Pastāv un tiek plaši izmantoti vairāki navigācijas sistēmu veidi, kas atšķiras pēc darbības principiem un mērījumu precizitātes. Nākotnē var sākt darboties principiāli jauna sistēma, kas aprēķina koordinātas, pamatojoties uz Zemes gravitācijas lauka (GPF) iezīmēm. Paredzams, ka šī pozicionēšanas metode būs īpaši precīza - un tajā pašā laikā ļoti sarežģīta.
Daudzsološs virziens
Izstrādātas kosmosa konstelācijas klātbūtne un visu pamattehnoloģiju uzlabošana paver jaunas iespējas pasaules zinātnei. Jo īpaši augstas precizitātes instrumentu klātbūtne planētas fizisko lauku un tās virsmas objektu mērīšanai ļauj izveidot detalizētus dažāda veida modeļus, kas piemēroti izmantošanai dažādās jomās.
Pēdējos gados mūsu valstī un ārvalstīs ir veikti pētījumi tā saukto. gravitācijas navigācijas sistēmas. Tiek veikts nepieciešamais darbs un savākti jauni dati, apstrādāti turpmākai izmantošanai. Jaunās navigācijas sistēmas pamatprincipi jau ir noteikti, un tās izveides process turpinās.
Krievijā šajā virzienā strādā vairākas organizācijas. Konkrēti, Krievijas Federācijas Fizikālo, tehnisko un radiotehnikas mērījumu zinātniski pētnieciskais institūts (VNIIFTRI) no Rosstandart izstrādā iekārtas datu vākšanai un ienākošās informācijas apstrādei par gāzes pārstrādes rūpnīcu, lai radītu jaunus navigācijas līdzekļus.
Nesenie ziņojumi par gravitācijas navigācijas tēmu parādījās citā dienā. Nedēļas izdevums "Zvezda", atsaucoties uz Rosstandart vadību, rakstīja par darba turpināšanu pie daudzsološa projekta un jaunu rezultātu iegūšanas. Viņi arī atgādināja par jauno tehnoloģiju priekšrocībām un to pielietojuma jomām.
Mērīšana un aprēķināšana
Gravitācijas navigācijas koncepcijas pamatā ir fakts, ka GPZ parametri dažādos planētas virsmas punktos (vai virs tā) ir nedaudz atšķirīgi. Zeme nav perfekta bumba vai elipsoīds; tās virsmai ir vissarežģītākais reljefs, un zemes garozas biezums sastāv no dažādiem materiāliem. Tas viss ietekmē gravitācijas parametrus uz virsmas un tās tuvumā. Bieži vien faktiskās vērtības atšķiras no aprēķinātajām vērtībām noteiktā punktā, ko sauc par gravitācijas anomāliju. Turklāt vairāku faktoru ietekmē dažādos punktos tiek novēroti dažādi centrbēdzes spēki.
Koncepcija paredz izmērīt GPP parametrus un centrbēdzes spēku dažādos punktos ar turpmāku apstrādi. Iegūto gravimetrisko karti var ievadīt navigācijas iekārtu atmiņā un izmantot aprēķinos. Pamatojoties uz GPZ datiem, ir iespējams labot inerciālo vai satelītnavigācijas sistēmu darbību. Šajā gadījumā visa kompleksa kopējā kļūda tiek samazināta līdz centimetriem. Turklāt ANN ar korekciju, pamatojoties uz GPZ datiem, izceļas ar visaugstāko trokšņa neaizskaramību.
Novērojumi liecina, ka GPZ ir diezgan uzticams navigācijas sistēmu "etalons". Gravitācijas lauka izmaiņu ātrums ir daudz zemāks nekā magnētiskā lauka, un GPZ datus var izmantot desmitiem gadu, nemanot aprēķinu precizitāti. Tomēr zemestrīces un citi procesi var mainīt GPZ stāvokli un pieprasīt karšu atjaunināšanu.
Praktiski pasākumi
Saskaņā ar pēdējo gadu ziņojumiem Krievijas zinātnieki - tāpat kā viņu ārvalstu kolēģi - jau vairākus gadus vāc datus, meklē gravitācijas anomālijas un apkopo gravitācijas kartes. Īpaša iekārta lidmašīnās un satelītos mēra lauka vērtības milzīgā skaitā punktu un nosūta tos uz zemes skaitļošanas centriem. Šī darba rezultāts ir karte, kas spēj nodrošināt augstu navigācijas precizitāti.
Mēs arī izstrādājam navigācijas iekārtas, kas spēj izmantot jaunas kartes un mijiedarboties ar citu aprīkojumu. Tomēr, cik zināms, šādi projekti vēl nav noveduši pie reālai lietošanai piemērotu produktu parādīšanās.
Jaunu navigācijas principu ieviešanu joprojām var apgrūtināt precīzas kartes trūkums nozīmīgai zemes virsmas daļai. Patiesībā pašlaik navigācija caur GPZ praksē nesniedz nekādas īpašas priekšrocības salīdzinājumā ar INS vai satelītu sistēmām. Situācija var mainīties tikai nākotnē, kad būs pabeigti visi nepieciešamie izpētes un projektēšanas darbi.
Lietojumprogrammas
Jaunie navigācijas principi var tikt pielietoti dažādās jomās, kur nepieciešama īpaši precīza koordinātu noteikšana, neatkarība no ārējiem signālu avotiem un citas specifiskas iezīmes. Pirmkārt, tās ir militārās lietas. Apkalpojamu gravitācijas navigācijas sistēmu parādīšanās palielinās plaša aprīkojuma un ieroču klāsta kaujas efektivitāti.
Militāro spēku var interesēt gan koordinātu aprēķināšanas paaugstinātā precizitāte, gan unikālā trokšņa necaurlaidība. Patiesībā vienīgais veids, kā ietekmēt šādas sistēmas, ir mākslīgi mainīt GPZ - tas prasa milzīgus centienus vai ir pilnīgi neiespējami.
Augstas precizitātes vadāma raķete, izmantojot gravimetrisko karti, varēs precīzāk sekot norādītajam maršrutam un trāpīt mērķim ar zināmām koordinātām ar mazāku novirzi. Šādus principus var izmantot gan spārnotās, gan ballistiskās raķetes. Tomēr šādai operācijai būs nepieciešama precīza un atjaunināta GPZ karte maršrutā, kas izvirza īpašas prasības izlūkošanai un streika organizēšanai.
Jaunie navigācijas principi zinātni ļoti interesē. Ar viņu palīdzību jūs varat izveidot precīzāku saikni, kas ir noderīga dažādiem pētījumiem vairākās jomās. Datu vākšanas precizitāte uzlabojas, un tas var būt par pamatu svarīgiem jauniem atklājumiem.
Mēs nedrīkstam aizmirst par civilo un komerciālo transportu. Normālos apstākļos kuģiem vai lidmašīnām ir pietiekami daudz navigācijas palīglīdzekļu, taču dažos gadījumos var būt nepieciešamas precīzākas sistēmas. Pilnīgi iespējams, ka pilnvērtīgu navigācijas līdzekļu parādīšanās caur gāzes pārstrādes rūpnīcu ieinteresēs lidmašīnas un kuģu būvētājus, kā arī komerciālos pārvadātājus.
Gaidot panākumus
Saskaņā ar jaunākajiem ziņojumiem VNIIFTRI tagad ir aizņemts ar precīzu dažādu apgabalu gravimetrisko karšu apkopošanu, kas piemērotas turpmākai izmantošanai praksē. Dati par ZPI parametriem un novērotajiem spēkiem tiek apstrādāti un pārveidoti izmantošanai ērtā formā. Notiek arī navigācijas iekārtu izstrāde praktiskai ieviešanai.
Abas šīs jaunā virziena sastāvdaļas izceļas ar augstu sarežģītību, ilgumu un darbaspēka izmaksām. Diemžēl pat aptuvenais jauno tehnoloģiju ieviešanas laiks praksē joprojām nav zināms. Turklāt šādas attīstības faktiskās izredzes attiecībā uz pielietojumu dažādās jomās ir neskaidras. Neskatoties uz to, darbs notiek, un nākotnē būtu jāgaida reāli rezultāti. Ja tiks izmantotas jaunas tehnoloģijas un tās atbildīs cerībām, radikālas pārmaiņas notiks vairākās jomās.
