Navigatiesysteem. Marine Navigatiesystemen

Navigatieapparatuur is een grote verscheidenheid van soorten en wijzigingen. Er zijn bedoeld voor gebruik op volle zee, terwijl anderen zijn aangepast aan de meerderheid van de gebruikers, maakt gebruik van Navigators grotendeels voor entertainment doeleinden. Wat zijn het navigatiesysteem?

Wat is navigatie?

De term "navigatie" is van Latijnse oorsprong. Navigo woord betekent "zwevende op het schip." Dus in eerste instantie was het bijna synoniem met de scheepvaart of navigatie. Maar met de ontwikkeling van technologieën die de omloopbaan van de schepen op de oceanen te vergemakkelijken, met de komst van de luchtvaart, ruimtevaart, heeft de term aanzienlijk uitgebreid het bereik van mogelijke interpretaties.

Tegenwoordig, onder de navigatie verstaan het proces waardoor een persoon onder bepaalde organen op basis van de ruimtelijke coördinaten. Dwz navigatie bestaat uit twee procedures - een directe controle, en waardoor de optimale weg van het object.

types navigatie

De classificatie van navigatie is zeer uitgebreid. Modern deskundigen het volgende aan de belangrijkste variëteiten:

- auto;

- astronomische;

- dierlijke scheepvaart;

- de lucht;

- de ruimte;

- zee;

- radionavigatie;

- satelliet;

- ondergrondse;

- informatie;

- inertie.

Sommige van deze vormen van navigatie zijn nauw verbonden - voornamelijk te wijten aan de algemeenheid van de betrokken technologieën. Bijvoorbeeld, een autonavigatiesysteem gebruikt vaak instrumenten typerend voor satelliet.

Er zijn gemengde soorten waarin verschillende technologische middelen tegelijkertijd worden gebruikt, zoals, bijvoorbeeld, navigatie en informatiesystemen. Zij kan de sleutel, als deze middelen satelliet zijn. Echter, het uiteindelijke doel van het gebruik ervan aan de doelgroepen van de gebruikers te voorzien van de nodige informatie.

navigatiesysteem

Het overeenkomstige type navigatieformulieren, als regel dezelfde naam van het systeem. Er is dus een autonavigatiesysteem, zee, ruimte, enz. De definitie van deze term ook Door deskundigen. Een navigatiesysteem, volgens de gemeenschappelijke interpretatie - een verzameling van verschillende soorten apparatuur (en indien van toepassing - en de software) waarmee u de positie van het object te bepalen, maar ook om zijn route te berekenen. De toolkit kan hier anders zijn. Maar in de meeste gevallen, het systeem gekenmerkt door de volgende basiscomponenten zoals:

- kaarten (meestal elektronisch);

- sensoren, satellieten en andere eenheden voor de berekening van coördinaten;

- non-systeem objecten die informatie over de geografische locatie van het doelwit;

- hardware en software verwerkingseenheid, gegevensinvoer en -uitvoer en verbinden van de eerste drie ingrediënten.

In de regel, de structuur van deze of andere systemen aangepast aan de behoeften van de eindgebruikers. Bepaalde soorten oplossingen kunnen geaccentueerd worden ontwikkeld in de richting van een programma deel, of, omgekeerd, hardware. Bijvoorbeeld, populair in de Russische navigatiesysteem "Navitel" - dit is meer zacht. Het is ontworpen om een breed scala van de burgers te gebruiken, het bezit van verschillende soorten mobiele apparaten - laptops, tablets, smartphones.

Satellietnavigatie

Elk navigatiesysteem veronderstelt allereerst bepalen van de coördinaten van een voorwerp - gewoonlijk een geografisch. Historisch gezien is de menselijke instrumenten in dit verband voortdurend verbeterd. Vandaag de dag, de meest geavanceerde navigatiesystemen - satelliet. Hun structuur wordt weergegeven door een set van hoge precisie-apparatuur, waarvan een deel is gelegen aan de aarde, de andere - in baan draait. Moderne navigatiesystemen kan niet alleen de geografische coördinaten van het object, maar ook de snelheid en bewegingsrichting daarvan te berekenen.

