Военные технологии в мирных целях




Скачать 403.66 Kb.
НазваниеВоенные технологии в мирных целях
страница1/6
ТипДокументы
rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Документы
  1   2   3   4   5   6

Интересное о навигации (часть 1/2)


Монолит напротив мавзолея

Panasonic: общая готовность

Acer сегодня и завтра

  • Военные технологии в мирных целях

    • От первого спутника до «Боинга 747»

    • Задачка для школьников

    • Сверим часы

    • Аугментация – белая магия GPS

    • Мы идем своим путем

    • ПАРАД КОСМИЧЕСКИХ ПРОЕКТОВ

  • Навигатор – это не роскошь

    • ЕСТЬ ЛИ СМЫСЛ ПЕРЕПЛАЧИВАТЬ ЗА БРЕНД?

    • Получить все или только самое необходимое

    • И каждая кочка на дороге подсчитана

    • НА ЗАМЕТКУ

    • Карта России

    • ГЛОНАСС-НАВИГАТОР GLOSPACE SGK-70

    • Интерфейс навигационного ПО

    • Мнение

    • Мнение

  • Спутник туриста

    • Garmin грязи не боится

    • ТЕЛЕНАВИГАТОР TWIG DISCOVERY

    • Фотографии для картографии

    • В зоне видимости

    • GSM ВМЕСТО GPS





Навигатор представляет собой мобильное устройство, способное определять географические координаты текущего местоположения по радиосигналам, принятым от спутниковой группировки. Найденное местоположение соотносится с картой местности и выводится на дисплей навигатора.

В большинстве случаев пользователю для определения своего местонахождения достаточно знать точные координаты широты и долготы – вычисление их и является основной функцией навигатора. Кроме того, такие устройства могут определять высоту над уровнем моря, указывать точное время, ориентацию по сторонам света, текущую скорость, пройденное расстояние и среднюю скорость вашего движения. Навигаторы, оснащенные специальным ПО, способны рассчитывать оптимальные маршруты передвижения, они также могут предоставлять пользователю сведения о различных объектах, занесенных в базу данных и отмеченных на карте, и передавать актуальную информацию о ситуации на дороге (пробки, дорожные работы и пр.).

Навигаторы обычно подразделяются по типам транспортных средств, на которых они используются: авиационные навигаторы, морские картплоттеры, авто- и мотонавигаторы, спортивные и туристические навигаторы.

Военные технологии в мирных целях


Наблюдая за бурным развитием GPS-навигаторов, мы иногда с сожалением отмечаем, что нашим гражданам, как, впрочем, и населению других стран, приходится пользоваться американской системой спутниковой навигации, хотя в свое время у СССР были все возможности для создания своего собственного решения. Именно наша страна оказала решающее влияние как на само создание GNSS, так и на непростой процесс передачи этой военной технологии гражданским организациям и физическим лицам.

От первого спутника до «Боинга 747»




Если обратиться к истории создания GNSS, мы увидим, что американцы и англичане начали разрабатывать наземные радионавигационные системы еще в самом начале 1940 годов: проекты LORAN (Long Range Navigation) и Decca Navigator использовались военными в ходе Второй мировой войны. Однако настоящим прорывом стало осознание того, что навигационная система должна базироваться на космических технологиях, а пришло оно после запуска в СССР первого искусственного спутника Земли. Тогда, в далеком 1957 году,  группа американских ученых во главе с доктором Ричардом Б. Кершнером тщательно следила за сигналом советского спутника. Они обнаружили, что благодаря эффекту Доплера, частота транслируемого сигнала увеличивается при приближении спутника и уменьшается при его отдалении. Зная свое точное местонахождение на Земле, можно рассчитать положение и скорость спутника на орбите. А главное, верно и обратное утверждение: зная точное местоположение спутника, можно рассчитать свое местонахождение на Земле и скорость передвижения.



