Système de navigation. Marine Systèmes de Navigation

L'équipement de navigation est une grande variété de types et modifications. Il existe des systèmes destinés à être utilisés dans des conditions de mer, tandis que d'autres sont adaptées aux grandes masses d'utilisateurs, emploie Navigators en grande partie à des fins de divertissement. Quels sont le système de navigation?

Qu'est-ce que la navigation?

Le terme « navigation » est d'origine latine. mot signifie Navigo « flottant sur le bateau. » Donc, d'abord, il était pratiquement synonyme d'expédition ou de navigation. Mais avec le développement des technologies qui facilitent la voie de circulation des navires sur les océans, avec l'avènement de l'aviation, la technologie spatiale, le terme a considérablement élargi l'éventail des interprétations possibles.

Aujourd'hui, sous la navigation: le processus par lequel une personne est soumise à certains contrôles, sur la base de ses coordonnées spatiales. À savoir la navigation se compose de deux procédures – contrôle direct, ainsi que rendant le chemin optimal de l'objet.

types de navigation

La classification des types de navigation est très vaste. experts modernes identifient les principales variétés suivantes ses:

– voiture;

– astronomique;

– la navigation animale;

– l'air;

– l'espace;

– mer;

– la navigation radio;

– satellite;

– sous-sol;

– l'information;

– inertiel.

Certains de ces types de navigation sont étroitement liés – principalement en raison de la généralité des technologies utilisées. Par exemple, une navigation automobile utilise souvent des instruments typiques pour le satellite.

Il existe plusieurs types mixtes dans lesquels plusieurs ressources technologiques sont utilisées simultanément, comme, par exemple, la navigation et les systèmes d'information. Ils peuvent être la clé, comme satellite de ces ressources. Cependant, le but ultime de les utiliser pour fournir les groupes cibles des utilisateurs les informations nécessaires.

Système de navigation

Le type correspondant de formes de navigation, en règle générale, le même nom du système. Il y a donc un système de navigation automobile, mer, espace, etc. La définition de ce terme est également présent dans la communauté des experts. Système de navigation, selon l'interprétation commune – une collection de divers types d'équipements (et le cas échéant – et le logiciel) qui vous permettent de déterminer la position de l'objet, ainsi que de calculer son itinéraire. La boîte à outils peut être différent ici. Mais dans la plupart des cas, le système caractérisé par les éléments de base suivants, tels que:

– les cartes (généralement par voie électronique);

– des capteurs, des satellites et d'autres unités de calcul de coordonnées;

– les objets non-système qui fournissent des informations sur l'emplacement géographique de la cible;

– l'unité d'analyse matérielle et logicielle, l'entrée de données et une sortie et reliant les trois premiers ingrédients.

En règle générale, la structure de ceux-ci ou d'autres systèmes adaptés aux besoins des utilisateurs finaux. Certains types de solutions peuvent être développées accentué vers une partie de programme, ou, à l'inverse, le matériel. Par exemple, populaire dans le système de navigation russe « Navitel » – ce qui est plus doux. Il est conçu pour utiliser un large éventail de citoyens, de posséder différents types d'appareils mobiles – ordinateurs portables, tablettes, smartphones.

Navigation par satellite

Tout système de navigation suppose, tout d'abord déterminer les coordonnées d'un objet – généralement géographique. Historiquement, les outils de l'homme à cet égard a été constamment amélioré. Aujourd'hui, les systèmes de navigation les plus avancés – satellite. Leur structure est représentée par un ensemble d'équipements de haute précision, une partie qui est située sur la terre, l'autre – tourne en orbite. Les systèmes de navigation par satellite modernes peuvent calculer non seulement les coordonnées géographiques de l'objet, mais aussi la vitesse et la direction de son mouvement.

Éléments de navigation par satellite

La composition des systèmes respectifs comprennent les éléments de base suivants: constellation de satellites, des unités terrestres de mesure de coordonnées des objets orbitaux et l'échange d'informations avec les dispositifs de l'utilisateur final (navigateur), équipé du logiciel nécessaire, dans certains cas – accessoires pour la spécification des coordonnées géographiques (GSM-tour canaux en ligne, des balises radio, etc.).

