Navigatsiya uskunalari har xil turdagi va modifikatsiyalarga ega. Ochiq dengizda foydalanish uchun mo'ljallangan tizimlar mavjud, boshqalari ko'p jihatdan ko'ngilochar maqsadlarda navigatorlardan foydalangan holda keng omma uchun moslashtirilgan. Navigatsiya tizimlari nima?
Navigatsiya nima?
"navigatsiya" atamasi lotin tilidan olingan. Navigo so'zi "Men kemada suzib ketyapman" degan ma'noni anglatadi. Ya'ni, dastlab bu yuk tashish yoki navigatsiyaning sinonimi edi. Ammo kemalarning okeanlarda harakatlanishini osonlashtiradigan texnologiyalarning rivojlanishi, aviatsiya, kosmik texnologiyalarning paydo bo'lishi bilan atama mumkin bo'lgan talqinlar doirasini sezilarli darajada kengaytirdi.
Bugungi kunda navigatsiya deganda odam ob'ektni uning fazoviy koordinatalari asosida boshqaradigan jarayon tushuniladi. Ya'ni, navigatsiya ikkita protseduradan iborat - bu to'g'ridan-to'g'ri nazorat qilish, shuningdek, ob'ektning optimal yo'lini noto'g'ri hisoblash.
Navigatsiya turlari
Navigatsiya turlarining tasnifi juda keng. Zamonaviy mutaxassislar quyidagi asosiy navlarni ajratib ko'rsatishadi:
- avtomobil;
- astronomik;
- bionavigatsiya;
- havo;
- bo'sh joy;
- dengiz;
- radio navigatsiya;
- sun'iy yo'ldosh;
- yer osti;
- axborot;
- inertial.
Yuqoridagi navigatsiya turlarining ba'zilari bir-biri bilan chambarchas bog'liq - bu asosan qo'llaniladigan texnologiyalarning umumiyligi tufayli. Masalan, avtomobil navigatsiyasi ko‘pincha sun’iy yo‘ldoshga tegishli vositalardan foydalanadi.
Aralashgan turlar mavjud, ular ichida bir vaqtning o'zida bir nechta texnologik resurslar, masalan, navigatsiya va axborot tizimlari ishlatiladi. Shunday qilib, sun'iy yo'ldosh aloqa resurslari ularda asosiy bo'lishi mumkin. Biroq, ularni jalb qilishning yakuniy maqsadi maqsadli foydalanuvchilar guruhlarini kerakli ma'lumotlar bilan ta'minlash bo'ladi.
Navigatsiya tizimlari
Tegishli navigatsiya turi, qoida tariqasida, bir xil nomdagi tizimni hosil qiladi. Shunday qilib, avtomobil navigatsiya tizimi, dengiz, kosmik va boshqalar mavjud. Ushbu atamaning ta'rifi ekspertlar hamjamiyatida ham mavjud. Navigatsiya tizimi, umumiy talqinga muvofiq, ob'ektning o'rnini aniqlashga, shuningdek uning yo'nalishini hisoblashga imkon beradigan har xil turdagi uskunalar (va agar mavjud bo'lsa, dasturiy ta'minot) birikmasidir. Bu erda asboblar to'plami boshqacha bo'lishi mumkin. Ammo aksariyat hollarda tizimlar quyidagi asosiy komponentlarning mavjudligi bilan tavsiflanadi, masalan:
- kartalar (odatda elektron shaklda);
- datchiklar, sun'iy yo'ldoshlar vakoordinatalarni hisoblash uchun boshqa agregatlar;
- maqsadning geografik joylashuvi haqida ma'lumot beruvchi tizimdan tashqari ob'ektlar;
- ma'lumotlarni kiritish va chiqarishni ta'minlaydigan, shuningdek, dastlabki uchta komponentni bog'laydigan apparat-dasturiy tahlil birligi.