Первая спутниковая система NAVSAT (Navy Navigation Satellite System) разрабатывалась военно-морским ведомством США и была протестирована уже в 1960 году – она предназначалась для определения местоположения подлодок с баллистическими ракетами на борту. Система GPS обязана своему появлению военно-воздушным силам. Прототипы первых GPS-приемников были испытаны в 1972 году, а в 1978-м был запущен первый экспериментальный спутник Block-I.

Переломным оказался 1983 год, когда корейский «Боинг 747» вторгся в воздушное пространство СССР и был сбит истребителем Су-15. Пассажирский самолет сбился с курса из-за ошибок в навигационной системе. На лайнере находились 269 человек, включая 62 гражданина США, – все они погибли. Президент США Рональд Рейган выпустил соответствующую директиву, чтобы немедленно можно было предоставить всем гражданским организациям доступ к спутниковой системе GPS, как только она полностью войдет в строй. Произошло это в 1993 году, правда, точность навигации для гражданских целей составила 100 м вместо возможных 10. Избирательная доступность (SA) была отменена только в 2000 году.

Задачка для школьников




В основу работы GNSS положены простые принципы, которые поймет каждый, кто изучал в школе геометрию. Предположим, что имеются данные о расстоянии до спутника: нарисуем сферу с заданным радиусом – мы окажемся на поверхности этой сферы. Теперь возьмем данные о расстоянии до другого спутника и нарисуем вторую сферу: при пересечении этих двух сфер образуется круг, в котором мы и находимся в настоящий момент времени. Чтобы определить точно наше положение, необходимо получить расстояние до третьего спутника и нарисовать третью сферу: пересечение трех сфер дает нам две точки – одна из них ложная и может быть отброшена, так как она имеет высокую скорость перемещения, или находится над или под поверхностью Земли. Таким образом, зная расстояние до трех спутников, можно вычислить координаты опре деляемой точки. Если вам требуется третье измерение (высота над уровнем моря), необходим четвертый спутник. Чтобы точно вычислить расстояние до спутника, необходимо умножить время прохождения сигнала на скорость света. Для этого надо знать, когда сигнал покинул спутник. Как решается эта задача? GPS-приемник и спутник синхронизируют таким образом, чтобы на спутнике и GPS-устройстве одновременно генерировался одинаковый псевдослучайный код (PRN). Каждый спутник передает на частоте L1 (1575,42 МГц) и L2 (1227,60 МГц) PRN-код, статус готовности спутника, дату и время, позиции всех спутников в течение дня и спутников в зоне видимости (так называемый «альманах»). Сигнал L1 имеет два дальномерных кода: P-код и C/A-код (C/A – coarse/acquisition). Точный код (P-код) может быть зашифрован для военных целей, а C/A-код (его называют Gold code – по имени одного из ведущих разработчиков GPS Роберта Голда) открыт для гражданских. Сигнал L2 модулируется только с P-кодом. Ресивер принимает входящий сигнал со спутника и определяет, насколько давно он сгенерировал такой же код. Измеряется временная задержка между одинаковыми участками кода, а полученная разница умножается на скорость света – все, эта часть задачи решена. Теперь GPS-приемнику остается вычислить свое положение на поверхности Земли, опираясь на полученные данные о расположении спутников (эфемериды).

Сверим часы


Проблема заключается только в том, что вычисления напрямую зависят от точности хода часов: код должен генерироваться на спутнике и GPS-приемнике в одно и то же время. На спутниках установлены атомные часы, имеющие точность около одной наносекунды, но если мы установим такие же часы на каждое GPS-устройство, его стоимость будет космической. Поэтому необходимо другое решение – наличие четвертого спутника, измерения которого будут использованы для устранения ошибок, возникающих в том случае, если часы на спутнике и в приемнике не синхронизированы.



