Домашняя яхт-верфь.

Сайт создан для тех, кто мечтает построить яхту своими руками — яхту своей мечты…

ГЛОНАСС – родная альтернатива GPS.

9 - 001

12 октября 1982 г. Советским Союзом был запущен первый отечественный навигационный спутник. Именно так началось формирование российской системы глобального позиционирования ГЛОНАСС. Сейчас, спустя более чем 20 лет, Правительство РФ смогло назвать более или менее точную дату ее создания. Все годы, что шла работа над системой глобального позиционирования, оставалось неизменным требование обеспечить ее доступность независимо от дипломатических отношений с другими странами.

Создание собственной спутниковой навигации было необходимым шагом для нужд российской обороны, решение об открытии ГЛОНАСС гражданским пользователям стало хорошим жестом со стороны военных, который обусловлен в большей степени желанием хотя бы частично финансировать ее изготовление «частным сектором».

Однако на данный момент ГЛОНАСС пока проигрывает своему единственному конкуренту – американской GPS – как по функциональности (точности определения координат, покрытию земной поверхности и т. п.), так и по стоимости пользовательского оборудования.

Принцип действия

Работа системы ГЛОНАСС во многом аналогична работе NAVSTAR GPS (или просто GPS): «КиЯ» уже обращались к теме спутниковой навигации, где были подробно описаны идеи, лежащие в ее основе (см. № 199 за 2006 г.). «На пальцах» принцип действия навигационной системы можно объяснить следующим образом: на орбите находится некоторое количество спутников, которые постоянно передают информацию «о себе» на Землю.

Информационные сообщения содержат данные о расположении спутников и точном бортовом времени (для этого все спутники оснащены точными приборами для его отсчета). Поскольку любые сигналы распространяются с конечной скоростью, на Земле объект получает информационные сообщения с некоторой задержкой, длительность которой определяется расстоянием от спутника до него; а зная расстояния до трех точек и координаты этих точек, можно решить чисто математическую задачу о триангуляции, т. е. обозначить собственное положение в пространстве.

002

Математика определяет применимость спутниковой навигации: для работы системы глобального позиционирования необходимо получать сигналы как минимум от четырех спутников. Три сигнала помогают решить задачу о триангуляции при известном времени в системе, а так как время в нашем случае – также величина неизвестная (время приемника не синхронизировано со временем на спутниках), необходимо четвертое условие для вычисления координат, т. е. сигнал четвертого спутника.

Поскольку условия распространения сигналов не идеальны, решение задачи по четырем спутникам всегда дает некоторую погрешность, снизить которую позволяет увеличение количества «видимых» спутников (спутников, от которых принимаются сигналы).

Одна из задач при создании любой системы позиционирования – расчет параметров орбит и выявление минимального количества спутников, которое обеспечило бы в любой точке земного шара прием необходимого количества сигналов 24 часа в сутки.

И для ГЛОНАСС, и для GPS количест во спутников было определено как 24 (речь идет об основных спутниках; подразумевается наличие и резервных аппаратов).

004

Здесь вступают в игру уже экономические факторы: увеличение количества спутников даст увеличение точности, но и кратное увеличениебюджета, а также времени исполнения проекта, поскольку любой спутник должен быть первоначально сконструирован, выведен на орбиту, определен на свое место и только после этого может быть введен в систему. Именно экономический фактор и поставил систему ГЛОНАСС на «вечное второе место» после GPS.

История создания ГЛОНАСС

Идея о создании собственной навигационной системы в СССР была впервые официально сформулирована в 1976 г., когда ЦК КПСС и Совет Министров СССР приняли план развития ГЛОНАСС. На тот момент  СССР и США уже успели попробовать себя в создании навигационных систем со спутниками, расположенными на низких орбитах.

Примером такой системы может быть американская коммерческая навигация TRANSIT (высота орбит спутников – около 1000 км). Не удалось ГЛОНАСС стать и первой системой нового поколения, так как в 70-х гг. полным ходом в США шло создание GPS, важным отличием которой от всех предшественников была небывалая точность определения координат.

