Спутниковая навигация: история создания. Часть 1
Чтобы ориентироваться в пространстве, люди во все времена применяли самые разные методы. До того, как были изобретены современные системы, человек днем ориентировался по солнцу, а ночью – по звездам и по луне.
ВАЖНО! Однако, как нетрудно догадаться, в плохую погоду (например, во время тумана) эти методы навигации не работали. Теперь наступили другие времена. Чтобы быстро сориентироваться, можно просто вытащить из кармана смартфон.
Как ориентировались мореплаватели
ВАЖНО! Отметим, что само слово «навигация» образовалось из двух слов: «navis» – корабль и «agere» – передвижение или управление. И в прошлом его употребляли именно тогда, когда говорили об управлении морскими судами.
Соларстейн считается одним из первых в истории своеобразных «приборов» для навигации. В переводе с древнескандинавского — это «солнечный камень». Именно об этом приборе есть упоминание, причем несколько раз, в сохранившихся документах древних викингов. Однако более важным шагом в развитии подобных приборов нужно считать применение компаса.
Такое явление, как магнетизм, человек подметил давным-давно. Сейчас принято считать, что особые характеристики магнитного железняка первым описал Фалес Милетский в 6-м веке до нашей эры.
Первые компасы, которые изобрели параллельно и в Азии, и на севере Европы примерно в 11-м столетии, представляли собой плавающую дощечку в емкости, которая была наполнена водой. На одном из концов дощечки закрепляли кусочек каламита. Так назывался камень, который обладал естественными свойствами магнита. Данный компас мог хорошо действовать только тогда, когда качка на корабле незначительная.
ВАЖНО! У моряков начала 15-го столетия в распоряжении была только простейшая буссоль, примерные песочные часы, а также карты, которые изобиловали ошибками. В те годы любое путешествие по просторам морей была настоящей авантюрой, которая нередко грозила смертельным исходом.
Предназначение астролябии было в том, чтобы определять высоту стояния небесных тел, поскольку, если знаешь высоту и точное время, то можешь определить широту. Интересно, что в Древней Греции примерно в 240 году до нашей эры уже был известен похожий прибор. Затем в течение двух тысячелетий такой научный инструмент так и остался практически без изменений.
Примерно в середине 19-го века на замену астролябии придумали квадранты. Это прибор, который давал возможность измерять высоту звезд и определять широту. В полдень широту можно было определить по тому, какова длина солнечной тени, а в ночное время — по расположению некоторых звезд над горизонтом.
Применение часов для навигации
Проблема в том, что в те времена часы далеко не всегда могли идти без остановки на протяжении суток, а их колебания превышали 12-15 минут за сутки. В итоге вплоть до 17-го века песочные часы были единственным средством, с помощью которого можно было измерить время в море.
ВАЖНО! Они представляли собой пару сосудов из стекла, которые были соединены тонким отверстием. Емкости были наполнены песком и запаивались. А песка было столько, чтобы за час он целиком пересыпался из одной емкости в другую. Потом часы необходимо было перевернуть.
Понятно, что, если изменить количество песка, то можно будет менять тот промежуток времени, за который песок пересыпается из сосуда в сосуд. Как правило, такие часы с использованием песка были рассчитаны на час, полчаса и полминуты.
На судах песочные часы на 1 час применяли для того, чтобы можно было измерить время суток. Часы на 30 минут применяли для того, чтобы замерять промежутки для записей сведений в «лисицу». Так назывался прообраз бортового журнала. А песочные часы на 30 секунд служили для того, чтобы измерять скорости судна лаглинем.
Некий капитан Джон Смит на собственном судне установил традицию звонить в судовой колокол. Это нужно было для того, чтобы члены команды знали, когда начинается их вахта и когда она подошла к концу. Один удар колокола означал 30 минутам, 2 удара – 1 час и так далее. Максимальными были 8 ударов, которые означали 4 часа. Очень быстро данный метод оповещения стал общепринятым. Его соблюдали в разных странах на всех кораблях.
Потом появились и механические часы. Все морские суда стали оснащаться ими. Прибор считался очень важным для навигации. Его даже запрещали забирать для корректировки с корабля. Человек, отвечающий за навигацию, брал на берег небольшие переносные часы. Он выставлял на них точное местное время. И только после этого по показаниям данных часов вносили коррективы в часы корабельные.
ВАЖНО! Историки предполагают, что первые механические часы с максимальной точностью собрал в 1735 году англичанин Джон Гаррисон. Их отклонение достигало всего 4-6 секунд в сутки. В то время такая точность была просто фантастической.
Первые прототипы навигатора
1930 год. Появился первый автомобильный навигатор под названием Iter-Auto. Базовые отличия от Plus Fours Routefinder были в автоматическом режиме прокручивания карты. При этом скорость, с которой прибор это выполнял, находилась в зависимости от того, с какой скоростью передвигался автомобиль.
ВАЖНО! Большой проблемой в то время были поворот машины либо ее возвращение назад. Ведь необходимо было останавливать автомобиль и заправлять в Iter Avto новый свиток с другой картой местности.
К 1966 году начали развиваться первые электронные навигационные системы. В частности, компания General Motors продемонстрировала девайс Driver Aid Information and Routing. Предназначение системы было в том, чтобы ассистировать водителю и брать на себя часть его функций. Это нужно было для того, чтобы автомобилист имел возможность сосредоточиться на управлении автомобилем, а не на ориентировании на местности.
В качестве дополнительной новинки того времени системой предоставлялась возможность сделать звонок по радиотелефону! Правда, были предусмотрены ограничения. Звонить можно было в аварийную либо справочную службы. Носителями информации в устройстве являлись перфокарты: по ним навигатор ориентировался и делал сообщения об ограничении скорости, направлении и пр.
Когда в Японии начался автомобильный бум, то в этой стране появились собственные разработки навигаторов. Например, в 1973 году агентство промышленной науки и техники в Японии открыло проект системы контроля трафика Comprehensive Automobile Traffic Control System.
ВАЖНО! Проект предназначался в помощь водителям для того, чтобы они могли ориентироваться в крупных городах, обладая важной дорожной информацией.
Экспериментальные машины стала выпускать и компания Toyota. Ее автомобили оснащались специальными радиоприемниками, а также системами электронного отображения данных. Передатчики, которые были установлены на дорогах общего пользования, вели трансляцию на автомобильные приборы. В результате водитель располагал данными о заторах. Ему предлагали варианты объезда.
|
|