Навигация - это... Подробный разбор понятия

В двадцать первом веке множество людей пользуются автомобилями, поездами, самолетами, мореходными судами. Но чтобы транспортное средство добралось до конечной точки, оно должно следовать точному маршруту. Столетиями ранее определить его мог только человек, который хорошо владел определенными знаниями и навыками. Они годами изучали своё ремесло, чтобы в совершенстве овладеть искусством навигации. К счастью, в наше время развитой компьютеризации уже не нужно тратить годы на изучение всех тонкостей этого ремесла – всё за вас высчитает машина.

Определение

В наши дни слово навигация чаще всего ассоциируется со спутниковым GPS-устройством, но многие не знают, что как ремесло и наука, она зародилась давным-давно и предназначалась для мореплавания.

Само слово «навигация» - это производное от латинского navigo, то есть дословно понятие означает «плыть на судне». Не стоит путать этот термин с картографией, потому что второе – это отдельная наука, лишь отдаленно связанная с навигацией.

Стоит также оговориться, что сама навигация разделяется на множество видов, которые имеют достаточно много общего, поскольку это всё же одна наука. Но также различаются, потому что могут охватывать совершенно разные области.

Давайте вкратце узнаем о двух наиболее древних видах.

Морская навигация

Морская навигация – это подвид, предназначенный для судовождения.

Долгое время полагались лишь на магнитный компас, указывающий направление относительно Северного и Южного полюсов, и на морские карты, которые, как правило, не всегда соответствовали действительности, поэтому мореплавателям, а точнее, капитану и штурману, приходилось лично дополнять уже имеющиеся карты, вне зависимости от того, было ли их плавание с экспедиционной или торговой целью.

Астрономическая навигация

Астрономическая навигация – это вид, в котором ориентирование на местности происходит при помощи «указателей» - небесных светил, созвездий, а также их расположения относительно каких-либо наземных постоянных ориентиров.

Данный вид – дело куда более сложное, чем кажется на первый взгляд. Без многогодовой учебы и соответствующего инвентаря будет трудно сориентироваться, но и в этом способе есть несколько простых вещей, о которых многие знают.

Например, определить по движению Солнца запад и восток, или по Полярной звезде выяснить направление на географический север – тоже астрономическая навигация. Но данный вид имеет существенный минус. В условиях тумана или облачности человеку просто не будут видны ориентиры.

Виды навигационных систем

Перед тем как переходить к перечислению с детальным пояснением, стоит несколько уточнить определение.

Система навигации – это объединение всех возможных алгоритмов, средств, инструментов и программного обеспечения. Оно позволит сориентировать объект на местности. Чаще всего на слуху у рядовых пользователей именно спутниковая навигация.

Из названия понятно, что определение местоположения будет осуществляться при помощи связи со спутником, находящимся на орбите нашей планеты. Но есть еще один ее вид - инерциальный.

Инерциальная система

Принцип работы инерциальной системы навигации крайне прост по сравнению со спутниковой, и она имеет как ряд преимуществ, так и несколько недостатков.

Если правильно расшифровать название этой системы, то становится понятным принцип её действия. Она работает, опираясь на данные о скорости движущегося объекта, его угловых скоростей, отклонений от траектории и еще нескольких видов данных, на основе которых и строится информация о местоположении объекта в пространстве.

Отличительной особенностью такого метода навигации является полная автономность процесса, ведь он работает за счет уже встроенных в систему вычислительных машин, поэтому не нужно ни связываться со спутником, ни искать ориентиры в пространстве. Это крайне удобно, ведь в радиосвязи могут случится помехи, а в условиях плохой видимости затрудняется ориентирование.

В первую очередь такой системой навигации пользуются при управлении самолетов, подводных судов, ракет и других видов техники. Это объясняется тем, что им присуща прямолинейная траектория движения.

Спутниковая навигация

Осуществление навигации при помощи спутника - это довольно сложный с технической точки зрения процесс, в котором не каждый сможет разобраться. Особенно если разбирать его целиком и полностью. Но давайте немного упростим объяснение процесса.

В данном методе навигации непосредственно задействован космический спутник.

Но всё зависит не только от него. Для того чтобы спутник «видел» объект, любой навигатор, будь то автомобильный или какой-либо другой, имеет приемник для связи.

Также в навигаторе есть встроенная база данных, в которой содержится перечень с расположением всех доступных ему спутников (минимум трех). Они и определяют местоположение. Так как движение радиоволн можно примерно просчитать, то зная показатели скорости и время, узнается расстояние от спутника до приемника. Высчитав дистанцию от трех (или более) спутников, можно с определенной долей погрешности выяснить координаты объекта, которые поступают обратно в навигатор и отображаются графически на дисплее в виде карты.

Как было сказано ранее, GPS-навигация удобна, поскольку есть возможность осуществлять постоянный мониторинг передвижения во всех направлениях относительно географических полюсов - запада и востока, но при малейших помехах в сигнале показания вполне могут быть неточными или вообще исчезнуть.