Что такое навигационные системы география 5 класс

Навигационная система

Навигационная система — это совокупность приборов, алгоритмов и программного обеспечения, позволяющих произвести ориентирование объекта в пространстве (осуществить навигацию).

Навигационные системы обеспечивают ориентацию с помощью:

Список навигационных систем

Типы навигационных систем

См. также

Это заготовка статьи о технике. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. Это примечание по возможности следует заменить более точным.

Полезное

Смотреть что такое «Навигационная система» в других словарях:

Навигационная система — сеть наземных радиостанций, подводная сеть гидроакустических станций, навигационных спутников с командно измерительным комплексом, по излучаемым сигналам которых с помощью бортовых средств навигации обеспечивается определение координат кораблей… … Морской словарь

навигационная система большого радиуса действия — (одна из государственных радионавигационных систем США) [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN long range navigation … Справочник технического переводчика

навигационная система, использующая измерение времени и дальности — Предшественница GPS. — [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN navigation system using timing and ranging, precursor GPSNAVSTAR … Справочник технического переводчика

Навигационная система Navitron — Navitron международная система диспетчеризации и мониторинга транспортных средств, использующая ресурсы сетей сотовой связи (GSM) и глобальных навигационных спутниковых систем (GPS). На современном уровне решены вопросы прав доступа и… … Википедия

Судовая навигационная система — 5. Судовая навигационная система Е. Ship navigation system Судовые навигационные устройства, взаимоувязанные в единую упорядоченную структуру. Примечание. Система может быть автоматической без участия человека оператора, автоматизированной или… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

авиационная инерциальная навигационная система — инерциальная навигационная система Навигационная система, предназначенная как для определения координат местоположения самолета, так и для выработки сигналов управления, его движением по заданному маршруту. [ГОСТ 22837 77] Тематики пилотажно… … Справочник технического переводчика

бесплатформенная инерциальная навигационная система — бескарданная инерциальная навигационная система Инерциальная навигационная система, в которой акселерометры и гироскопические датчики устанавливаются на подвижном объекте без гироскопически стабилизированной платформы. [Сборник рекомендуемых… … Справочник технического переводчика

автоматизированная навигационная система для автомобильного и городского электрического транспорта — 3.2 автоматизированная навигационная система для автомобильного и городского электрического транспорта: Автоматизированная информационно телекоммуникационная система, предназначенная для обеспечения надежного централизованного диспетчерского… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Авиационная инерциальная навигационная система — 19. Авиационная инерциальная навигационная система Инерциальная навигационная система Навигационная система, предназначенная как для определения координат местоположения самолета, так и для выработки сигналов управления его движением по заданному … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Эволюция средств навигации

По расположению звёзд

Астролябия (греч. ἁστρολάβον, астролабон, «берущий звезды») — древнейший астрономический инструмент, позволяющий определять широты и долготы небесных тел путём измерения горизонтальных углов. Этот прибор не только позволяет делать точные измерения, но и выглядит очень красиво и необычно.

Своему появлению астролябия обязана Древней Греции, а «отцом» прибора принято считать древнегреческого математика Аполлония Пергского. За время своего существования прибор испытывал на себе различные модификации. Так, учёные Востока применяли инструмент не только для определения времени и длительности светового дня, но и для математических вычислений.

Наиболее популярна астролябия стала в эпоху Возрождения, когда способность верно использовать прибор была одним из важнейших умений в астрономическом образовании. Знание астрономии тогда стояло во главе угла всего образования, а умение делать вычисления на астролябии свидетельствовало о высоком положении и интеллектуальном развитии человека.

Секстант — навигационный прибор, позволяющий измерять высоту Солнца и прочих космических объектов над горизонтом для того, чтобы определить географические координаты. Освоить азы ориентации на местности, изучив знания, накопленные человечеством, поможет учебник по географии для 5 класса под редакцией А. А. Летягина.

Своё название «sextans» (лат. «шестой», «шестая часть») получил благодаря тому, что длина его шкалы равна шестидесяти градусам или шестой части от полного круга.

Чаще всего инструмент использовался в мореплавании. Прототипом секстанта был квадрант (лат. «четыре», «четвёртая часть»), определяющий высоту небесных светил.

Измерения проводились при помощи угломерных приборов, расположенных на длинной палке со шкалами градусов и вертикальных передвижных рельсов. Для определения координат инструмент наводили на определённый небесный участок, нижний рельс «накладывали» на горизонт, а верхний — на Солнце или звёзды в зависимости от времени суток.

Компас (итал. «compassio» — «измерять шагами») — это навигационное устройство для ориентирования на местности с помощью определения сторон света.

Древнейшим «предком» современного компаса была обычная ёмкость с водой, внутри которой располагали магнит игловидной формы на камышовом листике.

Считается, что изобретение принадлежит китайцам времен династии Сун (960 — 1279 гг.). Тогда компас использовался для указания направления движения в пустыне. Позже компасом начали пользоваться в мореходстве. Однако торговцы не спешили делиться изобретением, дабы избежать конкуренции, да и моряки всё ещё старались «держать курс» согласно различным профессиональным приметам, а не двигаться по «наущению» намагниченной иглы.

С течением времени «компас» трансформировался, к нему добавился специальный груз, чтобы инструмент можно было использовать и во время качки на борту. Также было замечено, что для верных измерений необходимо держать компас вдали от металлических вещей. Подробнее об этом вы узнаете в пособиях по географии под редакцией А. И. Алексеева.

На сегодняшний день компас может выглядеть по-разному: очень просто — практически, как при первом своём появлении, и достаточно сложно — если к нему были добавлены новые электронные детали. Однако несмотря на широкий выбор средств навигации про компас вряд ли забудут — уж слишком это простой, удобный и верный способ определить стороны света.

«Прототипом» первого современного навигатора стал прибор Plus Fours Routefinder, появившийся в 1920 году. Он представлял собой аккуратные наручные «часы» с экраном и со сменными картами, которые прокручивались специальными шестеренками по двум сторонам прибора.

В 1930 году навигация дошла и до автомобилей. От предыдущего изобретения он отличался скоростью прокручивания карт. Теперь «промотка» зависела не от ручных усилий, а от скорости машины. Однако присутствовал и существенный недостаток — при повороте дороги автомобиль приходилось останавливать, искать нужную карту и устанавливать её в прибор.

По сигналам из космоса

Переломным моментом в навигации стало появление первого искусственного спутника нашей планеты. «Спутник-1» — советский космический аппарат, вышедший на орбиту Земли 4 октября 1957 года. Исследователи всего мира следили за ходом этого грандиозного события. Ученые из Америки, наблюдая за сигналами спутника, установили, что частота получаемого сигнала растёт при приближении «Спутника-1» к планете и, соответственно, убывает при его отдалении. Такая закономерность позволяет вычислить местоположение аппарата и его скорость (при условии, что известны собственные координаты). Справедливыми становятся и обратные вычисления — определить своё местоположение, зная координаты спутника.

Подобные исчисления стали настоящим переворотом в области навигации. Сначала данными аппарата стали пользоваться военные. Так, появился первый GPS-спутник, запущенный американскими военными. Подобными разработками занимались и советские учёные.

Разработка глобальной навигационной спутниковой системы (ГЛОНАСС) официально началась в декабре 1967 года. Первый запуск спутника «Ураган» осуществился в 1982 году.

Основой системы ГЛОНАСС стали двадцать четыре спутника, движущихся в трёх орбитальных плоскостях Земли. Принципиальное отличие отечественных спутников от американских – в отсутствии резонанса с вращением Земли, благодаря чему наши спутники более стабильны.

До 2000 года сигнал GPS для обычного населения планеты передавался с помехами для того, чтобы показания были не совсем точны. Однако затем помехи были устранены, и мир получил возможность использовать в быту точные данные по определению местоположения.

Учитывая историю навигации и наблюдая за современными изобретениями, легко сделать вывод, что приборы по определению местоположения будут снова и снова совершенствоваться. Например, беспилотники стали уже не прерогативой военных сил — их разработкой занимаются все крупные производители автомобилей. Соединение действительной навигации GPS с виртуальным миром — уже не фантастика. Да и многие аппараты, о которых люди раньше только мечтали, уже воплотились в реальность. Именно поэтому мы с таким упоением следим на разработками учёных и наслаждаемся нововведениями мира навигации, ведь подобные открытия делают нашу жизнь не только проще, но и раздвигают рамки наших возможностей.

