Навигацийн төхөөрөмж нь янз бүрийн төрөл, өөрчлөлттэй. Ил задгай далайд ашиглах зориулалттай системүүд байдаг, бусад нь олон нийтэд зориулсан, зугаа цэнгэлийн зорилгоор олон талаараа навигацуудыг ашигладаг. Навигацийн систем гэж юу вэ?
Навигаци гэж юу вэ?
"Навигаци" гэсэн нэр томъёо нь Латин гаралтай. Навиго гэдэг үг нь "Би хөлөг онгоцон дээр явж байна" гэсэн утгатай. Энэ нь эхэндээ энэ нь тээвэрлэлт эсвэл навигацийн ижил утгатай байсан юм. Гэвч далай тэнгист хөлөг онгоц жолоодоход хялбар болгох технологи хөгжихийн хэрээр нисэх, сансрын технологи бий болсноор энэ нэр томъёог тайлбарлах боломжит хүрээг үлэмж өргөжүүлсэн.
Өнөөдөр навигаци гэдэг нь тухайн объектыг орон зайн координат дээр үндэслэн удирдах үйл явцыг хэлнэ. Өөрөөр хэлбэл, навигаци нь хоёр процедураас бүрддэг - энэ нь шууд хяналт, түүнчлэн объектын оновчтой замыг буруу тооцоолсон явдал юм.
Навигацийн төрлүүд
Навигацийн төрлүүдийн ангилал маш өргөн хүрээтэй. Орчин үеийн мэргэжилтнүүд дараах үндсэн сортуудыг ялгадаг:
- автомашин;
- одон орны;
- бионавигаци;
- агаар;
- зай;
- далайн;
- радио навигаци;
- хиймэл дагуул;
- газар доорх;
- мэдээллийн;
- инерциал.
Дээрх навигацийн зарим төрлүүд нь хоорондоо нягт холбоотой байдаг нь голчлон холбогдох технологийн нийтлэг байдлаас шалтгаална. Жишээлбэл, машины навигаци нь ихэвчлэн хиймэл дагуулын тусгай хэрэгслийг ашигладаг.
Холимог төрлүүд байдаг бөгөөд үүнд навигаци, мэдээллийн систем гэх мэт хэд хэдэн технологийн нөөцийг нэгэн зэрэг ашигладаг. Тиймээс хиймэл дагуулын холбооны нөөц нь тэдний гол түлхүүр байж болно. Гэсэн хэдий ч тэдний оролцооны эцсийн зорилго нь зорилтот хэрэглэгчдийн бүлгийг шаардлагатай мэдээллээр хангах явдал юм.
Навигацийн систем
Харгалзах төрлийн навигацийн хэлбэр нь дүрмээр ижил нэртэй систем юм. Тиймээс автомашины навигацийн систем, тэнгис, сансар огторгуй гэх мэт байдаг. Энэ нэр томъёоны тодорхойлолт нь шинжээчдийн нийгэмлэгт бас байдаг. Нийтлэг тайлбарын дагуу навигацийн систем нь объектын байрлалыг тодорхойлох, түүнчлэн түүний маршрутыг тооцоолох боломжийг олгодог янз бүрийн төрлийн тоног төхөөрөмжийн (боломжтой бол програм хангамжийн) хослол юм. Энд байгаа хэрэгсэл нь өөр байж болно. Гэхдээ ихэнх тохиолдолд системүүд нь дараах үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулсан байдаг, тухайлбал:
- картууд (ихэвчлэн цахим хэлбэрээр);
- мэдрэгч, хиймэл дагуул болонкоординатыг тооцоолох бусад агрегатууд;
- зорилтот газрын газарзүйн байршлын талаарх мэдээллийг өгдөг системийн бус объектууд;
- өгөгдлийн оролт, гаралтыг хангахаас гадна эхний гурван бүрэлдэхүүн хэсгийг холбодог техник хангамж-програм хангамжийн аналитик нэгж.
