Σύστημα πλοήγησης. Συστήματα πλοήγησης Marine

Όργανα πλοήγησης είναι μία μεγάλη ποικιλία τύπων και τροποποιήσεις. Υπάρχουν συστήματα που προορίζονται για χρήση σε συνθήκες ανοικτής θάλασσας, ενώ άλλοι προσαρμόζονται στις πλατιές μάζες των χρηστών, απασχολεί Navigators κυρίως για ψυχαγωγικούς σκοπούς. Τι είναι το σύστημα πλοήγησης;

Τι είναι η πλοήγηση;

Ο όρος «πλοήγησης» είναι λατινικής προέλευσης. Navigo λέξη σημαίνει «επιπλέουν στο πλοίο.» Έτσι, αρχικά ήταν σχεδόν συνώνυμη με τη ναυτιλία ή την πλοήγηση. Αλλά με την ανάπτυξη τεχνολογιών που διευκολύνουν την πορεία της κυκλοφορίας των πλοίων στους ωκεανούς, με την έλευση των αεροπορικών μεταφορών, διαστημική τεχνολογία, ο όρος έχει διευρυνθεί σημαντικά το φάσμα των πιθανών ερμηνειών.

Σήμερα, στο πλαίσιο της ναυσιπλοΐας: η διαδικασία με την οποία ένα πρόσωπο υπόκειται σε ορισμένους ελέγχους, με βάση χωρικές συντεταγμένες του. Δηλαδή πλοήγησης αποτελείται από δύο διαδικασίες - ένα άμεσο έλεγχο, καθώς και να καταστεί η βέλτιστη διαδρομή του αντικειμένου.

πλοήγησης είδη

Η ταξινόμηση των τύπων της πλοήγησης είναι πολύ εκτεταμένη. Σύγχρονη εμπειρογνώμονες έχουν τις ακόλουθες κύριες ποικιλίες της:

- το αυτοκίνητο?

- αστρονομικές?

- πλοήγηση των ζώων?

- air?

- χώρος?

- θάλασσα?

- ραδιοπλοήγησης?

- δορυφορική?

- υπόγειο?

- πληροφορίες?

- αδρανειακή.

Μερικοί από αυτούς τους τύπους πλοήγησης συνδέονται στενά μεταξύ τους - κυρίως λόγω της γενικότητας των εμπλεκόμενων τεχνολογιών. Για παράδειγμα, ένας πλοήγησης αυτοκινήτου χρησιμοποιεί συχνά μέσα χαρακτηριστική για το δορυφόρο.

Υπάρχουν μικτά είδη στα οποία τα διάφορα τεχνολογικά μέσα που χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα, όπως για παράδειγμα τα συστήματα, πλοήγησης και πληροφοριών. Μπορεί να είναι το κλειδί, όπως δορυφορική εν λόγω πόρων. Ωστόσο, ο τελικός σκοπός της χρήσης τους για την παροχή των ομάδων-στόχων των χρηστών με τις απαραίτητες πληροφορίες.

σύστημα πλοήγησης

Το αντίστοιχο τύπο των μορφών πλοήγησης, κατά κανόνα, το ίδιο όνομα του συστήματος. Υπάρχει, συνεπώς, ένα σύστημα πλοήγησης αυτοκινήτου, θάλασσα, διάστημα, κ.λπ. Ο ορισμός αυτού του όρου είναι επίσης παρούσα στην κοινότητα των εμπειρογνωμόνων. Ένα σύστημα πλοήγησης, σύμφωνα με την κοινή ερμηνεία - μια συλλογή από διάφορα είδη εξοπλισμού (και κατά περίπτωση - και το λογισμικό) που σας επιτρέπουν να προσδιοριστεί η θέση του αντικειμένου, καθώς και για τον υπολογισμό της διαδρομής του. Η εργαλειοθήκη μπορεί να είναι διαφορετικό εδώ. Αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις, το σύστημα χαρακτηρίζεται από τις ακόλουθες βασικές συνιστώσες όπως:

- κάρτες (συνήθως σε ηλεκτρονική μορφή)?

- αισθητήρες, οι δορυφόροι και άλλες μονάδες για τον υπολογισμό συντεταγμένων?

- αντικείμενα μη-σύστημα που παρέχουν πληροφορίες για τη γεωγραφική θέση του στόχου?

- Μονάδα υλικό και λογισμικό ανάλυσης, εισαγωγή δεδομένων και την παραγωγή και τη σύνδεση των τριών πρώτων συστατικών.

Κατά κανόνα, η δομή των ατόμων ή άλλα συστήματα προσαρμοσμένα στις ανάγκες των τελικών χρηστών. Ορισμένοι τύποι λύσεων μπορεί να οξυνθούν αναπτυχθεί προς ένα μέρος του προγράμματος, ή, αντίθετα, το υλικό. Για παράδειγμα, δημοφιλής στο ρωσικό σύστημα πλοήγησης «Navitel» - αυτό είναι πιο μαλακό. Έχει σχεδιαστεί για να χρησιμοποιεί ένα ευρύ φάσμα πολιτών, έχουν στην ιδιοκτησία τους τα διάφορα είδη των κινητών συσκευών - φορητοί υπολογιστές, ταμπλέτες, smartphones.

Πλοήγηση μέσω δορυφόρου

Κάθε σύστημα πλοήγησης προϋποθέτει, πρώτα απ 'όλα, τον προσδιορισμό των συντεταγμένων ενός αντικειμένου - συνήθως μια γεωγραφική. Ιστορικά, τα ανθρώπινα εργαλεία στο πλαίσιο αυτό συνεχώς βελτιώνεται. Σήμερα, τα πιο προηγμένα συστήματα πλοήγησης - δορυφόρου. Η δομή τους αντιπροσωπεύεται από ένα σύνολο του εξοπλισμού υψηλής ακρίβειας, μέρος του οποίου βρίσκεται στη Γη, το άλλο - περιστρέφεται σε τροχιά. Τα σύγχρονα συστήματα δορυφορικής πλοήγησης μπορεί να υπολογίσει όχι μόνο τις γεωγραφικές συντεταγμένες του αντικειμένου, αλλά και την ταχύτητα και την κατεύθυνση της κίνησής του.

Στοιχεία της δορυφορικής πλοήγησης

Η σύνθεση των αντίστοιχων συστημάτων περιλαμβάνουν τα ακόλουθα βασικά στοιχεία: σχηματισμός δορυφόρων, επίγειο μονάδες μέτρησης συντεταγμένων τροχιακών αντικείμενα και ανταλλαγή πληροφοριών με τους συσκευές για τον τελικό χρήστη (πλοηγός), εξοπλισμένο με το απαραίτητο λογισμικό, σε ορισμένες περιπτώσεις - αξεσουάρ για την προδιαγραφή των γεωγραφικών συντεταγμένων (GSM-πύργος online κανάλια, ραδιόφωνο φάροι, κλπ).

Πώς δορυφορικής πλοήγησης

Πώς ένα δορυφορικό σύστημα πλοήγησης; Η βάση της λειτουργίας - μέτρηση απόστασης αλγόριθμο από το αντικείμενο προς τους δορυφόρους. Η τελευταία βρίσκεται σε τροχιά σχεδόν χωρίς αλλαγή της θέσης του, και επειδή η θέση τους είναι πάντα σταθερή σε σχέση με τη Γη. Στο Navigator, τα αντίστοιχα ποσοστά που. Η εύρεση του δορυφόρου και έχοντας συνδέεται εκεί (ή σε πολλαπλές), η συσκευή καθορίζει, με τη σειρά του, τη γεωγραφική του θέση. Η βασική μέθοδος εδώ - τον υπολογισμό της απόστασης με την ταχύτητα που βασίζονται σε δορυφόρους ραδιοφωνικού κύματος. Orbital αντικείμενο στέλνει ένα αίτημα προς την Γη με εξαιρετική ακρίβεια την πάροδο του χρόνου - χρησιμοποιεί ένα ατομικό ρολόι. Λάβουν την απάντηση από τον πλοηγό, ο δορυφόρος (ή ομάδα αυτού) καθορίζει μια απόσταση σε ένα ορισμένο χρονικό διάστημα είχε χρόνο να περάσει το ραδιοκυμάτων. Ομοίως, η μετρούμενη ταχύτητα του αντικειμένου - η μέτρηση είναι μόνο ελαφρώς πιο περίπλοκη.

