Navigační systém. Námořní navigační systémy

Navigační zařízení je široká škála typů a modifikací. Existují systémy určené pro použití v otevřených podmínkách moře, zatímco jiní jsou uzpůsobeny pro široké masy uživatelů, zaměstnává Navigators do značné míry pro zábavu účely. Jaké jsou navigační systém?

Co je navigace?

Pod pojmem „navigace“ je latinského původu. Navigo slovo znamená „plovoucí na lodi.“ Tak nejprve to bylo prakticky synonymem s dopravou nebo navigaci. Ale s rozvojem technologií, které usnadňují oběžné dráhy lodí na oceánech, s příchodem letectví, vesmírné technologie, termín výrazně rozšířil rozsah možných interpretací.

V současné době v rámci navigace rozumí proces, při kterém je osoba vystavena určitým kontrolám na základě svých prostorových souřadnic. Tj navigace se skládá ze dvou postupů - přímé ovládání, stejně jako skýtat optimální cestu k objektu.

typy navigace

Klasifikace typů navigace je velmi rozsáhlá. Moderní odborníci identifikovat tyto své hlavní odrůdy:

- auto;

- astronomická;

- zvíře navigace;

- vzduch;

- prostor;

- moře;

- radiová navigace;

- satelit;

- pod zemí;

- informace;

- inerciální.

Některé z těchto typů navigace jsou úzce propojeny - zejména díky obecnosti zúčastněných technologií. Například navigace auto často používá nástroje, typické pro satelit.

Existují různé druhy, v němž je několik technologických prostředků používaných simultánně, jako je například navigace a informačních systémů. Mohou být klíčem, neboť tyto zdroje satelitu. Avšak konečným cílem jejich použití k zásobování cílové skupiny uživatelů s potřebnými informacemi.

navigační systém

Odpovídající typ navigace forem, zpravidla stejný název systému. Je zde tedy auto navigační systém, moře, místo, atd. Definice tohoto pojmu je také přítomný v odborné veřejnosti. Navigační systém, v závislosti na společném výkladu - sbírka různých typů zařízení (a případně - a software), který vám umožní určit polohu objektu, jakož i pro výpočet jeho trasu. Sada nástrojů Zde může být odlišná. Avšak ve většině případů, se systém vyznačuje následujícími základními složkami, jako jsou:

- karty (většinou v elektronické podobě);

- Snímače, satelitů a další jednotky pro výpočet souřadnic;

- nesystémové objekty, které poskytují informace o zeměpisné poloze cíle;

- hardware a software analýzy jednotka, vstup a výstup dat a připojení první tři složky.

Zpravidla struktura těchto nebo jiných systémů přizpůsoben potřebám koncových uživatelů. Některé typy roztoků může být kladen důraz vyvinuty směrem k programové části, nebo naopak, hardware. Například populární v ruském navigačním systémem „Navitel“ - to je více měkká. Je navržen tak, aby širokou škálu občanů, vlastnící různé druhy mobilních zařízení - notebooky, tablety, chytré telefony.

Navigace přes satelit

Jakýkoliv navigační systém předpokládá, že v první řadě, určování souřadnic objektu - většinou z geografického hlediska. Historicky, lidské nástroje v tomto ohledu neustále zlepšuje. V současné době nejmodernější navigační systémy - satelit. Jejich struktura je reprezentována souborem vysoce přesné zařízení, jehož součástí je umístěn na Zemi, druhý - se točí na oběžné dráze. Moderní družicové navigační systémy lze vypočítat nejen zeměpisných souřadnic objektu, ale také rychlost a směr jeho pohybu.

Prvky družicové navigace

Složení příslušných systémů obsahuje tyto základní části: družic, pozemní jednotky měření souřadnic orbitální objekty a výměnu informací s nimi zařízení pro koncového uživatele (navigátor), který je vybaven potřebným softwarem, v některých případech - příslušenství pro specifikaci zeměpisných souřadnic (GSM-věž on-line kanálů, radiomajáky, atd.)

Jak funguje satelitní navigace

Jak funguje satelitní navigační systém? Základem operace - měření algoritmus vzdálenost od objektu, na satelity. Ten se nachází na oběžné dráze téměř beze změny svého postavení, a proto, že jejich postavení je vždy konstantní vzhledem k Zemi. V Navigátoru odpovídající údaje položen. Nalezení satelitu a po ní (nebo vícenásobné) připojen, zařízení určuje, podle pořadí, jeho geografické polohy. Základní metoda zde - výpočet vzdálenosti rychlost satelitního rádiových vln. Orbital objekt odešle požadavek na Zemi s mimořádnou přesností, v průběhu času - to používá atomové hodiny. Příjem odpověď z navigátoru, satelit (nebo skupiny z nich) určuje vzdálenost v určitém časovém období, měl čas složit rádiové vlny. Podobně, naměřená rychlost objektu - měření je jen o něco složitější.

