Điều hướng trọng lực như một công cụ của tương lai
Bản đồ trọng lực nước Nga và các vùng lãnh thổ lân cận tỷ lệ 1:2.VSEGEI im. A.P. Karpinsky, 500 / vsegei.com
Một số loại hệ thống định vị tồn tại và được sử dụng rộng rãi, khác nhau về nguyên tắc hoạt động và độ chính xác của phép đo. Trong tương lai, một hệ thống mới về cơ bản có thể đi vào hoạt động, tính toán tọa độ dựa trên đặc điểm của trường hấp dẫn Trái đất (EGF). Người ta hy vọng rằng phương pháp xác định vị trí này sẽ đặc biệt chính xác - đồng thời rất phức tạp.
Hướng đi đầy hứa hẹn
Sự hiện diện của một chòm sao vũ trụ phát triển và sự cải tiến của tất cả các công nghệ cơ bản mở ra những cơ hội mới cho khoa học thế giới. Đặc biệt, sự sẵn có của các thiết bị có độ chính xác cao để đo các trường vật lý của hành tinh và các vật thể trên bề mặt của nó giúp có thể tạo ra các mô hình chi tiết thuộc nhiều loại khác nhau, phù hợp để sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Trong vài năm qua, nghiên cứu đã được thực hiện ở nước ta và nước ngoài theo hướng cái gọi là. hệ thống định vị trọng lực. Công việc cần thiết được thực hiện và dữ liệu mới được thu thập và xử lý để sử dụng tiếp. Các nguyên tắc hoạt động cơ bản của hệ thống định vị mới đã được xác định và quá trình tạo ra nó vẫn tiếp tục.
Ở Nga, một số tổ chức đang làm việc theo hướng này. Đặc biệt, Viện nghiên cứu khoa học đo lường vật lý, kỹ thuật và kỹ thuật vô tuyến toàn Nga (VNIIFTRI), một phần của Rosstandart, đang phát triển thiết bị thu thập dữ liệu và xử lý thông tin đến về GPZ để tạo ra các thiết bị hỗ trợ điều hướng mới.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống vệ tinh GLONASS. Khu phức hợp phụ thuộc rất nhiều vào liên lạc vô tuyến, dẫn đến rủi ro. Đồ họa IAC KVNO / glonass-iac.ru
Những tin nhắn mới nhất về chủ đề điều hướng hấp dẫn đã xuất hiện vào một ngày khác. Tuần báo Zvezda, có đề cập đến ban lãnh đạo Rosstandart, đã viết về việc tiếp tục thực hiện một dự án đầy hứa hẹn và thu được những kết quả mới. Họ cũng được nhắc nhở về lợi ích của công nghệ mới và lĩnh vực ứng dụng của chúng.
Đo lường và tính toán
Khái niệm điều hướng bằng trọng lực dựa trên thực tế là các thông số của GPZ tại các điểm khác nhau trên bề mặt hành tinh (hoặc phía trên nó) hơi khác nhau một chút. Trái đất không phải là một hình cầu hay hình elip hoàn hảo; bề mặt của nó có địa hình rất phức tạp và độ dày của vỏ trái đất được tạo thành từ các vật liệu khác nhau. Tất cả điều này ảnh hưởng đến các thông số trọng lực trên bề mặt và gần nó. Thông thường các giá trị thực tế khác với giá trị được tính toán cho một điểm nhất định, được gọi là dị thường hấp dẫn. Ngoài ra, do một số yếu tố mà lực ly tâm khác nhau được quan sát thấy ở các điểm khác nhau.
Khái niệm này liên quan đến việc đo các thông số của GPZ và lực ly tâm tại các điểm khác nhau với quá trình xử lý tiếp theo. Bản đồ trọng lượng thu được có thể được nhập vào bộ nhớ của thiết bị định vị và sử dụng trong tính toán. Dựa trên dữ liệu GPZ, có thể điều chỉnh hoạt động của hệ thống định vị quán tính hoặc vệ tinh. Đồng thời, tổng sai số của toàn bộ tổ hợp giảm xuống đến centimet. Ngoài ra, ANN được hiệu chỉnh dựa trên dữ liệu GPZ có khả năng chống nhiễu cao nhất.
Các quan sát cho thấy GPZ là một “tiêu chuẩn” khá đáng tin cậy cho các hệ thống định vị. Tốc độ thay đổi của trường hấp dẫn thấp hơn nhiều so với tốc độ thay đổi của từ trường và dữ liệu GPZ có thể được sử dụng trong nhiều thập kỷ mà không làm giảm đáng kể độ chính xác của phép tính. Tuy nhiên, động đất và các quá trình khác có thể thay đổi trạng thái trữ lượng khí đốt và yêu cầu cập nhật bản đồ.
Các biện pháp thực tế
Theo các báo cáo trong những năm gần đây, các nhà khoa học Nga - giống như các đồng nghiệp nước ngoài của họ - đã thu thập dữ liệu, tìm kiếm các dị thường về trọng lực và biên soạn bản đồ trọng lực trong vài năm nay. Thiết bị đặc biệt trên máy bay và vệ tinh đo giá trị trường tại một số lượng lớn các điểm và truyền chúng đến các trung tâm điện toán trên mặt đất. Kết quả của công việc này là một bản đồ có thể cung cấp độ chính xác điều hướng cao.
