Библиографическое описание:

Комраков Д. В. Навигационные комплексы наземных мобильных средств [Текст] // Технические науки: теория и практика: материалы междунар. науч. конф. (г. Чита, апрель 2012 г.). — Чита: Издательство Молодой ученый, 2012. — С. 47-49.

Одним из методов определения местоположения подвижных объектов является метод навигационного счисления пути, называемый также методом инерциальной навигации. Этот метод предполагает оснащение транспортного средства датчиками направления (курса) и пройденного пути, по показаниям которых определяется местоположение объекта. В зависимости от назначения и структуры системы, вычисление местоположения может производиться как непосредственно на самом транспортном средстве с помощью бортового навигационного компьютера, так и в диспетчерском пункте, через подсистему передачи данных, в качестве которых могут использоваться любые системы связи (сотовые, транкинговые, спутниковые и т.д.).

Существуют различные приемы определения направления движения и пройденного пути. Определение пройденного пути является более простой задачей по сравнению с вычислением курса. В большинстве систем местоопределения транспортных средств навигационный компьютер подключается к спидометру автомобиля. Современные электронные спидометры могут выдавать так называемые колесные импульсы через каждые 20 см пробега, что обеспечивает высокую точность измерения пройденного пути. В настоящее время прорабатываются и другие способы измерения расстояний, такие, как нанесение оптических лент на шинах и размещение магнитных лент на колесах автомобиля. Они могут использоваться в тех случаях, когда подключение к спидометру не совсем удобно с точки зрения компоновки и размещения аппаратуры. Более сложная задача, это определение курса, которая может решаться несколькими способами, например, с использованием магнитных полей Земли. Прибор, построенный на таком принципе, называется магнитный компас. Основным недостаткам такого прибора является невысокая точность, необходимость введения поправки на магнитное склонение и, главное, необходимость учета магнитных полей самой автомашины и других факторов искажения магнитного поля. Использование более точных геомагнитных приборов на основе магнитных датчиков (феррозондов) и мощных бортовых компьютеров, обеспечивающих учет поправки дирекционного угла, позволяет избавиться от части указанных недостатков. Однако главный недостаток подобных приборов, связанный с искажениями магнитного поля, не устраняется. Поэтому в ряде систем местоопределения автомашин магнитные датчики направления, представляющие, как правило, трехкомпонентные измерители магнитного поля Земли, дополняются другими приборами, позволяющими компенсировать искажения магнитного поля, возникающие из-за различных факторов. В качестве таких приборов наиболее часто используются датчики ускорения – акселерометры. Сочетание магнитных датчиков направления с акселерометром (при использовании бортового вычислительного устройства) иногда называют бесплатформенным магнитным компасом. Кроме акселерометров, в качестве корректоров геомагнитных приборов могут использоваться датчики угловой скорости на основе гироскопов. Механические гироскопы в системах местоопределения автомашин практически не используются в связи с их значительными габаритами и потребляемой мощностью, В системах возможно применение лазерных волоконно-оптических гироскопов.

В таблице 1 представлен сравнительный анализ современных навигационных комплексов выпускаемых как для гражданской, так и для военной промышленности [1-5].


Таблица 1

Сравнительный анализ современных навигационных комплексов

Название

Состав

Погрешность (СКО) определения координат в режиме спутниковой навигационной системы

Погрешность (СКО) определения координат в автономном режиме

Трона-1

гирокурсоуказатель (датчик угловой ориентации и датчик скорости);

спутниковая навигационная система

10 м

0,7 % от пройденного пути (для гусеничных объектов);

0,9 % от пройденного пути (для колесных объектов)

ТНА-4

датчик угловой ориентации;

датчик скорости;

курсовая система «Маяк-2»

спутниковая навигационная система отсутствует

0,7 % от пройденного пути (для гусеничных объектов);

0,9 % от пройденного пути (для колесных объектов)

Азимут

датчик угловой ориентации;

датчик скорости;

спутниковая навигационная система

25 м

0,8-1,2 % от пройденного пути

Ориентир

датчики угловой ориентации (геомагнитный и гироскопический);

датчик скорости;

система дальней навигации («Чайка» и «LORAN-C»)

500 м

0,2 % от пройденного пути

КомпаНав-2Т

цифровой магнитный компас;

датчик скорости;

инерциальная система;

спутниковая навигационная система

25 м

500 м (5 мин после пропадания сигнала СНС)

Малогабаритная навигационная аппаратура ФГУП НКТБ «ФЕРРИТ»

датчик магнитного поля;

датчик линейного ускорения;

спутниковая навигационная система

20 м

0,8-1,0 % от пройденного пути


Применение в составе навигационных комплексов нескольких одноименных датчиков, работа которых основана на различных физических принципах, дает меньшую погрешность определения координат в автономном режиме. Данные методы обладают рядом преимуществ. Например, по сравнению с приемниками спутниковых радионавигационных систем приборы инерциальной навигации не подвержены воздействию радиопомех. Они начинают работать сразу после включения (не требуются 1 – 2 мин. для загрузки информации со спутника), зона их действия практически не ограничена (не требуется прямая видимость нескольких спутников), в них производятся курсоуказание, определение расстояния до ориентиров, измерение дирекционного угла. Совершенствование навигационных комплексов возможно за счет применения датчиков, принцип действия которых будет основан на применение новых технологий, а также за счет интеграции комплексов с системами сотовой связи и системами дальней навигации, что позволит увеличить точность местоопределения и устранить “мертвые зоны”.

Следует также упомянуть, что многие компании, разрабатывают системы местоопределения подвижных объектов, путем интеграции сотовой связи с глобальной системой спутниковой радионавигации – GPS. К несомненным достоинствам подобных систем относится высокая точность местоопределения и глобальное покрытие. После снятия ограничений на точность определения местоположения с помощью системы GPS гражданские потребители имеют возможность узнать координаты своего местонахождения с точностью до 10 м. При этом определение местоположения может производиться и вне зоны действия сети сотовой связи.


Литература:

  1. Система топографического ориентирования «Трона-1» http://www.be-and-co.com/oaf_pdf/oaf040730.pdf.

  2. Навигационная аппаратура «Азимут» для подвижных наземных объектов http://www.sozvezdie.su/catalog/navigatsionnaya_apparatura_azimut/.

  3. Навигационные комплексы для наземных мобильных систем http://www.internavigation.ru/documents/magazine/NN_01_2009.pdf.

  4. Оперативный тактический навигационный комплекс «АВТОНАВ» http://www.teknol.ru/pdf/rus/AvtoNav_A_SO.pdf.

  5. Малогабаритная комплексная навигационная аппаратура для подвижных наземных объектов (транспортных средств) http://leters.ru/other/навигационная-аппаратура/.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle