Лекция №1-3
Тема: Теоретические основы навигации
План лекции:
Ведение
Геонавигационная информация
2.1 Форма Земли
2.2 Движение Земли
2.3 Основные географические точки, линии и круги на земном шаре
2.4 Направления на земной поверхности
2.5 Ортодромия и локсодромия
2.6 Системы земных координат
2.7 Курс летательного аппарата
3. Небесная сфера
3.1 Экваториальная система небесных координат
3.2 Кульминация светил
3.3 Измерение времени по движению небесных светил
3.4 Преобразование небесных координат
3.5 Астрономические расчетные пособия
Введение
Навигация используется для получения информации о местонахождении и особенностях движения организмов или механических объектов относительно окружающего материального мира. В процессе эволюционного развития человек развивал свои навигационные способности в зависимости от потребностей повседневной жизни. Особенно сложные задачи возникали при движении в безориентирной местности и при вождении кораблей в морских просторах.
Постепенно накапливался опыт судовождения, который и получил название навигации (от лат. navigato – мореплавание, navis – корабль). В современных условиях человек использует навигацию для вождения объектов, движущихся под водой, на воде, по суше, в воздухе и космическом пространстве.
Для осуществления навигации необходимо располагать определенными средствами получения первичной информации, устройствами для ее обработки, некоторым объемом памяти, достаточным запасом сведений об окружающем пространстве и о методах выполнения навигационных измерений. Суть навигационного процесса заключается в том, что с помощью приборов первичной информации измеряются различные физические параметры, зависящие от положения и движения относительно предметов или физических полей. Устройства для обработки информации на основании полученных данных определяют навигационные элементы, характеризующие скорость и координаты местонахождения объекта относительно принятой системы отсчета.
Измеренные навигационные параметры сравниваются с намеченной программой движения. Всякие отклонения от программы преобразовываются в сигналы команд на систему управления движением объекта. Благодаря этому объект может двигаться по заданной траектории с небольшими отклонениями от нее.
Для осуществления управляемого полета на борту летательного аппарата (ЛА) необходимо иметь навигационные устройства, определяющие такие навигационные элементы, как координаты места, значение и направление вектора скорости полета в избранной системе координат, направление на цель, расстояние и длительность полета до нее. Эта информация содержит минимальное количество элементов, необходимых для проведения ЛА по заданной траектории в назначенное время.
Во многих случаях для управляемого полета на борту летательного аппарата необходимо иметь большой объем навигационной информации, включающей дополнительно сведения о форме Земли, о ее магнитном и гравитационном полях, данные о среде, в которой происходит полет (в атмосфере Земли – скорость и направление ветра, температура и давление воздуха и т.д.), об условиях видимости Земли, воздушных целей, небесных светил, о наличии искусственных и естественных помех в работе навигационных устройств.
Рисунок 1 Обобщенная структура субкомплекса
На рис. 1 приведена структура субкомплекса, на основе которой могут строиться отдельные навигационные устройства и приборы первичной информации летательных аппаратов. Наличие сопряжения с внешними стандартными интерфейсами позволяет объединять такие приборы в сложные информационные системы.
Воздушная и космическая навигация – наука о методах и технических средствах, обеспечивающих вождение летательных аппаратов из одной точки в другую по траекториям, обусловленным характером задачи и временем ее выполнения, а также условиями и обстановкой полета
Основой успешного самолетовождения является комплексное применение технических средств, когда используется информация не одного какого-либо средства, а нескольких. При этом результаты навигационных измерений, полученных с помощью одних средств, уточняются с помощью других. Экипаж должен выбирать такое сочетание навигационных устройств, которое в данной обстановке обеспечит наибольшую тонность и надежность самолетовождения. Для правильного решения вопросов комплексного применения технических средств самолетовождения необходимо знание принципов работы этих устройств, их возможностей и способов использования для решения различных навигационных задач.