Naviqasiya avadanlığı müxtəlif növ və modifikasiyalara malikdir. Açıq dənizdə istifadə üçün nəzərdə tutulmuş sistemlər var, digərləri əyləncə məqsədləri üçün bir çox cəhətdən naviqatorlardan istifadə edərək geniş ictimaiyyət üçün uyğunlaşdırılıb. Naviqasiya sistemləri nədir?
Naviqasiya nədir?
"Naviqasiya" termini Latın mənşəlidir. Naviqo sözünün mənası "mən gəmidə üzürəm" deməkdir. Yəni əvvəlcə o, əslində daşınma və ya naviqasiya üçün sinonim idi. Lakin gəmilərin okeanlarda naviqasiyasını asanlaşdıran texnologiyaların inkişafı, aviasiyanın, kosmik texnologiyanın yaranması ilə bu termin mümkün şərhlərin dairəsini xeyli genişləndirdi.
Bu gün naviqasiya insanın məkan koordinatları əsasında obyekti idarə etdiyi proses deməkdir. Yəni naviqasiya iki prosedurdan ibarətdir - bu, birbaşa nəzarətdir, həmçinin obyektin optimal yolunun səhv hesablanmasıdır.
Naviqasiya növləri
Naviqasiya növlərinin təsnifatı çox genişdir. Müasir mütəxəssislər aşağıdakı əsas növləri ayırd edirlər:
- avtomobil;
- astronomik;
- bionaviqasiya;
- hava;
- boşluq;
- dəniz;
- radio naviqasiyası;
- peyk;
- yer altı;
- məlumat;
- ətalət.
Yuxarıda göstərilən naviqasiya növlərindən bəziləri bir-biri ilə sıx bağlıdır - əsasən cəlb edilən texnologiyaların ümumiliyinə görə. Məsələn, avtomobil naviqasiyası tez-tez peyk üçün xüsusi alətlərdən istifadə edir.
Bir neçə texnoloji resursların eyni vaxtda istifadə olunduğu qarışıq növlər var, məsələn, naviqasiya və informasiya sistemləri. Beləliklə, peyk rabitəsi resursları onlarda əsas ola bilər. Bununla belə, onların cəlb edilməsinin son məqsədi hədəf istifadəçi qruplarını lazımi məlumatla təmin etmək olacaq.
Naviqasiya sistemləri
Müvafiq naviqasiya növü, bir qayda olaraq, eyni adlı sistemi təşkil edir. Buna görə də avtomobil naviqasiya sistemi, dəniz, kosmos və s. Bu terminin tərifi ekspert icmasında da mövcuddur. Naviqasiya sistemi, ümumi şərhə uyğun olaraq, obyektin mövqeyini təyin etməyə, habelə onun marşrutunu hesablamağa imkan verən müxtəlif növ avadanlıqların (və əgər varsa, proqram təminatının) birləşməsidir. Buradakı alətlər dəsti fərqli ola bilər. Lakin əksər hallarda sistemlər aşağıdakı əsas komponentlərin olması ilə xarakterizə olunur, məsələn:
- kartlar (adətən elektron formada);
- sensorlar, peyklər vəkoordinatları hesablamaq üçün digər aqreqatlar;
- hədəfin coğrafi yeri haqqında məlumat verən qeyri-sistem obyektləri;
- verilənlərin daxil edilməsini və çıxışını təmin edən, həmçinin ilk üç komponenti birləşdirən aparat-proqram analitik vahidi.
Bir qayda olaraq, müəyyən sistemlərin strukturu son istifadəçilərin ehtiyaclarına uyğunlaşdırılır. Müəyyən növ həllər proqram hissəsinə və ya əksinə, aparat hissəsinə yönəldilə bilər. Məsələn, Rusiyada məşhur olan Navitel naviqasiya sistemi əsasən proqram təminatıdır. O, müxtəlif növ mobil cihazlara - noutbuklara, planşetlərə, smartfonlara sahib olan vətəndaşların geniş dairəsi tərəfindən istifadə üçün nəzərdə tutulub.
Peyk vasitəsilə naviqasiya
İstənilən naviqasiya sistemi, ilk növbədə, obyektin koordinatlarının müəyyən edilməsini nəzərdə tutur - adətən coğrafi. Tarixən bu mövzuda insan alətləri daim təkmilləşdirilmişdir. Bu gün ən qabaqcıl naviqasiya sistemləri peykdir. Onların strukturu yüksək dəqiqlikli avadanlıq dəsti ilə təmsil olunur, bir hissəsi Yerdə yerləşir, digər hissəsi isə orbitdə fırlanır. Müasir peyk naviqasiya sistemləri təkcə coğrafi koordinatları deyil, həm də obyektin sürətini, eləcə də onun hərəkət istiqamətini hesablamağa qadirdir.
