Немного истории.
ФАУ-1Система управления
Система управления снарядом представляет собой автопилот, удерживающий снаряд на заданных при старте курсе и высоте в течение всего полёта.
Наведение на цель выполняется перед стартом по магнитному компасу, который входит в состав системы управления. В полете курс корректируется по этому прибору: если курс снаряда отклоняется от заданного по компасу, электромагнитный механизм коррекции воздействует на рамку тангажа главного гироскопа, что заставляет его прецессировать по курсу в направлении уменьшения рассогласования с курсом по компасу, а система стабилизации уже приводит и сам снаряд к этому курсу.
Управление дальностью полета осуществляется с помощью механического счётчика, на котором перед стартом устанавливается величина, соответствующая требуемой дальности, а лопастной анемометр, размещенный на носу снаряда и вращаемый набегающим потоком воздуха, скручивает счётчик до нуля по достижении требуемой дальности (с точностью ±6 км).
ФАУ-244% от общего количества выпущенных Фау-2 падали в радиусе 5 км от точки прицеливания. Модифицированные ракеты с наведением по направляющему радиолучу на активном участке траектории имели боковое отклонение, не превышающее 1,5 км. Точность наведения с применением только гироскопического управления (автономная инерциальная система наведения) составляла примерно 1 градус, а боковое отклонение плюс-минус 4 км при дальности до цели 250 км.
Ночные бомбардировки Британии......
Одной из проблем, которую необходимо было решить для успешного выполнения ночных полетов, была проблема навигации. Ночные операции достаточно сложны, кроме того, немецкая бомбардировочная авиация во время рискованных дневных налетов потеряла много опытных экипажей.
Стараясь как-то помочь своим летчикам, командование решило использовать систему радиосопровождения самолетов.
Используя систему
«Кникебейн» (
Knickebein), бомбардировщики по радиолучу летели к цели, сбрасывая свои бомбы по получении второго радиолуча, который направлялся на пересечение наводящего луча непосредственно над целью.
Однако, применив контрмеры, британцы легко «сгибали» эти лучи и направляли немецкие бомбардировщики ложным курсом, вынуждая их сбрасывать свой смертоносный груз над открытой местностью.
Устройство X-Gerdt представляло собой более совершенную версию системы наведения по радиолучу, в котором курсовой луч пересекался тремя радиолучами, что позволяло экипажу бомбардировщика достаточно точно определить координаты подхода и сбросить бомбы в цель.
Однако и это устройство было восприимчиво к британскому «глушению» и контрмерам.
В устройстве Y-Gerdr также использовался направленный курсовой луч, но не было второго луча, который оповещал экипаж самолета, что машина уже над целью, а бомбы сбрасывали на точно выверенном по первому лучу расстоянии.
Эта система также была очень точна, но и ее британцы могли заглушить.
Плавно переходим к системам позиционирования.
Декка (Decca).
Decca (Декка) — гиперболическая радионавигационная система, работавшая в СДВ диапазоне, впервые была развёрнута во время Второй мировой войны, когда войска союзников нуждались в системе позволяющей достигнуть точных посадок. Как и в случае с Loran C, её основным назначением стала навигация в прибрежных водах. Рыболовецкие суда стали основными потребителями системы в послевоенное время, однако она использовалась и на самолётах, включая самые первые разработки дисплеев с перемещающейся картой местности (1949). Система была развёрнута в Северном море и использовалась вертолётами, работающими на нефтяных платформах. После сворачивания системы весной 2000 года она была замещена американской GPS.
Лоран (Loran).
Система LORAN-C относится к классу гиперболических систем, хотя и основана на измерении не фазы, а задержки импульсов, принимаемых от цепочки передающих станций. В каждой цепочке одна из станций является ведущей, а остальные — ведомые. Все они точно синхронизируются. Приёмник измеряет точность прихода импульсов с точностью 0,1 мкс, и, если используется земная волна, местоположение может определяться с точностью 150 м на расстояниях до 1500 км (на море). В общем случае сигнал представляет собой сумму земной волны и сигналов, отражённых один или несколько раз от ионосферы. На расстояниях свыше 2000 км ионосферная волна преобладает и точность будет зависеть от состояния ионосферы. Испытания показали, что в отдельных случаях могут возникнуть ошибки в несколько километров. Таким образом, даже при идеальных условиях система LORAN-C не будет иметь точность, которую обеспечивают спутниковые системы GPS и ГЛОНАСС.
На сегодняшний день навигационная система LORAN-C имеет в мире 34 цепи, охватывающие территорию США, Северной Европы и прилегающих морских районов в северном полушарии. Приёмниками LORAN-C оснащены отдельные образцы терминалов американской системы Omnitracs. В России эксплуатируется система аналогичного назначения, что и LORAN-C, получившая название «Чайка» (Импульсно-фазовая радионавигационная система длинноволнового диапазона, предназначенная для определения координат самолётов и кораблей с погрешностью 50...100 м. Система была разработана в 1958 г. по заказу ВВС СССР и является российским аналогом американской системы Loran-C.).
GPSспутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, времени и определяющая местоположениe во всемирной системе координат WGS 84.
- Описание WGS 84
- определяет координаты относительно центра масс Земли, погрешность составляет менее 2 см. В WGS 84 нулевым меридианом считается Опорный меридиан, проходящий в 5,31″ к востоку от Гринвичского меридиана. За основу взят эллипсоид с большим радиусом — 6 378 137 м (экваториальный) и меньшим — 6 356 752,3142 м (полярный). Отличается от геоида менее чем на 200 м.
