estructura està representada per un conjunt d'equips d'alta precisió, part del qual es troba a la Terra, l'altre - gira en òrbita. moderns sistemes de navegació per satèl·lit poden calcular no només les coordenades geogràfiques de l'objecte, sinó també la velocitat i la direcció del seu moviment.

Elements de navegació per satèl·lit

La composició dels respectius sistemes inclouen els següents elements bàsics: constel·lació de satèl·lits, les unitats de terra de mesurament de coordenades objectes orbitals i l'intercanvi d'informació amb ells dispositius per a l'usuari final (navegador), equipat amb el programari necessari, en alguns casos - accessoris per a l'especificació de les coordenades geogràfiques (GSM-torre canals en línia, balises de ràdio, etc.).

Com funciona la navegació per satèl·lit

Com funciona un sistema de navegació per satèl lit? La base de l'operació - el mesurament de distància algoritme de l'objecte als satèl·lits. Aquest últim es troba en una òrbita gairebé sense canviar la seva posició, i perquè la seva posició és sempre constant pel que fa a la Terra. En el Navegador, les xifres corresponents van posar. Trobar el satèl·lit i després d'haver connectat al mateix (o múltiple), l'aparell determina, al seu torn, la seva posició geogràfica. El mètode bàsic aquí - el càlcul de la distància a la velocitat de l'ona de ràdio basat en satèl·lits. objecte orbital envia una sol·licitud a la Terra amb una precisió excepcional amb el temps - que utilitza un rellotge atòmic. Rebre la resposta des del navegador, el satèl·lit (o grup d'aquests) determina una distància en un cert període de temps va tenir temps de passar l'ona de ràdio. De la mateixa manera, la velocitat mesura de l'objecte - el mesurament és només lleugerament més complicat.

Les dificultats tècniques

Hem determinat que la navegació per satèl·lit - la més perfecta per al mètode actual de determinació de les coordenades geogràfiques. No obstant això, l'ús pràctic d'aquesta tecnologia s'acompanya d'una sèrie de dificultats tècniques. Què, per exemple? En primer lloc, és l'heterogeneïtat de la distribució del camp gravitatori del planeta - això afecta la posició del satèl·lit respecte a la Terra. Una propietat similar també es caracteritza per l'atmosfera. La seva heterogeneïtat pot afectar la velocitat de les ones de ràdio, de manera que en les dimensions respectives poden estar funcionant malament.

Una altra dificultat tècnica - el senyal enviat des del satèl·lit al navegador, sovint obstaculitzada per altres objectes terrestres. Com a resultat, l'ús complet del sistema en ciutats amb edificis alts és difícil.

L'ús pràctic dels satèl·lits

sistemes de navegació per satèl·lit estan trobant una àmplia gamma d'aplicacions. En moltes maneres - com un element d'una varietat de solucions comercials d'orientació civil. Pot ser tan electrodomèstics, i per exemple, els mitjans de comunicació de múltiples funcions del sistema de navegació. A part d'ús civil, els satèl·lits de recursos són topògrafs, experts en el camp de la cartografia, empreses de transport, diversos serveis públics. Els geòlegs són satèl·lits activament involucrades. En particular, es poden utilitzar per calcular els moviments tectònics dinàmica de les plaques de terra. S'utilitzen navegador satelital i com a eina de màrqueting - amb l'ajuda de la intel·ligència, en la qual hi ha mètodes de geoposicionament, les empreses duen a terme investigacions de la seva base de clients, així com, per exemple, la publicitat dirigida directament. Per descomptat, utilitzeu els navegants i els militars - que, de fet, ha desenvolupat una important avui en dia els sistemes de navegació, GPS i GLONASS - per a les necessitats de l'Exèrcit dels Estats Units i Rússia, respectivament. I això no és una llista exhaustiva de les àrees on es poden fer servir satèl·lits.

moderns sistemes de navegació

Quins sistemes de navegació estan funcionant avui incloent activa o estan en l'etapa d'implementació? Anem a començar amb el que va aparèixer al mercat públic global abans que altres sistemes de navegació - GPS. El seu promotor i propietari - el Departament de Defensa dels Estats Units. Els dispositius que es comuniquen a través dels satèl·lits GPS - els més comuns en el món. Sobretot perquè, com hem dit anteriorment, el sistema de navegació d'Estats Units ha estat introduït al mercat abans que els seus competidors actuals.

Activament guanyant popularitat GLONASS. Aquest és - el sistema de navegació rus. A qui pertany, al seu torn, el Ministeri de Defensa de la Federació Russa. Va ser dissenyat, d'acord amb una versió, sobre el mateix període que la de l'GPS - a finals de la dècada dels 80 - principis dels 90. No obstant això, el mercat públic ha estat criat en data tan recent com 2011. Cada vegada més fabricants de solucions de maquinari per implementar el suport GLONASS de navegació en els seus dispositius.

Se suposa que una seriosa competència a GLONASS i GPS pot fer un sistema global de navegació "Beidou", desenvolupat a la Xina. No obstant això, de moment només funciona com nacional. estat global es pot aconseguir, segons alguns analistes, el 2020, quan es mostraran els suficients satèl·lits d'òrbita - al voltant de 35. programa de desenvolupament del sistema "Beidou" és relativament jove - que acaba de començar en l'any 2000, i el primer satèl·lit llançat en els desenvolupadors xinesos 2007.