Peyk naviqasiya elementləri
Müvafiq sistemlərə aşağıdakı əsas elementlər daxildir: peyklərin bürcləri, orbital obyektlərin koordinasiyasını ölçmək və onlarla məlumat mübadiləsi aparmaq üçün yerüstü qurğular, son istifadəçi üçün cihazlar(naviqatorlar) lazımi proqram təminatı ilə təchiz edilmiş, bəzi hallarda - coğrafi koordinatları müəyyən etmək üçün əlavə avadanlıq (GSM qüllələri, İnternet kanalları, radio mayakları və s.).
Peyk naviqasiyası necə işləyir
Peyk naviqasiya sistemi necə işləyir? Onun işinin mərkəzində obyektdən peyklərə qədər olan məsafənin ölçülməsi alqoritmi dayanır. Sonuncular praktiki olaraq mövqelərini dəyişmədən orbitdə yerləşirlər və buna görə də onların Yerə nisbətən koordinatları həmişə sabitdir. Naviqatorlarda müvafiq nömrələr qoyulur. Peyk tapıb ona (yaxud birdən bir neçəsinə) qoşulan cihaz öz növbəsində onun coğrafi mövqeyini müəyyənləşdirir. Burada əsas üsul radiodalğaların sürətinə əsasən peyklərə olan məsafənin hesablanmasıdır. Orbitdəki obyekt Yerə müstəsna vaxt dəqiqliyi ilə sorğu göndərir - bunun üçün atom saatlarından istifadə olunur. Naviqatordan cavab aldıqdan sonra peyk (və ya onların bir qrupu) radio dalğasının filan müddət ərzində nə qədər məsafə qət etdiyini müəyyənləşdirir. Obyektin hərəkət sürəti oxşar şəkildə ölçülür - burada yalnız ölçmə bir qədər mürəkkəbdir.
Texniki çətinliklər
Biz müəyyən etdik ki, peyk naviqasiyası bu gün coğrafi koordinatları təyin etmək üçün ən qabaqcıl üsuldur. Bununla belə, bu texnologiyanın praktiki istifadəsi bir sıra texniki çətinliklərlə müşayiət olunur. Məsələn, nə? Əvvəla, bu, planetin qravitasiya sahəsinin paylanmasının qeyri-homogenliyidir - bu, peykin Yerə nisbətən mövqeyinə təsir göstərir. Eyni xüsusiyyət ilə də xarakterizə olunuratmosfer. Onun qeyri-bərabərliyi radio dalğalarının sürətinə təsir göstərə bilər, buna görə də müvafiq ölçmələrdə qeyri-dəqiqliklər ola bilər.
Digər texniki çətinlik - peykdən naviqatora göndərilən siqnal tez-tez digər yer obyektləri tərəfindən bloklanır. Nəticədə, hündür binaları olan şəhərlərdə sistemin tam istifadəsi çətindir.
Peyklərdən praktik istifadə
Peyk naviqasiya sistemləri tətbiqlərin ən geniş spektrini tapır. Bir çox cəhətdən - mülki yönümlü müxtəlif kommersiya həllərinin elementi kimi. Bu, həm məişət cihazları, həm də məsələn, çoxfunksiyalı naviqasiya media sistemi ola bilər. Mülki istifadədən başqa, peyk resursları tədqiqatçılar, kartoqraflar, nəqliyyat şirkətləri və müxtəlif dövlət xidmətləri tərəfindən istifadə olunur. Peyklər geoloqlar tərəfindən fəal şəkildə istifadə olunur. Xüsusilə, onlardan tektonik yer plitələrinin hərəkət dinamikasını hesablamaq üçün istifadə edilə bilər. Peyk naviqatorlarından marketinq aləti kimi də istifadə olunur - geopozisiya üsullarını özündə birləşdirən analitikanın köməyi ilə şirkətlər öz müştəri bazasında araşdırma aparır, həmçinin, məsələn, hədəf reklam göndərirlər. Əlbəttə ki, hərbi strukturlar da naviqatorlardan istifadə edirlər - məhz onlar bugünkü ən böyük naviqasiya sistemlərini, GPS və QLONASS-ı, müvafiq olaraq, ABŞ Ordusunun və Rusiyanın ehtiyacları üçün inkişaf etdirdilər. Bu, peyklərin istifadə oluna biləcəyi ərazilərin tam siyahısı deyil.