Позволяет в любом месте Земли (исключая приполярные области), почти при любой погоде, а также в околоземном космическом пространстве определять местоположение и скорость объектов.
ИСТОРИЯИдея создания спутниковой навигации родилась ещё в 50-е годы. В тот момент, когда в СССР был запущен первый искусственный спутник Земли, американские учёные во главе с Ричардом Кершнером наблюдали сигнал, исходящий от советского спутника и обнаружили, что благодаря эффекту Доплера частота принимаемого сигнала увеличивается при приближении спутника и уменьшается при его отдалении. Суть открытия заключалась в том, что если точно знать свои координаты на Земле, то становится возможным измерить положение и скорость спутника, и наоборот, точно зная положение спутника, можно определить собственную скорость и координаты.
В 1973 году была инициирована программа «DNSS», позже переименованная в «Navstar-GPS», а, затем, в «GPS». Первый тестовый спутник выведен на орбиту 14 июля 1974 г. Вывод спутника советской системы позиционирования в 1982г. дал повод конгрессу США выделить деньги и ускорить работы. Шла холодная война, гонка вооружений набирала обороты. В 1983 году начались интенсивные работы по созданию «GPS», а последний из всех 24 спутников, необходимых для полного покрытия земной поверхности, был выведен на орбиту в 1993 г., и «GPS» встала на вооружение. Стало возможным использовать «GPS» для точного наведения ракет на неподвижные, а затем и на подвижные объекты в воздухе и на земле.
GPS реализована и эксплуатируется министерством обороны США и поэтому есть полная зависимость от этого органа в получении другими пользователями точного сигнала GPS.Кстати:
Во избежание применения системы для военных нужд точность была уменьшена специальным алгоритмом.
Затем появилась информация о том, что некоторые компании расшифровали алгоритм уменьшения точности на частоте L1 и с успехом компенсируют эту составляющую ошибки. В 2000 г. это загрубление точности отменил своим указом президент США Билл Клинтон.
Циклон (навигационная система)Развёртывание системы начато в 1971 году, когда она была сдана в опытную эксплуатацию под названием «Залив». В 1976 году система была принята на вооружение, в составе шести космических аппаратов «Парус», обращающихся на околополярных орбитах высотой 1000 км.
Проект «Циклон» являлся первым в мире совмещённым навигационно-связным спутниковым комплексом. Система обеспечивала определение плановых координат местоположения и была оснащена бортовым ретранслятором для радиотелеграфной связи кораблей ВМФ и подводных лодок с береговыми пунктами управления и между собой.
Для нормального функционирования системы требуется поддержание на орбите группировки из 6 спутников «Парус». Аппаратура, используемая на этой серии спутников, позволяет определять координаты на плоскости с точностью до 80—100 метров.
Цикада (система)гражданский вариант морской спутниковой навигационной системы «Циклон». Приёмная аппаратура «Шхуна» обеспечивает определение положения судна с точностью 50-100 метров. Сдана в эксплуатацию в 1979 году в составе 4 спутников, выведенных на круговые орбиты высотой 1000 км, наклонением 83°.
Существенный недостаток - в связи с параметрами орбиты, определение координат возможно только в течение 5-6 минут с интервалом от одного до полутора часов
ГЛОНАССсоветская/российская спутниковая система навигации, разработана по заказу Министерства обороны СССР. Одна из двух функционирующих на сегодня систем глобальной спутниковой навигации (китайская система спутниковой навигации Бэйдоу на данный момент функционирует как региональная).
ГЛОНАСС предназначена для оперативного навигационно-временного обеспечения неограниченного числа пользователей наземного, морского, воздушного и космического базирования. Доступ к гражданским сигналам ГЛОНАСС в любой точке земного шара, на основании указа Президента РФ, предоставляется российским и иностранным потребителям на безвозмездной основе и без ограничений.
...
В настоящее время точность определения координат системой ГЛОНАСС несколько отстаёт от аналогичных показателей для GPS.
Согласно данным СДКМ на 18 сентября 2012 года ошибки навигационных определений ГЛОНАСС (при p = 0,95) по долготе и широте составляли 3—6 м при использовании в среднем 7—8 КА (в зависимости от точки приёма). В то же время ошибки GPS составляли 2—4 м при использовании в среднем 6—11 КА (в зависимости от точки приёма).
При использовании обеих навигационных систем происходит существенный прирост точности. Европейский проект EGNOS, использующий сигналы обеих систем, даёт точность определения координат на территории Европы на уровне 1,5—3 метров.
Galileoнавигационная система, которая начала разрабатываться по инициативе Европейского Союза и Европейского Космического Агентства в 2003 г.
...
В общей сложности, спутники Galileo будут передавать 10 навигационных сигналов различного назначения. Прежде всего, это бесплатный сигнал для массового потребителя. Он сопоставим по точности с существующими системами навигации GPS и ГЛОНАСС. Причем, благодаря достигнутым соглашениям, системы будут взаимно дополнять друг друга.
Другие сигналы, повышенной точности, будут использоваться для нужд авиации и судовой навигации, для служб спасения, государственных служб, военных целей, а также будут предлагаться коммерческие услуги позиционирования с точностью выше 1 м. Повышенная точность будет достигаться за счет приема сигналов в двух диапазонах (L1: 1559 - 1591 мГц и E5: 1164 - 1215 мГц).
Радионавига́ция
Для меня подвиг нашего народа в победе в Великой Отечественной является основанием вечной гордости за то, что я их потомок.