내비게이션 시스템. 해양 네비게이션 시스템

네비게이션 장비는 다양한 유형 및 수정이 가능합니다. 공해에서 사용하도록 설계된 시스템이 있으며, 다른 시스템은 다양한 목적으로 네비게이터를 사용하여 광범위한 사용자에게 적합합니다. 네비게이션 시스템이란 무엇입니까?

내비게이션이란 무엇입니까?

"탐색"이라는 용어는 라틴어로 작성되었습니다. "항해 (navigo)"는 "배에 뜨는"을 의미합니다. 즉, 처음에는 실제로는 탐색 또는 탐색의 동의어였습니다. 그러나 항공기, 우주 기술의 출현으로 선박이 해양을 항해하는 방식을 용이하게하는 기술의 발전으로이 용어는 가능한 해석의 범위를 상당히 확대 시켰습니다.

오늘날 탐색은 사람이 공간 좌표를 기반으로 객체를 제어하는 프로세스를 의미합니다. 즉, 네비게이션은 두 가지 절차로 구성됩니다. 즉, 직접 컨트롤과 개체 이동의 최적 경로 계산입니다.

탐색 유형

네비게이션 유형의 분류는 매우 광범위합니다. 현대 전문가들은 다음과 같은 주요 품종을 구별합니다 :

- 자동차;

- 천문학;

- bionavigation;

- 공기;

- 공간;

- 바다;

- 라디오 내비게이션

- 위성;

- 지하;

- 정보;

- 관성.

위의 탐색 유형 중 일부는 밀접하게 관련되어 있습니다. 주로 관련 기술의 공통 특성 때문입니다. 예를 들어, 자동차 네비게이션은 종종 위성 항법과 관련된 툴킷을 사용합니다.

예를 들어, 네비게이션 및 정보 시스템과 같이 여러 기술 자원이 동시에 사용되는 혼합 유형이 있습니다. 그들에게는 위성 통신 자원이 핵심이 될 수 있습니다. 그러나 그들의 참여의 궁극적 인 목표는 필요한 사용자 그룹을 사용자에게 제공하는 것입니다.

내비게이션 시스템

대응하는 유형의 네비게이션은 원칙적으로 같은 이름의 시스템을 형성합니다. 따라서 자동차 네비게이션 시스템, 바다, 우주 등이있다. 이 용어의 정의는 전문가 환경에도 있습니다. 네비게이션 시스템은 일반적인 해석에 따라 개체의 위치를 결정하고 경로를 계산할 수있는 다양한 유형의 장비 (해당하는 경우 소프트웨어)의 모음입니다. 여기에있는 툴킷은 다를 수 있습니다. 그러나 대부분의 경우 시스템은 다음과 같은 기본 구성 요소의 존재를 특징으로합니다.

-지도 (보통 전자 형태);

- 좌표 계산을위한 센서, 위성 및 기타 집합체;

- 대상의 지리적 위치에 대한 정보를 제공하는 비 시스템 객체.

- 데이터의 입력 및 출력을 제공하는 소프트웨어 및 하드웨어 분석 장치이며 처음 세 구성 요소를 연결합니다.

일반적으로 특정 시스템의 구조는 최종 사용자의 요구에 맞게 조정됩니다. 개별 유형의 솔루션은 소프트웨어 부분 또는 역으로 하드웨어의 방향으로 강조 될 수 있습니다. 예를 들어, 러시아에서 인기있는 네비게이션 시스템 인 Navitel은 더 많은 소프트웨어입니다. 노트북, 태블릿, 스마트 폰 등 다양한 모바일 장치를 소유 한 다양한 시민들이 사용하기위한 것입니다.

