Pajisjet e navigimit janë të llojeve dhe modifikimeve të ndryshme. Ka sisteme të dizajnuara për përdorim në det të hapur, të tjera janë përshtatur për publikun e gjerë, duke përdorur navigatorët në shumë aspekte për qëllime argëtimi. Çfarë janë sistemet e navigimit?
Çfarë është navigimi?
Termi "navigacion" është me origjinë latine. Fjala navigo do të thotë "Unë jam duke lundruar në një anije". Kjo do të thotë, fillimisht ishte në të vërtetë një sinonim për transportin ose lundrimin. Por me zhvillimin e teknologjive që e bëjnë më të lehtë për anijet lundrimin në oqeane, me ardhjen e aviacionit, teknologjisë hapësinore, termi ka zgjeruar ndjeshëm gamën e interpretimeve të mundshme.
Sot, navigimi nënkupton një proces në të cilin një person kontrollon një objekt bazuar në koordinatat e tij hapësinore. Kjo do të thotë, lundrimi përbëhet nga dy procedura - ky është kontrolli i drejtpërdrejtë, si dhe një llogaritje e gabuar e rrugës optimale të objektit.
Llojet e navigimit
Klasifikimi i llojeve të navigimit është shumë i gjerë. Ekspertët modernë dallojnë varietetet kryesore të mëposhtme:
- automobila;
- astronomike;
- bionavigim;
- ajër;
- hapësirë;
- detar;
- navigacion radio;
- satelit;
- nëntokë;
- informative;
- inercial.
Disa nga llojet e mësipërme të navigimit janë të lidhura ngushtë - kryesisht për shkak të të përbashkëtave të teknologjive të përfshira. Për shembull, navigimi i makinave shpesh përdor mjete specifike satelitore.
Ka lloje të përziera, brenda të cilave përdoren njëkohësisht disa burime teknologjike, si p.sh., sistemet e navigimit dhe informacionit. Si të tilla, burimet e komunikimit satelitor mund të jenë kyç në to. Megjithatë, qëllimi përfundimtar i përfshirjes së tyre do të jetë ofrimi i grupeve të përdoruesve të synuar me informacionin e nevojshëm.
Sistemet e navigimit
Lloji përkatës i navigimit formon, si rregull, një sistem me të njëjtin emër. Ekziston, pra, një sistem navigimi i makinave, detar, hapësinor, etj. Përkufizimi i këtij termi është i pranishëm edhe në komunitetin e ekspertëve. Sistemi i navigimit, në përputhje me interpretimin e zakonshëm, është një kombinim i llojeve të ndryshme të pajisjeve (dhe, nëse është e aplikueshme, softuerit) që ju lejojnë të përcaktoni pozicionin e një objekti, si dhe të llogarisni rrugën e tij. Paketa e veglave këtu mund të jetë e ndryshme. Por në shumicën e rasteve, sistemet karakterizohen nga prania e komponentëve bazë të mëposhtëm, si:
- karta (zakonisht në formë elektronike);
- sensorë, satelitë dheagregate të tjerë për llogaritjen e koordinatave;
- objekte jo-sistem që ofrojnë informacion për vendndodhjen gjeografike të objektivit;
- njësi analitike harduer-softuerike që ofron hyrjen dhe daljen e të dhënave, si dhe lidhjen e tre komponentëve të parë.
Si rregull, struktura e sistemeve të caktuara përshtatet me nevojat e përdoruesve fundorë. Disa lloje zgjidhjesh mund të theksohen në pjesën e softuerit, ose, anasjelltas, në pjesën e harduerit. Për shembull, sistemi i navigimit Navitel, i cili është i popullarizuar në Rusi, është kryesisht softuer. Ai është i destinuar për përdorim nga një gamë e gjerë qytetarësh që zotërojnë lloje të ndryshme të pajisjeve mobile - laptopë, tableta, smartfonë.
Navigim nëpërmjet satelitit
Çdo sistem navigimi përfshin, para së gjithash, përcaktimin e koordinatave të një objekti - zakonisht gjeografik. Historikisht, mjetet njerëzore në këtë drejtim janë përmirësuar vazhdimisht. Sot, sistemet më të avancuara të navigimit janë satelitët. Struktura e tyre përfaqësohet nga një grup pajisjesh me precizion të lartë, një pjesë e të cilave ndodhet në Tokë, ndërsa pjesa tjetër rrotullohet në orbitë. Sistemet moderne të navigimit satelitor janë në gjendje të llogarisin jo vetëm koordinatat gjeografike, por edhe shpejtësinë e një objekti, si dhe drejtimin e lëvizjes së tij.