Источник

Навигационные системы

Навигационная система и ее типы. Спутниковая система навигации, принципы ее работы и области применения. Сущность инерциальной навигации, ее преимущества. Использование базы данных NaviJet в бортовой навигации при планировании и выполнении полетов.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Навигационная система и её типы

Навигационные системы обеспечивают ориентацию с помощью:

— карт, имеющих видео, графический или текстовый форматы;

— определения местоположения посредством датчиков или других внешних источников;

— информации от других объектов.

Типы навигационных систем:

— Спутниковая система навигации;

2. Спутниковая система навигации

навигационный инерциальный спутниковый бортовой

Основные элементы спутниковой системы навигации:

— Орбитальная группировка, состоящая из нескольких (от 2 до 30) спутников, излучающих специальные радиосигналы;

— Наземная система управления и контроля (наземный сегмент), включающая блоки измерения текущего положения спутников и передачи на них полученной информации для корректировки информации об орбитах;

— Аппаратура потребителя спутниковых навигационных систем («спутниковые навигаторы»), используемое для определения координат;

— Опционально: наземная система радиомаяков, позволяющая значительно повысить точность определения координат;

— Опционально: информационная радиосистема для передачи пользователям поправок, позволяющих значительно повысить точность определения координат.

Метод измерения расстояния от спутника до антенны приёмника основан на определённости скорости распространения радиоволн. Для осуществления возможности измерения времени распространяемого радиосигнала каждый спутник навигационной системы излучает сигналы точного времени, используя точно синхронизированные с системным временем атомные часы. При работе спутникового приёмника его часы синхронизируются с системным временем, и при дальнейшем приёме сигналов вычисляется задержка между временем излучения, содержащимся в самом сигнале, и временем приёма сигнала. Располагая этой информацией, навигационный приёмник вычисляет координаты антенны. Все остальные параметры движения (скорость, курс, пройденное расстояние) вычисляются на основе измерения времени, которое объект затратил на перемещение между двумя или более точками с определёнными координатами.

В реальности работа системы происходит значительно сложнее. Ниже перечислены некоторые проблемы, требующие специальных технических приёмов по их решению:

— Отсутствие атомных часов в большинстве навигационных приёмников. Этот недостаток обычно устраняется требованием получения информации не менее чем с трёх (2-мерная навигация при известной высоте) или четырёх (3-мерная навигация) спутников; (При наличии сигнала хотя бы с одного спутника можно определить текущее время с хорошей точностью).

— Неоднородность гравитационного поля Земли, влияющая на орбиты спутников;

— Неоднородность атмосферы, из-за которой скорость и направление распространения радиоволн может меняться в некоторых пределах;

— Отражения сигналов от наземных объектов, что особенно заметно в городе;

— Невозможность разместить на спутниках передатчики большой мощности, из-за чего приём их сигналов возможен только в прямой видимости на открытом воздухе.

Спутниковые системы навигации находят применение в следующих областях:

— Геодезия: с помощью систем навигации определяются точные координаты точек

— Картография: системы навигации используется в гражданской и военной картографии

— Навигация: с применением систем навигации осуществляется как морская, так и дорожная навигация

— Спутниковый мониторинг транспорта: с помощью систем навигации ведётся мониторинг за положением, скоростью автомобилей, контроль за их движением

— Тектоника, Тектоника плит: с помощью систем навигации ведутся наблюдения движений и колебаний плит

— Активный отдых: существуют различные игры, где применяются системы навигации, например, Геокэшинг и др.

— Геотегинг: информация, например фотографии «привязываются» к координатам благодаря встроенным или внешним GPS-приёмникам.

В настоящее время работают или готовятся к развёртыванию следующие системы спутниковой навигации:

Принадлежит министерству обороны США. Этот факт, по мнению некоторых государств, является её главным недостатком. Устройства, поддерживающие навигацию по GPS, являются самыми распространёнными в мире. Также известна под более ранним названием NAVSTAR.

Принадлежит министерству обороны России. Система, по заявлениям разработчиков наземного оборудования, будет обладать некоторыми техническими преимуществами по сравнению с GPS. После 1996 года спутниковая группировка сокращалась и к 2002 году практически полностью пришла в упадок. Была полностью восстановлена только в конце 2011 года. К 2025 году предполагается глубокая модернизация системы.