Решение о развертывании ГЛОНАСС было логичным и неизбежным шагом в условиях соревнования двух держав, и первоначально их развитие шло практически параллельно. Первый запуск спутника GPS состоялся в 1974 г.; он на восемь лет опередил первый спутник ГЛОНАСС.

005

Но полное формирование орбитальной группировки двух систем произошло практически одновременно: GPS – в 1994 г., ГЛОНАСС – в 1995. И в США, и в России запуск собственной системы глобального позиционирования был настолько долгожданным событием, что в эксплуатацию обе они были приняты еще до формирования полной орбитальной группировки.

Навигационная система ГЛОНАСС была официально «взята на вооружение» в 1993 г. В том же году была объявлена первичная готовность системы GPS. Официальный запуск обеих систем пришелся на 1995 г. И ГЛОНАСС, и GPS изначально представляли собой чисто военный проект, но уже в 1983 г. было принято первичное решение о предоставлении ограниченного доступа к GPS гражданским службам*.

ГЛОНАСС же даже спустя 10 лет работал исключительно для нужд Министерства обороны. Как упоминалось выше, система ГЛОНАСС однажды уже была запущена на «полную силу» (по состоянию на 1995 г. функционировали все 24 аппарата), но позже спутники выходили из строя, а новых запусков из-за отсутствия финансирования не производилось; таким образом, с каждым годом орбитальная группировка уменьшалась.

Дальнейшие пути развития ГЛОНАСС и GPS, к сожалению, разошлись. NAVSTAR GPS продолжала пополняться новыми спутниками, обновлялось их аппаратное обеспечение и развивались пользовательские устройства приемники (в частности, уже некоторое время продолжается масштабное обновление GPS: вывод с орбит спутников, работающих на двух частотах, и ввод трехчастотных модификаций).

006

Существование же ГЛОНАСС было поставлено под вопрос; запуски проводились, но этого было недостаточно даже для поддержания работоспособности системы, не говоря уже о ее развитии.

Следующее обращение «сильных мира сего» к отечественной системе глобального позиционирования относится только к 2001 г. Для того чтобы возродить интерес и финансирование ГЛОНАСС уже в XXI в. Потребовалось принять соответствующую федеральную целевую программу до 2011 г. (на данный момент ее планируется продлить до 2020 г.).

Повсеместная практика использования GPS для гражданских нужд определила и новую политику правительства относительно ГЛОНАСС: федеральная программа предполагала использование системы не только военными, но и гражданскими, причем на бесплатной основе.

К моменту возвращения внимания к ГЛОНАСС в системе GPS уже было отключено искусственное ухудшение точности для гражданских пользователей. Таким образом, национальная система глобального позиционирования лишилась главного «козыря» в конкурентной борьбе: без преимущества в точности определения положения выход на рынок многократно усложнился.

Благодаря федеральной программе в декабре 2005 г. (впервые после длительного перерыва) были выведены на орбиту три спутника системы ГЛОНАСС. Еще три аппарата было запущены в 2006 г., а в 2007 г. на орбиту отправились еще шесть спутников.

007

Параллельно с этим из системы выводились вышедшие из строя и морально устаревшие спутники, поэтому даже к концу 2007 г. орбитальная группировка ГЛОНАСС не давала необходимого покрытия на территории России, не говоря уже обо всей Земле.

Несмотря на незавершенное развитие системы, с 18 декабря 2007 г. указом Президента РФ было постановлено, что все оборудование, приобретаемое для нужд федеральных органов исполнительной власти и подведомственных им организаций и имеющее «навигационную составляющую», должно работать именно с ГЛОНАСС.

На уровне субъектов федерации это требование носит рекомендательный характер. Постановление отнюдь не исключает приема одновременно и GPS-сигнала, но формирует «задел» на будущее: когда система будет окончательно готова, не потребуется ни времени, ни средств на обновление аппаратуры.

Космическая и наземная составляющие

Однако основные технологические различия систем ГЛОНАСС и GPS в космической составляющей – это всего лишь два способа решить одну и ту же задачу (табл.). Обе системы обеспечивают два уровня доступа: для гражданских пользователей (без кодирования) и для военных (с различными способами кодирования сигнала); они при этом оптимизированы для своих территорий и задач.

