Navigation equipment ay may iba't ibang uri at pagbabago. May mga sistemang idinisenyo para gamitin sa bukas na dagat, ang iba ay inangkop para sa pangkalahatang publiko, gamit ang mga navigator sa maraming aspeto para sa mga layunin ng entertainment. Ano ang mga navigation system?
Ano ang nabigasyon?
Ang terminong "nabigasyon" ay nagmula sa Latin. Ang salitang navigo ay nangangahulugang "Ako ay naglalayag sa isang barko". Ibig sabihin, sa simula, ito ay talagang kasingkahulugan para sa pagpapadala o pag-navigate. Ngunit sa pag-unlad ng mga teknolohiya na nagpapadali para sa mga barko na mag-navigate sa mga karagatan, sa pagdating ng aviation, space technology, ang termino ay makabuluhang pinalawak ang hanay ng mga posibleng interpretasyon.
Ngayon, ang nabigasyon ay nangangahulugang isang proseso kung saan kinokontrol ng isang tao ang isang bagay batay sa mga spatial na coordinate nito. Ibig sabihin, ang nabigasyon ay binubuo ng dalawang pamamaraan - ito ay direktang kontrol, pati na rin ang maling pagkalkula ng pinakamainam na landas ng bagay.
Mga uri ng nabigasyon
Ang pag-uuri ng mga uri ng nabigasyon ay napakalawak. Kinikilala ng mga modernong eksperto ang mga sumusunod na pangunahing uri:
- automotive;
- astronomical;
- bionavigation;
- hangin;
- space;
- maritime;
- radio navigation;
- satellite;
- sa ilalim ng lupa;
- impormasyon;
- inertial.
Ang ilan sa mga uri ng nabigasyon sa itaas ay malapit na nauugnay - pangunahin dahil sa pagkakapareho ng mga teknolohiyang kasangkot. Halimbawa, ang nabigasyon ng kotse ay kadalasang gumagamit ng mga tool na tukoy sa satellite.
May magkahalong uri, kung saan ang ilang mga teknolohikal na mapagkukunan ay sabay-sabay na ginagamit, gaya ng, halimbawa, nabigasyon at mga sistema ng impormasyon. Dahil dito, ang mga mapagkukunan ng komunikasyon sa satellite ay maaaring maging susi sa kanila. Gayunpaman, ang pinakalayunin ng kanilang paglahok ay ang magbigay sa mga target na pangkat ng user ng kinakailangang impormasyon.
Navigation system
Ang kaukulang uri ng navigation form, bilang panuntunan, ay isang system na may parehong pangalan. Mayroong, samakatuwid, isang sistema ng nabigasyon ng kotse, dagat, espasyo, atbp. Ang kahulugan ng terminong ito ay naroroon din sa ekspertong komunidad. Ang sistema ng nabigasyon, alinsunod sa karaniwang interpretasyon, ay isang kumbinasyon ng iba't ibang uri ng kagamitan (at, kung naaangkop, software) na nagbibigay-daan sa iyo upang matukoy ang posisyon ng isang bagay, pati na rin kalkulahin ang ruta nito. Maaaring iba ang toolkit dito. Ngunit sa karamihan ng mga kaso, ang mga system ay nailalarawan sa pagkakaroon ng mga sumusunod na pangunahing bahagi, tulad ng:
- card (karaniwan ay nasa electronic form);
- mga sensor, satellite atiba pang mga pinagsama-sama para sa pagkalkula ng mga coordinate;
- mga non-system object na nagbibigay ng impormasyon tungkol sa heyograpikong lokasyon ng target;
- hardware-software analytical unit na nagbibigay ng data input at output, pati na rin ang pag-link sa unang tatlong bahagi.