위성을 통한 내비게이션

모든 네비게이션 시스템은 먼저 객체의 좌표 (일반적으로 지리학 적)의 정의를 가정합니다. 역사적으로, 인간 툴킷은 이와 관련하여 끊임없이 개선되어 왔습니다. 오늘날 가장 진보 된 네비게이션 시스템은 위성입니다. 그들의 구조는 고정밀 장비의 조합으로 표현되며, 일부는 지구에, 다른 하나는 궤도에있다. 현대 위성 항법 시스템은 지리적 좌표뿐만 아니라 물체의 속도 및 이동 방향을 계산할 수 있습니다.

위성 항법 요소

위성의 별자리, 궤도 물체의 조정 및 정보 교환을위한 지상 장치, 경우에 따라 필요한 소프트웨어가 장착 된 최종 사용자 장치 (네비게이터) - 지리적 좌표를 지정하는 추가 장치 (GSM 타워 , 인터넷 채널, 라디오 비콘 등).

위성 항법 작동 방식

위성 항법 시스템은 어떻게 작동합니까? 작품의 핵심은 물체에서 위성까지의 거리를 측정하는 알고리즘입니다. 후자는 거의 위치를 변경하지 않고 궤도에 위치하므로 지구와 관련된 좌표는 항상 일정합니다. 네비게이터에는 해당 숫자가 표시됩니다. 위성을 찾아서 그 위성에 연결하면 (또는 여러 개의 위성에 즉시 연결될 때), 장치는 지리적 위치를 차례로 결정합니다. 주된 방법은 전파의 속도에 따라 위성까지의 거리를 계산하는 것입니다. 궤도의 물체는 시간에 뛰어난 정밀도로 지구에 요청을 보냅니다. 원자 시계가이를 위해 사용됩니다. 네비게이터로부터 응답을 수신 한 위성 (또는 그 그룹)은 그러한 시간 간격 동안 전파가 통과 한 거리를 결정합니다. 마찬가지로, 물체를 움직이는 속도가 측정됩니다. 여기서 측정은 다소 복잡합니다.

기술적 어려움

우리는 위성 항법이 지리적 좌표를 결정하는 가장 완벽한 방법이라고 판단했습니다. 그러나이 기술의 실용적인 사용에는 많은 기술적 어려움이 수반됩니다. 예를 들면? 우선, 이것은 행성의 중력장 분포의 불균일성입니다. 이것은 지구와 관련된 위성의 위치에 영향을 미칩니다. 비슷한 속성은 또한 대기의 특징입니다. 이질성은 라디오 파의 속도에 영향을 미쳐서 해당 측정에서 부정확성을 초래할 수 있습니다.

또 다른 기술적 인 어려움은 위성으로부터 네비게이터로 보내지는 신호가 종종 다른 지상 물체에 의해 차단된다는 것입니다. 결과적으로 건물이 높은 도시에서 시스템을 완전히 사용하는 것은 어렵습니다.

인공위성의 실제 사용

위성 네비게이션 시스템은 가장 광범위한 애플리케이션을 찾습니다. 많은면에서 - 시민의 성향에 대한 다양한 상업적 결정의 요소로서. 그것은 가전 기기 일 수도 있고, 다기능 네비게이션 미디어 시스템 일 수도 있습니다. 민간 응용 프로그램 외에도 지오 데 시스트,지도 제작자, 운송 회사, 다양한 정부 서비스는 위성 자원을 사용합니다. 인공위성은 지질 학자들이 적극적으로 사용합니다. 특히, 그들의 도움으로 지각 판의 운동 역학을 계산하는 것이 가능합니다. 위성 항법 장치는 마케팅 도구로도 사용됩니다 - 분석 방법, 지리적 방법, 회사가 고객 기반에 대한 조사 수행, 예를 들어 타겟 광고를 보내는 등의 도움을받습니다. 물론 항법 장치와 군사 구조물은 항법 장치를 사용합니다. 실제로 오늘날 미국과 러시아 군대의 필요에 따라 GPS, GLONASS를 개발했습니다. 그리고 이것은 인공위성이 사용될 수있는 영역의 철저한 목록과는 거리가 멀습니다.