Tractant de mantenir els europeus. El GLONASS sistema de navegació i el seu homòleg nord-americà en el futur previsible, així poden entrar en competència amb GALILEO. constel·lació de satèl·lits en obert de la quantitat correcta d'unitats d'objectes orbitals europeus planegen per al 2020.

Entre d'altres projectes prometedors per al desenvolupament dels sistemes de navegació es pot observar índia IRNSS, i QZSS japonès. Quant a la primera informació pública àmpliament difosa sobre les intencions dels desenvolupadors per crear un sistema global encara. Se suposa que IRNSS servirà només el territori de l'Índia. El programa també és molt jove - el primer satèl·lit va ser posat en òrbita el 2008. S'espera que el sistema satelital japonès que s'utilitza principalment en el territori nacional del país o el desenvolupador adjacent a la mateixa.

precisió de posicionament

Per sobre hem observat una sèrie de dificultats que són rellevants per al funcionament dels sistemes de navegació per satèl·lit. Entre els principals, el que anomenem - la ubicació dels satèl·lits en òrbita, o el seu moviment a la trajectòria desitjada no sempre es caracteritza per l'estabilitat absolut d'un nombre de raons. Aquest càlcul determina el mal funcionament de les coordenades geogràfiques en el Navegador. No obstant això, aquest no és l'únic factor que influeix en el correcte posicionament per satèl·lit. Què més afecta la precisió del càlcul de les coordenades?

En primer lloc, cal assenyalar - els rellotges atòmics que estan instal·lats en els satèl·lits no sempre són del tot precisos. Ells són possibles, encara que molt petita, però encara afecten la qualitat dels errors del sistema de navegació. Per exemple, si l'hora de calcular el moment en què una ona de ràdio s'està movent, es comet un error en el nivell de desenes de nanosegons, la inexactitud en la determinació de les coordenades d'objectius en terra pot ser de diversos metres. No obstant això, en els satèl·lits moderns comptar amb instruments que permetin el càlcul, fins i tot tenint en compte els possibles errors en el rellotge atòmic.

Per sobre hem observat que entre els factors que afecten a l'exactitud dels sistemes de navegació - heterogeneïtat de l'atmosfera de la Terra. Serà de gran utilitat per complementar aquest fet altra informació relacionada amb l'impacte dels camps propers a la Terra en el funcionament dels satèl·lits. El fet que l'atmosfera del nostre planeta està dividit en diverses zones. La que està en realitat a la frontera amb l'espai lliure - ionosfera - consisteix en una capa de partícules que tenen una certa càrrega. Ells estan interferint amb les ones de ràdio, envia el satèl·lit, es pot reduir la seva velocitat, el que la distància a l'objecte es pot calcular amb un error. Tingueu en compte que amb aquest tipus de font dels problemes de comunicació dels desenvolupadors de treball: navegació per satèl·lit en els algoritmes de l'equip orbital generalment s'incorporen diversos tipus d'escenari correctiu, tenint en compte en el càlcul del pas de les ones de ràdio a través de la ionosfera.

Els núvols i altres fenòmens atmosfèrics també poden afectar l'exactitud dels sistemes de navegació. El vapor d'aigua present en les capes respectives de la funda de terra de l'aire, així com les partícules en la ionosfera, afecta la velocitat de les ones de ràdio.

Per descomptat, pel que fa a ús domèstic o GLONASS GPS en la composició de tals unitats, com ara el sistema de mitjans de navegació, que funciona en molts aspectes són entretinguts, algunes petites inexactituds en els errors de càlcul de coordenades no són crítics. Però quan l'ús militar de satèl·lits càlculs corresponents ideal hauria de ser rellevants per a la posició geogràfica real dels objectes.

Característiques de la navegació marítima

Després de parlar sobre el tipus més modern de la navegació, prenem una breu incursió en la història. Com se sap, el terme en si, es fa referència, per aparèixer per primera vegada en l'entorn marítim. Quines característiques es caracteritzen per sistemes de navegació marítima?

En parlar sobre l'aspecte històric, és possible observar l'evolució dels instruments a disposició dels mariners. Un dels primers "solució de maquinari" era una brúixola, que és considerat per alguns experts que s'han inventat al segle XI. El mapa del procés, la navegació com a instruments clau també van millorar. Al segle XVI Gerard Mercator va començar a traçar basat en el principi de l'aplicació de la projecció cilíndrica amb angles iguals. Al segle XIX que va ser inventat pel retard - una unitat mecànica capaç de mesurar la velocitat dels vaixells. Al segle XX a l'arsenal dels mariners aparegut radar, i després els satèl·lits de comunicacions espacials. Els sistemes de navegació marina més avançats que ara operen, recollint així els beneficis de l'exploració de l'espai per l'home. Quins són els detalls de la seva feina?

Alguns experts creuen que la principal característica de la qual es caracteritza pel sistema de navegació marina moderna - equipament estàndard instal·lat a la nau, té una molt alta resistència a l'abrasió ia l'aigua. Això és comprensible - és impossible que estigui disponible a les piscines obertes a milers de milles de la costa, que estava en una situació quan l'equip falla inesperadament. Sobre el terreny, on l'accés - els recursos de la civilització, tot pot ser fix, al mar - és problemàtic.

Quines altres característiques notables té sistema de navegació mar? d'aparells immòbil, a més dels requisits obligatoris - la resistència al desgast en general comprèn mòduls adaptats a la fixació d'alguns paràmetres ambientals (profunditat, temperatura de l'aigua, etc.). A més, la velocitat del vaixell en sistemes de navegació marítima, en molts casos encara no calcula els satèl·lits i els mètodes regulars.