Bilang panuntunan, ang istruktura ng ilang partikular na system ay iniangkop sa mga pangangailangan ng mga end user. Ang ilang uri ng mga solusyon ay maaaring bigyang diin sa bahagi ng software, o, sa kabaligtaran, sa bahagi ng hardware. Halimbawa, ang Navitel navigation system, na sikat sa Russia, ay halos software. Ito ay inilaan para sa paggamit ng malawak na hanay ng mga mamamayan na nagmamay-ari ng iba't ibang uri ng mga mobile device - mga laptop, tablet, smartphone.
Navigation sa pamamagitan ng satellite
Anumang sistema ng nabigasyon ay nagsasangkot, una sa lahat, ang pagpapasiya ng mga coordinate ng isang bagay - karaniwang heograpikal. Sa kasaysayan, ang mga kasangkapan ng tao sa bagay na ito ay patuloy na napabuti. Ngayon, ang pinaka-advanced na mga sistema ng nabigasyon ay satellite. Ang kanilang istraktura ay kinakatawan ng isang hanay ng mga high-precision na kagamitan, ang bahagi nito ay matatagpuan sa Earth, habang ang iba pang bahagi ay umiikot sa orbit. Nagagawa ng mga modernong satellite navigation system na kalkulahin hindi lamang ang mga geographic na coordinate, kundi pati na rin ang bilis ng isang bagay, pati na rin ang direksyon ng paggalaw nito.
Mga elemento ng satellite navigation
Ang mga kaukulang sistema ay kinabibilangan ng mga sumusunod na pangunahing elemento: constellation ng mga satellite, ground-based na mga unit para sa pagsukat ng koordinasyon ng mga orbital na bagay at pakikipagpalitan ng impormasyon sa kanila, mga device para sa end user(mga navigator) na nilagyan ng kinakailangang software, sa ilang mga kaso - karagdagang kagamitan para sa pagtukoy ng mga geographic na coordinate (GSM tower, Internet channel, radio beacon, atbp.).
Paano gumagana ang satellite navigation
Paano gumagana ang satellite navigation system? Sa gitna ng trabaho nito ay isang algorithm para sa pagsukat ng distansya mula sa isang bagay hanggang sa mga satellite. Ang huli ay matatagpuan sa orbit nang halos hindi binabago ang kanilang posisyon, at samakatuwid ang kanilang mga coordinate na may kaugnayan sa Earth ay palaging pare-pareho. Sa mga navigator, ang mga kaukulang numero ay inilatag. Ang paghahanap ng isang satellite at pagkonekta dito (o sa ilan nang sabay-sabay), tinutukoy ng device, sa turn, ang heograpikal na posisyon nito. Ang pangunahing paraan dito ay ang pagkalkula ng distansya sa mga satellite batay sa bilis ng mga radio wave. Ang isang bagay na nag-oorbit ay nagpapadala ng kahilingan sa Earth na may pambihirang katumpakan ng oras - ginagamit ang mga atomic na orasan para dito. Kapag nakatanggap ng tugon mula sa navigator, tinutukoy ng satellite (o isang grupo sa kanila) kung gaano kalayo ang nalakbay ng radio wave para sa ganoon at ganoong yugto ng panahon. Ang bilis ng paggalaw ng isang bagay ay sinusukat sa katulad na paraan - ang pagsukat lang dito ay medyo mas kumplikado.
Mga kahirapan sa teknikal
Natukoy namin na ang satellite navigation ang pinaka-advanced na paraan para sa pagtukoy ng mga geographic na coordinate ngayon. Gayunpaman, ang praktikal na paggamit ng teknolohiyang ito ay sinamahan ng ilang mga teknikal na paghihirap. Ano ang halimbawa? Una sa lahat, ito ang inhomogeneity ng pamamahagi ng gravitational field ng planeta - nakakaapekto ito sa posisyon ng satellite na may kaugnayan sa Earth. Ang parehong ari-arian ay nailalarawan din ngkapaligiran. Ang inhomogeneity nito ay maaaring makaapekto sa bilis ng mga radio wave, dahil sa kung saan maaaring may mga kamalian sa mga kaukulang sukat.