Τεχνικές δυσκολίες

Έχουμε διαπιστώσει ότι η δορυφορική πλοήγηση - το πιο τέλειο για τη μέθοδο σήμερα προσδιορισμού των γεωγραφικών συντεταγμένων. Ωστόσο, η πρακτική χρήση αυτής της τεχνολογίας συνοδεύεται από μια σειρά από τεχνικές δυσκολίες. Τι, για παράδειγμα; Πρώτα απ 'όλα, είναι η ετερογένεια της κατανομής του βαρυτικού πεδίου του πλανήτη - αυτό επηρεάζει τη θέση του δορυφόρου σε σχέση με τη Γη. Μια παρόμοια ιδιότητα χαρακτηρίζεται επίσης από την ατμόσφαιρα. ετερογένεια της μπορεί να επηρεάσει την ταχύτητα των ραδιοκυμάτων, η οποία είναι ο λόγος που στις αντίστοιχες διαστάσεις μπορεί να δυσλειτουργεί.

Μια άλλη τεχνική δυσκολία - το σήμα που στέλνεται από το δορυφόρο στην πλοηγός, συχνά εμποδίζεται από άλλα επίγεια αντικείμενα. Ως εκ τούτου, η πλήρης χρήση του συστήματος σε πόλεις με ψηλά κτίρια είναι δύσκολη.

Πρακτική χρήση των δορυφόρων

Τα συστήματα δορυφορικής πλοήγησης βρίσκοντας ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Με πολλούς τρόπους - ως στοιχείο μιας ποικιλία εμπορικών λύσεων της πολιτικής προσανατολισμού. Μπορεί να είναι τόσο οικιακές συσκευές, και για παράδειγμα, το σύστημα πλοήγησης πολλαπλών λειτουργιών πολυμέσων. Εκτός από την μη στρατιωτική χρήση, οι δορυφόροι πόρων είναι τοπογράφους, εμπειρογνώμονες στον τομέα της χαρτογραφίας, εταιρείες μεταφορών, διάφορες δημόσιες υπηρεσίες. Γεωλόγοι συμμετέχουν ενεργά δορυφόρους. Ειδικότερα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογισμό δυναμικής τεκτονική κίνηση των πλακών γης. Χρησιμοποιούνται δορυφορική πλοήγηση και ως εργαλείο μάρκετινγκ - με τη βοήθεια των πληροφοριών, στην οποία υπάρχουν μέθοδοι προσδιορισμού, οι εταιρείες διεξάγουν έρευνες της πελατειακής βάσης τους, καθώς, για παράδειγμα, άμεση στοχευμένη διαφήμιση. Φυσικά, χρησιμοποιήστε τα πλοηγούς και το στρατιωτικό - που, στην πραγματικότητα, ανέπτυξε μια σημαντική συστήματα πλοήγησης και σήμερα, GPS και GLONASS - για τις ανάγκες του Στρατού των ΗΠΑ και της Ρωσίας αντίστοιχα. Και αυτό δεν είναι μια πλήρης λίστα των περιοχών όπου μπορεί να χρησιμοποιηθεί δορυφόρους.

Τα σύγχρονα συστήματα πλοήγησης

Ποια συστήματα πλοήγησης λειτουργούν σήμερα, συμπεριλαμβανομένων των ενεργών ή βρίσκονται στο στάδιο της ανάπτυξης; Ας ξεκινήσουμε με αυτό που εμφανίστηκε στην παγκόσμια χρηματιστηριακή αγορά νωρίτερα από ό, τι άλλα συστήματα πλοήγησης - GPS. για την ανάπτυξη και τον ιδιοκτήτη του - το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ. Οι συσκευές που επικοινωνούν μέσω του GPS-δορυφόρων - το πιο κοινό στον κόσμο. Κυρίως επειδή, όπως είπαμε παραπάνω, το σύστημα πλοήγησης ΗΠΑ έχει εισαχθεί στην αγορά νωρίτερα από την τρέχουσα ανταγωνιστές της.

Ενεργός κερδίζει δημοτικότητα GLONASS. Αυτό είναι - το ρωσικό σύστημα πλοήγησης. Ανήκει, με τη σειρά του, το Υπουργείο Άμυνας της Ρωσικής Ομοσπονδίας. Είχε σχεδιαστεί, σύμφωνα με μια εκδοχή, περίπου την ίδια περίοδο με εκείνη του GPS - στα τέλη της δεκαετίας του '80 - αρχές '90. Ωστόσο, η λαϊκή αγορά έχει εκτραφεί μόλις το 2011. Όλο και περισσότεροι κατασκευαστές λύσεων hardware για την υλοποίηση υποστήριξη GLONASS πλοήγησης στις συσκευές τους.

Υποτίθεται ότι ένα σοβαρό ανταγωνισμό για το GLONASS και το GPS μπορεί να κάνει ένα παγκόσμιο σύστημα πλοήγησης «Beidou», που αναπτύχθηκε στην Κίνα. Ωστόσο, προς το παρόν λειτουργεί μόνο ως εθνική. Η παγκόσμια κατάσταση μπορεί να πάρει, σύμφωνα με ορισμένους αναλυτές, από το 2020, όταν η τροχιά είναι αρκετά δορυφόροι θα εμφανιστεί - περίπου 35. προγράμματος ανάπτυξης του συστήματος «Beidou» είναι σχετικά νέος - έχει μόλις ξεκινήσει το 2000, και ο πρώτος δορυφόρος που ξεκίνησε στην κινεζική προγραμματιστές 2007.

Προσπαθώντας να κρατήσει τους Ευρωπαίους. Το GLONASS σύστημα πλοήγησης και την Αμερικανίδα ομόλογό του στο άμεσο μέλλον μπορεί να τεθεί σε ανταγωνισμό με το GALILEO. Ανοίξτε αστερισμό δορυφόρων στο σωστό ποσό των τροχιακών αντικείμενα μονάδες Ευρωπαίοι σχεδιάζουν μέχρι το 2020.

Μεταξύ άλλων ελπιδοφόρα σχέδια για την ανάπτυξη των συστημάτων πλοήγησης μπορεί να σημειωθεί ινδική IRNSS, και ιαπωνικά QZSS. Όσον αφορά το πρώτο ευρέως ενημέρωση του κοινού σχετικά με τις προθέσεις του κυρίου του έργου για τη δημιουργία ενός παγκόσμιου συστήματος ακόμα. Υποτίθεται ότι IRNSS θα εξυπηρετούν μόνο την επικράτεια της Ινδίας. Το πρόγραμμα είναι επίσης αρκετά μικρά - ο πρώτος δορυφόρος τέθηκε σε τροχιά το 2008. Ιαπωνικό δορυφορικό σύστημα αναμένεται να χρησιμοποιηθούν κατά κύριο λόγο στην εθνική επικράτεια της χώρας ή τον κύριο του έργου δίπλα σε αυτό.