Для работы навигационной системы GPS необходимо наличие на орбите 24 рабочих спутников с орбитальным периодом 12 часов на высоте 20 200 км от поверхности Земли. Однако не всегда рабочие спутники могут обеспечить уверенный прием, поэтому для увеличения точности позиции и резерва на случай сбоев общее число спутников должно быть больше – до 32 единиц.

Аугментация – белая магия GPS


В теории все выглядит логично, но на практике мы сталкиваемся со многими трудностями, мешающими работе системы. Например, скорость света остается константой только в вакууме, а когда сигнал проходит через ионосферу и тропосферу, его скорость уменьшается, что приводит к ошибкам в измерении расстояния до спутника. Без дополнительных методов коррекции тут не обойтись: они были разработаны и получили название методов аугментации.

Одним из примеров таких методик является система Differential GPS (DGPS). В ней используются координаты от двух GPS-приемников – рабочего и эталонного (установлен в месте, координаты которого измерены с высокой точностью). Оба устройства пеленгуют GPS-спутники в один и тот же промежуток времени, что дает возможность вычислять поправки и доводить точность до 3-5 м.



А вот другая методика аугментации вообще не нуждается в дополнительном оборудовании – это система WAAS (Wide Area Augmentation System) с точностью позиционирования менее трех метров. WAAS охватывает только США и включает 25 наземных станций, отслеживающих сигналы со спутников, а также две головные станции (по одной на побережье), которые вырабатывают поправки на основе данных от всех остальных.

Мы идем своим путем


Основой российской навигационной системы, получившей название ГЛОНАСС (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система), должна стать орбитальная группировка, состоящая из 24 спутников, движущихся в трех орбитальных плоскостях с наклонением 64,8° на высоте 19 100 км. Недавно были обнародованы планы доведения численности группировки до 30 аппаратов (24 рабочих + 6 резервных) к 2011 году. Принцип измерения у российской системы тот же, что и у американской. Первый спутник ГЛОНАСС был выведен на орбиту в 1982 году, а к 1993 система была официально принята в эксплуатацию. В 1995 году спутниковая группировка составила 24 аппарата, но впоследствии из-за недостаточного финансирования, а также из-за малого срока службы число работающих спутников сократилось. В августе 2001 года в России была принята федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система», которая предполагала реконструкцию системы.



К сожалению, из-за трудностей с финансированием поддерживать необходимое количество спутников пока не удается. В настоящее время в состав орбитальной группировки входит 20 аппаратов, из которых 18 действующих, а два выведены на техобслуживание. Этого количества достаточно для отличного покрытия территории России, но не всей поверхности Земли: «дыры» есть в южной части Тихого океана, Австралии, Индии (по состоянию на ноябрь 2008 года).

ПАРАД КОСМИЧЕСКИХ ПРОЕКТОВ


В настоящее время несколько крупных государств мира и целые группы стран развивают свои проекты спутниковой навигации. Евросоюз разрабатывает систему Galileo: она войдет в строй к 2013 году, когда на орбиту будут выведены 30 спутников (27 рабочих и 3 резервных). В отличие от GPS и ГЛОНАСС система Galileo не контролируется ни государственными, ни военными структурами. Индия собирается запустить к 2011 году 7 спутников в рамках своего проекта IRNSS – эта система обеспечит покрытие территории страны и сопредельных государств. Китайская система Бэйдоу («Северный Ковш») включает в себя два спутника и уже обслуживает территорию Поднебесной.



Определенные трудности возникают и с пользовательским оборудованием, предназначенным для гражданских лиц. В то время как размеры приемника SiRFstar III, применяемого в большинстве современных GPS-навигаторов, составляют 3,12х3,17 мм, толщина – 0,68 мм, габариты чипа ГЛОНАСС – 30х30 мм, толщина – от 3 до 7 мм. Энергопотребление таких модулей в 10–20 раз выше, чем у стандартных GPS. Многие ГЛОНАСС-приемники выпускаются партиями из нескольких десятков штук, в то время как производители GPS выпускают свои навигаторы миллионными тиражами. Стоимость самых дешевых отечественных навигационных устройств начинается от 12 тыс. руб. Непосредственно сам приемник для навигатора ГЛОНАСС стоит сейчас около $100, для GPS-устройства – $7.
  1   2   3   4   5   6

Похожие:

Военные технологии в мирных целях iconКонспект урока по физике в 9 классе. Учитель Бугаева Т. С деление...
Продолжить формирование понятий: ядерная реакция, изотопы. Ввести понятия: цепная реакция деления ядра урана, коэффициент размножения,...

Военные технологии в мирных целях iconНаборы утилит служебных программ операционных систем. Средства и...
Контрольные задания по разделам дисциплины : Системные технологии, Офисные технологии Сетевые технологии

Военные технологии в мирных целях iconФормы учетной документации и примерные образцы служебных документов к инструкции о порядке
Либо подлежащих призыву на военную службу (в том числе по мобилизации), на военные сборы, а также граждан

Военные технологии в мирных целях iconОбразование, становление и основные этапы развития кафедры "Технологии...
Секция «Технологии конструкционных материалов» (ткм) в филиале работала с 1959 г. В 1986 г., отделившись от кафедры «Технологии сварки»,...

Военные технологии в мирных целях iconРабочая программа по технологии для 7а, 7б класса Составитель: Гайфуллин...
Рабочая программа по изучению технологии в 7 классах составлена на основе следующих документов

Военные технологии в мирных целях iconТюменской области постановлени е
В целях выявления, пропаганды и повсеместного внедрения в молочном животноводстве передовых приемов и методов труда, повышения эффективности...

Военные технологии в мирных целях iconВ качестве кандидатов на поступление в военно-учебные заведения для...
Порядок приема в военные образовательные учреждения министерства обороны российской федерации

Военные технологии в мирных целях iconПедагогические технологии как основа компетентностно ориентированного подхода
В связи с этим, в образовательном процессе применяются инновационные технологии, которые еще и вызваны интеграционными и информационными...

Военные технологии в мирных целях iconРекомендации по созданию пунктов временного размещения (пвр) пострадавшего...
Примечание. Различают чрезвычайные ситуации по характеру источника (природные, техногенные, биолого-социальные и военные) и по масштабам...

Военные технологии в мирных целях iconРабочая программа по технологии на 2014 2015 учебный год
Рабочая программа составлена в соответствии с Примерной основной образовательной программы образовательного учреждения по технологии...

Военные технологии в мирных целях iconОтделка помещений по технологии knauf по дисциплине "Современные строительные технологии"
Ефремов Михаил Александрович – Отделка помещений по технологии Knauf. – 37страниц, 20 иллюстраций

Военные технологии в мирных целях icon1. Презентация профессии
Для нас крайне важна быстрота, точность и надежность обмена информацией. Без качественной дистанционной связи сегодня невозможно...

Военные технологии в мирных целях iconОтчет о выполнении проекта реализации технологической платформы «свч технологии» в 201
Учредительное собрание участников тп «свч технологии» состоялось 30 августа 2011 года. В учредительном собрании приняли участие представители...

Военные технологии в мирных целях iconПольша во внешнеполитичекой стратегии советской россии (1918-1919 гг.)
Охватывают период с 11 ноября 1918 г. (т е с момента появления независимого Польского государства) и ограничиваются 19 апреля 1919...

Военные технологии в мирных целях iconОтчет о самообследовании муниципального казенного общеобразовательного учреждения
Инновационные образовательные программы и технологии, в частности, информационные технологии

Военные технологии в мирных целях iconМетодическое пособие по созданию пунктов временного размещения граждан...
Примечание. Различают чрезвычайные ситуации по характеру источника (природные, техногенные, биолого-социальные и военные) и по масштабам...


Руководство, инструкция по применению






При копировании материала укажите ссылку © 2018
контакты
rykovodstvo.ru
Поиск