Дүрмээр бол тодорхой системийн бүтэц нь эцсийн хэрэглэгчдийн хэрэгцээнд тохирсон байдаг. Тодорхой төрлийн шийдлүүдийг програм хангамжийн хэсэг, эсвэл эсрэгээр, техник хангамжийн хэсэг рүү чиглүүлж болно. Жишээлбэл, Орос улсад түгээмэл байдаг Navitel навигацийн систем нь ихэвчлэн програм хангамж юм. Энэ нь зөөврийн компьютер, таблет, ухаалаг гар утас гэх мэт төрөл бүрийн хөдөлгөөнт төхөөрөмж эзэмшдэг өргөн хүрээний иргэдэд зориулагдсан болно.
Хиймэл дагуулаар навигаци
Аливаа навигацийн систем нь юуны түрүүнд объектын координатыг тодорхойлоход ордог - ихэвчлэн газарзүйн. Түүхийн хувьд энэ талаар хүний хэрэгслийг байнга сайжруулж ирсэн. Өнөөдөр хамгийн дэвшилтэт навигацийн систем бол хиймэл дагуул юм. Тэдний бүтцийг өндөр нарийвчлалтай тоног төхөөрөмжөөр төлөөлдөг бөгөөд нэг хэсэг нь дэлхий дээр байрладаг бол нөгөө хэсэг нь тойрог замд эргэлддэг. Орчин үеийн хиймэл дагуулын навигацийн системүүд нь зөвхөн газарзүйн координатаас гадна объектын хурд, хөдөлгөөний чиглэлийг тооцоолох боломжтой.
Хиймэл дагуулын навигацийн элементүүд
Харгалзах системүүд нь дараахь үндсэн элементүүдийг агуулдаг: хиймэл дагуулын одон, тойрог замын объектуудын зохицуулалтыг хэмжих, тэдэнтэй мэдээлэл солилцох газар дээр суурилсан төхөөрөмж, эцсийн хэрэглэгчдэд зориулсан төхөөрөмж(навигаторууд) шаардлагатай програм хангамжаар тоноглогдсон, зарим тохиолдолд - газарзүйн координатыг тодорхойлох нэмэлт төхөөрөмж (GSM цамхаг, интернет суваг, радио дохио гэх мэт).
Хиймэл дагуулын навигаци хэрхэн ажилладаг вэ
Хиймэл дагуулын навигацийн систем хэрхэн ажилладаг вэ? Түүний ажлын гол цөм нь объектоос хиймэл дагуул хүртэлх зайг хэмжих алгоритм юм. Сүүлийнх нь бараг байрлалаа өөрчлөхгүйгээр тойрог замд байрладаг тул дэлхийтэй харьцуулахад координатууд нь үргэлж тогтмол байдаг. Навигаторуудад харгалзах дугааруудыг байрлуулсан болно. Хиймэл дагуулыг олж, түүнтэй (эсвэл хэд хэдэн удаа нэгэн зэрэг) холбогдох нь төхөөрөмж нь эргээд түүний газарзүйн байршлыг тодорхойлдог. Энд гол арга бол радио долгионы хурдаар хиймэл дагуул хүртэлх зайг тооцоолох явдал юм. Тойрог эргэдэг объект нь цаг хугацааны онцгой нарийвчлалтайгаар Дэлхий рүү хүсэлт илгээдэг - үүнд атомын цаг ашигладаг. Хөтөчөөс хариулт авсны дараа хиймэл дагуул (эсвэл тэдгээрийн хэсэг) радио долгион ийм хугацаанд хэр хол явсаныг тодорхойлдог. Объектын хөдөлгөөний хурдыг ижил төстэй аргаар хэмждэг - зөвхөн энд хэмжилт хийх нь арай илүү төвөгтэй юм.
Техникийн хүндрэлүүд
Бид хиймэл дагуулын навигаци нь газарзүйн координатыг тодорхойлох хамгийн дэвшилтэт арга гэдгийг бид тогтоосон. Гэсэн хэдий ч энэ технологийг практикт ашиглах нь хэд хэдэн техникийн хүндрэлүүд дагалддаг. Жишээлбэл, юу? Юуны өмнө энэ нь гаригийн таталцлын талбайн тархалтын жигд бус байдал юм - энэ нь хиймэл дагуулын дэлхийтэй харьцуулахад байрлалд нөлөөлдөг. Ижил өмч нь мөн онцлогтойуур амьсгал. Түүний нэгэн төрлийн бус байдал нь радио долгионы хурдад нөлөөлж болзошгүй тул холбогдох хэмжилтэнд алдаа гарч болзошгүй.
