Sistema de navegación. Sistemas de navegación mariños

equipos de navegación é unha gran variedade de tipos e modificacións. Existen sistemas para uso en condicións de mar aberto, mentres que outros son adaptadas para as grandes masas de usuarios, emprega Navigators en gran parte para fins de entretemento. Cales son o sistema de navegación?

Que é a navegación?

O termo "navegación" é de orixe latina. palabra Navigo significa "flotando sobre o buque." Entón inicialmente era practicamente sinónimo de transporte ou de navegación. Pero, co desenvolvemento de tecnoloxías que facilitan o camiño a circulación de buques nos océanos, coa chegada da aviación, tecnoloxía espacial, o termo expandiuse significativa o abano de interpretacións posibles.

Hoxe, baixo a navegación significa o proceso polo cal unha persoa está suxeita a certos controis, con base nas súas coordenadas espaciais. navegación é dicir, está formado por dous procedementos - un control directo, así como render o camiño óptimo do obxecto.

navegación tipos

A clasificación dos tipos de navegación é moi extensa. expertos modernos identificar os seguintes súas principais variedades:

- coche;

- astronómico;

- Navegación animal;

- aire;

- espazo;

- mar;

- radionavegação;

- satélite;

- subterránea;

- información;

- inercial.

Algúns destes tipos de navegación están intimamente ligados - principalmente debido á xeneralidade das tecnoloxías involucradas. Por exemplo, un coche de navegación usa frecuentemente instrumentos típicos para satélite.

Existen tipos mixtos en que varios recursos tecnolóxicos son usados simultaneamente, como, por exemplo sistemas, navegación e información. Poden ser a clave, como tales recursos por satélite. Con todo, o obxectivo final de usalas para ofrecer os grupos obxectivos de usuarios coa información necesaria.

sistema de navegación

O tipo correspondente de formas de navegación, como norma xeral, o mesmo nome do sistema. Existe, polo tanto, un sistema de navegación de coche, mar, espazo, etc. A definición deste termo tamén está presente na comunidade de expertos. Un sistema de navegación, segundo a interpretación común - unha colección de varios tipos de equipos (e, se procede - eo software) que permiten determinar a posición do obxecto, así como para calcular a súa ruta. O kit de ferramentas pode ser diferente aquí. Pero na maioría dos casos, o sistema caracterízase polos seguintes compoñentes básicos, tales como:

- tarxetas (normalmente electronicamente);

- sensores, satélites e outras unidades para calcular coordenadas;

- obxectos non-sistema que fornecen información sobre a localización xeográfica do destino;

- análise de software e hardware da unidade, de entrada e saída de datos e conectar os tres primeiros ingredientes.

Como unha regra, a estrutura destes ou outros sistemas adaptados ás necesidades dos usuarios finais. Certos tipos de solucións poden ser pechada desenvolvido cara a unha parte do programa, ou, inversamente, hardware. Por exemplo, popular no sistema de navegación ruso "Navitel" - isto é máis brando. El está deseñado para utilizar unha ampla gama de cidadáns, posuír varios tipos de dispositivos móbiles - portátiles, tablets, smartphones.

Navegación por satélite

Calquera sistema de navegación asume, en primeiro lugar, determinar as coordenadas dun obxecto - xeralmente un xeográfica. Historicamente, ferramentas humanas a este respecto foi constantemente mellorado. Hoxe, os sistemas de navegación máis avanzados - satélite. A súa estrutura é representada por un conxunto de equipos de alta precisión, parte do cal está situado na Terra, o outro - xira en órbita. Os sistemas modernos de navegación por satélite pode calcular non só as coordenadas xeográficas do obxecto, pero tamén a velocidade e dirección do seu movemento.

Elementos de navegación por satélite

A composición dos seus sistemas inclúen os seguintes elementos básicos: constelación de satélites, unidades terrestres de medida coordinar obxectos orbitais e intercambiar información con eles dispositivos para o usuario final (navegador), equipado co software necesario, nalgúns casos - accesorios para a especificación de coordenadas xeográficas (-torre GSM canles en liña, radio balizas, etc.).

Como funciona a navegación por satélite

Como é que un sistema de navegación por satélite? A base da operación - distancia algoritmo de medida do obxecto para os satélites. Este último está situado nunha órbita case sen cambiar a súa posición, e porque a súa posición é sempre constante en relación á Terra. No Navigator, os valores correspondentes establecidas. Atopando-se o satélite e tendo ligada á mesma (ou múltiple), o aparello determina, á súa vez, a súa posición xeográfica. O método básico aquí - o cálculo da distancia ata a velocidade da onda de radio por satélite. obxecto Orbital envía unha solicitude para a Terra cunha precisión excepcional ao longo do tempo - usa un reloxo atómico. Recibir resposta do navegador, o satélite (ou grupo delas) determina unha distancia nun determinado período de tempo ter tempo para pasar as ondas de radio. Do mesmo xeito, a velocidade medida do obxecto - a medición é só un pouco máis complicado.

dificultades técnicas

Nós determinamos que a navegación por satélite - o máis perfecto para o método hoxe de determinar as coordenadas xeográficas. Con todo, o uso práctico desta tecnoloxía é acompañada por unha serie de dificultades técnicas. Que, por exemplo? Primeiro de todo, é a heteroxeneidade da distribución do campo gravitacional do planeta - iso afecta a posición do satélite en relación á Terra. Unha propiedade similar é tamén caracterizado pola atmosfera. A súa heteroxeneidade pode afectar a velocidade das ondas de radio, o que é por iso que nas respectivas dimensións pode estar errada.

Outra dificultade técnica - o sinal enviado desde o satélite para o navegador, moitas veces obstruída por outros obxectos terrestres. Como resultado, a plena utilización do sistema en cidades con edificios altos, é difícil.

uso práctico de satélites

sistemas de navegación por satélite están atopando unha ampla variedade de aplicacións. De moitas maneiras - como un elemento de unha variedade de solucións comerciais de orientación civil. Pode ser tan electrodomésticos, e, por exemplo, medios multifuncionais sistema de navegación. Ademais de uso civil, os satélites de recursos son topografía, expertos na área de cartografía, empresas de transporte, varios servizos públicos. Os xeólogos son satélites activamente implicados. En particular, poden ser usados para calcular o movemento arquitectónico dinámica das placas de terra. Son usados navegadores satelitales e como ferramenta de marketing - coa axuda de intelixencia, en que existen métodos de geopositioning, as empresas realizar investigacións da súa base de clientes, así como, por exemplo, publicidade segmentada directa. Por suposto, use os navegadores e os militares - que, de feito, desenvolveu un gran sistemas de navegación de hoxe, GPS e GLONASS - para as necesidades do Exército de Estados Unidos e Rusia, respectivamente. E iso non é unha lista exhaustiva de áreas onde os satélites poden ser usados.

modernos sistemas de navegación

Cales sistemas de navegación están funcionando hoxe, incluíndo activa ou están en fase de implantación? Imos comezar co que apareceu no mercado público global máis cedo do que outros sistemas de navegación - GPS. O seu creador e propietario - o Departamento de Defensa dos Estados Unidos. Dispositivos que se comunican a través de GPS-satélites - os máis comúns no mundo. Sobre todo porque, como dixemos anteriormente, o sistema de navegación dos EUA foi introducidos no mercado máis cedo do que os seus competidores actuais.

Activamente gañando popularidade GLONASS. É dicir - o sistema de navegación ruso. A que pertence á súa vez, o Ministerio de Defensa da Federación Rusa. Foi deseñado, segundo unha versión, sobre o mesmo período que o GPS - a finais dos anos 80 - principios dos anos 90. Con todo, o mercado público foi creado recentemente, en 2011. Máis e máis fabricantes de solucións de hardware para implementar o soporte GLONASS de navegación nos seus dispositivos.

Suponse que unha competición seria para GLONASS e GPS pode facer un sistema de navegación global "Beidou", desenvolvido en China. Con todo, no momento en que só funciona como un nacional. situación global pode ser, segundo algúns analistas, en 2020, cando os satélites suficientes órbita aparecerá - preto de 35. "Beidou" programa de desenvolvemento do sistema é relativamente novo - el só comezou en 2000, eo primeiro satélite lanzado nos desenvolvedores chineses de 2007.

Tentando manter os europeos. O GLONASS sistema de navegación eo seu homólogo estadounidense no futuro próximo pode moi ben entrar en competencia co Galileo. Abrir constelación de satélites na cantidade correcta de europeos unidades obxectos orbitais plan 2020.