Comment fonctionne la navigation par satellite

Comment un système de navigation par satellite? La base de l'opération – distance de l'algorithme de mesure de l'objet à des satellites. Ce dernier se trouve dans une orbite presque sans changer sa position, et parce que leur position est toujours constante par rapport à la Terre. Dans le navigateur, les chiffres correspondants disposés. Trouver le satellite et avoir relié à celui-ci (ou multiple), l'appareil détermine, à son tour, sa position géographique. La méthode de base ici – le calcul de la distance par rapport à la vitesse des ondes radio par satellite. objet orbital envoie une requête à la Terre avec une précision exceptionnelle au fil du temps – il utilise une horloge atomique. Réception d'une réponse à partir du navigateur, le satellite (ou un groupe de ceux-ci) détermine une distance dans une certaine période de temps a eu le temps de transmettre l'onde radio. De même, la vitesse mesurée de l'objet – la mesure est seulement un peu plus compliqué.

difficultés techniques

Nous avons déterminé que la navigation par satellite – la plus parfaite pour la méthode aujourd'hui de déterminer les coordonnées géographiques. Cependant, l'utilisation pratique de cette technologie est accompagnée d'un certain nombre de difficultés techniques. Qu'est-ce, par exemple? Tout d'abord, il est l'hétérogénéité de la répartition du champ gravitationnel de la planète – ce qui affecte la position du satellite par rapport à la Terre. Une propriété similaire est également caractérisée par l'atmosphère. Son hétérogénéité peut affecter la vitesse des ondes radio, ce qui explique pourquoi dans les dimensions respectives peuvent ne pas fonctionner correctement.

Une autre difficulté technique – le signal envoyé par le satellite au navigateur, souvent obstrué par d'autres objets terrestres. En conséquence, l'utilisation complète du système dans les villes avec des bâtiments de grande taille est difficile.

Utilisation pratique des satellites

Les systèmes de navigation par satellite trouvent un large éventail d'applications. À bien des égards – en tant qu'élément d'une variété de solutions commerciales d'orientation civile. Il peut être que les appareils électroménagers, et par exemple, le système de navigation multimédia multifonctions. En dehors de l'utilisation civile, les satellites de ressources sont géomètres, experts dans le domaine de la cartographie, les entreprises de transport, divers services publics. Les géologues sont des satellites activement. En particulier, ils peuvent être utilisés pour calculer le mouvement tectonique dynamique des plaques de terre. Sont utilisés des navigateurs satellites et comme un outil de marketing – avec l'aide de l'intelligence, où il existe des méthodes de géolocalisation, les entreprises effectuent des recherches de leur clientèle, ainsi que, par exemple, la publicité ciblée directe. Bien sûr, utiliser les navigateurs et les militaires – ils, en effet, mis au point un système de navigation importante aujourd'hui, GPS et GLONASS – pour les besoins de l'armée américaine et la Russie respectivement. Et ce n'est pas une liste exhaustive des domaines dans lesquels les satellites peuvent être utilisés.

Les systèmes de navigation modernes

Quels sont les systèmes de navigation fonctionnent aujourd'hui, y compris en cours ou en phase de déploiement? Commençons par celui qui est apparu sur le marché public mondial plus tôt que d'autres systèmes de navigation – GPS. Son développeur et propriétaire – le département américain de la Défense. Les appareils qui communiquent à travers les GPS-satellites – les plus courants dans le monde. Principalement parce que, comme nous l'avons dit plus haut, le système de navigation des États-Unis a été introduit sur le marché plus tôt que ses concurrents actuels.

gagnant activement GLONASS popularité. Ceci est – le système de navigation russe. Il appartient, à son tour, le ministère de la Défense de la Fédération de Russie. Il a été conçu, selon une version, de la même période que celle du GPS – à la fin des années 80 – début des années 90. Toutefois, le marché public a été élevé récemment, en 2011. De plus en plus les fabricants de solutions matérielles pour la mise en œuvre aide à la navigation GLONASS dans leurs appareils.

On suppose qu'une concurrence sérieuse pour GLONASS et GPS peut faire un système mondial de navigation « Beidou », développé en Chine. Cependant, au moment où il ne fonctionne que comme un ressortissant. le statut mondial, il peut obtenir, selon certains analystes, d'ici 2020, lorsque les assez orbite des satellites seront affichés – environ 35 programme de développement du système « Beidou » est relativement jeune – il ne fait que commencer en 2000, et le premier satellite lancé dans les développeurs chinois 2007.

Essayer de garder les Européens. Le système de navigation GLONASS et son homologue américain dans un avenir prévisible pourrait bien entrer en concurrence avec GALILEO. constellation de satellites ouverte à la bonne quantité d'unités d'objets orbitaux Européens prévoient d'ici 2020.

Parmi d'autres projets prometteurs pour le développement des systèmes de navigation peut être noté IRNSS Indien, et QZSS japonais. En ce qui concerne la première information largement médiatisée sur les intentions du développeur de créer encore un système global. On suppose que IRNSS ne servira le territoire de l'Inde. Le programme est aussi très jeune – le premier satellite a été mis en orbite en 2008. système satellite japonais devrait être utilisé principalement sur le territoire national du pays ou le promoteur adjacent.

précision de positionnement

Au-dessus, nous avons noté un certain nombre de difficultés qui sont pertinentes pour le fonctionnement des systèmes de navigation par satellite. Parmi les principaux, ce que nous appelons – l'emplacement des satellites en orbite, ou leur mouvement à la trajectoire souhaitée est pas toujours caractérisée par la stabilité absolue d'un certain nombre de raisons. Ce calcul détermine un dysfonctionnement de coordonnées géographiques dans le navigateur. Cependant, ce n'est pas le seul facteur influençant le positionnement correct par satellite. Ce qui affecte encore la précision du calcul des coordonnées?

