Введение. История навигации от древности до наших дней (1151917), страница 5
Текст из файла (страница 5)
В.16) Фуковпервые использовал в 1852 году для демонстрации вращенияЗемли. Именно благодаря этой демонстрации гироскоп и получилсвоё название от греческих слов «вращение», «наблюдаю».Рис. В.16. Гироскоп Фуко (1852 г.)Во второй половине XIX века было предложено использоватьэлектродвигатель для разгона и поддержания длительного вращения роторагироскопа. Впервые на практике гироскоп был применен в 1880-х годахинженером Обри для стабилизации курса торпеды.В 1884 г. на Международной меридианной конференции в Вашингтонебыло предложено принять Гринвичский меридиан за нулевой, а Гринвичскоевремя – за начало отсчета времени для всех других временных зон.В ХХ веке, наряду с дальнейшим развитием методов и средствнавигации в интересах мореплавания, появилась новая обширная область ихприменения – аэронавигация.
Уже в первые десятилетия ХХ века, по меретого, как дирижабли и самолеты стали использовать как транспортное ибоевое средство, на них начали устанавливать разработанные к тому временинавигационные приборы. В частности, морской секстант использовался такжеи на самолетах, где при помощи отвеса и уровня с воздушным пузырькомопределяли искусственные горизонты. Начиная с 1920 г., уровень своздушным пузырьком стали использовать в составе пузырькового секстанта,созданного специально для самолетов. Усовершенствование гирокомпасапозволило применить его в авиации. Прототип современного гирокомпаса(рис.
В.17) первым запатентовал в 1908г. германский инженер ГерманАнтшютц-Кэмпфе, вскоре, в 1911 г., подобный прибор запатентоваламериканец Элмер Сперри.Рис. В.17. ГирокомпасВ 1914 г. Лоуренс Сперри (сын Элмера Сперри) запатентовал«авиационный стабилизатор», который, по сути, был первым автопилотом.В 1920г. появились первые системы инерциальной навигации,построенные на основе трех акселерометров, которые устанавливалиортогонально на платформе, стабилизированной при помощи гироскопов.Простейшиймеханическийакселерометрпредставляетсобойчувствительную массу, связанную с корпусом упругим элементом, например,пружиной (рис.
В.18).Рисунок В.18 Принцип действия механического акселерометра (Д – демпфер)При ускоренном движении объекта возникает ньютоновская силаF=ma, которая вызывает отклонение чувствительной массы. Измеряявеличину отклоненияx , можно, при известной жесткости пружины,определить величину этой силы, а, следовательно, и ускорение a F / m.Дважды интегрируя измеренную величину ускорения по времени, можноопределить пройденный путь, и, зная начало отсчета и направление движения,свое текущее местоположение.Благодаряприсущемуинерциальнымнавигационнымсистемамсвойству автономности (подробнее см.
раздел 1.2), начиная с 50-х годов ХХвека такие системы, нашли широкое применение в авиационной и ракетнойтехнике.Быстрое развитие в ХХ веке автомобильного транспорта породило ещеодну сферу использования традиционной навигации – маршрутнуюнавигацию. Первые механические прототипы навигационных систем,которые кроме измерения расстояния и определения направления могливыполнять функцию навигации по маршруту, появились в начале ХХ века.Например, в США, начиная с 1910 г., было разработано множествомеханических навигационных систем, предоставляющих информацию помаршруту в режиме реального времени. Наиболее часто используемымибортовыми механическими устройствами в то время были карта Джонса,автомобильные навигационные системы Chadwick road guide и Rhodes routeindicator.
В системе Chadwick road guide металлический диск с отверстиямиповорачивался пропорционально пройденному пути. Отверстия отмечалиперекрестки на маршруте. К дорожкам на диске пружинами прижималисьспециальные молоточки. При попадании молоточка в отверстие устройствоиздавало звонок, и специальный рычажок с кодированным символомуказывал водителю, какое действие необходимо выполнить. В карте Джонсаописание маршрута печаталось на вращающемся бумажном диске, а стрелкауказывала правильное направление движения. В обоих устройствах дискнеобходимо было менять с каждым новым маршрутом, тогда как в системеRhodes route indicator одновременно могло использоваться нескольконосителей цилиндрической формы.Одним из первых навигационных устройств с электроннымикомпонентами был автомобильный одограф, который автоматическирисовал траекторию транспортного средства на карте в надлежащеммасштабе.
Разработанный во время Второй мировой войны инженерамиСША, этот прибор определял местоположение военной машины, совмещаяфункции одометра и магнитного компаса, в котором положение стрелкисчитывалось при помощи фотоэлемента.В конце 1960-х гг. был сделан первый шаг к созданию современныхинтеллектуальных транспортных систем, базирующихся на достиженияхрадиоэлектроники и вычислительной техники. Первая такая система быласоздана в США и представляла собой центр управления трафиком сфункцией диспетчеризации.
С использованием сети маяков ближнегодействия,находящихсянаопределенныхперекрестках,системаустанавливала двухстороннюю связь между центром управления и всемитранспортными средствами, оборудованными соответствующими приемопередатчиками. Вся инфраструктура использовалась для сбора данных,необходимых для выдачи водителям соответствующих инструкций. Такимобразом,системапредлагалабеспроводнуюнавигациюотдельноготранспортного средства и одновременно контролировала и распределялатранспортный поток.Развитие цифровых технологий картографии и микропроцессоровсталоосновойдлясозданияпервыхавтономныхтранспортныхнавигационныхсистем.Прототиппервойавтоматическойсистемыуправления маршрутом появился в начале 1970-х гг. В ней использовалисьцифровые карты, алгоритмы счисления пути, алгоритмы распознавания картдля определения траектории транспортного средства.
Кроме того, системаподдерживала функцию голосового и визуального сопровождения. Первыеавтономные коммерческие системы такого типа появились в начале 1980-хгг., первая автономная система с использованием цифровых карт,хранящихся на CD-ROM и отображающихся на цветном дисплее – в середине1980-х гг., а первая автономная система с использованием приемника GPS –в 1990-х гг..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