Elementet e navigimit satelitor
Sistemet përkatëse përfshijnë elementët kryesorë të mëposhtëm: konstelacionin e satelitëve, njësitë tokësore për matjen e koordinimit të objekteve orbitale dhe shkëmbimin e informacionit me to, pajisje për përdoruesin përfundimtar(navigatorë) të pajisur me softuerin e nevojshëm, në disa raste - pajisje shtesë për specifikimin e koordinatave gjeografike (kullat GSM, kanalet e internetit, radio fenerët, etj.).
Si funksionon navigimi satelitor
Si funksionon një sistem navigimi satelitor? Në zemër të punës së tij është një algoritëm për matjen e distancës nga një objekt në satelitët. Këto të fundit janë të vendosura në orbitë praktikisht pa ndryshuar pozicionin e tyre, dhe për këtë arsye koordinatat e tyre në lidhje me Tokën janë gjithmonë konstante. Në navigatorët, janë vendosur numrat përkatës. Duke gjetur një satelit dhe duke u lidhur me të (ose me disa në të njëjtën kohë), pajisja përcakton, nga ana tjetër, pozicionin e saj gjeografik. Metoda kryesore këtu është llogaritja e distancës nga satelitët bazuar në shpejtësinë e valëve të radios. Një objekt orbital dërgon një kërkesë në Tokë me saktësi të jashtëzakonshme kohore - për këtë përdoren orët atomike. Pasi ka marrë një përgjigje nga navigatori, sateliti (ose një grup prej tyre) përcakton se sa larg ka udhëtuar vala e radios për një periudhë kohore të tillë. Shpejtësia e lëvizjes së një objekti matet në mënyrë të ngjashme - vetëm matja këtu është disi më e ndërlikuar.
Vështirësi teknike
Kemi përcaktuar se navigimi satelitor është metoda më e avancuar për përcaktimin e koordinatave gjeografike sot. Megjithatë, përdorimi praktik i kësaj teknologjie shoqërohet me një sërë vështirësish teknike. Çfarë, për shembull? Para së gjithash, kjo është johomogjeniteti i shpërndarjes së fushës gravitacionale të planetit - kjo ndikon në pozicionin e satelitit në lidhje me Tokën. E njëjta pronë karakterizohet gjithashtu ngaAtmosferë. Inhomogjeniteti i tij mund të ndikojë në shpejtësinë e valëve të radios, për shkak të së cilës mund të ketë pasaktësi në matjet përkatëse.
Një tjetër vështirësi teknike - sinjali i dërguar nga sateliti te navigatori shpesh bllokohet nga objekte të tjera tokësore. Si rezultat, përdorimi i plotë i sistemit në qytetet me ndërtesa të larta është i vështirë.
Përdorimi praktik i satelitëve
Sistemet e navigimit satelitor gjejnë gamën më të gjerë të aplikacioneve. Në shumë mënyra - si një element i zgjidhjeve të ndryshme tregtare të një orientimi civil. Mund të jenë pajisje shtëpiake dhe, për shembull, një sistem medial navigimi shumëfunksional. Përveç përdorimit civil, burimet satelitore përdoren nga topografë, hartografë, kompani transporti dhe shërbime të ndryshme qeveritare. Satelitët përdoren në mënyrë aktive nga gjeologët. Në veçanti, ato mund të përdoren për të llogaritur dinamikën e lëvizjes së pllakave tektonike të tokës. Navigatorët satelitorë përdoren gjithashtu si një mjet marketingu - me ndihmën e analitikës, e cila përfshin metodat e gjeopozicionimit, kompanitë kryejnë kërkime mbi bazën e tyre të klientëve, dhe gjithashtu, për shembull, dërgojnë reklama të synuara. Sigurisht, strukturat ushtarake përdorin gjithashtu navigatorë - ishin ata që, në fakt, zhvilluan sistemet më të mëdha të navigimit sot, GPS dhe GLONASS - për nevojat e Ushtrisë Amerikane dhe Rusisë, përkatësisht. Dhe kjo nuk është një listë shteruese e zonave ku mund të përdoren satelitët.
Lundim modernsistemet
Cilat sisteme navigimi janë aktualisht në funksion ose janë duke u vendosur? Le të fillojmë me atë që u shfaq në tregun publik global përpara sistemeve të tjera të navigimit - GPS. Zhvilluesi dhe pronari i tij është Departamenti Amerikan i Mbrojtjes. Pajisjet që komunikojnë nëpërmjet satelitëve GPS janë më të zakonshmet në botë. Kryesisht sepse, siç thamë më lart, ky sistem navigimi amerikan u prezantua në treg përpara konkurrentëve të tij modernë.
GLONASS po fiton në mënyrë aktive popullaritet. Ky është një sistem navigimi rus. Ai, nga ana tjetër, i përket Ministrisë së Mbrojtjes së Federatës Ruse. Ai u zhvillua, sipas një versioni, rreth të njëjtave vite si GPS - në fund të viteve '80 - në fillim të viteve '90. Megjithatë, ajo u prezantua në tregun publik vetëm kohët e fundit, në vitin 2011. Gjithnjë e më shumë prodhues të zgjidhjeve harduerike për navigim zbatojnë mbështetjen e GLONASS në pajisjet e tyre.
Supozohet se sistemi global i navigimit "Beidou", i zhvilluar në Kinë, mund të konkurrojë seriozisht me GLONASS dhe GPS. Vërtetë, për momentin funksionon vetëm si kombëtar. Sipas disa analistëve, ai mund të marrë statusin global deri në vitin 2020, kur një numër i mjaftueshëm satelitësh do të hidhet në orbitë - rreth 35. Programi i zhvillimit të sistemit Beidou është relativisht i ri - ai filloi vetëm në vitin 2000 dhe sateliti i parë u zhvillua nga Zhvilluesit kinezëlançuar në 2007.
Europianët po përpiqen gjithashtu të vazhdojnë. Sistemi i navigimit GLONASS dhe homologu i tij amerikan mund të konkurrojnë me GALILEO në të ardhmen e parashikueshme. Evropianët planifikojnë të vendosin një plejadë satelitësh në numrin e kërkuar të njësive të objekteve orbitale deri në vitin 2020.
Ndër projektet e tjera premtuese për zhvillimin e sistemeve të navigimit, mund të vërehet IRNSS indiane, si dhe QZSS japoneze. Në lidhje me publikun e parë të reklamuar gjerësisht, informacioni në lidhje me synimet e zhvilluesve për të krijuar një sistem global nuk është ende i disponueshëm. Supozohet se IRNSS do t'i shërbejë vetëm territorit të Indisë. Programi është gjithashtu mjaft i ri - sateliti i parë u hodh në orbitë në 2008. Sistemi satelitor japonez pritet gjithashtu të përdoret kryesisht brenda ose në afërsi të territoreve kombëtare të vendit në zhvillim.
Saktësia e pozicionimit
Më lart, ne vumë re një sërë vështirësish që janë të rëndësishme për funksionimin e sistemeve të navigimit satelitor. Ndër ato kryesore që kemi emërtuar - vendndodhja e satelitëve në orbitë, ose lëvizja e tyre përgjatë një trajektoreje të caktuar, nuk karakterizohet gjithmonë nga stabiliteti absolut për një sërë arsyesh. Kjo paracakton pasaktësi në llogaritjen e koordinatave gjeografike në navigatorë. Sidoqoftë, ky nuk është faktori i vetëm që ndikon në korrektësinë e pozicionimit duke përdorur një satelit. Çfarë tjetër ndikon në saktësinë e llogaritjeve të koordinatave?
Së pari, vlen të përmendet se orët atomike që janë instaluar në satelitë nuk janë gjithmonë absolutisht të sakta. Ato janë të mundshme, edhe pse mjafttë vogla, por që ende ndikojnë në cilësinë e gabimeve të sistemeve të navigimit. Për shembull, nëse bëhet një gabim në nivelin e dhjetëra nanosekondave gjatë llogaritjes së kohës gjatë së cilës lëviz një valë radio, atëherë pasaktësia në përcaktimin e koordinatave të një objekti tokësor mund të jetë disa metra. Në të njëjtën kohë, satelitët modernë kanë pajisje që bëjnë të mundur kryerjen e llogaritjeve edhe duke marrë parasysh gabimet e mundshme në funksionimin e orëve atomike.