Tout d'abord, il convient de noter – ces horloges atomiques qui sont installés sur les satellites ne sont pas toujours tout à fait exact. Ils sont possibles, bien que très petite, mais affectent encore la qualité des erreurs du système de navigation. Par exemple, si le calcul du temps dans lequel une onde radio est en mouvement, vous faites une erreur au niveau de dizaines de nanosecondes, l'imprécision dans la détermination des coordonnées des cibles au sol peut atteindre plusieurs mètres. Cependant, dans les satellites modernes sont des instruments qui permettent de calculer, même en tenant compte d'éventuelles erreurs dans l'horloge atomique.

Au-dessus, nous avons noté que, parmi les facteurs qui influent sur la précision des systèmes de navigation – hétérogénéité de l'atmosphère de la Terre. Il sera utile de compléter ce fait d'autres informations relatives à l'impact des champs près de la Terre sur le fonctionnement des satellites. Le fait que l'atmosphère de notre planète est divisée en plusieurs zones. Celui qui est en fait à la limite avec l'espace libre – ionosphère – se compose d'une couche de particules présentant une certaine charge. Ils interfèrent avec les ondes radio, le satellite envoie, peuvent réduire leur vitesse, de sorte que la distance à l'objet peut être calculée avec une erreur. Notez que ce type de source de problèmes de communication les développeurs de travail de navigation par satellite: dans les algorithmes de l'équipement orbital sont généralement incorporés divers types de scénarios de correction, en tenant compte dans le calcul du passage des ondes radio dans l'ionosphère.

Les nuages et autres phénomènes atmosphériques peuvent également affecter la précision des systèmes de navigation. La vapeur d'eau présente dans les couches respectives de l'air de la gaine de la terre, ainsi que les particules dans l'ionosphère, affecte la vitesse des ondes radio.

Bien sûr, en ce qui concerne GLONASS ou GPS usage domestique dans la composition de ces unités, telles que le système multimédia de navigation, qui fonctionne à bien des égards sont divertissants, quelques petites inexactitudes dans les coordonnées des erreurs de calcul ne sont pas critiques. Mais lorsque l'utilisation militaire des satellites calculs correspondants devraient idéalement être pertinents pour la vraie position géographique des objets.

Caractéristiques de la navigation maritime

Après avoir parlé de la plupart des types de navigation moderne, nous prenons une brève incursion dans l'histoire. Comme on le sait, le terme lui-même, appelé, pour la première fois apparu dans l'environnement marin. Quelles sont les caractéristiques sont caractérisés par des systèmes de navigation maritime?

En parlant de l'aspect historique, il est possible de noter l'évolution des instruments à la disposition des marins. L'un des premiers « solution matérielle » était une boussole, qui est considéré par certains experts ont été inventé au XIe siècle. La cartographie des processus, la navigation comme des instruments clés sont également améliorés. Dans XVIe siècle Gerard Mercator a commencé à la carte basée sur le principe de l'application de la projection cylindrique avec des angles égaux. Au XIXe siècle, il a été inventé par le décalage – une unité mécanique capable de mesurer la vitesse des navires. Au XXe siècle dans l'arsenal des marins est apparu radar, puis les satellites de communication spatiale. Les plus avancés systèmes de navigation maritime maintenant d'exploitation, récoltant ainsi les avantages de l'exploration spatiale par l'homme. Quelles sont les spécificités de leur travail?

Certains experts estiment que la principale caractéristique est caractérisé par le système de navigation maritime moderne – équipement standard installé sur le navire, a une très haute résistance à l'abrasion et à l'eau. Cela est compréhensible – il est impossible de livrer dans les milliers de natation de miles de la terre, il était dans une situation où l'équipement échoue de manière inattendue. Sur le terrain, où l'accès – les ressources de la civilisation, tout peut être fixé, dans la mer – est problématique.

Quels sont les autres caractéristiques notables ont système de navigation maritime? Les équipements permanents, en plus des exigences obligatoires – résistance à l'usure comprend généralement des modules adaptés à la fixation de certains paramètres environnementaux (profondeur, température de l'eau, etc.). En outre, la vitesse du navire dans les systèmes de navigation maritime, dans de nombreux cas pas encore calculé les satellites et les méthodes régulières.