Hệ thống tàu vũ trụ GLONASS có nhiều sửa đổi khác nhau. Đồ họa IAC KVNO / glonass-iac.ru
Thiết bị định vị cũng đang được phát triển để có thể sử dụng bản đồ mới và tương tác với các thiết bị khác. Tuy nhiên, theo chúng tôi được biết, những dự án như vậy vẫn chưa cho ra đời những sản phẩm phù hợp để sử dụng thực tế.
Việc áp dụng các nguyên tắc định vị mới vẫn có thể bị cản trở do thiếu bản đồ chính xác về một phần đáng kể bề mặt trái đất. Trên thực tế, hiện tại, việc điều hướng dọc theo GPZ trong thực tế không mang lại bất kỳ lợi thế cụ thể nào so với các hệ thống INS hoặc vệ tinh. Tình hình chỉ có thể thay đổi trong tương lai, khi tất cả các công việc nghiên cứu và thiết kế cần thiết đã được hoàn thành.
Сферы применения
Các nguyên tắc điều hướng mới có thể tìm thấy ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, nơi cần xác định tọa độ đặc biệt chính xác, độc lập với các nguồn tín hiệu bên ngoài và các tính năng cụ thể khác. Trước hết, đây là vấn đề quân sự. Sự xuất hiện của các hệ thống định vị trọng lực có thể sử dụng được sẽ nâng cao hiệu quả chiến đấu của nhiều loại thiết bị và vũ khí.
Quân đội có thể quan tâm đến cả độ chính xác ngày càng tăng của các phép tính tọa độ và khả năng chống ồn độc đáo. Trên thực tế, cách duy nhất để tác động đến những hệ thống như vậy là thay đổi GPZ một cách giả tạo - việc này đòi hỏi nỗ lực rất lớn hoặc hoàn toàn không thể thực hiện được.
Tên lửa dẫn đường có độ chính xác cao, sử dụng bản đồ trọng lực, sẽ có thể đi theo tuyến đường nhất định một cách chính xác hơn và bắn trúng mục tiêu có tọa độ đã biết với độ lệch ít hơn. Những nguyên tắc như vậy có thể được sử dụng bởi cả tên lửa hành trình và tên lửa đạn đạo. Tuy nhiên, hoạt động như vậy sẽ yêu cầu một bản đồ chính xác và cập nhật về vùng bảo vệ khí đốt dọc tuyến đường, điều này đặt ra những yêu cầu đặc biệt về trinh sát và tổ chức đình công.
Các dị thường trọng lực trên bề mặt Trái đất theo dữ liệu sứ mệnh GRACE của NASA. Đồ họa của NASA / Earthobservatory.nasa.gov
Những nguyên tắc dẫn đường mới rất được khoa học quan tâm. Với sự giúp đỡ của họ, có thể thực hiện việc ràng buộc chính xác hơn, điều này rất hữu ích cho các nghiên cứu khác nhau trong một số lĩnh vực. Độ chính xác của việc thu thập dữ liệu tăng lên và điều này có thể trở thành cơ sở cho những khám phá quan trọng mới.
Chúng ta không nên quên vận tải dân dụng và thương mại. Trong các tình huống bình thường, tàu hoặc máy bay chỉ cần có các thiết bị hỗ trợ điều hướng hiện có là đủ, nhưng trong một số trường hợp có thể cần đến các hệ thống chính xác hơn. Rất có thể sự xuất hiện của các phương tiện dẫn đường hoạt động hoàn chỉnh dọc theo GPP sẽ được các hãng máy bay, công ty đóng tàu cũng như các hãng vận tải thương mại quan tâm.
chờ đợi cho sự thành công
Theo các báo cáo gần đây, VNIIFTRI hiện đang bận rộn biên soạn các bản đồ trọng lượng chính xác của nhiều khu vực khác nhau, phù hợp để sử dụng tiếp trong thực tế. Dữ liệu về các thông số GPZ và lực quan sát được xử lý và chuyển đổi thành dạng thuận tiện cho việc sử dụng. Thiết bị dẫn đường cũng đang được phát triển để áp dụng vào thực tế.
Cả hai thành phần của hướng đi mới này đều có đặc điểm là độ phức tạp, thời gian và chi phí lao động cao. Thật không may, ngay cả khung thời gian gần đúng để giới thiệu các công nghệ mới vào thực tế vẫn chưa được biết. Ngoài ra, triển vọng thực tế cho những phát triển như vậy về mặt ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau vẫn chưa rõ ràng. Tuy nhiên, công việc đang được tiến hành và kết quả thực sự sẽ được mong đợi trong tương lai. Nếu các công nghệ mới thành hiện thực và đáp ứng được kỳ vọng thì một sự thay đổi căn bản sẽ xảy ra ở một số lĩnh vực.
tin tức