Më sipër vumë në dukje se ndër faktorët që ndikojnë në saktësinë e sistemeve të navigimit është heterogjeniteti i atmosferës së Tokës. Do të ishte e dobishme të plotësohej ky fakt me informacione të tjera në lidhje me ndikimin e rajoneve afër Tokës në funksionimin e satelitëve. Fakti është se atmosfera e planetit tonë është e ndarë në disa zona. Ajo që është në të vërtetë në kufi me hapësirën e hapur - jonosfera - përbëhet nga një shtresë grimcash që kanë një ngarkesë të caktuar. Ata, duke u përplasur me valët e radios të dërguara nga sateliti, mund të zvogëlojnë shpejtësinë e tyre, si rezultat i së cilës distanca nga objekti mund të llogaritet me një gabim. Vini re se zhvilluesit e navigimit satelitor po punojnë gjithashtu me këtë lloj burimi të problemeve të komunikimit: algoritmet për funksionimin e pajisjeve orbitale, si rregull, përfshijnë lloje të ndryshme të skenarëve korrigjues që marrin parasysh veçoritë e kalimit të valëve të radios përmes jonosfera në llogaritjet.
Retë dhe fenomene të tjera atmosferike mund të ndikojnë gjithashtu në saktësinë e sistemeve të navigimit. Avujt e ujit të pranishëm në shtresat përkatëse të mbështjellësit të ajrit të Tokës, ashtu si grimcat në jonosferë, ndikojnë në shpejtësinëvalët e radios.
Sigurisht, në lidhje me përdorimin e brendshëm të GLONASS ose GPS si pjesë e njësive të tilla si, për shembull, një sistem mediash navigimi, funksionet e të cilit janë kryesisht argëtuese, atëherë pasaktësi të vogla në llogaritjen e koordinatave janë jo kritike. Por në përdorimin ushtarak të satelitëve, llogaritjet përkatëse duhet të korrespondojnë në mënyrë ideale me vendndodhjen reale gjeografike të objekteve.
Veçoritë e lundrimit detar
Pasi të flasim për llojin më modern të navigimit, le të bëjmë një digresion të shkurtër në histori. Siç e dini, vetë termi në fjalë u shfaq për herë të parë në mesin e lundruesve. Cilat janë karakteristikat e sistemeve të navigimit detar?
Duke folur për aspektin historik, mund të vërehet evolucioni i mjeteve në dispozicion të detarëve. Një nga "zgjidhjet e para harduerike" ishte busulla, e cila, sipas disa ekspertëve, u shpik në shekullin e 11-të. Harta, si një mjet kyç lundrimi, është përmirësuar gjithashtu. Në shekullin e 16-të, Gerard Mercator filloi të vizatonte harta bazuar në parimin e përdorimit të një projeksioni cilindrik me kënde të barabarta. Në shekullin e 19-të, u shpik një trung - një njësi mekanike e aftë për të matur shpejtësinë e anijeve. Në shekullin e njëzetë, radarët u shfaqën në arsenalin e marinarëve, dhe më pas satelitët e komunikimit hapësinor. Sot funksionojnë sistemet më të avancuara të navigimit detar, duke korrur kështu përfitimet e eksplorimit të hapësirës njerëzore. Cila është natyra e punës së tyre?
Disa ekspertë besojnë seTipari kryesor që karakterizon një sistem modern lundrimi detar është se pajisjet standarde të instaluara në anije kanë një rezistencë shumë të lartë ndaj konsumit dhe ujit. Kjo është mjaft e kuptueshme - është e pamundur që një anije që shkoi në një lundrim të hapur mijëra kilometra larg tokës, të gjendet në një situatë ku pajisjet papritmas dështojnë. Në tokë, ku burimet e qytetërimit janë të disponueshme, gjithçka mund të riparohet, por në det është problematike.
Çfarë veçori të tjera të dukshme ka një sistem navigimi detar? Pajisjet standarde, përveç kërkesës së detyrueshme - rezistenca ndaj konsumit, si rregull, përmbajnë module të përshtatura për fiksimin e disa parametrave mjedisorë (thellësia, temperatura e ujit, etj.). Gjithashtu, shpejtësia e anijes në sistemet e navigimit detar në shumë raste ende llogaritet jo nga satelitët, por me metoda standarde.