Isa pang teknikal na kahirapan - ang signal na ipinadala mula sa satellite patungo sa navigator ay kadalasang hinaharangan ng ibang mga bagay sa lupa. Bilang resulta, ang buong paggamit ng system sa mga lungsod na may matataas na gusali ay mahirap.
Praktikal na paggamit ng mga satellite
Nakikita ng mga satellite navigation system ang pinakamalawak na hanay ng mga application. Sa maraming mga paraan - bilang isang elemento ng iba't ibang mga komersyal na solusyon ng isang sibil na oryentasyon. Maaari itong maging parehong mga gamit sa bahay at, halimbawa, isang multifunctional navigation media system. Bukod sa paggamit ng sibilyan, ang mga mapagkukunan ng satellite ay ginagamit ng mga surveyor, cartographer, kumpanya ng transportasyon, at iba't ibang serbisyo ng gobyerno. Ang mga satellite ay aktibong ginagamit ng mga geologist. Sa partikular, maaari silang magamit upang kalkulahin ang dynamics ng paggalaw ng mga tectonic earth plate. Ginagamit din ang mga satellite navigator bilang isang tool sa marketing - sa tulong ng analytics, na kinabibilangan ng mga pamamaraan ng geopositioning, ang mga kumpanya ay nagsasagawa ng pananaliksik sa kanilang customer base, at gayundin, halimbawa, magpadala ng naka-target na advertising. Siyempre, ang mga istruktura ng militar ay gumagamit din ng mga navigator - sila ang, sa katunayan, na bumuo ng pinakamalaking sistema ng nabigasyon ngayon, GPS at GLONASS - para sa mga pangangailangan ng US Army at Russia, ayon sa pagkakabanggit. At hindi ito isang kumpletong listahan ng mga lugar kung saan maaaring gamitin ang mga satellite.
Modernong nabigasyonsystem
Aling mga navigation system ang kasalukuyang gumagana o ini-deploy? Magsimula tayo sa isa na lumitaw sa pandaigdigang pampublikong merkado bago ang iba pang mga sistema ng nabigasyon - GPS. Ang developer at may-ari nito ay ang US Department of Defense. Ang mga device na nakikipag-usap sa pamamagitan ng mga GPS satellite ay ang pinakakaraniwan sa mundo. Pangunahin dahil, tulad ng sinabi namin sa itaas, ang American navigation system na ito ay ipinakilala sa merkado bago ang mga modernong kakumpitensya nito.
Ang GLONASS ay aktibong nakakakuha ng kasikatan. Ito ay isang Russian navigation system. Ito naman ay kabilang sa Ministry of Defense ng Russian Federation. Ito ay binuo, ayon sa isang bersyon, sa paligid ng parehong mga taon bilang GPS - sa huling bahagi ng 80s - unang bahagi ng 90s. Gayunpaman, ito ay ipinakilala sa pampublikong merkado kamakailan lamang, noong 2011. Parami nang parami ang mga manufacturer ng mga solusyon sa hardware para sa nabigasyon na nagpapatupad ng suporta sa GLONASS sa kanilang mga device.
Ipinapalagay na ang pandaigdigang sistema ng nabigasyon na "Beidou", na binuo sa China, ay maaaring seryosong makipagkumpitensya sa GLONASS at GPS. Totoo, sa sandaling ito ay gumagana lamang ito bilang isang pambansa. Ayon sa ilang mga analyst, maaari itong makatanggap ng pandaigdigang katayuan sa 2020, kapag ang isang sapat na bilang ng mga satellite ay ilulunsad sa orbit - humigit-kumulang 35. Ang programa ng pagbuo ng sistema ng Beidou ay medyo bata pa - nagsimula lamang ito noong 2000, at ang unang satellite ay binuo ng Mga developer ng Tsinoinilunsad noong 2007.