Müasir naviqasiyasistemlər
Hansı naviqasiya sistemləri hazırda işləyir və ya yerləşdirilir? Qlobal ictimai bazarda digər naviqasiya sistemlərindən - GPS-dən əvvəl ortaya çıxandan başlayaq. Onun tərtibçisi və sahibi ABŞ Müdafiə Nazirliyidir. GPS peykləri ilə əlaqə quran cihazlar dünyada ən çox yayılmışdır. Əsas odur ki, yuxarıda dediyimiz kimi, bu Amerika naviqasiya sistemi bazara müasir rəqiblərindən əvvəl təqdim edilib.
QLONASS fəal şəkildə populyarlıq qazanır. Bu rus naviqasiya sistemidir. O, öz növbəsində Rusiya Federasiyasının Müdafiə Nazirliyinə aiddir. Bir versiyaya görə, GPS ilə eyni illərdə - 80-ci illərin sonu - 90-cı illərin əvvəllərində hazırlanmışdır. Lakin o, yalnız bu yaxınlarda, 2011-ci ildə ictimai bazara çıxarılıb. Getdikcə daha çox naviqasiya üçün aparat həlləri istehsalçıları cihazlarında QLONASS dəstəyini tətbiq edirlər.
Çində hazırlanmış "Beidou" qlobal naviqasiya sisteminin QLONASS və GPS ilə ciddi rəqabət apara biləcəyi güman edilir. Düzdür, hazırda o, yalnız milli kimi fəaliyyət göstərir. Bəzi analitiklərin fikrincə, o, 2020-ci ilə qədər qlobal status ala bilər, o zaman kifayət qədər sayda peyk orbitə buraxılacaq - təxminən 35. Beidou sisteminin inkişaf proqramı nisbətən gəncdir - o, yalnız 2000-ci ildə başlamışdır və ilk peyk tərəfindən hazırlanmışdır. Çin tərtibatçıları2007-ci ildə buraxılıb.
Avropalılar da ayaqlaşmağa çalışırlar. QLONASS naviqasiya sistemi və onun amerikalı həmkarı yaxın gələcəkdə GALILEO ilə yaxşı rəqabət apara bilər. Avropalılar 2020-ci ilə qədər orbital obyektlərin lazımi sayda vahidində peyklər bürcünü yerləşdirməyi planlaşdırırlar.
Naviqasiya sistemlərinin inkişafı üzrə digər perspektivli layihələr arasında Hindistanın IRNSS-ni, eləcə də Yaponiyanın QZSS-ni qeyd etmək olar. Tərtibatçıların qlobal sistem yaratmaq niyyətləri haqqında ilk geniş şəkildə reklam edilən ictimai məlumatlara gəlincə, hələ ki, mövcud deyil. IRNSS-in yalnız Hindistan ərazisinə xidmət edəcəyi güman edilir. Proqram da kifayət qədər gəncdir - ilk peyk 2008-ci ildə orbitə çıxarılıb. Yapon peyk sisteminin də əsasən inkişaf etməkdə olan ölkənin milli ərazilərində və ya onlara bitişik ərazilərdə istifadə ediləcəyi gözlənilir.
Mövqeləşdirmə dəqiqliyi
Yuxarıda, peyk naviqasiya sistemlərinin işləməsi üçün aktual olan bir sıra çətinlikləri qeyd etdik. Adlarını çəkdiyimiz əsaslar arasında - peyklərin orbitdə yerləşməsi və ya müəyyən bir trayektoriya üzrə hərəkəti bir sıra səbəblərə görə həmişə mütləq sabitliklə xarakterizə olunmur. Bu, naviqatorlarda coğrafi koordinatların hesablanmasında qeyri-dəqiqlikləri əvvəlcədən müəyyənləşdirir. Bununla belə, bu, peykdən istifadə edərək yerləşdirmənin düzgünlüyünə təsir edən yeganə amil deyil. Koordinat hesablamalarının düzgünlüyünə başqa nə təsir edir?
İlk növbədə qeyd etmək lazımdır ki, peyklərdə quraşdırılmış atom saatları heç də həmişə tam dəqiq deyil. Onlar olduqca mümkündür, baxmayaraq kikiçik, lakin yenə də naviqasiya sistemlərinin keyfiyyətinə təsir edən səhvlər. Məsələn, radiodalğanın hərəkət etdiyi vaxtın hesablanması zamanı onlarla nanosaniyə səviyyəsində səhvə yol verilirsə, o zaman yerüstü obyektin koordinatlarının müəyyən edilməsində qeyri-dəqiqlik bir neçə metr ola bilər. Eyni zamanda, müasir peyklərdə atom saatlarının işində mümkün səhvləri nəzərə almaqla belə hesablamalar aparmağa imkan verən avadanlıq var.
Yuxarıda qeyd etdik ki, naviqasiya sistemlərinin dəqiqliyinə təsir edən amillər arasında Yer atmosferinin heterojenliyi də var. Bu faktı Yerə yaxın regionların peyklərin fəaliyyətinə təsiri ilə bağlı digər məlumatlarla əlavə etmək faydalı olardı. Fakt budur ki, planetimizin atmosferi bir neçə zonaya bölünür. Əslində açıq kosmosla sərhəddə olan ionosfer müəyyən bir yükə malik olan hissəciklər təbəqəsindən ibarətdir. Onlar peyk tərəfindən göndərilən radio dalğaları ilə toqquşaraq sürətlərini azalda bilər, nəticədə obyektə olan məsafəni xəta ilə hesablamaq olar. Qeyd edək ki, peyk naviqasiyası tərtibatçıları bu cür rabitə problemləri mənbəyi ilə də işləyirlər: orbital avadanlıqların işləməsi üçün alqoritmlər, bir qayda olaraq, radio dalğalarının kanallardan keçmə xüsusiyyətlərini nəzərə alan müxtəlif düzəldici ssenariləri ehtiva edir. hesablamalarda ionosfer.
Buludlar və digər atmosfer hadisələri də naviqasiya sistemlərinin düzgünlüyünə təsir edə bilər. Yerin hava zərfinin müvafiq təbəqələrində mövcud olan su buxarı, ionosferdəki hissəciklər kimi, sürətə təsir edir.radio dalğaları.
Əlbəttə, GLONASS və ya GPS-in daxili istifadəsi ilə əlaqədar olaraq, məsələn, funksiyaları əsasən əyləncəli olan naviqasiya media sistemi kimi vahidlərin bir hissəsi kimi, koordinatların hesablanmasında kiçik qeyri-dəqiqliklər var. kritik deyil. Lakin peyklərin hərbi istifadəsində müvafiq hesablamalar obyektlərin real coğrafi mövqeyinə ideal şəkildə uyğun olmalıdır.
Dəniz naviqasiyasının xüsusiyyətləri
Ən müasir naviqasiya növü haqqında danışdıqdan sonra tarixə qısa bir nəzər salaq. Bildiyiniz kimi, sözügedən termin ilk dəfə naviqatorlar arasında meydana çıxdı. Dəniz naviqasiya sistemlərinin xüsusiyyətləri hansılardır?
Tarixi aspektdən danışarkən, dənizçilərin ixtiyarında olan alətlərin təkamülünü qeyd etmək olar. İlk "aparat həlləri"ndən biri, bəzi mütəxəssislərin fikrincə, 11-ci əsrdə icad edilən kompas idi. Əsas naviqasiya vasitəsi kimi Xəritəçəkmə də təkmilləşdirilmişdir. 16-cı əsrdə Gerard Mercator bərabər bucaqlı silindrik proyeksiyadan istifadə prinsipi əsasında xəritələr çəkməyə başladı. 19-cu əsrdə bir log icad edildi - gəmilərin sürətini ölçməyə qadir olan mexaniki qurğu. XX əsrdə dənizçilərin arsenalında radarlar, sonra isə kosmik rabitə peykləri meydana çıxdı. Ən qabaqcıl dəniz naviqasiya sistemləri bu gün fəaliyyət göstərir və bununla da insan kosmosunun tədqiqindən bəhrələnir. Onların işinin xarakteri nədir?
Bəzi ekspertlər buna inanırMüasir dəniz naviqasiya sistemini xarakterizə edən əsas xüsusiyyət gəmidə quraşdırılmış standart avadanlıqların aşınmaya və suya qarşı çox yüksək müqavimətə malik olmasıdır. Bu, tamamilə başa düşüləndir - qurudan minlərlə kilometr uzaqda açıq səyahətə çıxan gəminin avadanlıqların qəfil sıradan çıxdığı vəziyyətə düşməsi qeyri-mümkündür. Sivilizasiya resurslarının mövcud olduğu quruda hər şeyi təmir etmək olar, amma dənizdə problemlidir.
Dəniz naviqasiya sistemi başqa hansı diqqətəlayiq xüsusiyyətlərə malikdir? Standart avadanlıq, məcburi tələbə əlavə olaraq - aşınma müqaviməti, bir qayda olaraq, müəyyən ekoloji parametrləri (dərinlik, suyun temperaturu və s.) Sabitləmək üçün uyğunlaşdırılmış modulları ehtiva edir. Həmçinin, dəniz naviqasiya sistemlərində gəminin sürəti bir çox hallarda hələ də peyklərlə deyil, standart üsullarla hesablanır.