Qoida tariqasida, ma'lum tizimlarning tuzilishi oxirgi foydalanuvchilarning ehtiyojlariga moslashtirilgan. Yechimlarning ayrim turlarini dasturiy qismga yoki aksincha, apparat qismiga qaratish mumkin. Misol uchun, Rossiyada mashhur bo'lgan Navitel navigatsiya tizimi asosan dasturiy ta'minotdir. U turli turdagi mobil qurilmalar - noutbuklar, planshetlar, smartfonlarga ega bo'lgan fuqarolarning keng doirasi foydalanishi uchun mo'ljallangan.
Sun'iy yo'ldosh orqali navigatsiya
Har qanday navigatsiya tizimi, birinchi navbatda, ob'ektning koordinatalarini aniqlashni o'z ichiga oladi - odatda geografik. Tarixan bu boradagi insoniy qurollar doimo takomillashtirilib borgan. Bugungi kunda eng ilg'or navigatsiya tizimlari sun'iy yo'ldosh hisoblanadi. Ularning tuzilishi yuqori aniqlikdagi uskunalar majmuasi bilan ifodalanadi, ularning bir qismi Yerda joylashgan, ikkinchi qismi esa orbitada aylanadi. Zamonaviy sun'iy yo'ldosh navigatsiya tizimlari nafaqat geografik koordinatalarni, balki ob'ektning tezligini, shuningdek uning harakat yo'nalishini ham hisoblashga qodir.
Sun'iy yo'ldosh navigatsiya elementlari
Tegishli tizimlar quyidagi asosiy elementlarni o'z ichiga oladi: sun'iy yo'ldoshlar turkumi, orbital ob'ektlarni muvofiqlashtirishni o'lchash va ular bilan ma'lumot almashish uchun yerga asoslangan birliklar, oxirgi foydalanuvchi uchun qurilmalar(navigatorlar) zarur dasturiy ta'minot bilan jihozlangan, ba'zi hollarda - geografik koordinatalarni aniqlash uchun qo'shimcha uskunalar (GSM minoralari, Internet kanallari, radiomayoqlar va boshqalar).
Sun'iy yo'ldosh navigatsiyasi qanday ishlaydi
Sun'iy yo'ldosh navigatsiya tizimi qanday ishlaydi? Uning ishining markazida ob'ektdan sun'iy yo'ldoshlargacha bo'lgan masofani o'lchash algoritmi yotadi. Ikkinchisi orbitada deyarli o'z pozitsiyasini o'zgartirmasdan joylashgan va shuning uchun ularning Yerga nisbatan koordinatalari doimo doimiydir. Navigatorlarda tegishli raqamlar qo'yiladi. Sun'iy yo'ldoshni topish va unga ulanish (yoki bir vaqtning o'zida bir nechta), qurilma, o'z navbatida, uning geografik o'rnini aniqlaydi. Bu erda asosiy usul radio to'lqinlarining tezligidan kelib chiqib, sun'iy yo'ldoshlargacha bo'lgan masofani hisoblashdir. Orbitadagi ob'ekt Yerga so'rovni ajoyib vaqt aniqligi bilan yuboradi - buning uchun atom soatlari qo'llaniladi. Navigatordan javob olgandan so'ng, sun'iy yo'ldosh (yoki ularning bir guruhi) radio to'lqini falon vaqt oralig'ida qancha masofani bosib o'tganligini aniqlaydi. Ob'ektning harakat tezligi xuddi shunday tarzda o'lchanadi - bu erda faqat o'lchov biroz murakkabroq.
Texnik qiyinchiliklar
Biz sun'iy yo'ldosh navigatsiyasi bugungi kunda geografik koordinatalarni aniqlashning eng ilg'or usuli ekanligini aniqladik. Biroq, ushbu texnologiyadan amaliy foydalanish bir qator texnik qiyinchiliklar bilan birga keladi. Masalan, nima? Birinchidan, bu sayyoraning tortishish maydonining taqsimlanishining bir xilligi - bu sun'iy yo'ldoshning Yerga nisbatan pozitsiyasiga ta'sir qiladi. Xuddi shu xususiyat ham xarakterlidiratmosfera. Uning bir xilligi radioto'lqinlar tezligiga ta'sir qilishi mumkin, buning natijasida tegishli o'lchovlarda noaniqliklar bo'lishi mumkin.
Yana bir texnik qiyinchilik - sun'iy yo'ldoshdan navigatorga yuborilgan signal ko'pincha boshqa yerdagi ob'ektlar tomonidan bloklanadi. Natijada, baland binolarli shaharlarda tizimdan toʻliq foydalanish qiyin.
Sun'iy yo'ldoshlardan amaliy foydalanish
Sun'iy yo'ldoshli navigatsiya tizimlari ilovalarning eng keng doirasini topadi. Ko'p jihatdan - fuqarolik yo'nalishidagi turli xil tijorat echimlarining elementi sifatida. Bu ham uy jihozlari, ham, masalan, ko'p funktsiyali navigatsiya media tizimi bo'lishi mumkin. Fuqarolik maqsadlarida foydalanishdan tashqari, sun'iy yo'ldosh resurslari tadqiqotchilar, kartograflar, transport kompaniyalari va turli davlat xizmatlari tomonidan qo'llaniladi. Sun'iy yo'ldoshlar geologlar tomonidan faol qo'llaniladi. Xususan, ular tektonik yer plitalari harakatining dinamikasini hisoblash uchun ishlatilishi mumkin. Sun'iy yo'ldosh navigatorlari marketing vositasi sifatida ham qo'llaniladi - geopozitsiyalash usullarini o'z ichiga olgan tahlillar yordamida kompaniyalar o'z mijozlari bazasida tadqiqotlar olib boradilar, shuningdek, masalan, maqsadli reklama yuboradilar. Albatta, harbiy tuzilmalar navigatorlardan ham foydalanadilar - ular mos ravishda AQSh armiyasi va Rossiyaning ehtiyojlari uchun bugungi kunda eng katta navigatsiya tizimlarini - GPS va GLONASSni ishlab chiqqanlar. Bu sunʼiy yoʻldoshlardan foydalanish mumkin boʻlgan hududlarning toʻliq roʻyxati emas.
Zamonaviy navigatsiyatizimlar
Hozirda qaysi navigatsiya tizimlari ishlayapti yoki oʻrnatilmoqda? Keling, global ommaviy bozorda boshqa navigatsiya tizimlaridan oldin paydo bo'lganidan boshlaylik - GPS. Uning ishlab chiqaruvchisi va egasi AQSh Mudofaa vazirligidir. GPS sun'iy yo'ldoshlari orqali aloqa qiladigan qurilmalar dunyodagi eng keng tarqalgan. Asosan, yuqorida aytib o'tganimizdek, Amerikaning ushbu navigatsiya tizimi bozorga zamonaviy raqobatchilardan oldin joriy qilingan.
GLONASS faol ravishda mashhurlikka erishmoqda. Bu rus navigatsiya tizimi. Bu, o'z navbatida, Rossiya Federatsiyasi Mudofaa vazirligiga tegishli. Bir versiyaga ko'ra, u GPS bilan bir xil yillarda - 80-yillarning oxiri - 90-yillarning boshlarida ishlab chiqilgan. Biroq, u ommaviy bozorga yaqinda, 2011 yilda chiqarilgan. Navigatsiya uchun apparat yechimlari ishlab chiqaruvchilari o‘z qurilmalarida GLONASS qo‘llab-quvvatlashini qo‘llaydilar.
Xitoyda ishlab chiqilgan "Beidou" global navigatsiya tizimi GLONASS va GPS bilan jiddiy raqobatlasha oladi, deb taxmin qilinadi. To'g'ri, hozirda u faqat milliy sifatida ishlaydi. Ba'zi tahlilchilarning fikriga ko'ra, u 2020 yilga kelib, etarli miqdordagi sun'iy yo'ldoshlar orbitaga chiqarilsa, global maqomini olishi mumkin - taxminan 35. Beidou tizimini rivojlantirish dasturi nisbatan yosh - u faqat 2000 yilda boshlangan va birinchi sun'iy yo'ldoshni ishlab chiqqan. Xitoy ishlab chiqaruvchilari2007 yilda ishga tushirilgan.
Yevropaliklar ham ortda qolishga harakat qilishmoqda. GLONASS navigatsiya tizimi va uning amerikalik hamkasbi yaqin kelajakda GALILEO bilan raqobatlasha oladi. Ovro‘poliklar 2020-yilgacha orbital ob’yektlarning kerakli sonida sun’iy yo‘ldoshlar turkumini joylashtirishni rejalashtirmoqda.
Navigatsiya tizimlarini rivojlantirish boʻyicha boshqa istiqbolli loyihalar qatorida Hindiston IRNSS, shuningdek, Yaponiya QZSS ni ham qayd etish mumkin. Ishlab chiquvchilarning global tizimni yaratish niyatlari to'g'risida birinchi keng tarqalgan ommaviy ma'lumotga kelsak, hali mavjud emas. IRNSS faqat Hindiston hududiga xizmat qiladi, deb taxmin qilinadi. Dastur ham ancha yosh - birinchi sun'iy yo'ldosh 2008 yilda orbitaga chiqarilgan. Shuningdek, Yaponiya sunʼiy yoʻldosh tizimi asosan rivojlanayotgan mamlakat milliy hududlarida yoki ularga tutash hududlarda qoʻllanilishi kutilmoqda.
Joylashuv aniqligi
Yuqorida biz sun'iy yo'ldosh navigatsiya tizimlarining ishlashi bilan bog'liq bo'lgan bir qator qiyinchiliklarni ta'kidladik. Biz nomlagan asosiylaridan - sun'iy yo'ldoshlarning orbitadagi joylashuvi yoki ma'lum bir traektoriya bo'ylab harakatlanishi bir qator sabablarga ko'ra har doim ham mutlaq barqarorlik bilan tavsiflanmaydi. Bu navigatorlarda geografik koordinatalarni hisoblashda noaniqliklarni oldindan belgilab beradi. Biroq, bu sun'iy yo'ldosh yordamida joylashishni aniqlashning to'g'riligiga ta'sir qiluvchi yagona omil emas. Koordinatalarni hisoblashning aniqligiga yana nima ta'sir qiladi?
Birinchi navbatda shuni ta'kidlash kerakki, sun'iy yo'ldoshlarga o'rnatilgan atom soatlari har doim ham mutlaqo aniq emas. Ular juda mumkin bo'lsa-dakichik, lekin baribir navigatsiya tizimlarining sifatiga ta'sir qiladigan xatolar. Misol uchun, agar radioto'lqin harakatlanadigan vaqtni hisoblashda o'nlab nanosekundlar darajasida xatolikka yo'l qo'yilgan bo'lsa, u holda er osti ob'ektining koordinatalarini aniqlashdagi noaniqlik bir necha metrni tashkil qilishi mumkin. Shu bilan birga, zamonaviy sun'iy yo'ldoshlar atom soatlarining ishlashidagi mumkin bo'lgan xatolarni hisobga olgan holda ham hisob-kitoblarni amalga oshirishga imkon beradigan uskunalarga ega.
Biz yuqorida navigatsiya tizimlarining aniqligiga ta'sir qiluvchi omillar qatorida Yer atmosferasining heterojenligi borligini ta'kidlagan edik. Ushbu faktni Yerga yaqin mintaqalarning sun'iy yo'ldoshlar faoliyatiga ta'siriga oid boshqa ma'lumotlar bilan to'ldirish foydali bo'ladi. Gap shundaki, sayyoramiz atmosferasi bir necha zonalarga bo'lingan. Haqiqatan ham ochiq fazo chegarasida joylashgani - ionosfera ma'lum bir zaryadga ega bo'lgan zarralar qatlamidan iborat. Ular sun'iy yo'ldosh tomonidan yuborilgan radioto'lqinlar bilan to'qnashib, tezligini kamaytirishi mumkin, buning natijasida ob'ektgacha bo'lgan masofani xato bilan hisoblash mumkin. Shuni ta'kidlash kerakki, sun'iy yo'ldosh navigatsiyasini ishlab chiquvchilari ushbu turdagi aloqa muammolari manbalari bilan ham ishlamoqdalar: orbital qurilmalarning ishlashi algoritmlari, qoida tariqasida, radio to'lqinlarining o'tish xususiyatlarini hisobga oladigan turli xil tuzatuvchi stsenariylarni o'z ichiga oladi. hisob-kitoblarda ionosfera.
Bulutlar va boshqa atmosfera hodisalari ham navigatsiya tizimlarining aniqligiga ta'sir qilishi mumkin. Yer havo qobig'ining tegishli qatlamlarida mavjud bo'lgan suv bug'lari, xuddi ionosferadagi zarralar kabi, tezlikka ta'sir qiladi.radio to'lqinlar.
Albatta, GLONASS yoki GPS-dan maishiy foydalanishga kelsak, masalan, funktsiyalari ko'p qiziqarli bo'lgan navigatsiya media tizimi kabi birliklarning bir qismi sifatida, keyin koordinatalarni hisoblashda kichik noaniqliklar mavjud. tanqidiy emas. Ammo sun'iy yo'ldoshlardan harbiy maqsadlarda foydalanishda mos keladigan hisob-kitoblar ob'ektlarning haqiqiy geografik joylashuviga ideal tarzda mos kelishi kerak.
Dengiz navigatsiyasining xususiyatlari
Navigatsiyaning eng zamonaviy turi haqida gapirgandan so'ng, keling, tarixga qisqacha to'xtalib o'tamiz. Ma'lumki, ushbu atama birinchi marta navigatorlar orasida paydo bo'lgan. Dengiz navigatsiya tizimlarining xususiyatlari qanday?
Tarixiy jihat haqida gapirganda, dengizchilar ixtiyoridagi asboblarning evolyutsiyasini qayd etish mumkin. Birinchi "apparat yechimlari" dan biri kompas bo'lib, ba'zi mutaxassislarning fikriga ko'ra, 11-asrda ixtiro qilingan. Asosiy navigatsiya vositasi sifatida xaritalash ham yaxshilandi. XVI asrda Jerar Merkator teng burchakli silindrsimon proyeksiyadan foydalanish tamoyiliga asoslangan xaritalar chizishni boshladi. 19-asrda log ixtiro qilindi - kemalar tezligini o'lchashga qodir mexanik birlik. Yigirmanchi asrda dengizchilar arsenalida radarlar, keyin esa kosmik aloqa sun'iy yo'ldoshlari paydo bo'ldi. Bugungi kunda eng ilg'or dengiz navigatsiya tizimlari ishlaydi, bu esa insoniyatning kosmosni tadqiq etishidan foyda oladi. Ularning ishi qanday?
Ba'zi ekspertlar bunga ishonishadiZamonaviy dengiz navigatsiya tizimini tavsiflovchi asosiy xususiyat kemada o'rnatilgan standart uskunaning aşınma va suvga nisbatan juda yuqori qarshilikka ega bo'lishidir. Bu juda tushunarli - quruqlikdan minglab kilometr uzoqlikda ochiq sayohatga chiqqan kemaning uskuna to'satdan ishlamay qolgan vaziyatga tushib qolishi mumkin emas. Sivilizatsiya resurslari mavjud quruqlikda hamma narsani tuzatish mumkin, ammo dengizda bu muammoli.
Dengiz navigatsiya tizimi yana qanday diqqatga sazovor xususiyatlarga ega? Standart uskunalar, majburiy talabga qo'shimcha ravishda - aşınma qarshilik, qoida tariqasida, ma'lum atrof-muhit parametrlarini (chuqurlik, suv harorati va boshqalar) o'rnatish uchun moslashtirilgan modullarni o'z ichiga oladi. Shuningdek, dengiz navigatsiya tizimlarida kema tezligi ko'p hollarda hali ham sun'iy yo'ldoshlar tomonidan emas, balki standart usullar bilan hisoblanadi.
