Egzistuoja ir yra plačiai naudojamos kelių tipų navigacijos sistemos, kurios skiriasi veikimo principais ir matavimo tikslumu. Ateityje gali pradėti veikti iš esmės nauja sistema, kuri apskaičiuoja koordinates pagal Žemės gravitacinio lauko (GPF) ypatybes. Tikimasi, kad šis padėties nustatymo metodas bus ypač tikslus ir tuo pat metu labai sudėtingas.
Daug žadanti kryptis
Išplėtotos kosminės žvaigždynos buvimas ir visų pagrindinių technologijų tobulinimas atveria naujas galimybes pasaulio mokslui. Visų pirma, naudojant labai tikslius prietaisus, skirtus fiziniams planetos laukams ir jo paviršiaus objektams matuoti, galima sudaryti išsamius įvairių tipų modelius, tinkamus naudoti įvairiose srityse.
Per pastaruosius kelerius metus mūsų šalyje ir užsienyje buvo atliekami tyrimai vadinamųjų. gravitacinės navigacijos sistemos. Atliekami būtini darbai ir renkami nauji duomenys, apdorojami tolimesniam naudojimui. Pagrindiniai naujosios navigacijos sistemos principai jau nustatyti, o jos kūrimo procesas tęsiamas.
Šia kryptimi Rusijoje dirba kelios organizacijos. Visų pirma, visos Rusijos fizinių, techninių ir radijo inžinerinių matavimų mokslinių tyrimų institutas (VNIIFTRI) iš „Rosstandart“kuria įrangą, skirtą rinkti duomenis ir apdoroti gaunamą informaciją apie dujų perdirbimo gamyklą, kad būtų sukurtos naujos navigacijos priemonės.
Neseniai pasirodė pranešimai gravitacijos navigacijos tema. Savaitraštis „Zvezda“, remdamasis „Rosstandart“vadovybe, rašė apie tolesnio darbo prie perspektyvaus projekto tęsimą ir naujų rezultatų gavimą. Jie taip pat priminė naujų technologijų pranašumus ir jų taikymo sritis.
Matavimas ir skaičiavimas
Gravitacinės navigacijos koncepcija grindžiama tuo, kad GPZ parametrai skirtinguose planetos paviršiaus taškuose (arba virš jo) šiek tiek skiriasi. Žemė nėra tobulas rutulys ar elipsoidas; jo paviršius turi sudėtingiausią reljefą, o žemės plutos storis sudarytas iš skirtingų medžiagų. Visa tai daro įtaką gravitacijos parametrams paviršiuje ir šalia jo. Dažnai faktinės vertės skiriasi nuo apskaičiuotų tam tikram taškui, kuris vadinamas gravitacine anomalija. Be to, dėl daugelio veiksnių skirtinguose taškuose pastebimos skirtingos išcentrinės jėgos.
Koncepcija numato GPP parametrų ir išcentrinės jėgos matavimą skirtinguose taškuose, toliau apdorojant. Gautą gravimetrinį žemėlapį galima įvesti į navigacijos įrangos atmintį ir naudoti skaičiavimams. Remiantis GPZ duomenimis, galima ištaisyti inercinių ar palydovinės navigacijos sistemų veikimą. Šiuo atveju bendra viso komplekso paklaida sumažinama iki centimetrų. Be to, ANN su korekcija, pagrįsta GPZ duomenimis, išsiskiria didžiausiu atsparumu triukšmui.
Stebėjimai rodo, kad GPZ yra gana patikimas navigacijos sistemų „etalonas“. Gravitacijos lauko keitimo greitis yra daug mažesnis nei magnetinio lauko, o GPZ duomenys gali būti naudojami dešimtis metų, nepastebimai sumažėjus skaičiavimams. Tačiau žemės drebėjimai ir kiti procesai gali pakeisti GPZ būseną ir reikalauti atnaujinti žemėlapius.