Elementen van satellietnavigatie

De samenstelling van de respectieve systemen omvatten de volgende basiselementen: satellieten, gemalen meeteenheden coördineren orbitale objecten en informatie uitwisselen met hen inrichtingen voor eindgebruikers (navigator), voorzien van de noodzakelijke software, in sommige gevallen - accessoires specificatie van geografische coördinaten (GSM-tower online kanalen, radiobakens, enz.).

Hoe werkt satellietnavigatie

Hoe werkt een satelliet-navigatiesysteem? De basis van de operatie - meetalgoritme afstand van het object naar de satellieten. Deze laatste is gelegen in een baan om de aarde bijna zonder wijziging van zijn positie, en omdat hun positie is altijd constant ten opzichte van de aarde. In de Navigator, de overeenkomstige cijfers vastgesteld. Het vinden van de satellieten met daaraan (of meerdere) verbinding, bepaalt het apparaat op zijn beurt hun geografische positie. De basismethode hier - het berekenen van de afstand tot de satelliet-gebaseerde radio golfsnelheid. Orbital object stuurt een verzoek naar de aarde met een uitzonderlijke nauwkeurigheid na verloop van tijd - het maakt gebruik van een atoomklok. respons ontvangen van de navigator, de satelliet (of groep daarvan) bepaalt een afstand in een bepaalde periode de tijd gehad om de radiogolf passen. Ook de gemeten snelheid van het object - de meting slechts iets ingewikkelder.

technische moeilijkheden

We hebben vastgesteld dat de satellietnavigatie - de meest perfecte voor vandaag methode voor het bepalen van de geografische coördinaten. Echter, de praktische toepassing van deze technologie gepaard met een aantal technische problemen. Wat, bijvoorbeeld? In de eerste plaats is de heterogeniteit van de verdeling van het zwaartekrachtsveld van de planeet - dit van invloed op de positie van de satelliet ten opzichte van de aarde. Een soortgelijke eigenschap wordt ook gekenmerkt door de atmosfeer. De heterogeniteit kan de snelheid van radiogolven, en daarom in de respectievelijke afmetingen mogelijk defect beïnvloeden.

Een ander technisch probleem - het signaal van de satelliet naar de navigator, vaak belemmerd door andere objecten op aarde. Als gevolg daarvan, ten volle gebruik van het systeem in steden met hoge gebouwen is moeilijk.

Praktisch gebruik van satellieten

Satelliet-navigatiesystemen zijn het vinden van een breed scala van toepassingen. In veel opzichten is - als onderdeel van een groot aantal commerciële oplossingen van maatschappelijke oriëntatie. Het kan worden als huishoudelijke apparaten, en bijvoorbeeld multifunctionele media navigatiesysteem. Afgezien van civiel gebruik, resource satellieten zijn landmeters, experts op het gebied van cartografie, transportbedrijven, verschillende openbare diensten. Geologen zijn actief betrokken satellieten. In het bijzonder kunnen zij worden gebruikt om dynamische tektonische bewegingen van de aarde platen berekenen. Worden gebruikt satelliet navigators en als marketinginstrument - met de hulp van intelligentie, waarin er methoden geopositioning, bedrijven doen onderzoek van hun klantenbestand, evenals bijvoorbeeld direct gerichte reclame. Natuurlijk, gebruik maken van de navigators en het leger - zij, in feite, ontwikkelde een grote navigatie-systemen van vandaag, GPS en GLONASS - voor de behoeften van het Amerikaanse leger en Rusland respectievelijk. En dit is niet een uitputtende lijst van gebieden waar satellieten kunnen worden gebruikt.

