سیستم ناوبری. سیستم های ناوبری دریایی

تجهیزات ناوبری طیف گسترده ای از انواع و تغییرات است. سیستم های در نظر گرفته شده برای استفاده در شرایط دریا باز وجود دارد، در حالی که دیگران به توده های وسیع از کاربران اقتباس شده است، استخدام ناوبری تا حد زیادی برای اهداف سرگرمی است. سیستم ناوبری چیست؟

ناوبری چیست؟

اصطلاح "ناوبری" است از منشاء لاتین. کلمه Navigo به معنی "شناور در کشتی." بنابراین در ابتدا آن را تقریبا با حمل و نقل و یا ناوبری مترادف بود. اما با توسعه فن آوری است که تسهیل مسیر گردش کشتی در اقیانوس ها، با ظهور حمل و نقل هوایی، فناوری فضایی، این اصطلاح به طور قابل توجهی گسترش طیف وسیعی از تفسیرهای ممکن است.

امروز، تحت ناوبری معنی فرایند که در آن یک فرد تحت کنترل و نظارت مسلم است، بر اساس مختصات فضایی آن است. ناوبری یعنی متشکل از دو روش - کنترل مستقیم، و همچنین ارائه راه مطلوب از جسم.

ناوبری انواع

طبقه بندی از نوع از ناوبری بسیار گسترده است. کارشناسان مدرن شناسایی در بر داشت زیر گونه های اصلی آن:

- ماشین؛

- نجومی،

- ناوبری حیوانات؛

- هوا؛

- فضای؛

- دریا؛

- ناوبری رادیویی؛

- ماهواره ای؛

- زیرزمینی.

- اطلاعات؛

- اینرسیایی.

برخی از این نوع از ناوبری از نزدیک مرتبط است - عمدتا به دلیل عمومیت فن آوری های مربوطه. به عنوان مثال، ناوبری خودرو با استفاده از ابزار معمولی اغلب برای ماهواره ای.

انواع مخلوط که در آن چند منابع تکنولوژیکی به طور همزمان استفاده می شود، مانند، برای سیستم به عنوان مثال، ناوبری و اطلاعات وجود دارد. آنها ممکن است کلید، به عنوان ماهواره ای این منابع است. با این حال، هدف نهایی استفاده از آنها برای تامین گروه های هدف از کاربران با اطلاعات لازم.

سیستم ناوبری

نوع مربوطه را از اشکال ناوبری، به عنوان یک قاعده، به همین نام از سیستم. است وجود دارد، در نتیجه، یک سیستم ناوبری خودرو، دریا، فضا، و غیره تعریف این مدت نیز در حال حاضر در جامعه متخصص. سیستم ناوبری، با توجه به تفسیر مشترک - مجموعه ای از انواع تجهیزات (و در صورت امکان - و نرم افزار) که به شما اجازه تعیین موقعیت جسم، و همچنین برای محاسبه مسیر خود. ابزار می توانید در اینجا است متفاوت باشد. اما در اغلب موارد، سیستم است که با اجزای اصلی زیر مانند:

- کارت های (معمولا الکترونیکی)؛

- سنسور، ماهواره ها و واحد های دیگر برای محاسبه مختصات.

- اشیاء غیر سیستمی است که ارائه اطلاعات در مورد موقعیت جغرافیایی از هدف؛

- سخت افزار و تجزیه و تحلیل نرم افزار واحد، داده های ورودی و خروجی و اتصال سه عنصر است.

به عنوان یک قاعده، ساختار آن و یا سیستم های دیگر به نیازهای کاربران نهایی اقتباس شده است. انواع خاصی از راه حل های ممکن است برجسته توسعه به سمت بخش برنامه، و یا، برعکس، سخت افزار. به عنوان مثال، محبوب در سیستم ناوبری روسی "نویتل" - این نرم تر است. این طراحی شده است به استفاده از یک طیف گسترده ای از مردم داشتن انواع مختلف دستگاه های تلفن همراه - لپ تاپ، تبلت، گوشی های هوشمند.

ناوبری ماهواره ای توسط

هر سیستم ناوبری فرض، اول از همه، تعیین مختصات یک شی - معمولا یک جغرافیایی. از لحاظ تاریخی، ابزار انسان در این زمینه به طور مداوم بهبود یافته است. امروزه، سیستم های ناوبری پیشرفته ترین - ماهواره ای. گردش در مدار - ساختار آنها توسط مجموعه ای از تجهیزات با دقت بالا، که بخشی از آن بر روی زمین، از سوی دیگر واقع ارائه شده است. سیستم های ناوبری ماهواره مدرن نه تنها می تواند مختصات جغرافیایی شی بلکه سرعت و جهت حرکت آن را محاسبه کند.

عناصر ناوبری ماهواره ای

ترکیب سیستم های مربوطه شامل موارد زیر جزء اصلی است: صورت فلکی ماهواره ای، واحد زمین اندازه گیری مختصات اشیاء مداری و تبادل اطلاعات با آنها دستگاه برای کاربر نهایی (هدایتگر)، مجهز به نرم افزارهای لازم، در برخی موارد - لوازم جانبی را برای مشخصات مختصات جغرافیایی (جی اس ام برج کانال های آنلاین، چراغ های رادیویی، و غیره).

چگونه ناوبری ماهواره ای

چگونه یک سیستم ناوبری ماهواره ای؟ اساس عملیات - فاصله الگوریتم های اندازه گیری از جسم به ماهواره. در حالت دوم در یک مدار تقریبا بدون تغییر موضع خود قرار گرفته است، و به دلیل موقعیت خود را همیشه نسبی ثابت به زمین است. در ناوبر، که ارقام مربوطه گذاشته شده است. پیدا کردن ماهواره ای و داشتن مربوط به آن (و یا به چند) متصل است، دستگاه را تعیین میکند، به نوبه خود، موقعیت جغرافیایی آن است. روش اساسی در اینجا - محاسبه فاصله تا سرعت امواج رادیویی ماهواره ای مبتنی بر. شی مداری یک درخواست به زمین را با دقت استثنایی در طول زمان می فرستد - آن را با استفاده از ساعت اتمی. دریافت پاسخ از ناوبر، ماهواره ای (یا گروه از آن) تعیین فاصله در یک دوره زمانی خاص از زمان به تصویب امواج رادیویی بود. به طور مشابه، سرعت اندازه گیری از جسم - اندازه گیری کمی پیچیده تر است.

مشکلات فنی

ما مشخص شد که ناوبری ماهواره ای - کامل ترین برای روش امروز تعیین مختصات جغرافیایی. با این حال، استفاده عملی از این فن آوری است که توسط تعدادی از مشکلات فنی همراه است. چه، برای مثال؟ اول از همه، آن ناهمگونی از توزیع میدان گرانشی این سیاره است - این است که موقعیت نسبی ماهواره ای به زمین تاثیر می گذارد. یک خاصیت مشابه نیز توسط جو مشخص می شود. عدم تجانس آن ممکن است سرعت امواج رادیویی، همین دلیل است که در ابعاد مربوطه ممکن است بد کار را تحت تاثیر قرار.

یکی دیگر از مشکل فنی - سیگنال های ارسال شده از ماهواره به ناوبر، اغلب توسط دیگر اشیاء زمینی مسدود شده است. در نتیجه، استفاده کامل از سیستم در شهرستانها با ساختمان های بلند دشوار است.

استفاده عملی از ماهواره

سیستم های ناوبری ماهواره در حال پیدا کردن طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی. در بسیاری از راه - به عنوان یک عنصر از انواع راه حل های تجاری جهت گیری مدنی است. می تواند به عنوان لوازم خانگی، و به عنوان مثال، های چند رسانه ای سیستم ناوبری. به غیر از استفاده های غیر نظامی، ماهواره منابع نقشه برداران، کارشناسان در زمینه های نقشه کشی، شرکت حمل و نقل، خدمات مختلف عمومی است. زمین شناسان ماهواره فعال درگیر هستند. به طور خاص، می توان آنها را مورد استفاده برای محاسبه حرکت تکتونیکی پویا از صفحات زمین. آیا ناوبری ماهواره ای استفاده می شود و به عنوان یک ابزار بازاریابی - با کمک از هوش، که در آن روش geopositioning وجود دارد، شرکت انجام تحقیقات از پایه مشتری خود را، و همچنین، برای مثال، تبلیغات مستقیم هدفمند. البته، استفاده از سیستم ناوبری و ارتش - آنها، در واقع، توسعه سیستم های ناوبری بزرگ امروز، GPS و GLONASS - برای نیازهای ارتش ایالات متحده و روسیه به ترتیب. و این است که یک لیست جامع از مناطق که در آن ماهواره ها می توانند استفاده نمی شود.

سیستم های ناوبری مدرن

که سیستم های ناوبری عملکرد امروز از جمله فعال و یا در مرحله استقرار است؟ بیایید با یکی که در بازار عمومی جهانی زودتر از سیستم های ناوبری دیگر ظاهر شد شروع - GPS. توسعه دهنده و صاحب آن - وزارت دفاع ایالات متحده. دستگاه هایی که از طریق جی پی اس ماهواره ارتباط برقرار - شایع ترین در جهان است. عمدتا به دلیل، همانطور که در بالا گفته شد، سیستم ناوبری آمریکا شده است به بازار زودتر از رقبای فعلی آن معرفی شده است.

به طور فعال به دست آوردن GLONASS محبوبیت. این است - سیستم ناوبری روسیه. متعلق به صنعت، به نوبه خود، وزارت دفاع فدراسیون روسیه است. این، طراحی شده است با توجه به یک نسخه، در همین مدت است که از GPS - در اواخر دهه 80 - اوایل دهه 90. با این حال، بازار عموم مردم شده است به تازگی به عنوان 2011 پرورش داده است. تولید کنندگان بیشتر و بیشتر از راه حل های سخت افزاری برای اجرای ناوبری GLONASS پشتیبانی در دستگاه های خود.

فرض بر این است که یک رقابت جدی برای GLONASS و GPS می تواند یک سیستم ناوبری جهانی "Beidou"، توسعه یافته در چین است. با این حال، در حال حاضر آن را تنها به عنوان یک ملی کار می کند. وضعیت جهانی آن می توانید، با توجه به برخی از تحلیلگران، تا سال 2020، زمانی که مدار ماهواره به اندازه کافی نمایش داده خواهد شد - در مورد 35. "Beidou" برنامه توسعه سیستم نسبتا جوان است - آن را تنها فقط در سال 2000 آغاز شده، و ماهواره ای برای اولین بار در توسعه دهندگان چینی راه اندازی شد 2007.

تلاش برای نگه داشتن اروپایی ها. GLONASS سیستم ناوبری و همتای آمریکایی خود در آینده قابل پیش بینی ممکن است به رقابت با گالیله را وارد کنید. صورت فلکی گسترش ماهواره ها در مقدار مناسب از اشیاء مداری واحد اروپایی برنامه ریزی با 2020.

در میان دیگر طرح امیدوار کننده برای توسعه سیستم های ناوبری می توان اشاره کرد هند IRNSS و QZSS کیفیت مختصات ژاپنی است. در مورد بخش اول اطلاعات عمومی به طور گسترده ای منتشر در مورد مقاصد توسعه دهنده برای ایجاد یک سیستم جهانی است. فرض بر این است که IRNSS تنها قلمرو هند خدمت می کنند. این برنامه همچنین بسیار جوان - نخستین ماهواره به مدار در سال 2008 قرار گرفت. سیستم های ماهواره ای ژاپنی انتظار می رود که به طور عمده در قلمرو ملی از کشور و یا توسعه دهنده مجاور به آن استفاده می شود.

دقت موقعیت یابی

در بالا ما اشاره کرد که تعدادی از مشکلات که مربوط به بهره برداری از سیستم های ناوبری ماهواره ای می باشد. در میان اصلی، آنچه که ما به نام - محل ماهواره در مدار، و یا حرکت خود را به مسیر مورد نظر است که همیشه با ثبات مطلق یک عدد را از دلایل مشخص نیست. این محاسبه تعیین خطاب از مختصات جغرافیایی در ناوبر. با این حال، این تنها عامل موثر بر موقعیت صحیح توسط ماهواره است. چه چیز دیگری دقت محاسبه مختصات تاثیر می گذارد؟

اول از همه، باید توجه داشت - کسانی که ساعت های اتمی هستند که بر روی ماهواره نصب همیشه به طور کامل دقیق نیست. آنها ممکن است، هر چند بسیار کوچک، اما هنوز بر کیفیت خطاهای سیستم ناوبری. برای مثال، اگر در هنگام محاسبه زمان که در آن امواج رادیویی در حال حرکت است، شما را به اشتباه در سطح دهم نانو ثانیه، عدم دقت در تعیین مختصات اهداف زمینی را می توان چند متر است. با این حال، در ماهواره های مدرن ابزار که برای محاسبه اجازه می دهد، حتی با در نظر گرفتن خطای احتمالی در ساعت اتمی.

در بالا ما اشاره کرد که در میان عوامل موثر بر دقت و صحت سیستم ناوبری - ناهمگونی از جو زمین. آن را مفید برای تکمیل این واقعیت دیگر اطلاعات مربوط به تاثیر از زمینه های نزدیک به زمین در عملکرد ماهواره خواهد بود. واقعیت این است که جو سیاره ما به چند منطقه تقسیم شده است. یکی این است که در واقع در مرز با فضای آزاد - یونوسفر - متشکل از یک لایه از ذرات دارای بار خاص است. آنها تداخل با امواج رادیویی، ماهواره ای ارسال می کند، می تواند سرعت خود را کاهش دهد، به موجب آن فاصله به شی را می توان با یک خطا محاسبه می شود. توجه داشته باشید که با این نوع از منبع از مشکلات ارتباطی توسعه دهندگان از کار های ناوبری ماهواره ای: در الگوریتم از تجهیزات مداری معمولا گنجانیده انواع مختلفی از سناریو اصلاحی، با توجه به در محاسبه عبور امواج رادیویی از طریق یونوسفر.

ابرها و دیگر پدیده های جوی نیز می تواند دقت و صحت سیستم های ناوبری تاثیر می گذارد. بخار آب موجود در لایه های مربوطه از هوا زمین غلاف، و همچنین به عنوان ذرات در یونوسفر، بر سرعت امواج رادیویی است.

البته، با توجه به GLONASS استفاده داخلی یا GPS در ترکیب چنین واحد، از جمله سیستم رسانه ناوبری، که توابع در بسیاری از سرگرم کننده است، برخی از اشتباهات کوچک در محاسبات غلط هماهنگ هستند مهم نیست. اما هنگامی که به استفاده نظامی از ماهواره محاسبات مربوطه به طور ایده آل باید مربوط به موقعیت جغرافیایی واقعی از اشیاء باشد.

ویژگی های ناوبری دریایی

پس از صحبت در مورد نوع مدرن ترین ناوبری، ما را به یک سفر تفریحی کوتاه به تاریخ. عنوان شناخته شده است، مدت خود، با اشاره به، برای اولین بار در محیط دریا نوردی ظاهر شد. چه ویژگی ها توسط سیستم های ناوبری دریایی مشخص؟

صحبت در مورد جنبه تاریخی، ممکن است که توجه داشته باشید تکامل ابزار در اختیار ملوانان. یکی از اولین "راه حل سخت افزار" بود یک قطب نما است که توسط برخی از کارشناسان نظر گرفته شده اند در قرن XI اختراع شده است. نقشه برداری فرآیند، ناوبری به عنوان ابزار کلیدی نیز بهبود یافته است. در قرن شانزدهم Mercator جرارد شروع به نقشه بر اساس اصل استفاده از طرح های استوانه ای با زاویه برابر است. یک واحد مکانیکی قادر به اندازه گیری سرعت کشتی - در قرن نوزدهم آن توسط تاخیر اختراع شد. در قرن بیستم در زرادخانه از ملوانان ظاهر رادار، و پس از آن ماهواره های ارتباطی فضا. سیستم های ناوبری دریایی پیشرفته ترین حال حاضر عامل، در نتیجه از مزایای اکتشافات فضایی توسط انسان. ویژگی های کار آنها چیست؟

برخی از کارشناسان بر این باورند که از ویژگی های اصلی است که با سیستم ناوبری دریایی مدرن مشخص - تجهیزات استاندارد نصب شده بر روی کشتی، دارای مقاومت بسیار بالا در برابر سایش و آب است. این قابل درک است - غیر ممکن به کشتی در هزاران باز برای شنا مایل دورتر از زمین است، آن را در یک وضعیت زمانی بود که به طور غیر منتظره تجهیزات نتواند. بر روی زمین، که در آن دسترسی - منابع تمدن، همه چیز را می توان ثابت، در دریا - مشکل ساز است.

چه دیگر خصوصیات قابل توجه است سیستم ناوبری دریا؟ تجهیزات دائمی، علاوه بر الزامات اجباری - مقاومت در برابر سایش معمولا شامل ماژول های سازگار با تثبیت برخی از پارامترهای زیست محیطی (عمق، درجه حرارت آب، و غیره). همچنین، سرعت کشتی در سیستم های ناوبری دریایی، در بسیاری از موارد هنوز ماهواره ها و روشهای معمول محاسبه نمی شود.