Technické potíže

Zjistili jsme, že satelitní navigace - nejdokonalejší na dnešním způsobu určování zeměpisné souřadnice. Nicméně, praktické využití této technologie je doprovázen řadou technických potíží. Co například? Za prvé, to je heterogenita rozložení gravitačního pole planety - to má vliv na pozici satelitu vzhledem k Zemi. Podobný vlastnost je také charakterizován atmosférou. Její heterogenita může mít vliv na rychlost rádiových vln, což je důvod, proč v daných rozměrech může být poškozen.

Další technická obtížnost - signál poslal ze satelitu do navigátoru, často kladou překážky další pozemní objekty. Výsledkem je, že plné využití systému ve městech s vysokými budovami, je obtížné.

Praktické využití satelitů

Satelitní navigační systémy najít širokou škálu aplikací. V mnoha ohledech - jako součást celé řady komerčních řešení občanské orientace. To může být jako domácí spotřebiče, a například, multifunkční mediální navigační systém. Na rozdíl od civilní použití, satelity zdroje jsou experti, odborníci v oboru kartografie, dopravních podniků, různé veřejné služby. Geologové se aktivně účastní satelity. Zejména mohou být použity k výpočtu dynamického tektonickou pohyb zemních desek. Používají satelitní navigaci a jako marketingový nástroj - pomocí inteligence, ve kterém existují způsoby geopositioning společnosti provádět výzkum jejich zákaznické základny, stejně jako například přímou cílenou reklamu. Samozřejmě, použijte navigátory a armádu - které ve skutečnosti vytvořil hlavní navigační systémy dnes, GPS a GLONASS - pro potřeby armády USA a Rusku, resp. A to není vyčerpávající seznam oblastí, kde mohou být použity satelity.

Moderní navigační systémy

Které navigační systémy fungují dnes, včetně aktivní nebo jsou ve fázi zavádění? Začněme s tou, která se objevila na světovém veřejném trhu dříve než u jiných navigačních systémů - GPS. Jeho developerem a vlastníkem - US Department of Defense. Zařízení, která komunikují přes GPS, satelity - nejběžnější na světě. Hlavně proto, že, jak bylo řečeno výše, navigační systém USA byl uveden na trh dříve, než jeho aktuální konkurence.

Aktivně získává na popularitě GLONASS. To je - Ruský navigační systém. Patří k, podle pořadí, ministerstvo obrany Ruské federace. Byl navržen tak, podle jedné z verzí, o stejnou dobu jako v případě GPS - na konci 80. let - počátku 90. let. Nicméně, veřejný trh byl chován jako nedávno jak 2011. Stále více výrobců hardwarových řešení pro provádění navigace GLONASS podporu ve svých zařízeních.

Předpokládá se, že vážnou konkurenci pro GLONASS a GPS lze provést globální navigační systém „Beidou“, vyvinutý v Číně. Nicméně, v současné době funguje pouze jako národní. Globální stav se může dostat, podle některých analytiků, do roku 2020, kdy se zobrazí oběžné dráze dost satelity - o 35. vývoj systému Program „Beidou“ je poměrně mladá - to teprve začala v roce 2000 a první satelit vypuštěný v čínských developerů 2007.

Snaží udržet Evropany. Navigační systém GLONASS a jeho americký protějšek v dohledné době může také vstoupit do soutěže s GALILEO. Otevřená konstelace satelitů na správné množství orbitální objekty jednotek Evropanů v plánu do roku 2020.

Mezi další slibné projekty pro rozvoj navigačních systémů může být poznamenáno Indian IRNSS a japonské QZSS. Pokud jde o první široce publikovaný veřejnosti informace o záměrech developera vytvořit ještě globální systém. Předpokládá se, že IRNSS bude sloužit pouze na území Indie. Program je také docela mladý - první satelit byl uveden na oběžnou dráhu v roce 2008. Japonský družicový systém by měl být používán hlavně v národním tuzemsku nebo developer přilehlého k němu.

přesnost polohování

Výše jsme zaznamenali celou řadu obtíží, které jsou relevantní pro provoz systémů družicové navigace. Mezi hlavní, co jsme nazvali - umístění satelitů na oběžné dráze, nebo jejich přechodu do požadované dráhy, není vždy charakterizován absolutní stabilitu celé řady důvodů. Tento výpočet určí poruchu zeměpisných souřadnic v Navigátoru. Nicméně, toto není jediným faktorem, který ovlivňuje správné polohy pomocí satelitu. Co jiného má vliv na přesnost výpočtu souřadnic?