Modern navigatiesystemen

Welke navigatiesystemen functioneren vandaag met inbegrip van actieve of zijn in het stadium van de inzet? Laten we beginnen met degene die verscheen op de mondiale publieke markt eerder dan andere navigatiesystemen - GPS. De ontwikkelaar en eigenaar - het Amerikaanse ministerie van Defensie. Apparaten die door de GPS-satellieten te communiceren - de meest voorkomende in de wereld. Vooral omdat, zoals we hierboven al zei, het Amerikaanse navigatiesysteem is ingevoerd om de markt eerder dan de huidige concurrenten.

Actief aan populariteit wint GLONASS. Dit is - het Russische navigatiesysteem. Het behoort tot, op zijn beurt, het ministerie van Defensie van de Russische Federatie. Het werd ontworpen, volgens een versie, ongeveer dezelfde periode als die van de GPS - in de late jaren '80 - begin jaren '90. Echter, de openbare markt is gefokt als onlangs als 2011. Steeds meer fabrikanten van hardware oplossingen voor de uitvoering van de navigatie GLONASS ondersteuning in hun apparaten.

Aangenomen wordt dat een serieuze concurrentie voor GLONASS en GPS een wereldwijd navigatiesysteem "Beidou", ontwikkeld in China kan maken. Echter, op het moment dat het alleen werkt als een nationaal. Global status die het kan krijgen, volgens sommige analisten, in 2020, wanneer de baan wordt getoond voldoende satellieten - ongeveer 35. Het programma ontwikkeling van het systeem "Beidou" is relatief jong - het begon pas in 2000, en de eerste satelliet in de Chinese ontwikkelaars gelanceerd 2007.

Proberen om de Europeanen te houden. Het navigatiesysteem GLONASS en zijn Amerikaanse tegenhanger in de nabije toekomst wellicht de concurrentie aangaan met GALILEO. Open constellatie van satellieten in de juiste hoeveelheid orbitale voorwerpen eenheden Europeanen van plan in 2020.

Onder andere veelbelovende projecten voor de ontwikkeling van de navigatiesystemen kan worden opgemerkt Indian IRNSS en Japans QZSS. Met betrekking tot de eerste op grote schaal bekendgemaakt openbare informatie over de intenties van de ontwikkelaar op een wereldwijd systeem nog te creëren. Aangenomen wordt dat IRNSS alleen het grondgebied van India zal dienen. Het programma is ook vrij jong - de eerste satelliet werd in 2008 in een baan brengen. Japanse satelliet systeem zal naar verwachting voornamelijk worden gebruikt in de nationale grondgebied van het land of de ontwikkelaar ernaast.

positioneringsnauwkeurigheid

Boven noteerden we een aantal problemen die de werking van satellietnavigatiesystemen relevant zijn. Een van de belangrijkste, wat wij noemen - de plaats van de satellieten in een baan of hun omschakeling naar de gewenste baan niet altijd gekenmerkt door de absolute stabiliteit van een aantal redenen. Deze berekening bepaalt niet goed functioneren van de geografische coördinaten in de Navigator. Dit is echter niet de enige factor die van invloed de juiste positionering per satelliet. Wat beïnvloedt de nauwkeurigheid van de berekening van de coördinaten?

In de eerste plaats dient te worden opgemerkt - die atoomklokken die op de satellieten zijn geïnstalleerd zijn niet altijd volledig accuraat. Ze zijn mogelijk, maar erg klein, maar nog steeds invloed op de kwaliteit van de navigatie systeemfouten. Indien bijvoorbeeld de berekening van de tijd waarin een radiogolf wordt, maakt u een fout op het niveau van tientallen nanoseconden, kan de onnauwkeurigheid in de bepaling van coördinaten van gronddoelstellingen enkele meters zijn. Echter, in de moderne satellieten instrumenten die het mogelijk maken voor de berekening, zelfs rekening houdend met eventuele fouten in de atoomklok.