Техникийн өөр нэг бэрхшээл - хиймэл дагуулаас навигатор руу илгээсэн дохиог бусад газрын объектууд хаадаг. Иймээс өндөр барилгатай хотуудад системийг бүрэн ашиглахад хүндрэлтэй байна.
Хиймэл дагуулын практик хэрэглээ
Хиймэл дагуулын навигацийн системүүд нь хамгийн өргөн хүрээний хэрэглээг олдог. Олон талаараа - иргэний чиг баримжаа бүхий янз бүрийн арилжааны шийдлүүдийн элемент болгон. Энэ нь гэр ахуйн төхөөрөмж, жишээлбэл, олон үйлдэлт навигацийн медиа систем байж болно. Хиймэл дагуулын нөөцийг иргэний хэрэглээнээс гадна геодезист, зураг зүйч, тээврийн компаниуд болон төрийн янз бүрийн үйлчилгээ ашигладаг. Хиймэл дагуулыг геологичид идэвхтэй ашигладаг. Ялангуяа тэдэн тектоникийн дэлхийн ялтсуудын хөдөлгөөний динамикийг тооцоолоход ашиглаж болно. Хиймэл дагуулын навигаторуудыг маркетингийн хэрэгсэл болгон ашигладаг - газарзүйн байршлын аргуудыг багтаасан аналитикийн тусламжтайгаар компаниуд үйлчлүүлэгчдийнхээ бааз дээр судалгаа хийж, жишээлбэл, зорилтот зар сурталчилгаа явуулдаг. Мэдээжийн хэрэг, цэргийн байгууламжууд нь навигаторуудыг ашигладаг - яг үнэндээ тэд өнөөдөр хамгийн том навигацийн систем болох GPS болон ГЛОНАСС-ыг АНУ, Оросын арми нарын хэрэгцээнд зориулан бүтээжээ. Мөн энэ нь хиймэл дагуул ашиглах боломжтой газруудын бүрэн жагсаалт биш юм.
Орчин үеийн навигацисистем
Ямар навигацийн системүүд одоо ажиллаж байгаа эсвэл ашиглалтад орж байна вэ? Дэлхийн нийтийн зах зээлд бусад навигацийн систем болох GPS-ээс өмнө гарч ирсэн нэгээс эхэлье. Түүний хөгжүүлэгч, эзэмшигч нь АНУ-ын Батлан хамгаалах яам юм. GPS хиймэл дагуулаар холбогддог төхөөрөмжүүд нь дэлхий дээр хамгийн түгээмэл байдаг. Гол нь дээр хэлсэнчлэн Америкийн энэхүү навигацийн системийг орчин үеийн өрсөлдөгчдөөсөө өмнө зах зээлд нэвтрүүлсэнтэй холбоотой.
ГЛОНАСС идэвхтэй алдартай болж байна. Энэ бол Оросын навигацийн систем юм. Энэ нь эргээд ОХУ-ын Батлан хамгаалах яаманд харьяалагддаг. Нэг хувилбарын дагуу үүнийг GPS-тэй ижил жилүүдэд буюу 80-аад оны сүүл - 90-ээд оны эхээр боловсруулсан. Гэхдээ саяхан буюу 2011 онд олон нийтийн зах зээлд нэвтрүүлсэн. Навигацийн техник хангамжийн шийдлүүдийн улам олон үйлдвэрлэгчид төхөөрөмждөө GLONASS-ийн дэмжлэгийг хэрэгжүүлдэг.
БНХАУ-д бүтээгдсэн дэлхийн навигацийн "Beidou" систем нь ГЛОНАСС болон GPS-тэй нухацтай өрсөлдөж чадна гэж таамаглаж байна. Одоогийн байдлаар энэ нь зөвхөн үндэсний хэмжээнд үйл ажиллагаа явуулж байгаа нь үнэн. Зарим шинжээчдийн үзэж байгаагаар 2020 он гэхэд хангалттай тооны хиймэл дагуулууд тойрог замд гарах үед дэлхийн статусыг хүлээн авах боломжтой - ойролцоогоор 35. Beidou системийг хөгжүүлэх хөтөлбөр нь харьцангуй залуу - энэ нь зөвхөн 2000 онд эхэлсэн бөгөөд анхны хиймэл дагуулыг Хятадын хөгжүүлэгчид2007 онд эхэлсэн.
