263.91 Kb.Название Дата08.03.2012Размер263.91 Kb.Тип Содержание Смотрите также: С.Л. Смекалов. Это черновик лекции и в содержании возможны ошибки.Основы спутниковой навигации.История развития методов определения координат.Задача определения координат встала перед человечеством со времен глубокой древности. Знание положения на суше могло опираться на видимые на местности объекты, но определить положение в море, вдали от берегов было долгое время не разрешимой задачей. Считается что понятия широты и долготы введены Гиппархом, ему же приписывают мнение о возможности использования астрономических наблюдений для их определения, а первым, кто предложил математически точную концепцию географической широты и долготы, был Клавдий Птолемей. Способы определения определение широты места по высоте солнца или Полярной звезды над горизонтом были известны еще в древней Греции. Однако вопрос определения долготы был гораздо более сложным. Для ее нахождения необходимо было знать разность местного времени, например момента, когда Солнца на максимальной высоте над горизонтом, в точке, долгота которой принимается за начало отсчета и в точке, долготу которой надо определить. Особенно остро проблема определения долготы встала в эпоху великих географических открытий. В XVI-XVII веках правители разных европейских стран назначали значительные вознаграждения за решение проблемы определения долготы в открытом море. Одним из самых известных претендентов на долготные призы был Галилео Галилей, составивший по результатам астрономических наблюдений таблицы, предсказывающие затмения спутников Юпитера и предложивший использовать моменты затмений для определения долготы наблюдателя. Однако ни этот метод, ни другие предлагавшиеся астрономические методы не нашли широкого применения в морской навигации из-за сложности их использования и малой точности. В 1714 году парламент Англии принял билль, предусматривающий награду человеку или группе лиц, которые смогут определить долготу на море. Награда в сумме 10 тыс. фунтов стерлингов предлагалась в случае, если метод позволит определять долготу с точностью шестидесяти географических миль. В случае повышения точности в два раза сумма удваивалась и составляла 20 тыс. фунтов стерлингов. Приз этот, хотя и не полностью, получил изобретатель хронометра лондонский часовщик Джон Гаррисон. Его первый хронометр был изготовлен в 1735 г., затем несколько десятилетий Гаррисон совершенствовал этот прибор. С появлением хронометра проблема сравнения местного времени с эталонным была решена. Отправляясь в плавание, штурман корабля сверял свои хронометры, а их обычно было несколько, с часами обсерватории, долгота которой была хорошо известна. Местное время и широта корабля определялись с помощью секстанта по Солнцу или по звездам. Этот метод определения координат позволял находить положение корабля с точностью до секунд времени, что составляло на экваторе расстояние порядка 1 км. Данный метод, хотя и совершенствовался по мере развития техники, но принципиально не претерпел изменений на протяжении почти двух веков.Следующий этап развития навигации связан с появлением радио и радиолокаторов и относится уже к началу XX века. Первые радионавигационные устройства не позволяли определить координаты, но позволяли, используя направленные свойства антенны определять направление на радиомаяк. Одно из таких устройств, включающее две приемные антенны было запатентовано во многих странах мира немецкой компанией Лоренц (German Lorenz company) и использовалось на протяжении десятилетий, в первую очередь для ориентации самолетов. Первой радионавигационной системой, которая позволяла самолетам определять координаты по сигналам, принимаемым от трех радиомаяков, была английская система GEE, первые испытания которой прошли в 1940 г. С помощью этой системы самолеты получили возможность определять свое положение на расстоянии до 450 миль с точностью 1-6 миль. Дальнейшее развитие радионавигация судов и самолетов по сигналам, принимаемым от системы стационарных радиомаяков, получила в американской системе LORAN (Long Range Aid to Navigation), созданной в период второй мировой войны и получившей в дальнейшем развитие в системе LORAN-С, эксплуатировавшейся до 2010 года. В настоящее время в США рассматривается вопрос о разработке возможного продолжения существования подобной системы, в качестве резервной альтернативы GPS. В СССР в 1958Pг. была разработана аналогичная система «Чайка», эксплуатирующаяся и в настоящее время. Определение координат в обеих системах основывается на определении расстояний до системы радиомаяков с известными координатами по задержкам времени прохождения радиосигнала от маяков, до позиционируемого объекта. Дальность действия обеих систем на море достигает 2000 км, а точность определения координат составляет около 200 м.Современный этап развития методов определения координат связан с развитием космонавтики и созданием спутниковых систем навигации. Спутниковые системы первого поколения - это американская система Transit и советская система Цикада. Система Transit изначально разработанная для управления подводными лодками была запущена в 1964 году и состояла из 7 низкоорбитальных спутников. С 1967 г. она стала доступна для гражданских пользователей. В 2000 году система была выведена из эксплуатации. Развертывание системы Цикада было начато в 1967 года, когда был выведен на орбиту первый навигационный спутник. Полностью система введена в эксплуатацию в 1979 году в составе четырех космических аппаратов. В настоящее время «Цикада» имеет ограниченное применение в навигации. Советский Союз и Россия имеет военный вариант системы, называемый «Циклон». В обеих системах координат определялись на основании доплеровского сдвига частоты от каждого спутника, по которому определялось положение наблюдателя относительно спу
И в содержании возможны ошибки. Основы спутниковой навигации. История развития методов определения координат. Задача
И в содержании возможны ошибки. Основы спутниковой навигации. История развития методов определения координат. Задача
Комментариев нет:
Отправить комментарий