Europeans ay sinusubukan ding makasabay. Ang GLONASS navigation system at ang American counterpart nito ay maaaring makipagkumpitensya sa GALILEO sa nakikinita na hinaharap. Plano ng mga Europeo na mag-deploy ng constellation ng mga satellite sa kinakailangang bilang ng mga unit ng orbital objects pagsapit ng 2020.
Kabilang sa iba pang mga promising na proyekto para sa pagbuo ng mga sistema ng nabigasyon, mapapansin ang Indian IRNSS, gayundin ang Japanese QZSS. Tungkol sa unang malawak na na-advertise na pampublikong impormasyon tungkol sa mga intensyon ng mga developer na lumikha ng isang pandaigdigang sistema ay hindi pa magagamit. Ipinapalagay na ang IRNSS ay magsisilbi lamang sa teritoryo ng India. Ang programa ay medyo bata pa - ang unang satellite ay inilagay sa orbit noong 2008. Inaasahan ding gagamitin ang Japanese satellite system pangunahin sa loob o katabi ng mga pambansang teritoryo ng papaunlad na bansa.
Katumpakan ng pagpoposisyon
Sa itaas, napansin namin ang ilang mga paghihirap na nauugnay sa paggana ng mga satellite navigation system. Kabilang sa mga pangunahing pinangalanan namin - ang lokasyon ng mga satellite sa orbit, o ang kanilang paggalaw sa isang partikular na tilapon, ay hindi palaging nailalarawan ng ganap na katatagan dahil sa maraming mga kadahilanan. Paunang tinutukoy nito ang mga kamalian sa pagkalkula ng mga heograpikal na coordinate sa mga navigator. Gayunpaman, hindi lamang ito ang salik na nakakaapekto sa kawastuhan ng pagpoposisyon gamit ang isang satellite. Ano pa ang nakakaapekto sa katumpakan ng mga kalkulasyon ng coordinate?
Una sa lahat, nararapat na tandaan na ang mga atomic na orasan na naka-install sa mga satellite ay hindi palaging ganap na tumpak. Posible ang mga ito, bagaman medyomaliit, ngunit nakakaapekto pa rin sa kalidad ng mga error sa navigation system. Halimbawa, kung ang isang error ay ginawa sa antas ng sampu-sampung nanosecond kapag kinakalkula ang oras kung kailan gumagalaw ang isang radio wave, kung gayon ang kamalian sa pagtukoy ng mga coordinate ng isang ground object ay maaaring ilang metro. Kasabay nito, ang mga modernong satellite ay may mga kagamitan na ginagawang posible na magsagawa ng mga kalkulasyon kahit na isinasaalang-alang ang mga posibleng pagkakamali sa pagpapatakbo ng mga atomic na orasan.
Nabanggit namin sa itaas na kabilang sa mga salik na nakakaapekto sa katumpakan ng mga navigation system ay ang heterogeneity ng atmospera ng Earth. Magiging kapaki-pakinabang na dagdagan ang katotohanang ito ng iba pang impormasyon tungkol sa impluwensya ng mga malapit-Earth na rehiyon sa pagpapatakbo ng mga satellite. Ang katotohanan ay ang kapaligiran ng ating planeta ay nahahati sa ilang mga zone. Ang isa na talagang nasa hangganan na may bukas na espasyo - ang ionosphere - ay binubuo ng isang layer ng mga particle na may isang tiyak na singil. Sila, na nagbabanggaan sa mga radio wave na ipinadala ng satellite, ay maaaring mabawasan ang kanilang bilis, bilang isang resulta kung saan ang distansya sa bagay ay maaaring kalkulahin na may isang error. Tandaan na ang mga developer ng satellite navigation ay nagtatrabaho din sa ganitong uri ng pinagmumulan ng mga problema sa komunikasyon: ang mga algorithm para sa pagpapatakbo ng mga kagamitan sa orbital, bilang panuntunan, ay kinabibilangan ng iba't ibang uri ng mga senaryo ng pagwawasto na isinasaalang-alang ang mga kakaibang katangian ng pagpasa ng mga radio wave sa pamamagitan ng ionosphere sa mga kalkulasyon.