Европчууд ч гэсэн хоцрохыг хичээж байна. ГЛОНАСС навигацийн систем болон түүний Америкийн аналоги нь ойрын ирээдүйд GALILEO-той өрсөлдөх боломжтой. Европчууд 2020 он гэхэд тойрог замын биетийн шаардлагатай тооны нэгжид хиймэл дагуулуудыг байрлуулахаар төлөвлөж байна.
Навигацийн системийг хөгжүүлэх бусад ирээдүйтэй төслүүдийн дунд Энэтхэгийн IRNSS, мөн Японы QZSS-ийг дурдаж болно. Анхны өргөн сурталчилсан олон нийтийн мэдээллийн тухайд, хөгжүүлэгчид дэлхийн системийг бий болгох гэсэн зорилгын талаархи мэдээлэл хараахан гараагүй байна. IRNSS нь зөвхөн Энэтхэгийн нутаг дэвсгэрт үйлчилнэ гэж таамаглаж байна. Хөтөлбөр нь бас нэлээд залуу - анхны хиймэл дагуулыг 2008 онд тойрог замд оруулсан. Мөн Японы хиймэл дагуулын системийг гол төлөв хөгжиж буй орны үндэсний нутаг дэвсгэрийн дотор эсвэл зэргэлдээх газарт ашиглах төлөвтэй байна.
Байршил тогтоох нарийвчлал
Дээр бид хиймэл дагуулын навигацийн системийн үйл ажиллагаатай холбоотой хэд хэдэн бэрхшээлийг тэмдэглэсэн. Бидний нэрлэсэн гол зүйлүүдийн нэг нь тойрог замд хиймэл дагуулын байршил, эсвэл өгөгдсөн траекторийн дагуух хөдөлгөөн нь хэд хэдэн шалтгааны улмаас үнэмлэхүй тогтвортой байдлаар тодорхойлогддоггүй. Энэ нь навигаторуудын газарзүйн координатыг тооцоолох алдааг урьдчилан тодорхойлдог. Гэсэн хэдий ч энэ нь хиймэл дагуулын байршлыг зөв тогтооход нөлөөлдөг цорын ганц хүчин зүйл биш юм. Координатын тооцооны нарийвчлалд өөр юу нөлөөлдөг вэ?
Юуны өмнө хиймэл дагуул дээр суурилуулсан атомын цаг нь үргэлж үнэн зөв байдаггүй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Тэд боломжтой хэдий ч хангалттайжижиг боловч навигацийн системийн алдааны чанарт нөлөөлсөн хэвээр байна. Жишээлбэл, радио долгион хөдөлж байх хугацааг тооцоолоход хэдэн арван наносекундын түвшинд алдаа гарвал газрын объектын координатыг тодорхойлох алдаа нь хэдэн метр байж болно. Үүний зэрэгцээ орчин үеийн хиймэл дагуулууд нь атомын цагны үйл ажиллагааны алдааг харгалзан тооцоо хийх боломжтой төхөөрөмжтэй.
Навигацийн системийн нарийвчлалд нөлөөлж буй хүчин зүйлүүдийн нэг нь дэлхийн агаар мандлын нэг төрлийн бус байдал гэдгийг бид дээр дурдсан. Энэ баримтыг дэлхийн ойролцоох бүс нутгуудын хиймэл дагуулын үйл ажиллагаанд үзүүлэх нөлөөллийн талаархи бусад мэдээллээр нэмэх нь ашигтай байх болно. Манай гаригийн агаар мандал хэд хэдэн бүсэд хуваагддаг нь баримт юм. Ил задгай орон зайн хил дээр байдаг ионосфер нь тодорхой цэнэгтэй бөөмсийн давхаргаас бүрддэг. Тэд хиймэл дагуулаас илгээсэн радио долгионтой мөргөлдөж, хурдаа бууруулж, улмаар объект хүртэлх зайг алдаатай тооцоолж болно. Хиймэл дагуулын навигацийн хөгжүүлэгчид мөн ийм төрлийн харилцаа холбооны асуудлын эх үүсвэртэй ажиллаж байгааг анхаарна уу: тойрог замын төхөөрөмжийг ажиллуулах алгоритмууд нь дүрмээр бол радио долгионоор дамжин өнгөрөх онцлогийг харгалзан янз бүрийн залруулах хувилбаруудыг агуулдаг. тооцоонд ионосфер.