Hierboven hebben we geconstateerd dat er onder de factoren die de nauwkeurigheid van de navigatiesystemen - heterogeniteit van de atmosfeer van de aarde. Het zal nuttig zijn om dit feit andere informatie met betrekking tot de invloed van de buurt van de aarde velden over de werking van de satellieten te vullen zijn. Dat de atmosfeer van de aarde wordt verdeeld in verschillende zones. Degene die eigenlijk op de grens met vrije ruimte - ionosfeer - bestaat uit een laag van deeltjes met een bepaalde lading. Ze verstoren radiogolven, de satelliet zendt, kunnen hun snelheid te verminderen, waarbij de afstand tot het object te berekenen met een fout. Merk op dat met dit soort bron van communicatie problemen met de ontwikkelaars van satellietnavigatie werk: in de algoritmen van de orbitale activa worden gewoonlijk opgenomen verschillende soorten corrigerende scenario, waarbij rekening wordt gehouden bij de berekening van de passage van radiogolven door de ionosfeer.

Wolken en andere atmosferische verschijnselen kunnen ook invloed op de nauwkeurigheid van de navigatiesystemen. Waterdamp in de respectievelijke lagen van de aardmantel lucht, en de deeltjes in de ionosfeer invloed op de snelheid van radiogolven.

Natuurlijk, met betrekking tot de binnenlandse GLONASS of GPS-gebruik in de samenstelling van dergelijke eenheden, zoals het navigatiesysteem media-systeem, dat functioneert in veel opzichten zijn onderhoudend, enkele kleine onnauwkeurigheden in de coördinatie van misrekeningen zijn niet kritisch. Maar toen de militaire gebruik van satellieten daarmee overeenkomende berekeningen idealiter om de echte geografische positie van objecten relevant zijn.

Kenmerken van zeenavigatie

Na het gesprek over de meest moderne vorm van navigatie, nemen we een korte excursie in de geschiedenis. Zoals bekend is de term zelf, bedoeld voor het eerst verschenen in de maritieme omgeving. Welke functies worden gekenmerkt door marine navigatiesystemen?

Sprekend over de historische aspect, is het mogelijk om de evolutie van de instrumenten bij het ter beschikking van de zeilers. Een van de eerste "hardware-oplossing" was een kompas, dat wordt beschouwd als door sommige deskundigen te zijn uitgevonden in de XI eeuw. Process mapping, navigatie als essentiële verbeterd. In zestiende eeuw begon Gerard Mercator in kaart op basis van het principe van de toepassing van het cilindrisch uitsteeksel met gelijke hoeken. In de negentiende eeuw werd uitgevonden door de lag - een mechanische eenheid staat om de snelheid van schepen. In de twintigste eeuw in het arsenaal van matrozen verscheen radar, en dan is de ruimte communicatiesatellieten. De meest geavanceerde marine navigatiesystemen nu actief, waardoor de voordelen van de ruimtevaart oogsten door de mens. Wat zijn de specifieke kenmerken van hun werk?

Sommige deskundigen geloven dat het belangrijkste kenmerk van die wordt gekenmerkt door de moderne marine navigatiesysteem - standaard uitrusting op het schip is geïnstalleerd, heeft een zeer hoge weerstand tegen slijtage en water. Dit is begrijpelijk - het onmogelijk om het schip in de open zwemmen duizenden mijlen van het land is, was het in een situatie waarin het apparaat onverwachts mislukt. Op de grond, waar de toegang - de middelen van de beschaving, kan alles worden vastgesteld, in de zee - is problematisch.

Welke andere opmerkelijke kenmerken heeft zee navigatiesysteem? Apparaathouder, naast de verplichte eisen - slijtvastheid omvat gewoonlijk modules ingericht voor het fixeren van bepaalde omgevingsparameters (diepte, watertemperatuur, etc.). Ook de snelheid van het schip in mariene navigatiesystemen, in veel gevallen nog niet berekend satellieten en reguliere methoden.