Как появилось геопозиционирование в смартфоне. Часть 3 фото
База знаний База знаний

Как появилось геопозиционирование в смартфоне. Часть 3


Игорь Горяинов, преподаватель геодезии в университете (МИИГАиК).

В предыдущих частях мы с Вами выделили основные сложности навигации по естественным звездным телам. Рассмотрели идею функционирования первой наземной радионавигационной системы. Даже в виде такой довольно не хитрой схемы первая радионавигационная система показала высокую эффективность. Однако военных в ней многое не устраивало: направленные радиолучи являлись мощнейшим демаскирующим признаком, изменить конечную точку прицеливания было невозможно. По сути это была система дистанционного прицеливания, а не навигации. По направлению радиолучей, уже можно было догадаться, какой город будет подвержен бомбардировке. Лучи были довольно узкими и могли быть заглушены, например сброшенными с самолета кусочками металлической фольги. Даже мы в нашем примере, сбросив металлизированное конфетти, создали бы калейдоскоп навигационных решений тем, кто летел позади нас. Военным была нужна другая система, которая позволяла бы гораздо лучше ориентироваться по большему количество маршрутов и не демаскировать самолеты.

Справедливости стоит отметить, что первая навигационная система, состоящая из направленных радиолучей, не умерла. В измененной форме она успешно эксплуатируется в аэропортах в виде курсоглиссадной системы. Она служит для посадки самолетов в условиях плохой видимости. Система состоит из двух радиолучей-вееров. Один отвечает за курс по азимуту, второй за верное снижение высоты – глиссаду. Они образуют воронку, в которой должен снижаться самолет для безопасной посадки. Навигационной системе самолета нужно лишь поддерживать максимальный уровень двух этих сигналов. Таким образом, курсоглиссадная система, является наземной локальной системой радионавигации. Однако для получения технического преимущества над противником нужна система с большим охватом территории.

Оценив преимущества немецкой системы, американские и британские специалисты создали более эффективную систему наземной радионавигации LORAN. Её эксплуатация началась во времена Второй Мировой войны, а закончилась в 2015 году. Это уже дедушка современных спутниковых систем радионавигации ГЛОНАСС и GPS. Давайте посмотрим, какой же путь прошла первая радионавигационная система, чтобы стать спутниковой и глобальной. Помимо малого охвата территории с помощью направленных радиолучей, выяснилась еще одна важная проблема: земля круглая. Сферичность земли это именно та причина, которая заставила спутники подняться на орбиту в 20 000 км. Первоначально конечно никто не планировал поднимать источники радиосигнала так высоко. Хотели обойтись меньшими затратами, создав сеть похожую на теле и радио вещание.

Все читатели обращали внимание на высоту радиобашен. Например, высота Останкинской в Москве 540 м. Главная задача такой высоты: обеспечить прямую радио видимость от источника до приемника радиосигнала. Например, если передающая антенна Останкинской телебашни находится на высоте 500 метров, а принимающая на высоте 8 метров, то зона прямой радиовидимости составит 90 км. Это не очень много как мы видим. Для нормального приема сигнала необходимы башни ретрансляторы. Их можно увидеть в каждом крупном областном или районном центре. Чтобы повысить зону охвата наземной радионавигационной системы необходимо поднять источник и приемник сигнала как можно выше. В СССР, создавая аналогичную систему радионавигации «Чайка», для этого использовали естественные возвышенности в Крыму, На Урале и на Кольском полуострове. Получалось, что высота источника радиосигнала была порядка 1,5 км от уровня моря. Если вы собираетесь обеспечивать навигацией не наземного потребителя, а самолет, летящий на высоте 6-8 км, то зона радио видимости составит в таком случае около 500 км. Вышки находились на естественных возвышенностях и посылали сигнал на 360 градусов. Оборудование на самолете вычисляло дальность и направление до каждой каждого источника сигнала. Зная координаты источников, оборудование вычисляло пространственное положение летательного аппарата. Самолет мог точно позиционировать себя в любых погодных условиях.

Такая радионавигационная система «Чайка» в СССР обеспечивала нужды военной авиации на Европейской территории страны, в районах северного полюса и на тихоокеанском побережье СССР. В США аналогичная система LORAN покрывала Восточное и Западное побережье США и район Северной Атлантики. Это были еще не глобальные системы позиционирования, но уже максимально близкие им по принципу работы. Однако имелся ряд недостатков, которые нельзя было легко устранить.

Во-первых, это зона покрытия. Как бы высоко вы не подняли радиоантенну, горизонт ее действия ограничен. Для качественного навигационного обеспечения необходимо много вышек, равномерно покрывающих территорию.

Во-вторых, в океане такие вышки не поставишь. Если Тихий океан изобилуют атоллами, то Атлантический нет. Возникают проблемы так же с установкой таких вышек на территории вероятного противника.

В-третьих, радиоприемник должен находиться на большой высоте, желательно в несколько км. Пользователям, находящимся на небольшой высоте такая навигационная система неудобна.

Таким образом, подтвердив свою высокую эффективность, наземная радионавигационная система показала, что необходим принципиально иной подход. Его мы и разберем в следующих частях.

Читайте также: Как появилось геопозиционирование в смартфоне. Часть 1

Как появилось геопозиционирование в смартфоне. Часть 2. 

Подписывайтесь на нас в соцсетях, если хотите быть в курсе последних событий в сфере бизнеса и технологий.


Не менее интересные публикации