История систем навигации — от пеших до автомобильных

История систем навигации — от пеших до автомобильныхСистемы навигации в первоначальном виде представляли собой наручные механические устройства, в которые вставлялись рулоны бумажной карты, перематываемые роликами самостоятельно по мере продвижения пешехода или велосипедиста по дороге в строго заданном направление. После пошли более сложные аппаратов, но недоступные простому смертному. Сейчас есть масса бюджетных GPS навигаторов, но и на этом прогресс останавливаться не будет.

Первый бумажный наручный навигатор «Plus Fours Routefinder»

Plus Fours Routefinder
Plus Fours Routefinder

Считается, что самым первым распространенным навигационным устройством был «Plus Fours Routefinder». Оригинальная и ценная для коллекционеров модель в то время представляла собой хорошую находку для путешественников и туристов. За исключением того, что пользоваться навигатором можно было только в пределах какой-то конкретной дороги или участка трассы без сильного искривления.

Plus Fours Routefinder
Plus Fours Routefinder

Навигатор «Plus Fours Routefinder» представлял собой наручное носимое устройство по типу часов. На кожаном ремне, который крепился к запястью, было небольшое устройство с двумя роликами. В него вставлялся рулон с картой той дороги, по которой нужно было идти или ехать. Рулон крепился к роликами и путешественник должен был постоянно подкручивать эти ролики для того, чтобы понимать, где он примерно находится.

Plus Fours Routefinder
Plus Fours Routefinder

Ориентирование нужно было проводить по определенным ориентирам на местности, а также по ключевым точкам — поселкам и городам. Весьма условная навигация, но в условиях полного информационного вакуума, этого было вполне достаточно и часто спасало ситуацию. На картах отмечалось расстояние, поэтому путешественник всегда мог понять, сколько осталось до конечной точки его маршрута. Конечно, съехать с дороги было нельзя — карта рисовала окрестности лишь в самых общих чертах и её масштаб не позволял понять, где находится носитель устройства. Приходилось возвращаться на дорогу и искать ближайшие ориентиры, чтобы роликами подкрутить своё положение на карте.

Plus Fours Routefinder
Plus Fours Routefinder

«Plus Fours Routefinder» был создан в Англии, в 1920-м году. В комплекте к устройству шел ремешок с роликами на руку, а также небольшой набор карт в валиках, хранимых в специальной коробке.

Первый простейший механический навигатор для авто — «Iter-Auto»

Iter-Auto

Iter-Auto
Iter-Auto

Iter-Auto В 1930 году разработали первое механическое навигационное устройство для эксплуатации непосредственно в автомобиле и принцип действия особо не отличался от варианта 1920 года. Та же бумажная карта (только больших размеров и с лучшей детализацией), только прокручиваемая не руками, а автоматически. Это было удобно — ролик, на который была намотана карта, крепился тросом к спидометру. Сколько проехал автомобиль — настолько и сдвигалась карта. Естественно, ориентироваться по ней можно было только в том случае, если автомобиль постоянно ехал прямо и только по одной дороге (свернул на другую — ставь новую карту). Назывался этот прибор «Iter-Auto».

Навигатор от General Motors — «Driver Aid Information and Routing»

Driver Aid Information and Routing
Driver Aid Information and Routing

Более приближенным к современным помощникам навигации стал «Driver Aid Information and Routing» — навигатор, выпущенный General Motors в 1966 году. Им не нужно было управлять вручную, водитель мог сосредоточить внимание на дороге. По этому навигатору можно было звонить в дорожную или аварийную службу, а также в другие экстренные службы. Карты в устройстве были перфорированного типа. Навигатор обладал зачатками ума — сообщало водителю о поворотах и о том, когда нужно сбросить скорость, о наиболее качественных дорогах и других нюансах вождения.

Автонавигаторы от Honda и Alpine — «Gyrocator»

Gyrocator
Gyrocator

Были и более современные навигаторы до GPS. Компании Honda и Alpine выпускали совместно такие устройства для своих автомобилей в 1984 году. Спутники были не нужны — на аппарат были установлены обыкновенные карты, а в нем самом был гироскоп. Он так и назывался — «Gyrocator». Благодаря гироскопу карта в аппарате получала данные о местонахождении автомобиля, а также о пройденном расстоянии. Понятное дело, что сначала нужно было установить нужную карту и задать стартовую точку, из которой ехал автомобиль. Устанавливался навигатор опционально и первым авто с ним была Honda Accord. Интересна цена такой опции — 2.746 долларов, что и сейчас дорого, а тогда и подавно — четверть стоимости самого автомобиля. Вес тоже был недетским — 9 килограммов!

