Istnieje i jest powszechnie stosowanych kilka typów systemów nawigacyjnych, różniących się zasadami działania i dokładnością pomiarów. W przyszłości może zacząć działać zupełnie nowy system, który oblicza współrzędne na podstawie cech pola grawitacyjnego Ziemi (GPF). Oczekuje się, że ta metoda pozycjonowania będzie szczególnie dokładna - a jednocześnie bardzo złożona.
Obiecujący kierunek
Obecność rozwiniętej konstelacji kosmicznej i doskonalenie wszystkich podstawowych technologii otwiera nowe możliwości dla światowej nauki. W szczególności obecność precyzyjnych przyrządów do pomiaru pól fizycznych planety i obiektów na jej powierzchni umożliwia tworzenie szczegółowych modeli różnego rodzaju, nadających się do zastosowania w różnych dziedzinach.
W ciągu ostatnich kilku lat prowadzone są w naszym kraju i za granicą badania w kierunku tzw. systemy nawigacji grawitacyjnej. Przeprowadzane są niezbędne prace i gromadzone są nowe dane, przetwarzane w celu dalszego wykorzystania. Ustalono już podstawowe zasady nowego systemu nawigacyjnego, a proces jego tworzenia trwa.
W Rosji w tym kierunku działa kilka organizacji. W szczególności Ogólnorosyjski Instytut Badawczy Pomiarów Fizycznych, Technicznych i Radiotechnicznych (VNIIFTRI) z Rosstandart opracowuje sprzęt do gromadzenia danych i przetwarzania przychodzących informacji o zakładzie przetwarzania gazu w celu stworzenia nowych pomocy nawigacyjnych.
Niedawno pojawiły się ostatnie posty na temat nawigacji grawitacyjnej. Tygodnik „Zvezda” w nawiązaniu do kierownictwa Rosstandart pisał o kontynuacji prac nad obiecującym projektem i uzyskaniu nowych wyników. Wspomnieli również o zaletach nowych technologii i obszarach ich zastosowania.
Pomiar i obliczenia
Koncepcja nawigacji grawitacyjnej polega na tym, że parametry GPZ w różnych punktach na powierzchni planety (lub nad nią) są nieco inne. Ziemia nie jest idealną kulą ani elipsoidą; jego powierzchnia ma najbardziej złożoną rzeźbę, a grubość skorupy ziemskiej składa się z różnych materiałów. Wszystko to wpływa na parametry grawitacji na i w pobliżu powierzchni. Często rzeczywiste wartości różnią się od obliczonych dla danego punktu, co nazywa się anomalią grawitacyjną. Ponadto, ze względu na szereg czynników, w różnych punktach obserwuje się różne siły odśrodkowe.
Koncepcja przewiduje pomiar parametrów GPP i siły odśrodkowej w różnych punktach z dalszą obróbką. Otrzymaną mapę grawimetryczną można wprowadzić do pamięci urządzeń nawigacyjnych i wykorzystać w obliczeniach. W oparciu o dane z GPZ możliwe jest korygowanie działania systemów nawigacji inercyjnej lub satelitarnej. W takim przypadku całkowity błąd całego kompleksu zmniejsza się do centymetrów. Dodatkowo INS z korekcją na podstawie danych GPZ wyróżnia się najwyższą odpornością na zakłócenia.
Obserwacje pokazują, że GPZ jest dość wiarygodnym „wzorcem” dla systemów nawigacyjnych. Tempo zmian pola grawitacyjnego jest znacznie mniejsze niż pola magnetycznego, a dane z GPZ można wykorzystywać przez kilkadziesiąt lat bez zauważalnej utraty dokładności obliczeń. Jednak trzęsienia ziemi i inne procesy mogą zmienić stan GPZ i wymagać aktualizacji map.
Praktyczne środki
Według doniesień z ostatnich lat rosyjscy naukowcy - podobnie jak ich zagraniczni koledzy - od kilku lat zbierają dane, poszukują anomalii grawitacyjnych i sporządzają mapy grawimetryczne. Specjalny sprzęt na pokładzie samolotów i satelitów mierzy wartości pola w ogromnej liczbie punktów i przekazuje je do naziemnych centrów obliczeniowych. Efektem tych prac jest mapa zapewniająca wysoką dokładność nawigacji.
Rozwijamy również sprzęt nawigacyjny, który może korzystać z nowych map i wchodzić w interakcje z innym sprzętem. Jednak, o ile wiadomo, takie projekty nie doprowadziły jeszcze do pojawienia się produktów nadających się do rzeczywistego użytku.
Wprowadzenie nowych zasad nawigacji może nadal utrudniać brak dokładnych map znacznej części powierzchni Ziemi. W rzeczywistości w chwili obecnej nawigacja przez GPZ w praktyce nie zapewnia żadnych szczególnych przewag nad INS czy systemami satelitarnymi. Sytuacja może się zmienić dopiero w przyszłości, kiedy wszystkie niezbędne prace badawcze i projektowe zostaną zakończone.
Aplikacje
Nowe zasady nawigacji mogą znaleźć zastosowanie w różnych dziedzinach, w których wymagane jest szczególnie dokładne wyznaczanie współrzędnych, niezależność od zewnętrznych źródeł sygnałów i inne specyficzne cechy. Przede wszystkim są to sprawy wojskowe. Pojawienie się sprawnych systemów nawigacji grawitacyjnej zwiększy skuteczność bojową szerokiej gamy sprzętu i uzbrojenia.
Wojsko może być zainteresowane zarówno zwiększoną dokładnością obliczania współrzędnych, jak i wyjątkową odpornością na zakłócenia. Właściwie jedynym sposobem wpływania na takie systemy jest sztuczna zmiana GPZ - co wymaga kolosalnych wysiłków lub jest całkowicie niemożliwe.
Precyzyjny pocisk kierowany, wykorzystujący mapę grawimetryczną, będzie w stanie dokładniej śledzić daną trasę i trafić cel o znanych współrzędnych z mniejszym odchyleniem. Takie zasady mogą być stosowane zarówno przez pociski samosterujące, jak i balistyczne. Taka operacja będzie jednak wymagała dokładnej i aktualnej mapy GPZ na trasie, co stawia szczególne wymagania w zakresie rozpoznania i organizacji strajku.
Nowe zasady nawigacji cieszą się dużym zainteresowaniem nauki. Z ich pomocą można stworzyć dokładniejsze powiązanie, które jest przydatne w różnych badaniach w wielu dziedzinach. Poprawia się dokładność gromadzenia danych, co może stanowić podstawę do nowych ważnych odkryć.
Nie powinniśmy zapominać o transporcie cywilnym i handlowym. W normalnych warunkach statki lub samoloty mają wystarczające pomoce nawigacyjne, ale w niektórych sytuacjach mogą być wymagane dokładniejsze systemy. Jest całkiem możliwe, że pojawienie się pełnoprawnych operacyjnych środków nawigacji przez zakład przetwarzania gazu zainteresuje samoloty i stocznie, a także przewoźników komercyjnych.
oczekiwanie na powodzenie
Zgodnie z najnowszymi doniesieniami, VNIIFTRI zajmuje się obecnie opracowywaniem dokładnych map grawimetrycznych różnych obszarów, nadających się do dalszego wykorzystania w praktyce. Dane dotyczące parametrów GPP i obserwowanych sił są przetwarzane i przekształcane w dogodną do wykorzystania formę. Trwa również opracowywanie sprzętu nawigacyjnego do praktycznego wdrożenia.
Oba te elementy nowego kierunku wyróżniają się dużą złożonością, czasem trwania i kosztami pracy. Niestety, nawet przybliżony termin wprowadzenia nowych technologii w praktyce pozostaje nieznany. Ponadto rzeczywiste perspektywy takiego rozwoju pod względem zastosowania w różnych dziedzinach są niejasne. Niemniej jednak prace trwają iw przyszłości należy spodziewać się prawdziwych wyników. Jeśli nowe technologie wejdą do użytku i spełnią oczekiwania, w wielu obszarach nastąpi radykalna zmiana.