008

Показательно, что в системе GPS до сих пор работают спутники, запущенные еще в 1990-х гг. (самый старый спутник был выведен на орбиту в декабре 1990 г.), в то же время среди спутников ГЛОНАСС нельзя найти ни одного старше четырех лет.

Подозреваю, связано это с тем, что GPS изначально задумывалась «дорого и надолго», а ГЛОНАСС планировали вывести «недорого и быстро», чтобы потом при сохранении финансирования модифицировать.Срок действия спутников ограничен работоспособностью эталонов частоты.

К сожалению, короткий срок службы российских спутников играет против системы в целом. В среднем россий ские спутники работают около трех лет, а максимальный срок службы – около семи. Из-за этого с момента начала развития ГЛОНАСС на орбиту было выведено около 100 спутников, при том что для развертывания GPS потребовалось запустить менее 50 аппаратов.

Больше спутников – больше запусков, дороже система в целом и отдаленнее тот момент, когда ГЛОНАСС заработает в полную силу. Уже на сегодняшний день часть спутников в орбитальной группировке рассчитаны на больший срок службы (до 10 лет), но и его на практике может оказаться недостаточно; работы в этом направлении продолжаются.

Наземная система слежения – неотъемлемая часть глобальной навигации. Если хотя бы один из спутников сместится со своей орбиты, посылаемые им данные будут приниматься уже с другой временной задержкой.

slide_009

Соответственно повысится ошибка определения координат всех наземных объектов, принимающих сигнал данного спутника (к сожалению, техника не может самостоятельно понять, что ее дезинформировали). Управление системой ГЛОНАСС осуществляется из Центра Управления, а также со станций измерения, расположенных на всей территории России.

Задача центров слежения – контроль за работой системы, коррекция орбит спутников и т. п. Отличие GPS в том, что станции слежения расположены не только на территории США, но и по всему миру. Глобально это не дает никакого преимущества, разве что неработоспособность одного из спутников может быть обнаружена несколько раньше.

Покрытие

Система GPS обеспечивает 100%-ное покрытие планеты, включая полярные области в течение 24 ч в сутки. В декабре 2007 г. было объявлено о том, что после вывода последних (в 2007 г.) трех спутников ГЛОНАСС будет практически полностью покрывать территорию России.

Теоретически это должно было бы означать, что круглые сутки в любой точке страны мы сможем наблюдать как минимум четыре спутника ГЛОНАСС (которые не окажутся на одной прямой, чтобы успешно решить задачу о триангуляции).

На практике навигаторы ГЛОНАСС в нашей стране уже могут использоваться в простых бытовых целях, но ставить свою жизнь в зависимость от этой системы пока рановато. Недостаток спутников на орбите может лишитьна несколько минут в сутки навигации любую точку страны и Центр слежения в данном случае – не исключение.

gn-0010

На рисунке приведены результаты слежения за системой ГЛОНАСС из пункта наблюдения ИАЦ (Москва, г. Королев): недостаточное количество спутников над станцией слежения наблюдалось в течение 13 мин. за прошедшие сутки.

Это ничтожно мало для автомобильной навигации (нет ничего страшного в том, что на пару-тройку минут в сутки автомобильный навигатор потеряет «сигнал»), но крайне много, к примеру, для системы спутниковой охраны передвижных объектов («временные окна», когда отсутствует навигация, могут быть рассчитаны по общедоступным параметрам орбит и использованы лучше любого «глушителя» навигационных сигналов).

Что касается территории Земли, то для ГЛОНАСС на данный момент заявлено примерно 80-процентное покрытие. В качестве примера на карте отмечены границы территории работы ГЛОНАСС на момент наблюдения (24 января 2008 г.) (голубые и синие области – места, где на момент наблюдения не хватало спутников для осущест-вления навигации).

Когда орбитальная группировка будет окончательно сформирована, ГЛОНАСС обеспечит 100%-ное покрытие территории Земли и околоземного пространства до высоты 2 тыс. км (для GPS аналогичный показатель – 3 тыс. км).

Точность

Традиционно точность навигационной системы определяется параметрами DOP (Dilution of precision, или Снижение точности). Различают несколько вариантов снижения точности: HDOP, PDOP, VDOP, GDOP и TDOP. HDOP и VDOP – показатели снижения точности в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

0011

PDOP – позиционное снижение точности определения местоположения, а TDOP – ошибка определения времени; GDOP – геометрическое снижение точности определения местоположения.

Эти погрешности можно вычислить математически на основании количества и взаимного расположения спутников; большинство навигационных программ «умеют» проводить такой расчет.

ГЛОНАСС и GPS испытывают одинаковые влияние таких помех, как объекты отражения и рассеивания сигналов. На количество спутников на данный момент составляет ГЛОНАСС далеко позади.

По состоянию на 2006 г. ГЛОНАСС обеспечивал точность позиционирования 7 – 10 м. На рисунках приведены данные ИАЦ ГЛОНАСС по состоянию на                    1 марта 2008 г. Как видно из данных станции слежения «горизонтальная» — в 5 раз больше аналогичных параметров GPS.

Планы развития

На 2008 г. запланирован запуск еще шести спутников ГЛОНАСС. В 2009 г. планируется обеспечить 100% — ное покрытие Земли. Однако не стоит забывать, что при существующих на сегодняшний день сроков работы аппаратов потребуются все новые и новые запуски для поддержания работоспособности ГЛОНАСС.

Если запуски не приостановят, ГЛОНАСС встанет на один уровень с американской GРS. Ожидается, что две системы будут делить рынок пополам примерно до 2013 г., когда завершится развертывание европейской навигационной системы Gаllilео (о сроках готовности китайской системы Beidou/Соmраss пока ничего неизвестно; на момент написания статьи на орбиту было выведено четыре китайских спутника).

Техника. 

Успешность развития коммерческого применения навигационной системы ГЛОНАСС напрямую зависит от конкурентоспособности устройств, предназначенных для приема его сигналов. На данный момент основной упор в развитии техники ГЛОНАСС сделан на совмещение в одном устройстве возможностей «нашей» навигации и GPS.

Ãëàâíûé èñïûòàòåëüíûé êîñìè÷åñêèé öåíòð èìåíè Ã.Ñ.Òèòîâà

Даже при неполном комплекте спутников ГЛОНАСС на орбите ее использование в качестве второй системы даст прирост количества опорных сигналов в 1.5 раза, а значит, позволит увеличить точность позиционирования даже в «сложном» рельефе (горы, города, где сигнал может многократно отразиться, прежде чем будет принят навигатором).

Первым устройством, ориентированным на ГЛОНАСС — GPS именно для рядового покупателя, а не для сложных геодезических измерений, стал Glospace SGК-70, появившийся в продаже в декабре 2007 г. и моментально раскупленный жаждущими потребителями.

Glosрасе ориентирован на использование в автомобиле и собран из комплектующих производства «Samsung» и российских разработчиков. 0 развитии модельного ряда Glоsрасе SGК пока не сообщается, но объемы продаж планируется увеличить вместе с объемами производства, так как спрос на единственную модель превысил все первоначальные оценки.

Новинки других производителей не заставят себя ждать — уже сейчас Ижевский радиозавод развертывает производство нового дешевого модуля приема и обработки сигнала ГЛОНАСС-GPS, который должен легко встраиваться в любые устройства.

Еще недавно проблемой потребительской техники являлось отсутствие чипсетов, на основе которых можно было бы строить приемные устройства. Однако сейчас ГЛОНАСС явно попал в сферу интересов некоторых производителей.

В частности, 26 февраля 2008 г.  в СМИ появилось сообщение о том, что компания «Jаvаd Nаvigаtiоn Sуstеms анонсировала новый чип Javad Тriumрh, который должен обеспечить прием сигналов не только GPS и ГЛОНАСС, но и Galileo с Соmраss/Веidou.

Важнейшим элементом спутниковой навигации являются актуальные электронные карты. Правительство РФ в 2007 г. приняло документ, регламентирующий их разработку и распространение. К сожалению, из-за того, что карты давно не обновлялись, этот проект должен затронуть все этапы их создания, включая аэрофотосъемку. И когда будут достигнуты первые результаты неизвестно.