ακρίβεια τοποθέτησης

Πάνω από σημειώσαμε μια σειρά από προβλήματα που σχετίζονται με τη λειτουργία των συστημάτων δορυφορικής πλοήγησης. Μεταξύ των κύριων, αυτό που ονομάζεται - η θέση των δορυφόρων σε τροχιά, ή τη μετακίνησή τους προς την επιθυμητή διαδρομή δεν είναι πάντα χαρακτηρίζεται από την απόλυτη σταθερότητα της μια σειρά από λόγους. Ο υπολογισμός αυτός καθορίζει δυσλειτουργία των γεωγραφικών συντεταγμένων στο Navigator. Ωστόσο, αυτό δεν είναι ο μόνος παράγοντας που επηρεάζει τη σωστή τοποθέτηση μέσω δορυφόρου. Τι άλλο επηρεάζει την ακρίβεια υπολογισμού των συντεταγμένων;

Πρώτα απ 'όλα, θα πρέπει να σημειωθεί - αυτά τα ατομικά ρολόγια που είναι εγκατεστημένα στους δορυφόρους δεν είναι πάντα απόλυτα ακριβής. Είναι δυνατόν, αν και πολύ μικρό, αλλά εξακολουθεί να επηρεάζει την ποιότητα των σφαλμάτων του συστήματος πλοήγησης. Για παράδειγμα, αν κατά τον υπολογισμό του χρόνου κατά την οποία ένα ραδιοφωνικό κύμα κινείται, θα κάνετε ένα λάθος στο επίπεδο των δεκάδων νανοδευτερόλεπτα, η ανακρίβεια στον καθορισμό των συντεταγμένων του εδάφους στόχοι μπορεί να είναι αρκετά μέτρα. Ωστόσο, στη σύγχρονη δορυφόροι έχουν τα μέσα που επιτρέπουν τον υπολογισμό, ακόμη και αν ληφθεί υπόψη πιθανά σφάλματα στον ατομικό ρολόι.

Πάνω απ 'εμείς Σημειώνεται ότι μεταξύ των παραγόντων που επηρεάζουν την ακρίβεια των συστημάτων πλοήγησης - ετερογένεια της ατμόσφαιρας της Γης. Θα ήταν χρήσιμο να συμπληρώσει αυτό το γεγονός άλλες πληροφορίες σχετικά με την επίδραση των πεδίων Γη κοντά στη λειτουργία των δορυφόρων. Το γεγονός ότι η ατμόσφαιρα του πλανήτη μας χωρίζεται σε διάφορες ζώνες. Το ένα που είναι στην πραγματικότητα στο όριο με ελεύθερο χώρο - ιονόσφαιρα - αποτελείται από ένα στρώμα σωματιδίων τα οποία έχουν ένα ορισμένο φορτίο. Έχουν παρεμβαίνει με ραδιοκύματα, ο δορυφόρος στέλνει, μπορούν να μειώσουν την ταχύτητά τους, όπου η απόσταση από το αντικείμενο μπορεί να υπολογιστεί με σφάλμα. Σημειώστε ότι με αυτό το είδος της πηγής των προβλημάτων επικοινωνίας για την ανάπτυξη των εργασιών δορυφορικής πλοήγησης: στους αλγόριθμους του τροχιακού εξοπλισμού συνήθως ενσωματώνονται διάφορα είδη των διορθωτικών σενάριο, λαμβάνοντας υπόψη κατά τον υπολογισμό του περάσματος των ραδιοκυμάτων μέσω της ιονόσφαιρας.

Σύννεφα και άλλα ατμοσφαιρικά φαινόμενα μπορεί επίσης να επηρεάσει την ακρίβεια των συστημάτων πλοήγησης. Οι υδρατμοί που υπάρχουν στα αντίστοιχα στρώματα του αέρα περίβλημα γείωσης, καθώς και τα σωματίδια στην ιονόσφαιρα, επηρεάζουν την ταχύτητα των ραδιοκυμάτων.

Φυσικά, όσον αφορά την οικιακή χρήση GLONASS ή το GPS στη σύνθεση των εν λόγω μονάδων, όπως το σύστημα των μέσων ενημέρωσης πλοήγησης, το οποίο λειτουργεί με πολλούς τρόπους είναι διασκεδαστικό, κάποιες μικρές ανακρίβειες στις συντεταγμένων ανακρίβειες δεν είναι κρίσιμη. Αλλά όταν η στρατιωτική χρήση δορυφόρων αντίστοιχων υπολογισμών θα πρέπει ιδανικά να είναι σχετικά με την πραγματική γεωγραφική θέση των αντικειμένων.

Χαρακτηριστικά της θάλασσας πλοήγησης

Μετά μιλάμε για το πιο σύγχρονο είδος της ναυσιπλοΐας, θα ρίξουμε μια σύντομη εκδρομή στην ιστορία. Όπως είναι γνωστό, ο ίδιος ο όρος, που αναφέρεται, για πρώτη φορά εμφανίστηκε στο ναυτικό περιβάλλον. Ποια χαρακτηριστικά χαρακτηρίζονται από ναυτικά συστήματα πλοήγησης;

Μιλώντας για την ιστορική πτυχή, είναι δυνατόν να σημειωθεί η εξέλιξη των μέσων στη διάθεση των ναυτικών. Ένα από τα πρώτα «λύση hardware» ήταν μια πυξίδα, η οποία θεωρείται από ορισμένους εμπειρογνώμονες να έχουν εφευρεθεί στην XI αιώνα. χαρτογράφηση διαδικασία, πλοήγησης ως βασικά εργαλεία βελτιώθηκε επίσης. Στην XVI αιώνα Gerard Mercator άρχισε να χαρτογραφήσουν με βάση την αρχή της εφαρμογής της κυλινδρικής προβολής με ίσες γωνίες. Στην ΧΙΧ αιώνα εφευρέθηκε από την υστέρηση - μια μηχανική μονάδα μπορεί να μετρά την ταχύτητα των πλοίων. Στον εικοστό αιώνα στο οπλοστάσιο των ναυτικών εμφανίστηκε ραντάρ, και στη συνέχεια τους δορυφόρους χώρο της επικοινωνίας. Τα πιο προηγμένα συστήματα θαλάσσιας πλοήγησης που λειτουργούν σήμερα, αποκομίζοντας έτσι τα οφέλη της εξερεύνησης του διαστήματος από τον άνθρωπο. Ποιες είναι οι ιδιαιτερότητες της εργασίας τους;

Ορισμένοι ειδικοί πιστεύουν ότι το κύριο χαρακτηριστικό του οποίου χαρακτηρίζεται από σύγχρονο σύστημα θαλάσσια ναυσιπλοΐα - στάνταρ εξοπλισμό εγκατεστημένο στο πλοίο, έχει μια πολύ υψηλή αντοχή στην τριβή και νερό. Αυτό είναι κατανοητό - είναι αδύνατο να μεταφέρει στα ανοικτά χιλιάδες κολύμβηση μίλια από την ξηρά, ήταν σε μια κατάσταση, όταν ο εξοπλισμός δεν απροσδόκητα. Στο έδαφος, όπου η πρόσβαση - οι πόροι του πολιτισμού, μπορεί να καθοριστεί πάντα, στη θάλασσα - είναι προβληματική.

Ποια άλλα αξιοσημείωτα χαρακτηριστικά έχει σύστημα πλοήγησης στη θάλασσα; Μόνιμη εξοπλισμός, πέραν των υποχρεωτικών απαιτήσεων - αντίσταση στη φθορά συνήθως περιλαμβάνει δομοστοιχεία προσαρμοσμένα στην καθήλωση ορισμένων περιβαλλοντικών παραμέτρων (βάθος, θερμοκρασία νερού, κλπ). Επίσης, η ταχύτητα του πλοίου σε συστήματα θαλάσσιας ναυσιπλοΐας, σε πολλές περιπτώσεις, ακόμα δεν υπολογίζονται οι δορυφόροι και τακτικές μεθόδους.