Навигационные системы

В древности понятие навигация означало умение управлять кораблем, так как дорог было мало и заблудиться на них было довольно сложно. Сейчас навигационные системы соединяют в себе технические и программные средства, которые предназначены для определения координат объекта в пространстве с максимальной точностью. Еще одним предназначением подобных систем является прокладка и движение по наиболее оптимальному маршруту.

Принцип работы

Если раньше положение судна или человека определяли по звездам, то сегодня роль звезд выполняют спутники. От них исходит непрерывный сигнал определенной частоты. Для точного определения положения объекта нужно поймать сигнал минимум с трех спутников, в которых закодирована информация о его точных координатах. Параллельно с этим определяется расстояние до источника сигнала, которое рассчитывается по разнице времени прохождения эталонного и реального сигнала. Для увеличения точности необходимо учитывать релятивистский эффект, который уменьшает время прохождения сигнала при высоких скоростях движения спутника. 

принцип работы навигационных систем

Проведя минимум три воображаемые окружности с центром в точке нахождения спутника и радиусом, равным измеренному расстоянию до приемника получим их пересечение. Его координаты и будут местом расположения объекта. Подобные вычисления компьютер выполняет раз в несколько секунд, полученные координаты накладываются на карту, создавая впечатление движущегося объекта.  

Большей точностью отличается мобильная навигация, определяющая положение объекта по сигналу с трех и более вышек мобильной связи, однако ее использование ограничено городской чертой. За городом с увеличением расстояния между узлами связи точность определения координат падает, а при доступности сигнала с двух точек положение объекта становится неопределенным. 

Виды и краткое описание навигационных систем

Сегодня в мире насчитывается несколько навигационных систем, среди которых можно назвать самые распространенные:

  • Автомобильные – автоматизированные системы, предназначенные для оптимального выбора маршрута передвижения с использованием визуальных и голосовых подсказок. Учитывается наличие пробок и состояние дорог.
  • Морские – сложные компьютерные системы, учитывающие не только маршрут передвижения корабля, но и различные сопутствующие факторы, включая скорость и направление течений, силу ветра, нагрузку судна и пр.
  • Воздушные – быстрые системы навигации с минимальным циклом опроса спутников и определением координат движущегося объекта. Ведь если за секунду автомобиль проходит до 10-15 метров, то самолет преодолевает 100-200 метров. Сложность построения маршрута возрастает благодаря трехмерности среды передвижения и высокой скорости объекта.
  • Инерциальные навигационные системы определяют положение объекта на карте без обработки внешних сигналов, используются в военных целях и в системах слежения за транспортом.

К достоинствам систем навигации можно отнести простоту использования, широкий спектр применения устройств, их относительную дешевизну.

К недостаткам относится необходимость постоянного обновлений карт местности, затрат значительных вычислительных и энергетических ресурсов при построении маршрута.

Добавить комментарий

Plain text

  • HTML-теги не обрабатываются и показываются как обычный текст
  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки.
  • Строки и абзацы переносятся автоматически.