К слову, не дожидаясь появления разнообразия потребительских ГЛОНАСС -GPS — приемников, субъекты РФ по-своему применяют указание президента об использовании результатов космической деятельности в быту. В нескольких городах развиваются системы контроля за работой муниципального и городского транспорта.

Разнообразные решения уже начали внедряться в Оренбурге, Калуге, Архангельске и др. Таким образом, вопреки многочисленным прогнозам ГЛОНАСС действительно пользуется спросом гражданских служб. Будем надеяться, что и предложения не заставят себя долго ждать.

Екатерина Баранова.

Источник:  «Катера и Яхты»,  №214.

06.09.2014 Posted by | Навигация | , , , , , | Оставьте комментарий

Яхта для круизинга составляющие безопасности. Статья пятая из цикла «Школа практического яхтинга».

659- 001

Выбранная вами яхта должна, естественно, отвечать всем существующим требованиям и нормам безопасности; это касается и состава оборудования, и квалификации экипажа; она должна строго соответствовать и району плавания. Тем не менее рискну дать несколько дополнительных советов.

Корпус.

Аксиома – корпус должен сохранять первоначальную прочность и надежность, а для этого при любом удобном случае его надо внимательно осматривать.Необходимо следить за состоянием даже толстостенных металлических корпусов и особо – их соединений, будь то сварка или клепка. Возникающие электролитические токи в соленой воде тропиков могут привести к быстро развивающейся коррозии.

Следите за состоянием протекторов. Отремонтировать любую течь ниже ватерлинии бывает совсем непросто. На катамаранах, даже последних современных серий, слабыми узлами остаются места соединения корпусов с мостами. При длительных знакопеременных нагрузках в шпангоутах образуются трещины, развитие которых следует останавливать.

Каждый год-полтора нужно поднимать яхту для осмотра, чистить, красить корпус необрастайкой и проводить необходимый ремонт. Если неделать этого, то судно очень быстро приходит в негодность и становится небезопасным для плавания.

Круизеры обычно называют сумму, которая нужна для поддержания яхты в нужном виде, равную примерно 10% (в год) от общей стоимости яхты. Конечно, сюда входит не только уход за корпусом, но и амортизация оборудования.

002

Такелаж серийных яхт сделан с учетом стандартных нагрузок, но дальние и кругосветные плавания требуют повышенного стандарта безопасности. В местах запрессовки нержавеющих тросов при плавании в тропиках происходит ускоренная коррозия из-за жары и соли, попадающей в запрессовку.

Поэтому рекомендуется усилить такелаж запасными вантами и штагами, а также постоянно следить за коррозией в опасных местах. Необходимо также завести дополнительные фалы и, по возможности, сделать ступеньки на мачте для самостоятельного подъема к топу. В некоторых районах мира, например, в Индонезии и Малайзии, очень много небесного электричества – там каждый день в воду бьет молния.

Для защиты яхты придется сделать надежный громоотвод: толстый медный провод закрепить выше всех мачтовых антенн и датчиков, проведя его до уровня воды. Во время грозы рекомендуется отключать все приборы и даже заворачивать их в фольгу. У наших друзей абсолютно вся электроника вышла из строя в один момент, когда рядом с их яхтой в воду ударила молния.

Руль.

Очень важный элемент круизного судна. Мы знаем множество историй о сломанных в самый неподходящий момент, где-нибудь на середине океана, стандартных рулях, когда ремонт практически невозможен. Поэтому целесообразно до выхода в плавание заменить стандартный руль на усиленный.

Чаще всего руль ломается в районе выхода из гельмпортовой трубы или, если он комбинированный, в районе соединения частей. Из-за язвенной коррозии ломаются пластины, приваренные к балеру руля. Рекомендуется заменить трубу балера на стержень и увеличить его диаметр, а также, естественно, диаметр гельмпортовой трубы.

003

Количество пластин и их толщина должны быть увеличены. Это большая работа, но зато потом вы сможете спать спокойно. Опытные мореходы заранее продумывают конструкцию аварийного руля, который позволит продолжить плавание до порта захода.