Система GPS началась с первого запуска спутника СССР

Первый орбитальный спутник СССР
Первый орбитальный спутник СССР

На данный момент практически все доступные автомобильные навигаторы работают по системе GPS — Global Positioning System. Изначально, как и многие современные разработки с технологиями, GPS делалась для использования армии, причем, в Америке. Но старт самой программы разработки положил СССР, запустивший в октябре 1947 года свой первый орбитальный спутник, успешно попавший на орбиту планеты. Именно работа советского спутника позволила американцам выявить зависимость частот сигналов радио, которые передавал спутник, с его параметрами полета и фактическим местоположением в космосе. В основу современной GPS навигации легло именно это интересное явление.

Первым аналогом современной навигации стала американская «TRANSIT», работы над которой начались в 1959 году. Впервые же система заработала так, как мы это понимаем сейчас, в 1961 году — орбитальные спутники США позволили создать не только мониторинговую систему, но и определить координаты заданных объектов (объекту не нужно было постоянно находиться на одном месте, он мог перемещаться).

Но недостаток этого прародителя GPS был в том, что в реальном времени он работал из рук вон плохо — погрешность часто составляла более 100 метров. Поэтому Пентагон в 1973 году постановил начать разработку принципиально новой, но базирующейся на старых основах навигации.

GPS нового типа, известная ранее как NAVSTAR

GPS
GPS — один из первых приемников — колоссальные размеры

Первый спутник GPS нового поколения запустили в 1979 году, а вся будущая система была названа NAVSTAR — Navigation Satellite providing Time And Range. Она должна была позволить не только рассчитывать координаты объекта в реальном времени, но и измерять его некоторые параметры.

Применялась такая система сначала только для космических объектов, а также для армейских целей США на воде и на земле. Приживалась GPS не очень охотно — почти весь мир работал по старым навигационным стандартам и перевод действующей армии на новые шел сложно. Кроме того, система была довольно дорогой даже по меркам того времени.

Навигатор в Хаммере
Навигатор в Хаммере — 1991 год, операция «Буря в пустыне»

Удар по системе GPS был нанесен и сбитым пассажирским лайнером, который отклонился от курса, работая именно на этой навигационной системе. Для того, чтобы разработка хоть как-то оправдалась, было принято решение рассекретить её и выпустить в гражданский мир. Но это всё равно была обрезанная версия — чтобы систему не применяли в военных нуждах, её точность была существенно ограничена и координаты всё равно выдавались с погрешностями.

После 2000 года уменьшение точности было официально отменено и системы начали выпускаться в оригинальном виде, становясь всё более популярными. Коммерческий интерес к GPS был очень высок, поэтому система развивалась огромными темпами. Еще в 1989 году запустили спутники нового типа, позволив повысить точность позиционирования GPS. Было всего 11 агрегатов, двигающихся по специально запрограммированной орбите, ставшие полностью доступными всем с 1993 года. К 1995 году на орбиту было выведено уже 24 спутника типа Block 2 (специальные, навигационные модели).

ГЛОНАСС — наш ответ GPS

Спутник ГЛОНАСС
Спутник ГЛОНАСС

Отечественная навигационная система ГЛОНАСС сейчас достаточно популярна — многие электронные устройства по умолчанию комплектуются именно ею. Разработка же этой системы началась еще в 1970х годах. Официально же принята она была в 1993 году, но до недавнего времени была доступна только войскам РФ. Концепция у ГЛОНАСС и GPS аналогична, но в плане технической реализации разница есть и, местами, существенная.

Спутники ГЛОНАСС находятся на 1000 километров ближе к Земле чем спутники GPS (19.100м против 20.150м соответственно). У нашей системы спутники расположены по 3 орбитальным плоскостям, у GPS – по 6 плоскостям. И у нас, и у них спутников в системе 24 плюс 3 запасных, включающихся при отключении основных. Обе системы позволяют точно вычислить координаты, а также время объекта. Точность GPS высокая, в пределах 2 метров. ГЛОНАСС, как сообщается, обеспечивает точность до 1 метра, но официального подтверждения ни тому, ни другому нет.

Галилео — европейская спутниковая навигационная система

Система Галилео
Система Галилео

Галилео — достаточно новая разработка, которая должна стать европеской навигационной спутниковой системой, независимой от ГЛОНАСС или GPS. Проект анонсировали достаточно давно и первый спутник вышел на орбиту в 2004 году. Полная готовность этой навигационной системы должна была быть в 2008 году, но об этом так и не объявили.

Группировка спутников должна насчитывать 30 единиц (лучшее позиционирование по сравнению с существующими системами?) и 1 резервную. Была даже озвучена стоимость проекта — 3,6 миллиарда долларов. До 2014 года спутники системы запускались с помощью отечественных носителей Союз-СТ-Б. Текущее состояние системы Галилео неизвестно — если её и смогли запустить, то гражданским об этом не сообщалось.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *