La navegación por gravedad como instrumento del futuro.
Mapa gravimétrico de Rusia y los territorios circundantes en una escala de 1: 2 500 000. VSEGEI ellos. A.P. Karpinsky, 2016 / vsegei.com
Existen varios tipos de sistemas de navegación y se usan ampliamente, y difieren en principios operativos y precisión de medición. En el futuro, se puede poner en funcionamiento un sistema fundamentalmente nuevo que calcula las coordenadas de acuerdo con las características del campo gravitacional (GPZ) de la Tierra. Se espera que este método para determinar la ubicación sea particularmente preciso y, al mismo tiempo, de alta complejidad.
Dirección de perspectiva
La presencia de un grupo espacial desarrollado y la mejora de todas las tecnologías básicas abre nuevas oportunidades para la ciencia mundial. En particular, la presencia de instrumentos de alta precisión para medir los campos físicos del planeta y los objetos en su superficie permite compilar modelos detallados de diversos tipos adecuados para su uso en diversos campos.
En los últimos años, se han realizado investigaciones en nuestro país y en el extranjero en la dirección de los llamados sistemas de navegación gravitacional. Se realiza el trabajo necesario y se recopilan nuevos datos, se procesan para su uso posterior. Los principios básicos del nuevo sistema de navegación ya han sido identificados, y el proceso de su creación continúa.
En Rusia, varias organizaciones están trabajando en esta dirección. En particular, el Instituto de Investigación de Rusia de Mediciones de Ingeniería Fisicotécnica y de Radio (VNIIFTRI) de Rosstandart se dedica a la creación de técnicas para recopilar datos y procesar la información entrante sobre la planta de procesamiento de gas para crear nuevas ayudas de navegación.
Los principios de funcionamiento del sistema satelital GLONASS. El complejo depende de manera crítica de las comunicaciones de radio, lo que conlleva riesgos. Gráficos IAC KVNO / glonass-iac.ru
Informes recientes sobre el tema de la navegación gravitacional aparecieron el otro día. El semanario Zvezda, con referencia al liderazgo de Rosstandart, escribió sobre la continuación del trabajo en un proyecto prometedor y la recepción de nuevos resultados. También recordaron los beneficios de las nuevas tecnologías y sus aplicaciones.
Medida y cálculo
El concepto de navegación gravitacional se basa en el hecho de que los parámetros de GEA en diferentes puntos de la superficie del planeta (o encima) son ligeramente diferentes. La tierra no es una bola ideal o elipsoide; su superficie tiene un relieve complejo, y el grosor de la corteza terrestre está compuesto de diferentes materiales. Todo esto afecta los parámetros de gravedad en y cerca de la superficie. A menudo, los valores reales difieren de los valores calculados para un punto dado, que se llama anomalía gravitacional. Además, debido a una serie de factores, se observan diferentes fuerzas centrífugas en diferentes puntos.
El concepto proporciona la medición de los parámetros GPZ y la fuerza centrífuga en diferentes puntos con procesamiento adicional. El mapa gravimétrico resultante puede ingresarse en la memoria del equipo de navegación y usarse en los cálculos. Según los datos del GEA, es posible la corrección de los sistemas de navegación inercial o satelital. En este caso, el error total de todo el complejo se reduce a centímetros. Además, el ANN con corrección de acuerdo con los datos GPZ se caracteriza por la inmunidad al ruido más alta.
Las observaciones muestran que el GPZ es un "estándar" bastante confiable para los sistemas de navegación. La tasa de cambio del campo gravitacional es mucho más baja que la del campo magnético, y los datos GPZ se pueden usar durante décadas sin una pérdida notable en la precisión del cálculo. Sin embargo, los terremotos y otros procesos pueden cambiar el estado de la planta de procesamiento de gas y requieren la actualización de mapas.
Medidas prácticas
Según informes recientes, los científicos rusos, como sus colegas extranjeros, han estado recopilando datos, buscando anomalías gravitacionales y compilando mapas gravimétricos durante más de un año. El equipo especial a bordo de aeronaves y satélites mide los valores de los campos en una gran cantidad de puntos y los transmite a los centros de computación en tierra. El resultado de este trabajo es un mapa que puede proporcionar una navegación de alta precisión.
La nave espacial GLONASS de varias modificaciones. Gráficos IAC KVNO / glonass-iac.ru
También se está llevando a cabo el desarrollo de equipos de navegación capaces de utilizar nuevos mapas e interactuar con otros equipos. Sin embargo, hasta donde sabemos, tales proyectos aún no han dado lugar a la aparición de productos adecuados para su uso real.
La introducción de nuevos principios de navegación puede verse obstaculizada por la falta de mapas precisos de una parte significativa de la superficie terrestre. De hecho, en este momento, la navegación a través de la planta de procesamiento de gas en la práctica no ofrece ventajas especiales sobre los ANN o los sistemas satelitales. La situación solo puede cambiar en el futuro cuando se complete todo el trabajo de investigación y diseño necesario.
Сферы применения
Los nuevos principios de navegación pueden encontrar aplicación en varios campos donde se requiere una determinación particularmente precisa de las coordenadas, independencia de las fuentes de señal externas y otras características específicas. En primer lugar, se trata de asuntos militares. La aparición de sistemas de navegación gravitacional adecuados para la operación aumentará la efectividad de combate de una amplia gama de modelos de equipos y armas.
Los militares pueden estar interesados en una mayor precisión en el cálculo de las coordenadas y una inmunidad al ruido única. De hecho, la única forma de influir en tales sistemas es cambiar artificialmente el GPP, lo que requiere enormes esfuerzos o no es posible en absoluto.
Un misil guiado de alta precisión, utilizando un mapa gravimétrico, puede seguir con mayor precisión una ruta determinada y golpear un objetivo con coordenadas conocidas con una desviación menor. Dichos principios pueden ser utilizados tanto por misiles de crucero como por misiles balísticos. Sin embargo, para tal operación, se requerirá un mapa preciso y actualizado del GPP en la ruta, lo que exige demandas especiales de reconocimiento y organización de la huelga.
Anomalías gravitacionales en la superficie de la Tierra según la misión GRACE de la NASA. Gráficos de la NASA / earthobservatory.nasa.gov
Los nuevos principios de navegación son de gran interés para la ciencia. Con su ayuda, es posible llevar a cabo una unión más precisa, lo que es útil en varios estudios en varias áreas. Se mejora la precisión de la recopilación de datos y esto puede convertirse en la base de nuevos descubrimientos importantes.
No debemos olvidarnos del transporte civil y comercial. En circunstancias normales, los buques o aeronaves tienen suficientes ayudas de navegación, pero en algunas situaciones pueden requerirse sistemas más precisos. Es posible que la aparición de medios de navegación eficientes de pleno derecho a través del GPP interese a los aviones y los constructores navales, así como a los transportistas comerciales.
Esperando el éxito
Según informes recientes, VNIIFTRI ahora está ocupado compilando mapas gravimétricos precisos de diferentes áreas adecuadas para su uso posterior en la práctica. Los datos sobre los parámetros GPZ y las fuerzas observadas se procesan y se convierten en una forma conveniente para su uso. El desarrollo de equipos de navegación para la implementación en la práctica también está en curso.
Ambos componentes de la nueva dirección se distinguen por su alta complejidad, duración y trabajo. Lamentablemente, aún se desconocen las fechas aproximadas para la introducción de nuevas tecnologías en la práctica. Además, las perspectivas reales de tales desarrollos desde el punto de vista de la aplicación en varios campos no están claras. Sin embargo, el trabajo está en curso y se deben esperar resultados reales en el futuro. Si las nuevas tecnologías alcanzan la aplicación y cumplen con las expectativas, se producirá un cambio radical en varias áreas.
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