Sistem navigasi. Sistem Navigasi laut

peralatan navigasi adalah berbagai jenis dan modifikasi. Ada sistem yang dimaksudkan untuk digunakan dalam kondisi laut terbuka, sementara yang lain disesuaikan dengan massa luas pengguna, mempekerjakan Navigators sebagian besar untuk tujuan hiburan. Apa sistem navigasi?

Apa navigasi?

Istilah "navigasi" adalah asal Latin. kata Navigo berarti "mengambang di kapal." Jadi awalnya itu hampir identik dengan pengiriman atau navigasi. Tetapi dengan perkembangan teknologi yang memfasilitasi jalur sirkulasi kapal di lautan, dengan munculnya penerbangan, teknologi ruang angkasa, istilah secara signifikan telah memperluas berbagai kemungkinan interpretasi.

Hari ini, di bawah navigasi berarti proses dimana seseorang tunduk pada kontrol tertentu, atas dasar koordinat spasial. navigasi yaitu terdiri dari dua prosedur - kontrol langsung, serta rendering jalur optimal dari objek.

navigasi jenis

Klasifikasi jenis navigasi sangat luas. ahli modern mengidentifikasi mengikuti varietas utama:

- mobil;

- astronomi;

- navigasi hewan;

- udara;

- ruang;

- laut;

- navigasi radio;

- satelit;

- bawah tanah;

- informasi;

- inersia.

Beberapa jenis navigasi terkait erat - terutama karena sifat umum dari terlibat teknologi. Misalnya, navigasi mobil sering menggunakan instrumen khas untuk satelit.

Ada jenis campuran di mana beberapa sumber daya teknologi yang digunakan secara bersamaan, seperti, untuk sistem misalnya, navigasi dan informasi. Mereka mungkin menjadi kunci, seperti satelit sumber daya tersebut. Namun, tujuan akhir dari menggunakan mereka untuk memasok kelompok sasaran pengguna dengan informasi yang diperlukan.

sistem navigasi

Yang sesuai jenis bentuk navigasi, sebagai suatu peraturan, nama yang sama dari sistem. Ada, dengan demikian, sistem navigasi mobil, laut, ruang, dll Definisi istilah ini juga hadir dalam komunitas ahli. Sebuah sistem navigasi, menurut penafsiran umum - koleksi berbagai jenis peralatan (dan jika berlaku - dan perangkat lunak) yang memungkinkan Anda untuk menentukan posisi objek, serta untuk menghitung rutenya. toolkit bisa berbeda di sini. Tetapi pada kebanyakan kasus, sistem ditandai dengan komponen dasar berikut seperti:

- kartu (biasanya elektronik);

- sensor, satelit dan unit lainnya untuk menghitung koordinat;

- benda non-sistem yang menyediakan informasi tentang lokasi geografis target;

- hardware dan perangkat lunak analisis satuan, data input dan output dan menghubungkan tiga bahan pertama.

Sebagai aturan, struktur mereka atau sistem lain disesuaikan dengan kebutuhan pengguna akhir. Beberapa jenis solusi dapat ditekankan dikembangkan ke arah bagian program, atau, sebaliknya, hardware. Misalnya, populer di sistem navigasi Rusia "Navitel" - ini lebih lembut. Hal ini dirancang untuk menggunakan berbagai warga, memiliki berbagai macam perangkat mobile - laptop, tablet, smartphone.

Navigasi dengan satelit

Setiap sistem navigasi mengasumsikan, pertama-tama, menentukan koordinat sebuah obyek - biasanya geografis. Secara historis, alat manusia dalam hal ini terus-menerus ditingkatkan. Saat ini, sistem navigasi yang paling canggih - satelit. struktur mereka diwakili oleh satu set peralatan presisi tinggi, bagian dari yang terletak di Bumi, yang lain - berputar di orbit. sistem navigasi satelit modern dapat menghitung tidak hanya koordinat geografis objek tetapi juga kecepatan dan arah gerakannya.

Elemen navigasi satelit

Komposisi sistem masing-masing mencakup unsur-unsur utama berikut: konstelasi satelit, unit berbasis darat mengukur koordinasi benda orbital, dan pertukaran informasi dengan mereka, perangkat untuk pengguna akhir (Navigators), dilengkapi dengan perangkat lunak yang diperlukan, dalam beberapa kasus - peralatan tambahan untuk memperbaiki koordinat geografis (GSM-menara saluran online, beacon radio, dll).

Bagaimana navigasi satelit

Bagaimana sistem navigasi satelit? Dasar dari operasi - pengukuran algoritma jarak dari objek ke satelit. Yang terakhir ini terletak di orbit hampir tanpa mengubah posisinya, dan karena posisi mereka selalu relatif konstan untuk Bumi. Dalam Navigator, angka yang sesuai diletakkan. Menemukan satelit dan setelah terhubung dengannya (atau beberapa), aparat menentukan, pada gilirannya, posisi geografis. Dasar metode di sini - perhitungan jarak dengan kecepatan gelombang radio berbasis satelit. objek Orbital mengirimkan permintaan ke bumi dengan akurasi yang luar biasa dari waktu ke waktu - menggunakan jam atom. Menerima respon dari navigator, satelit (atau kelompok daripadanya) menentukan jarak dalam periode waktu tertentu sempat melewati gelombang radio. Demikian pula, kecepatan diukur dari objek - pengukuran hanya sedikit lebih rumit.

kesulitan teknis

Kami telah menentukan bahwa navigasi satelit - yang paling sempurna untuk metode hari ini menentukan koordinat geografis. Namun, penggunaan praktis dari teknologi ini disertai oleh sejumlah kesulitan teknis. Apa, misalnya? Pertama-tama, itu adalah heterogenitas distribusi medan gravitasi planet - ini mempengaruhi posisi satelit relatif terhadap Bumi. Properti serupa juga ditandai dengan atmosfer. heterogenitas yang dapat mempengaruhi kecepatan gelombang radio, yang mengapa dalam dimensi masing-masing mungkin rusak.

kesulitan teknis lain - sinyal yang dikirim dari satelit untuk navigator, sering terhalang oleh benda-benda darat lainnya. Akibatnya, penuh penggunaan sistem di kota-kota dengan gedung-gedung tinggi adalah sulit.

penggunaan praktis satelit

sistem navigasi satelit yang menemukan berbagai aplikasi. Dalam banyak hal - sebagai unsur dari berbagai solusi komersial orientasi sipil. Hal ini dapat sebagai peralatan rumah, dan misalnya, sistem navigasi media yang multifungsi. Terlepas dari penggunaan sipil, satelit sumber daya yang surveyor, ahli di bidang kartografi, perusahaan transportasi, berbagai pelayanan publik. Ahli geologi yang aktif terlibat satelit. Secara khusus, mereka dapat digunakan untuk menghitung pergerakan tektonik dinamis pelat bumi. Digunakan navigator satelit dan sebagai alat pemasaran - dengan bantuan intelijen, di mana ada metode geopositioning, perusahaan melakukan penelitian dari basis pelanggan mereka, serta, misalnya, iklan bertarget langsung. Tentu saja, menggunakan navigator dan militer - mereka, pada kenyataannya, mengembangkan utama sistem navigasi hari ini, GPS dan GLONASS - untuk kebutuhan Angkatan Darat AS dan Rusia masing-masing. Dan ini bukan daftar lengkap dari daerah di mana satelit dapat digunakan.

sistem navigasi modern

sistem navigasi yang berfungsi saat ini termasuk aktif atau berada dalam tahap penyebaran? Mari kita mulai dengan salah satu yang muncul di pasar publik global lebih awal dari sistem navigasi lainnya - GPS. pengembang dan pemilik - Departemen Pertahanan AS. Perangkat yang berkomunikasi melalui GPS-satelit - yang paling umum di dunia. Terutama karena, seperti yang kita katakan di atas, sistem navigasi AS telah diperkenalkan ke pasar lebih awal dari pesaing saat ini.

Aktif mendapatkan popularitas GLONASS. Ini adalah - sistem navigasi Rusia. Itu milik, pada gilirannya, Kementerian Pertahanan Federasi Rusia. Ini dirancang, menurut satu versi, tentang periode sama dengan GPS - di akhir 80-an - awal 90-an. Namun, pasar umum telah dibesarkan baru-baru ini 2011. Semakin banyak produsen solusi perangkat keras untuk melaksanakan navigasi dukungan GLONASS di perangkat mereka.

Hal ini diasumsikan bahwa kompetisi serius untuk GLONASS dan GPS dapat membuat sistem navigasi global "Beidou", dikembangkan di Cina. Namun, pada saat itu hanya bekerja sebagai nasional. Status global itu bisa, menurut beberapa analis, pada tahun 2020, ketika orbit satelit cukup akan ditampilkan - sekitar 35. "Beidou" Program pengembangan sistem relatif muda - itu baru saja dimulai pada tahun 2000, dan satelit pertama diluncurkan pada pengembang Cina 2007.

Berusaha untuk menjaga Eropa. Sistem navigasi GLONASS dan mitra Amerika di masa mendatang mungkin masuk ke dalam persaingan dengan GALILEO. Terbuka konstelasi satelit dalam jumlah yang tepat dari objek orbital unit Eropa berencana pada tahun 2020.

Di antara proyek-proyek yang menjanjikan lainnya untuk pengembangan sistem navigasi dapat dicatat India IRNSS, dan QZSS Jepang. Mengenai informasi publik pertama dipublikasikan secara luas tentang niat pengembang untuk menciptakan sebuah sistem global yang belum. Hal ini diasumsikan bahwa IRNSS akan melayani hanya wilayah India. Program ini juga cukup muda - satelit pertama itu dimasukkan ke dalam orbit pada tahun 2008. sistem satelit Jepang diharapkan akan digunakan terutama di wilayah nasional negara atau pengembang berdekatan dengan itu.

akurasi posisi

Di atas kami mencatat sejumlah kesulitan yang relevan dengan operasi sistem navigasi satelit. Di antara utama, apa yang kita disebut - lokasi satelit di orbit, atau gerakan mereka ke jalan yang diinginkan tidak selalu ditandai dengan stabilitas mutlak sejumlah alasan. Perhitungan ini menentukan gangguan fungsi koordinat geografis di Navigator. Namun, ini bukan satu-satunya faktor yang mempengaruhi posisi yang benar oleh satelit. Apa lagi mempengaruhi akurasi penghitungan koordinat?

Pertama-tama, perlu dicatat - mereka jam atom yang diinstal pada satelit tidak selalu sepenuhnya akurat. Mereka mungkin, meskipun sangat kecil, tapi masih mempengaruhi kualitas kesalahan sistem navigasi. Sebagai contoh, jika ketika menghitung waktu di mana gelombang radio bergerak, akan Anda membuat kesalahan di tingkat puluhan nanodetik, ketidaktelitian dalam penentuan koordinat target darat dapat beberapa meter. Namun, dalam satelit modern memiliki instrumen yang memungkinkan untuk perhitungan, bahkan memperhitungkan kemungkinan kesalahan dalam jam atom.

Di atas kami mencatat bahwa salah satu faktor yang mempengaruhi keakuratan sistem navigasi - heterogenitas atmosfer bumi. Ini akan berguna untuk melengkapi fakta informasi ini lain yang berkaitan dengan dampak dari bidang dekat Bumi pada pengoperasian satelit. Fakta bahwa atmosfer planet kita dibagi menjadi beberapa zona. Salah satu yang benar-benar di batas dengan ruang bebas - ionosfer - terdiri dari lapisan partikel yang memiliki muatan tertentu. Mereka mengganggu gelombang radio, satelit mengirimkan, dapat mengurangi kecepatan mereka, dimana jarak ke objek dapat dihitung dengan kesalahan. Perhatikan bahwa dengan jenis sumber masalah komunikasi pengembang pekerjaan navigasi satelit: dalam algoritma dari peralatan orbital biasanya dimasukkan berbagai jenis skenario korektif, dengan mempertimbangkan dalam perhitungan berlalunya gelombang radio melalui ionosfer.

Awan dan fenomena atmosfer lainnya juga dapat mempengaruhi keakuratan sistem navigasi. Uap air hadir dalam masing-masing lapisan udara selubung bumi, serta partikel di ionosfer, mempengaruhi kecepatan gelombang radio.

Tentu saja, dengan memperhatikan penggunaan GLONASS domestik atau GPS dalam komposisi unit tersebut, seperti sistem media navigasi, yang berfungsi dalam banyak cara yang menghibur, beberapa ketidakakuratan kecil di koordinat salah perhitungan tidak kritis. Tapi ketika penggunaan militer satelit sesuai perhitungan idealnya harus relevan dengan posisi geografis nyata benda.

Fitur navigasi laut

Setelah berbicara tentang jenis yang paling modern navigasi, kita mengambil pesiar singkat ke dalam sejarah. Seperti diketahui, istilah itu sendiri, disebut, untuk pertama kalinya muncul di lingkungan pelaut. Fitur apa yang ditandai dengan sistem navigasi laut?

Berbicara tentang aspek sejarah, adalah mungkin untuk dicatat evolusi instrumen di pembuangan para pelaut. Salah satu yang pertama "solusi hardware" adalah sebuah kompas, yang dianggap oleh beberapa ahli telah diciptakan pada abad XI. Proses pemetaan, navigasi sebagai instrumen kunci juga meningkat. Pada abad XVI Gerard Mercator mulai memetakan berdasarkan pada prinsip penerapan proyeksi silinder dengan sudut yang sama. Pada abad XIX itu diciptakan oleh lag - unit mekanik yang mampu mengukur kecepatan kapal. Pada abad kedua puluh di gudang pelaut muncul radar, dan kemudian satelit komunikasi ruang angkasa. Sistem navigasi laut yang paling canggih saat ini beroperasi, sehingga menuai manfaat dari eksplorasi ruang angkasa oleh manusia. Apa spesifik dari pekerjaan mereka?

Beberapa ahli percaya bahwa fitur utama yang ditandai dengan sistem navigasi laut modern - perlengkapan standar dipasang di kapal, memiliki ketahanan yang sangat tinggi terhadap abrasi dan air. Hal ini dapat dimengerti - tidak mungkin untuk kapal dalam ribuan renang terbuka mil dari tanah, itu dalam situasi ketika peralatan gagal tiba-tiba. Di tanah, di mana akses - sumber daya peradaban, semuanya bisa diperbaiki, di laut - yang bermasalah.

Apa karakteristik penting lainnya memiliki sistem navigasi laut? peralatan permanen, di samping persyaratan wajib - ketahanan aus biasanya terdiri modul disesuaikan dengan fiksasi beberapa parameter lingkungan (kedalaman, suhu air, dll). Juga, kecepatan kapal dalam sistem navigasi laut, dalam banyak kasus masih belum dihitung satelit dan metode biasa.