توجد عدة أنواع من أنظمة الملاحة وتستخدم على نطاق واسع ، وتختلف في مبادئ التشغيل ودقة القياس. في المستقبل ، قد يبدأ تشغيل نظام جديد بشكل أساسي ، والذي يحسب الإحداثيات بناءً على ميزات مجال جاذبية الأرض (GPF). من المتوقع أن تكون طريقة تحديد المواقع هذه دقيقة بشكل خاص - وفي نفس الوقت معقدة للغاية.
اتجاه واعد
إن وجود كوكبة فضائية متطورة وتحسين جميع التقنيات الأساسية يفتحان فرصًا جديدة لعلوم العالم. على وجه الخصوص ، فإن وجود أدوات عالية الدقة لقياس المجالات الفيزيائية للكوكب والأشياء الموجودة على سطحه يجعل من الممكن تجميع نماذج مفصلة من مختلف الأنواع ، مناسبة للاستخدام في مختلف المجالات.
على مدى السنوات العديدة الماضية ، تم إجراء البحوث في بلادنا وخارجها في اتجاه ما يسمى. أنظمة الملاحة الجاذبية. يتم تنفيذ العمل اللازم وجمع البيانات الجديدة ومعالجتها لمزيد من الاستخدام. تم بالفعل تحديد المبادئ الأساسية لنظام الملاحة الجديد ، وتستمر عملية إنشائه.
تعمل العديد من المنظمات في هذا الاتجاه في روسيا. على وجه الخصوص ، يقوم معهد عموم روسيا لأبحاث القياسات الفيزيائية والتقنية والراديو (VNIIFTRI) من Rosstandart بتطوير معدات لجمع البيانات ومعالجة المعلومات الواردة حول مصنع معالجة الغاز من أجل إنشاء مساعدات ملاحية جديدة.
ظهرت المشاركات الأخيرة حول موضوع التنقل بالجاذبية في اليوم الآخر. كتبت صحيفة "Zvezda" الأسبوعية في إشارة إلى إدارة Rosstandart عن استمرار العمل في مشروع واعد والحصول على نتائج جديدة. كما أشاروا إلى مزايا التقنيات الجديدة ومجالات تطبيقها.
القياس والحساب
يعتمد مفهوم الملاحة الجاذبية على حقيقة أن معلمات GPZ في نقاط مختلفة على سطح الكوكب (أو فوقه) مختلفة قليلاً. الأرض ليست كرة كاملة أو إهليلجية ؛ يحتوي سطحه على أكثر التضاريس تعقيدًا ، ويتكون سمك قشرة الأرض من مواد مختلفة. كل هذا يؤثر على معايير الجاذبية على السطح وبالقرب منه. في كثير من الأحيان ، تختلف القيم الفعلية عن القيم المحسوبة لنقطة معينة ، والتي تسمى شذوذ الجاذبية. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لعدد من العوامل ، لوحظت قوى طرد مركزي مختلفة في نقاط مختلفة.
يوفر المفهوم قياس معلمات GPP وقوة الطرد المركزي في نقاط مختلفة مع مزيد من المعالجة. يمكن إدخال الخريطة الجاذبية الناتجة في ذاكرة معدات الملاحة واستخدامها في الحسابات. بناءً على البيانات الموجودة على GPZ ، من الممكن تصحيح تشغيل أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي أو عبر الأقمار الصناعية. في هذه الحالة ، يتم تقليل الخطأ الكلي للمجمع بأكمله إلى سنتيمترات. بالإضافة إلى ذلك ، يتميز INS مع التصحيح المستند إلى بيانات GPZ بأعلى مناعة ضد الضوضاء.
تظهر الملاحظات أن GPZ هو "معيار" موثوق به إلى حد ما لأنظمة الملاحة. معدل التغير في مجال الجاذبية أقل بكثير من المجال المغناطيسي ، ويمكن استخدام البيانات الموجودة على GPZ لعشرات السنين دون خسارة ملحوظة في دقة الحسابات. ومع ذلك ، يمكن للزلازل والعمليات الأخرى تغيير حالة GPZ وتتطلب تحديث الخرائط.
إجراءات عملية
وفقًا لتقارير السنوات الأخيرة ، قام العلماء الروس - مثل زملائهم الأجانب - بجمع البيانات والبحث عن شذوذ الجاذبية ورسم خرائط الجاذبية لعدة سنوات. المعدات الخاصة على متن الطائرات والأقمار الصناعية تقيس القيم الميدانية في عدد كبير من النقاط وتنقلها إلى مراكز الحوسبة الأرضية. نتيجة هذا العمل هي خريطة قادرة على توفير دقة عالية في التنقل.