Топливная система и двигатель. Топливная система двигателя должна включать расходный бак для отделения конденсата, скапливающегося в основных танках, и несколько топливных фильтров, которые должны быть доступны для легкой замены. Топливо в странах третьего мира бывает очень некачественным, и фильтры быстро выходят из строя.

Надо следить, чтобы в моторную нишу не попадала соленая вода, иначе картер двигателя и его тонкие силуминовые части быстро прогниют. Следует иметь набор запасных частей и расходников для вашего двигателя, поскольку заказывать их из Европы или Америки в третьих странах – очень долгая и непростая процедура.

Часто выходят из строя резиновые крыльчатки водяной помпы охлаждения и ремень генератора. Как минимум, их нужно иметь в запасе. Ну и, конечно, все должно быть готово для плановой смены масла. Тент – жизненно необходимый элемент круизной яхты, спасающий команду и от дождей и от изнуряюще жаркого тропического солнца.

Его шьют из пропитанного капрона и на стоянках натягивают втугую над всей палубой или от кормы до мачты, используя гики, ванты или дополнительные стойки как точки для надежного крепления. Обычно такой дополнительный тент не заменяет постоянный тент над кокпитом, который натянут на систему трубок, или являемся жестким козырьком.

004

Без тента жизнь в тропиках на яхте немыслима. На открытом солнце не простоять и несколько минут; кроме того, от воды идут солнечные блики. Иногда тент конструируют так, чтобы он являлся водосборником. Для тех, кто не имеет опреснителя, это прекрасная возможность пополнить запасы пресной воды.

В тропиках дождевая вода не содержит пыли и кислотных примесей и ее можно пить или использовать для бытовых нужд. Тент в этом случае делается с углублениями, в которые вставляются воронки, переходящие в трубочки, идущие в водяные танки.

Набор якорей, цепи.

Якорей должно быть как минимум три: плуг как основной, поскольку это универсальный и самый надежный якорь; тяжелый якорь с широкими лапами типа Холла или Данфорта, способный держать на песке и в мягком иле, и еще один запасной.

Цепей должно быть много, минимум метров 50. И еще должна быть запасная цепь. Якоря и цепи – это основа вашего спокойного сна и безопасности, и им следует придать важнейшее значение.

005

Набор инструментов для ремонта.

В дальнем путешествии может случиться всякое, поэтому ремнабор должен содержать инструменты и материалы на все случаи жизни. Уровень сервиса и обеспечения на некоторых островах и в государствах третьего мира оставляет желать лучшего, а порой его просто нет. Так что нужно быть готовым ко всему.

У вас должен бы ть большой запас нержавеющего крепежного материала, нержавеющие пластинки, стерженьки, трубочки, уголочки, запасные наконечники на ванты, запасные тросы, блоки, такелажные скобы и веревки. Веревок и канатов нужно много.

Они пригодятся вам при штормовании или растяжке яхты в шторм к берегам, в какой либо бухте, или просто для надставки якорной цепи, если вдруг придется стоять на очень большой глубине.

Из инструментов должны быть полный набор ключей, отверток, плоскогубцев и т. п., сверла и метчики всех диаметров, отрезная машинка с набором кругов и электродрель, а также клещи для перекусывания толстых тросов или цепей на экстренный случай.

552_ 006

Для ремонта проводки или приборов нужны паяльники, наборы проводов и предохранители. Формат статьи не позволяет упомянуть множество полезных мелочей, которые очень важны в дальних плаваниях, однако сразу и навсегда всем не запастись.

Опыт круизной жизни и общение с коллегами постепенно превратят ваше судно в уютный и безопасный дом для многолетних романтических странствий.

Материалы предоставлены Национальной ассоциацией шкиперов.

Андрей Фоминцев, капитан яхты «Благовест».

Источник:  «Катера и Яхты»,  №218.

06.09.2014 Posted by | Путешествия. | , , , , | Оставьте комментарий

   

profiinvestor.com

Инвестиции и заработок в интернет

SunKissed

мое вдохновение

The WordPress.com Blog

The latest news on WordPress.com and the WordPress community.

Домашняя яхт-верфь.

Сайт создан для тех, кто мечтает построить яхту своими руками - яхту своей мечты...

Twenty Fourteen

A beautiful magazine theme