Үүл болон бусад агаар мандлын үзэгдлүүд нь навигацийн системийн нарийвчлалд нөлөөлдөг. Ионосфер дэх тоосонцортой адил дэлхийн агаарын бүрхүүлийн холбогдох давхаргад агуулагдах усны уур нь хурдад нөлөөлдөг.радио долгион.
Мэдээжийн хэрэг, GLONASS эсвэл GPS-ийн дотоод хэрэглээний хувьд, жишээлбэл, чиг үүрэг нь ихэвчлэн зугаатай байдаг навигацийн медиа систем гэх мэт нэгжүүдийн нэг хэсэг болох тохиолдолд координатыг тооцоолоход бага зэргийн алдаа гардаг. шүүмжлэлтэй биш. Гэхдээ хиймэл дагуулыг цэргийн зориулалтаар ашиглахдаа холбогдох тооцоо нь объектын бодит газарзүйн байршилтай яг тохирч байх ёстой.
Далайн навигацийн онцлог
Хамгийн орчин үеийн навигацийн тухай ярьсны дараа түүхийг товчхон тоймлон үзье. Та бүхний мэдэж байгаагаар энэ нэр томьёо анх навигаторуудын дунд гарч ирсэн. Далайн навигацийн системийн онцлог юу вэ?
Түүхэн талаас нь ярих юм бол далайчдын мэдэлд байгаа багаж хэрэгслийн хувьслыг тэмдэглэж болно. Анхны "техник хангамжийн шийдлүүд"-ийн нэг нь луужин байсан бөгөөд зарим шинжээчдийн үзэж байгаагаар 11-р зуунд зохион бүтээжээ. Навигацийн гол хэрэгсэл болох газрын зураглалыг мөн сайжруулсан. 16-р зуунд Жерард Меркатор ижил өнцөг бүхий цилиндр проекцийг ашиглах зарчимд үндэслэн газрын зураг зурж эхлэв. 19-р зуунд лог зохион бүтээгдсэн - хөлөг онгоцны хурдыг хэмжих чадвартай механик нэгж. Хорьдугаар зуунд радарууд далайчдын зэвсэглэлд, дараа нь сансрын холбооны хиймэл дагуулууд гарч ирэв. Далайн навигацийн хамгийн дэвшилтэт системүүд өнөөдөр ажиллаж байгаа бөгөөд ингэснээр хүн төрөлхтний сансрын хайгуулын үр шимийг хүртэж байна. Тэдний ажлын мөн чанар юу вэ?
Зарим мэргэжилтнүүд үүнд итгэдэгОрчин үеийн далайн навигацийн системийг тодорхойлдог гол онцлог нь хөлөг онгоцонд суурилуулсан стандарт тоног төхөөрөмж нь элэгдэл, усны эсэргүүцэл маш өндөр байдаг. Энэ нь нэлээд ойлгомжтой - хуурай газраас олон мянган километрийн зайд нээлттэй аялал хийсэн хөлөг онгоц тоног төхөөрөмж нь гэнэт доголдох нөхцөл байдалд орох боломжгүй юм. Соёл иргэншлийн нөөц бололцоотой хуурай газар бүх зүйлийг засч болно, харин далайд бол асуудалтай.
Далайн навигацийн системд өөр ямар онцлог шинж чанарууд байдаг вэ? Стандарт тоног төхөөрөмж нь заавал байх ёстой шаардлагаас гадна элэгдэлд тэсвэртэй, дүрмээр бол хүрээлэн буй орчны тодорхой параметрүүдийг (гүн, усны температур гэх мэт) засахад тохирсон модулиудыг агуулдаг. Түүнчлэн, далайн навигацийн систем дэх хөлөг онгоцны хурдыг хиймэл дагуулаар биш, харин стандарт аргаар тооцдог хэвээр байна.