نقوم أيضًا بتطوير معدات الملاحة القادرة على استخدام خرائط جديدة والتفاعل مع المعدات الأخرى. ومع ذلك ، وبقدر ما هو معروف ، فإن مثل هذه المشاريع لم تؤد بعد إلى ظهور منتجات مناسبة للاستخدام الحقيقي.
قد لا يزال عدم وجود خرائط دقيقة لجزء كبير من سطح الأرض يعيق إدخال مبادئ جديدة للملاحة. في الواقع ، في الوقت الحالي ، لا يوفر التنقل عبر GPZ عمليًا أي مزايا خاصة على أنظمة INS أو الأقمار الصناعية. لا يمكن أن يتغير الوضع إلا في المستقبل ، عندما يتم الانتهاء من جميع أعمال البحث والتصميم اللازمة.
التطبيقات
يمكن أن تجد مبادئ الملاحة الجديدة تطبيقًا في مختلف المجالات التي تتطلب تحديدًا دقيقًا بشكل خاص للإحداثيات ، والاستقلال عن مصادر الإشارات الخارجية ، وميزات محددة أخرى مطلوبة. بادئ ذي بدء ، هذه شؤون عسكرية. سيؤدي ظهور أنظمة ملاحة جاذبية صالحة للخدمة إلى زيادة الفعالية القتالية لمجموعة واسعة من المعدات والأسلحة.
قد يكون الجيش مهتمًا بكل من الدقة المتزايدة لحساب الإحداثيات وحصانة الضوضاء الفريدة. في الواقع ، الطريقة الوحيدة للتأثير على مثل هذه الأنظمة هي تغيير GPZ بشكل مصطنع - الأمر الذي يتطلب جهودًا جبارة أو أنه مستحيل تمامًا.
سيكون الصاروخ الموجه عالي الدقة ، باستخدام خريطة الجاذبية ، قادرًا على اتباع مسار معين بدقة أكبر وضرب هدف بإحداثيات معروفة مع انحراف أقل. يمكن استخدام هذه المبادئ بواسطة كل من الصواريخ الانسيابية والصواريخ الباليستية. ومع ذلك ، ستتطلب مثل هذه العملية خريطة دقيقة ومحدثة لمنطقة GPZ على الطريق ، مما يتطلب مطالب خاصة بشأن الاستطلاع وتنظيم الضربة.
المبادئ الجديدة للملاحة ذات أهمية كبيرة للعلم. بمساعدتهم ، يمكنك إنشاء ارتباط أكثر دقة ، وهو أمر مفيد للدراسات المختلفة في عدد من المجالات. تتحسن دقة جمع البيانات ، ويمكن أن يشكل هذا الأساس لاكتشافات جديدة مهمة.
يجب ألا ننسى النقل المدني والتجاري. في ظل الظروف العادية ، تحتوي السفن أو الطائرات على مساعدات ملاحية كافية ، ولكن في بعض الحالات قد تكون هناك حاجة إلى أنظمة أكثر دقة. من المحتمل تمامًا أن يكون ظهور وسائل تشغيلية كاملة للملاحة من خلال محطة معالجة الغاز أمرًا مهمًا للطائرات وبناة السفن ، فضلاً عن شركات النقل التجارية.
في انتظار النجاح
وفقًا لأحدث التقارير ، فإن VNIIFTRI مشغول الآن بتجميع خرائط الجاذبية الدقيقة لمناطق مختلفة ، ومناسبة لمزيد من الاستخدام في الممارسة. تتم معالجة البيانات الخاصة بمعلمات GPP والقوى المرصودة وتحويلها إلى نموذج مناسب للاستخدام. كما يجري تطوير معدات الملاحة من أجل التنفيذ العملي.
كلا المكونين من الاتجاه الجديد يتميزان بدرجة عالية من التعقيد والمدة وتكاليف العمالة. لسوء الحظ ، حتى التوقيت التقريبي لإدخال التقنيات الجديدة في الممارسة العملية لا يزال غير معروف. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الآفاق الفعلية لهذه التطورات من حيث التطبيق في مختلف المجالات غير واضحة. ومع ذلك ، فإن العمل جار ويتوقع نتائج حقيقية في المستقبل. إذا تم استخدام التقنيات الجديدة وتلبية التوقعات ، فسيحدث تغيير جذري في عدد من المجالات.