Praktinės priemonės
Remiantis pastarųjų metų pranešimais, Rusijos mokslininkai, kaip ir jų užsienio kolegos, jau kelerius metus renka duomenis, ieško gravitacinių anomalijų ir rengia gravitacijos žemėlapius. Lėktuvuose ir palydovuose esanti speciali įranga matuoja lauko vertes daugybėje taškų ir perduoda jas antžeminiams kompiuterių centrams. Šio darbo rezultatas yra žemėlapis, galintis užtikrinti didelį navigacijos tikslumą.
Mes taip pat kuriame navigacijos įrangą, galinčią naudoti naujus žemėlapius ir sąveikauti su kita įranga. Tačiau, kiek žinoma, tokie projektai dar nesukėlė produktų, tinkamų realiam naudojimui.
Naujų navigacijos principų diegimui vis tiek gali trukdyti tai, kad trūksta tikslių didelės žemės paviršiaus dalies žemėlapių. Tiesą sakant, šiuo metu navigacija per GPZ praktiškai nesuteikia jokių ypatingų pranašumų prieš INS ar palydovines sistemas. Situacija gali pasikeisti tik ateityje, kai bus atlikti visi reikalingi tyrimo ir projektavimo darbai.
Programos
Nauji navigacijos principai gali būti pritaikyti įvairiose srityse, kuriose reikalingas ypač tikslus koordinačių nustatymas, nepriklausomumas nuo išorinių signalų šaltinių ir kitos specifinės savybės. Visų pirma, tai yra kariniai reikalai. Naudingų gravitacinių navigacijos sistemų atsiradimas padidins įvairios įrangos ir ginklų kovinį efektyvumą.
Kariuomenė gali būti suinteresuota padidėjusiu koordinačių skaičiavimo tikslumu ir unikaliu triukšmo atsparumu. Tiesą sakant, vienintelis būdas paveikti tokias sistemas yra dirbtinis GPZ pakeitimas - tai reikalauja didelių pastangų arba yra visiškai neįmanoma.
Aukšto tikslumo valdoma raketa, naudodama gravimetrinį žemėlapį, galės tiksliau sekti nurodytą maršrutą ir pataikyti į taikinį žinomomis koordinatėmis su mažesniu nukrypimu. Tokiais principais gali naudotis tiek sparnuotosios, tiek balistinės raketos. Tačiau tokiai operacijai reikės tikslaus ir atnaujinto maršruto GPZ žemėlapio, kuris kelia ypatingus reikalavimus žvalgybai ir streiko organizavimui.
Nauji navigacijos principai labai domina mokslą. Su jų pagalba galite padaryti tikslesnį ryšį, kuris yra naudingas atliekant įvairius tyrimus daugelyje sričių. Duomenų rinkimo tikslumas gerėja, ir tai gali būti svarbių naujų atradimų pagrindas.
Mes neturėtume pamiršti apie civilinį ir komercinį transportą. Įprastomis aplinkybėmis laivai ar orlaiviai turi pakankamai navigacijos priemonių, tačiau kai kuriais atvejais gali prireikti tikslesnių sistemų. Visiškai įmanoma, kad visaverčių operatyvinių navigacijos priemonių per dujų perdirbimo gamyklą atsiradimas sudomins orlaivius ir laivų statytojus, taip pat komercinius vežėjus.
Laukia sėkmės
Remiantis naujausiomis ataskaitomis, VNIIFTRI dabar užsiima tikslių įvairių sričių gravimetrinių žemėlapių sudarymu, tinkamu tolesniam praktiniam naudojimui. Duomenys apie GPP parametrus ir stebimas jėgas yra apdorojami ir konvertuojami į patogią naudoti formą. Taip pat vyksta navigacinės įrangos kūrimas praktiniam įgyvendinimui.
Abu šie naujos krypties komponentai išsiskiria dideliu sudėtingumu, trukme ir darbo sąnaudomis. Deja, net ir apytikslis naujų technologijų diegimo praktikoje laikas lieka nežinomas. Be to, neaiškios tikrosios tokių pokyčių perspektyvos taikant įvairias sritis. Nepaisant to, darbai vyksta, o realių rezultatų reikėtų tikėtis ateityje. Jei bus naudojamos naujos technologijos ir jos pateisins lūkesčius, daugelyje sričių įvyks radikalių pokyčių.