최신 네비게이션 시스템

현재 어떤 네비게이션 시스템이 운영되고 있습니까? 다른 탐색 시스템 인 GPS보다 먼저 글로벌 공개 시장에 등장한 것으로 시작합시다. 개발자 및 소유자는 미국 국방성입니다. GPS 위성을 통한 통신을 지원하는 장치는 전 세계적으로 가장 보편적입니다. 주로 위에서 말했듯이 미국의 네비게이션 시스템은 현대 경쟁사보다 먼저 시장에 출시 되었기 때문입니다.

GLONASS는 활발히 인기를 얻고 있습니다. 이것은 러시아 네비게이션 시스템입니다. 그것은 러시아 연방 국방부에 속한다. 그것은 하나의 버전에 따르면 GPS와 같은 년 - 1980 년대 후반 - 90 년대 초반에 개발되었습니다. 그러나 공공 시장은 2011 년에 아주 최근에 철수되었습니다. 점점 더 많은 하드웨어 네비게이션 솔루션 제조업체들이 자사의 장치에 GLONASS 지원을 구현하고 있습니다.

PRC에서 개발되고있는 글로벌 네비게이션 시스템 "Beidou"는 GLONASS 및 GPS와 심각하게 경쟁 할 수 있다고 가정합니다. 사실, 지금은 국가적 차원에서만 기능합니다. 일부 분석가들에 따르면, 2020 년까지 충분한 위성이 궤도에 도입 될 때 (약 35 개), 지구 위성의 상태를 얻을 수있다 .Beidou 시스템의 개발 프로그램은 비교적 어려우며, 2000 년에 시작되었고 첫 번째 위성은 중국 개발자에 의해 시작되었다. 2007th.

유럽인과 계속 지내십시오. 조만간 네비게이션 시스템 인 GLONASS와 미국 아날로그 제품이 GALILEO와 경쟁하게 될 것입니다. 유럽인들은 2020 년까지 필요한 수의 궤도 물체에 위성 그룹을 배치 할 계획입니다.

네비게이션 시스템 개발을위한 다른 유망한 프로젝트들 중에는 Indian IRNSS와 일본 QZSS가 있습니다. 아직 글로벌 시스템을 구축하려는 개발자의 의도에 대한 최초의 널리 알려진 정보에 대해서는. IRNSS는 인도의 영역에만 서비스를 제공 할 것으로 추정됩니다. 이 프로그램은 또한 아주 어리다. 첫 위성은 2008 년에 궤도에 올랐다. 일본 위성 시스템은 또한 개발 도상국 또는 주변국의 국가 영토 내에서 주로 사용될 것으로 예상됩니다.

위치 결정 정확도

위에서 우리는 위성 네비게이션 시스템의 기능과 관련된 많은 복잡성에 주목했다. 궤도에있는 위성의 위치 또는 주어진 궤도를 따라 움직이는 위성의 위치는 항상 여러 가지 이유로 절대적인 안정성을 특징으로하지는 않습니다. 이는 네비게이터의 지리적 좌표 계산의 부정확성을 미리 결정합니다. 그러나 이것이 인공위성의 도움을 받아 포지셔닝의 정확성에 영향을 미치는 유일한 요인은 아닙니다. 좌표 계산의 정확도에 영향을주는 요인은 무엇입니까?

우선 위성에 설치된 원자 시계가 항상 정확하지는 않습니다. 매우 작지만 탐색 오류 시스템의 품질에 영향을 미칩니다. 예를 들어 전파가 이동하는 시간을 계산할 때 수십 나노초 수준에서 실수를하면 지상 개체의 좌표를 결정하는 데있어서 부정확성이 수 미터가 될 수 있습니다. 동시에 현대 위성은 원자 시계의 작업에서 발생할 수있는 오류를 고려하여 계산을 수행 할 수있는 장비를 갖추고 있습니다.

위에서 우리는 네비게이션 시스템의 정확성에 영향을주는 요인들 - 지구 대기의 이질성 -에 주목했습니다. 인공위성의 작업에 지구 근처 지역의 영향에 관한 다른 정보로이 사실을 보완하는 것이 유용 할 것이다. 사실 우리 행성의 분위기는 여러 지역으로 나뉘어져 있습니다. 실제로 열린 공간 인 전리층과의 경계에있는 것은 특정 전하를 갖는 입자의 층으로 구성됩니다. 그들은 위성에 의해 보내지는 라디오 파와 마주 칠 때 속도를 줄이며 결과적으로 물체까지의 거리를 오류로 계산할 수 있습니다. 이러한 종류의 의사 소통 문제가 발생하면 위성 항법 장치 개발자들이 일하고있다. 궤도 장비의 알고리즘에서는 일반적으로 전리층을 통과하는 전파의 특성을 고려하여 다양한 종류의 수정 시나리오가 구축된다.

구름과 다른 대기 현상 또한 네비게이션 시스템의 정확성에 영향을 줄 수 있습니다. 전리층의 입자뿐만 아니라 지구 대기권의 해당 층에 존재하는 수증기는 전파의 속도에 영향을 미칩니다.

의심 할 여지없이, 예를 들어, 기능이 크게 재미있는 네비게이션 미디어 시스템과 같은 유닛의 구조에서의 GLONASS 또는 GPS의 국내 사용에 대해서는 좌표 계산에서의 작은 부정확성이 중요하지 않다. 그러나 군대의 인공위성 사용으로, 해당 계산은 이상적으로 물체의 실제 지리적 위치와 일치해야합니다.

해양 항법의 특징

가장 현대적인 유형의 탐색에 대해 이야기 한 후, 역사에 대해 간략하게 설명 할 것입니다. 알다시피, 문제의 바로 그 용어는 선원들의 환경에서 처음 나타났습니다. 해양 네비게이션 시스템의 특성은 무엇입니까?

역사적인 측면에 관해 말하면, 선원의 처분에 따라 악기의 진화를 확인할 수 있습니다. 최초의 "하드웨어 솔루션"중 하나는 나침반이었는데 일부 전문가에 따르면 XI 세기에 발명되었습니다. 주요 네비게이션 도구로 매핑하는 프로세스도 향상되었습니다. 16 세기에 제라드 메르카토르 (Gerard Mercator)는 동등한 각도의 원통형 투영 법을 적용한 원리에 따라지도를 그리기 시작했습니다. XIX 세기에는 항해 선의 속도를 측정 할 수있는 기계 장치가 개발되었습니다. 20 세기에 항해자의 무기고가 레이더, 그리고 우주 통신 위성으로 등장했습니다. 오늘날의 가장 현대적인 항해 시스템은 인간의 우주 탐험의 결실을 거두고 있습니다. 그들의 작품의 특수성은 무엇입니까?

일부 전문가는 현대 해양 네비게이션 시스템의 주요 특징은 선박에 설치된 표준 장비가 마모와 물에 매우 강한 저항력을 가지고 있다고 믿습니다. 이것은 꽤 이해할 수 있습니다. 땅에서 수천 킬로미터 떨어진 곳에서 열린 수영을하는 선박이 예기치 않게 거절 한 상황에 처할 수 없었습니다. 문명의 자원을 사용할 수있는 땅에서는 모든 것이 바다에서 수리 될 수 있습니다. 문제가 있습니다.

해군 내비게이션 시스템에는 다른 주목할만한 특징은 무엇입니까? 표준 장비에는 내구성 요구 사항 외에도 일반적으로 환경의 특정 매개 변수 (깊이, 수온 등)를 고정하는 모듈이 포함되어 있습니다. 또한 해양 네비게이션 시스템의 선박 속도는 위성으로 계산되는 것이 아니라 표준 방법으로 계산됩니다.