На 28 декабря 2012 года выведено на орбиту Земли шестнадцать навигационных спутников, из них по предназначению используется.

Согласно планам, к 2012 году она сможет покрывать Азиатско-Тихоокеанский регион, а к 2020 году, когда количество спутников будет увеличено до 35, система «Бэйдоу» сможет работать как глобальная. Реализация данной программы началась в 2000 году. Первый спутник вышел на орбиту в 2007-ом.

Европейская система, находящаяся на этапе создания спутниковой группировки. Планируется полностью развернуть спутниковую группировку к 2020 году.

Первоначально японская QZSS была задумана в 2002 г. как коммерческая система с набором услуг для подвижной связи, вещания и широкого использования для навигации в Японии и соседних районах Юго-Восточной Азии. Первый запуск спутника для QZSS был запланирован на 2008 г. В марте 2006 японское правительство объявило, что первый спутник не будет предназначен для коммерческого использования и будет запущен целиком на бюджетные средства для отработки принятых решений в интересах обеспечения решения навигационных задач. Только после удачного завершения испытаний первого спутника начнётся второй этап и следующие спутники будут в полной мере обеспечивать запланированный ранее объём услуг.

3. Инерциальная навигация

— датчиков линейного ускорения (акселерометров);

-гироскопических устройств, воспроизводящих на объекте систему отсчёта (например, с помощью гиростабилизированной платформы) и позволяющих определять углы поворота и наклона объекта, используемые для его стабилизации и управления движением.

-вычислительных устройств (ЭВМ), которые по ускорениям (путём их интегрирования) находят скорость объекта, его координаты и др. параметры движения;

Преимущества методов инерциальной навигации состоят в автономности, помехозащищенности и возможности полной автоматизации всех процессов навигации. Благодаря этому методы инерциальной навигации получают всё более широкое применение при решении проблем навигации надводных судов, подводных лодок, самолётов, космических аппаратов и других движущихся объектов.

Инерциальные навигационные системы (ИНС) имеют в своём составе датчики линейного ускорения (акселерометры) и угловой скорости (гироскопы или пары акселерометров, измеряющих центробежное ускорение). С их помощью можно определить отклонение связанной с корпусом прибора системы координат от системы координат, связанной с Землёй, получив углы ориентации: рыскание (курс), тангаж и крен. Угловое отклонение координат в виде широты, долготы и высоты определяется путём интегрирования показаний акселерометров. Алгоритмически ИНС состоит из курсовертикали и системы определения координат. Курсовертикаль обеспечивает возможность определения ориентации в географической системе координат, что позволяет правильно определить положение объекта. При этом в неё постоянно должны поступать данные о положении объекта. Однако технически система, как правило, не разделяется и акселерометры, например, могут использоваться при выставке курсовертикальной части.

Инерциальные навигационные системы делятся на имеющие гиростабилизированную платформу (ПИНС) и бесплатформенные (БИНС). В платформенных ИНС взаимная связь блока измерителей ускорений и гироскопических устройств, обеспечивающих ориентацию акселерометров в пространстве, определяет тип инерциальной системы. Известны три основных типа платформенных инерциальных систем.

В инерциальных системах аналитического типа и акселерометры, и гироскопы неподвижны в инерциальном пространстве (относительно сколь угодно далёких звёзд). Координаты объекта получаются в счетно-решающем устройстве, в котором обрабатываются сигналы, снимаемые с акселерометров и устройств, определяющих поворот самого объекта относительно гироскопов и акселерометров.

Полуаналитическая система имеет платформу, которая непрерывно стабилизируется по местному горизонту. На платформе имеются гироскопы и акселерометры. Координаты самолета или иного летательного аппарата определяются в вычислителе, расположенном вне платформы.

В БИНС акселерометры и гироскопы жестко связаны с корпусом прибора. Передовой технологией в производстве БИНС является технология волоконно-оптических гироскопов (ВОГ), принцип действия которых основан на эффекте Саньяка. БИНС на базе таких гироскопов не имеет подвижных частей, абсолютно бесшумна, не требует специального обслуживания и имеет хорошие показатели наработки на отказ (до 80 000 часов у некоторых моделей) и малое энергопотребление (десятки Ватт). Технологии ВОГ пришли на смену лазерно-кольцевым гироскопам (ЛКГ), имеющим подвижные части и требующим периодического обслуживания по калибровке и замене износившихся узлов и деталей, а также с относительно высоким уровнем энергопотребления.

4. База данных NaviJet

База данных NaviJet предназначена для использования в бортовых навигационных системах при планировании и выполнении полетов по правилам приборных полетов (ППП).

NaviJet применяется в FMS и спутниковых приемоиндикаторах производства «Транзас» и других производителей авиационных бортовых систем, таких как ВСС-100, TNC-1G, TSS, TDS-84, АБРИС, TMG-17.

База данных NaviJet используется этими системами в качестве исходных данных для осуществления процесса навигации и отображается на навигационных дисплеях в виде аэронавигационной карты.

База данных NaviJet содержит записи о следующих аэронавигационных объектах:

-аэродромы, на которых выполняются полеты по ППП;

-процедуры маневрирования в районе аэродрома SID/STAR/App;

-минимальные безопасные высоты в секторе (МБВс);

-сеточная минимальная высота полета (СМВП/GridMORA);

-связь в районе аэродрома;

-воздушные трассы верхнего и нижнего воздушного пространства (включая воздушные трассы РФ);

-зоны ожидания по ППП на воздушных трассах и в районе аэродрома;

-аэродромные и трассовые радионавигационные средства (ОПРС, VOR/DME, РСБН, РМС);

-связь на воздушных трассах;

Обновление данных NaviJet производится каждые 28 дней в сроки, предусмотренные системой AIRAC. Поставка базы данных клиентам осуществляется через Интернет.

5. База данных NaviProp

База данных NaviProp применяется в вычислительных самолетных системах TNC-1G, системах TSS, TMG-17, TDS-84, АБРИС и авиационных тренажерах. NaviProp позволяет при выполнении полетов использовать в бортовых навигационных системах информацию об аэродромах, МВЛ, структуре воздушного пространства ниже нижнего эшелона.

Используя NaviProp в навигационных системах компании «Транзас», специалист может быстро и правильно произвести расчет полета и получить всю необходимую аэронавигационную информацию.

Бортовая база данных NaviProp содержит данные о следующих аэронавигационных объектах:

-аэродромы (включая аэродромы МВЛ);

-минимальные безопасные высоты в секторе (МБВс);

-сеточная минимальная высота полета (СМВП);

-связь в районе аэродрома;

-аэродромные и трассовые препятствия;

-местные воздушные линии;

-зоны ожидания по ПВП;

-аэродромные и трассовые радионавигационные средства (ОПРС, МРМ, VOR/DME, РСБН, РМС);

-зоны ограничений, запретные зоны;

-районы полетной информации.

База данных NaviProp поставляется через Интернет с последующим обновлением в сроки, предусмотренные системой AIRAC.

Список используемой литературы

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Спутниковая система навигации как комплексная электронно-техническая система, ее структура и содержание, назначение и функциональные особенности. Состав аппаратуры пользователя и правила ее применения. Принцип действия GPS и степень точности сигнала.

курсовая работа [2,4 M], добавлен 16.11.2010

Преимущества спутниковой навигационной системы. Развитие радионавигации в США, России. Опробование основной идеи GPS. Сегодняшнее состояние NAVSTAR GPS. Навигационные задачи и методы их решения. Система глобального позиционирования NAVSTAR и ГЛОНАСС.

реферат [619,3 K], добавлен 18.04.2013

Распределение европейского рынка спутниковой системы навигации в 2000-2010 гг. Требования к спутниковым системам навигации. Определение координат наземным комплексом управления. Точность местоопределения и стабильность функционирования навигации.

презентация [2,4 M], добавлен 18.04.2013

Изучение истории появления спутниковой навигации. Исследование принципов работы GPS в околоземном пространстве. Анализ особенностей технической реализации и применения системы. Наземные станции контроля космического сегмента. GPS приемники и навигаторы.

презентация [2,2 M], добавлен 08.06.2016

Инерциальные системы навигации и существующие пути их реализации. Описание архитектуры приложения для сбора и разметки данных, структура и взаимосвязь компонентов. Основные функции анализатора данных. Искусственные нейронные сети и их назначение.

курсовая работа [1,1 M], добавлен 04.09.2016

Источник