Entre outros proxectos prometedores para o desenvolvemento dos sistemas de navegación pode ser indicada india IRNSS e QZSS xaponés. En relación á primeira información pública amplamente difundido sobre as intencións do creador para crear un sistema global aínda. Suponse que IRNSS servirá só o territorio da India. O programa tamén é moi novo - o primeiro satélite foi posto en órbita en 2008. sistema de satélite xaponés está previsto para ser usado principalmente no territorio nacional do país ou o creador adxacente a ela.

precisión de posicionamento

Arriba observamos unha serie de dificultades que son relevantes para o funcionamento dos sistemas de navegación por satélite. Entre os principais, o que chamamos - a localización dos satélites en órbita, ou o seu movemento ao camiño desexado non é caracterizado pola estabilidade absoluta de unha serie de razóns. Este cálculo determina mal funcionamento de coordenadas xeográficas no Navigator. Con todo, este non é o único factor que influencia o correcto posicionamento por satélite. O que máis afecta a precisión do cálculo das coordenadas?

Primeiro de todo, débese notar - os reloxos atómicos que están instalados nos satélites non sempre son totalmente precisos. Son posibles, aínda que moi pequeno, pero aínda afectan a calidade de erros do sistema de navegación. Por exemplo, se o cálculo do tempo en que unha onda de radio está en movemento, vai cometer un erro ao nivel de decenas de nanosegundos, a imprecisión na determinación das coordenadas dos obxectivos terrestres poden ser de varios metros. Con todo, en satélites modernos teñen instrumentos que permiten o cálculo, aínda tendo en conta posibles erros no reloxo atómico.

Por riba de nós observou que entre os factores que afectan a precisión dos sistemas de navegación - heteroxeneidade da atmosfera da Terra. Será útil para complementar este feito outras informacións relativas ao impacto dos campos próximos da Terra sobre o funcionamento dos satélites. O feito de que a atmosfera do noso planeta está dividido en varias zonas. Que é, en realidade, na fronteira co espazo libre - ionosfera - consta dunha capa de partículas que teñen unha certa carga. Están interferindo coas ondas de radio, o satélite envía, pode reducir a súa velocidade, en que a distancia ao obxecto pode ser calculada cun erro. Nótese que con este tipo de fonte de problemas de comunicación Os desenvolvedores do traballo de navegación por satélite: nos algoritmos do equipo orbital son xeralmente incorporados varios tipos de escenario correcta, tendo en conta no cálculo do paso de ondas de radio a través da ionosfera.

Nubes e outros fenómenos atmosféricos tamén pode afectar a precisión dos sistemas de navegación. O vapor de auga presente nas súas capas atmosférica vaíña de terra, así como as partículas na ionosfera, afectar a velocidade das ondas de radio.

Claro que, en relación ao GLONASS domésticos ou GPS na composición destas unidades, como o sistema de medios de navegación, que funciona en moitos aspectos, son divertidos, algunhas pequenas imprecisións nos coordinar erros de cálculo non son críticas. Pero cando o uso militar de satélites cálculos correspondentes deben, idealmente, ser relevante para a posición xeográfica real dos obxectos.

Características de navegación marítima

Despois de falar sobre o tipo máis moderno de navegación, imos dar unha breve excursión pola historia. Como é sabido, o propio termo, a que se refire, por primeira vez apareceu no ámbito marítimo. Que recursos caracterízanse por sistemas de navegación mariños?

Fala sobre o aspecto histórico, é posible observar a evolución dos instrumentos a disposición dos mariñeiros. Un dos primeiros "solución de hardware" era un compás, que é considerado por algúns especialistas para ser inventado no século XI. cartografía de procesos, a navegación como instrumentos clave tamén mellorou. O século XVI Gerard Mercator comezou a mapear a base do principio de aplicación da proxección cilíndrica con ángulos iguais. O século XIX, foi inventado polo lag - unha unidade mecánica capaz de medir a velocidade dos barcos. No século XX, o arsenal de mariñeiros apareceron radar, e despois os satélites de comunicación espazo. Os máis avanzados sistemas de navegación mariña agora operando, collendo así os beneficios da explotación espacial polo home. Cales son as características específicas do seu traballo?

Algúns expertos cren que a principal característica que se caracteriza pola moderna sistema de navegación marítima - equipo estándar instalado no barco, ten unha elevada resistencia á abrasión e auga. Isto é comprensible - é imposible para enviar aos miles de natación abertos de millas de terra, estaba nunha situación cando o equipo falla de vez. No chan, onde o acceso - os recursos da civilización, todo pode ser modificado, no mar - é problemática.

Que outras características salientables ten sistema de navegación marítima? equipo permanente, ademais dos requisitos obrigatorios - resistencia ó desgaste normalmente comprende módulos adaptados para a fixación de algúns parámetros ambientais (profundidade, temperatura da auga, etc). Ademais, a velocidade do buque en sistemas de navegación mariños, en moitos casos aínda non calculado satélites e métodos habituais.