Za prvé, je třeba poznamenat - ty atomové hodiny, které jsou instalovány na satelity nejsou vždy úplně přesné. Jsou to možné, i když velmi malá, ale přesto ovlivňují kvalitu chyby navigačního systému. Například, jestliže se při výpočtu doby, v níž je pro rádiové vlny pohybující se uděláte chybu na úrovni desítek nanosekund, nepřesnost při určování souřadnic pozemních cílů může být několik metrů. Nicméně, v moderních satelitů mají nástroje, které umožňují výpočet, a to i s přihlédnutím k případné chyby v atomových hodin.

Výše jsme uvedli, že mezi faktory, které mají vliv na přesnost navigačních systémů - různorodost zemské atmosféry. Bude užitečné doplnit tuto skutečnost další informace týkající se vlivu blízkých zemských oblastech o fungování satelitů. Skutečnost, že atmosféra naší planety je rozdělena do několika zón. Ten, který je ve skutečnosti na hranici s volným místem - ionosféry - se skládá z vrstvy částic, které mají určitý náboj. Jsou zasahování rádiových vln, satelit odesílá, může snížit rychlost, přičemž vzdálenost k objektu, může být vypočtena s chybou. Všimněte si, že s tímto typem zdroje komunikačních problémů vývojářů satelitního navigačního práce: v algoritmů orbitální zařízení jsou obvykle zahrnuty různé druhy nápravných scénáře, přičemž bere v úvahu při výpočtu průchodu rádiových vln přes ionosféry.

Mraky a jiné atmosférické jevy mohou také ovlivnit přesnost navigačních systémů. Vodní pára přítomné v příslušných vrstvách zeminy pláště vzduchu, jakož i částice v ionosféry, vliv na rychlost rádiových vln.

Samozřejmě, že s ohledem na domácí použití GLONASS nebo GPS ve složení takových jednotek, například navigačního systému médií, který funguje v mnoha ohledech jsou zábavné, některé drobné nepřesnosti v souřadnicovém špatný odhad nejsou kritické. Ale když vojenské využití satelitů odpovídajících výpočtů by měl být v ideálním případě relevantní ke skutečnému geografické polohy objektů.

Rysy námořní plavby

Poté, co mluví o nejmodernější typ navigace, vezmeme krátký exkurz do historie. Jak je známo, termín sám, označované za objevil poprvé v námořní prostředí. Jaké funkce jsou charakterizovány námořní navigační systémy?

Když už mluvíme o historickém aspektu, je možné konstatovat, vývoj nástrojů, které byly k dispozici pro námořníky. Jeden z prvních „řešení hardware“ byl kompas, který je považován za některými odborníky byly vynalezeny v XI století. Proces mapování, navigace jako klíčové nástroje rovněž zlepšila. V XVI století Gerard Mercator začal mapovat založené na principu použití válcového výstupku se stejnými úhly. V XIX století byl vynalezen zpožděním - mechanické přístroje schopné měření rychlosti lodí. Ve dvacátém století v arzenálu námořníků objevil radar, a pak se prostor komunikační satelity. Nejvyspělejší námořní navigační systémy nyní v provozu, a tím těžit z výhod průzkumu vesmíru člověkem. Jaká jsou specifika jejich práce?

Někteří odborníci se domnívají, že hlavním rysem, který se vyznačuje moderní námořní navigační systém - standardní zařízení instalované na lodi, má velmi vysokou odolnost proti oděru a vodě. Je to pochopitelné - to je nemožné, aby loď v otevřených plaveckých tisíce mil od půdy, bylo to v situaci, kdy je zařízení došlo k neočekávanému výpadku. Na zemi, kde je přístup - prostředky civilizace, všechno může být pevné, v moři - je problematické.

Jaké další pozoruhodné vlastnosti má mořská navigační systém? Permanentní zařízení, kromě povinných požadavků - odolnost proti opotřebení obvykle obsahuje moduly přizpůsobené k upevnění některých parametrů životního prostředí (hloubka, teplota vody, atd.) Také rychlost lodi v mořských navigačních systémech, v mnoha případech ještě nepočítá satelity a běžných metod.