Как появилось геопозиционирование в смартфоне. Часть 2 фото
База знаний База знаний

Как появилось геопозиционирование в смартфоне. Часть 2


Игорь Горяинов, преподаватель геодезии в университете (МИИГАиК). 
 

В предыдущей части мы с Вами выделили основные сложности навигации по естественным звездным телам. Главной проблемой является невозможность обеспечения регулярности наблюдений. Промежуток плохой погоды может быть очень длительным. Безусловно, мореплавателей выручал компас. Он позволял продолжительное время двигаться в нужном направлении. В случае если изменения курса и скорости судна были минимальны, то навигационная ошибка по расстоянию даст Вам лишь ошибку во времени прибытия в тот или иной порт, что не критично. После детального изучения морских течений точность позиционирования так же возросла. Помогали и маяки, по которым штурманы корректировали курс уже вблизи берега. Таким образом, гражданских специалистов уровень навигационного обеспечения более или менее устраивал. А вот военных нет. Сложные маневры, изменения скорости движения кораблей, обход районов минирования требовал большей точности и оперативности решения навигационной задачи.

Появление новых видов военной техники потребовала изменения процедур навигационного обеспечения. В целом развитие систем геопозиционирования напрямую связано с желанием добиться преимущества перед противником и нанести удар точно в цель. Весь наш дальнейший рассказ будет, так или иначе, затрагивать военную тематику. Ведь первоначально главная цель GPS или ГЛОНАСС заключалось не в удобном походе в стейк-хауз.

Первым видом техники, потребовавшим изменения работы навигационных приборов, стал самолет. Точнее бомбардировщик. Уже к началу Второй Мировой Войны бомбардировщик за час пролетал расстояние больше, чем корабль проходил за сутки. Значит и навигационные средства должны работать быстрее. К тому же скорость движения воздушных потоков гораздо выше, чем морских течений. Да и сами воздушные потоки постоянно меняют направление. Вероятность сбиться с курса гораздо выше.

Первоначально пилоты, конечно же прибегали к карте, пользовались астронавигацией и компасом. Однако здесь сразу же наметился ряд серьезных проблем. Полет в ясную погоду удобен. Но ведь силы Противовоздушной обороны не дремлют. Нужно постоянно менять курс, обходить районы ПВО, прятаться в облачности. Еще безопаснее летать ночью. Но как ночью сличать местность с картой? Как понять блестит то озеро или это. Для приемлемого уровня навигации в штат воздушного корабля ввели штурмана, который как орел смотрел через специальную нижнюю полусферу на землю, вел вычисления по навигационным приборам. Как можно догадаться он работал гораздо больше и быстрее, чем его морской коллега.

Но при подлете к цели его ждал неприятный сюрприз. Местность не была похожа на карту. В городах выполнялись мероприятия по искусственному искажению местности. Так знакомый всем москвичам изгиб Москвы-реки в районе Кремля был заставлен баржами, с нарисованными улицами. Как понять, что необходимо бомбить? Да еще светомаскировка, с полным отключением всего освещения не добавляла ясности. Расчеты штурмана показывают, что вы +- 2-3 км в Москве? А конкретно где сказать нельзя.

Если Восточная Европа с ее погодой имела еще теоретические шансы на сопоставление местности с картой, то Туманный Альбион таких шансов не оставлял. Нужна была иная система навигации не зависящая от местности и погоды. Такая система была разработана и введена в строй Германией во время бомбардировок Великобритании в 1940 году.

Это была система наземной радионавигации. Можно сказать прадедушки современной спутниковой системы радионавигации ГЛОНАСС и GPS.

Принцип ее работы был довольно интересен. Представим, что вы решили полететь на легкомоторном самолете из Москвы в Санкт-Петербург. Вы хотите сбросить конфетти в районе Петропавловской крепости и сделать маленький праздник своим друзьям. Однако все в тумане и визуально ваших друзей вы не обнаружите. Как это сделать с помощью наземной радионавигационной системы? Давайте рассмотрим.

И так в самолете есть два радиоприемника. Одни из них настроен частоту на Московского радио. Эта радиостанция будет нужна нам во время всего полета. Радиоантенна этого радио излучают не вокруг, а узким лучом. Луч этот чем-то похож на лазер. Направлен он строго на Петропавловскою крепость. Таким образом, чтобы держать верный курс мы должны слушать с высоким качеством Московское радио. Или, например можно выполнить ряд маневров и опять вернуться на курс. Второе радио у нас настроено на частоту радиостанции Твери. Сами радиолучи пересекаются под углом близким к 90 градусов. Московский радиолуч направлен ровно на Петропавловскую крепость. Тверской, Новгородский и Петербуржский луч перпендикулярно трассе вашего полета. Как только у нас с высоким качеством музыка играет Тверской радиостанции, мы понимаем, какую контрольную точку мы пролетели. Перенастраиваем второй приемник на частоту Великого Новгорода. Летим и слышим поздравления деда Мороза с Новым годом. По большому счету не важно, что мы слышим, важно поймать точку наивысшего качества сигнала. Дальше после Великого Новгорода мы распаковываем пачки конфетти и готовим их к сбросу с самолета. Осталось пересечь последний радиосигнал и сбросить конфетти. Пересекаем последний радиосигнал и сбрасываем. Наши питерские друзья счастливы. А ведь в Питере облачность и наших друзей мы не видели, но смогли подарить им праздник.

Таким образом, работала первая в мире радионавигационная система. В следующих частях разберем ее недостатки и почему ее заменили на более совершенную систему. И как в целом все пришло к маленькому датчику в смартфоне.

Читайте также: Как появилось геопозиционирование в смартфоне. Часть 1.

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

Не менее интересные публикации