Ang Clouds at iba pang atmospheric phenomena ay maaari ding makaapekto sa katumpakan ng mga navigation system. Ang singaw ng tubig na nasa kaukulang mga layer ng air envelope ng Earth, tulad ng mga particle sa ionosphere, ay nakakaapekto sa bilismga radio wave.
Siyempre, patungkol sa domestic na paggamit ng GLONASS o GPS bilang bahagi ng mga unit gaya ng, halimbawa, isang navigation media system, ang mga function na higit sa lahat ay nakakaaliw, kung gayon ang maliliit na kamalian sa pagkalkula ng mga coordinate ay hindi kritikal. Ngunit sa militar na paggamit ng mga satellite, ang kaukulang mga kalkulasyon ay dapat na perpektong tumutugma sa tunay na heograpikal na lokasyon ng mga bagay.
Mga tampok ng marine navigation
Pagkatapos pag-usapan ang tungkol sa pinakamodernong uri ng nabigasyon, magsagawa tayo ng maikling paglihis sa kasaysayan. Tulad ng alam mo, ang mismong terminong pinag-uusapan ay unang lumitaw sa mga navigator. Ano ang mga katangian ng maritime navigation system?
Sa pagsasalita tungkol sa makasaysayang aspeto, mapapansin ang ebolusyon ng mga tool na magagamit ng mga marino. Ang isa sa mga unang "solusyon sa hardware" ay ang compass, na, ayon sa ilang mga eksperto, ay naimbento noong ika-11 siglo. Ang pagmamapa, bilang isang pangunahing tool sa pag-navigate, ay napabuti din. Noong ika-16 na siglo, nagsimulang gumuhit si Gerard Mercator ng mga mapa batay sa prinsipyo ng paggamit ng cylindrical projection na may pantay na mga anggulo. Noong ika-19 na siglo, naimbento ang isang log - isang mekanikal na yunit na may kakayahang sukatin ang bilis ng mga barko. Noong ikadalawampu siglo, lumitaw ang mga radar sa arsenal ng mga mandaragat, at pagkatapos ay mga satellite ng komunikasyon sa kalawakan. Ang pinaka-advanced na maritime navigation system ay gumagana ngayon, kaya umaani ng mga benepisyo ng human space exploration. Ano ang katangian ng kanilang trabaho?
Naniniwala ang ilang ekspertoAng pangunahing tampok na nagpapakilala sa isang modernong marine navigation system ay ang karaniwang kagamitan na naka-install sa barko ay may napakataas na pagtutol sa pagsusuot at tubig. Ito ay lubos na nauunawaan - imposible para sa isang barko na nagpunta sa bukas na paglalakbay libu-libong kilometro mula sa lupa upang mahanap ang sarili sa isang sitwasyon kung saan ang kagamitan ay biglang nabigo. Sa lupa, kung saan magagamit ang mga mapagkukunan ng sibilisasyon, lahat ay maaaring ayusin, ngunit sa dagat ito ay may problema.
Ano ang iba pang mga kapansin-pansing tampok mayroon ang isang maritime navigation system? Ang karaniwang kagamitan, bilang karagdagan sa ipinag-uutos na kinakailangan - paglaban sa pagsusuot, bilang panuntunan, ay naglalaman ng mga module na inangkop sa pag-aayos ng ilang mga parameter sa kapaligiran (lalim, temperatura ng tubig, atbp.). Gayundin, ang bilis ng barko sa mga marine navigation system sa maraming kaso ay hindi pa rin kinakalkula ng mga satellite, ngunit sa pamamagitan ng mga karaniwang pamamaraan.
