היום האנושות אפילו משתמשת בחלל החיצון כדי להבטיח אבטחה. לשם כך נוצרו מנועי חיפוש לוויינים. הוא האמין כי תחילתו של ניווט כזה הונחה ב-4 באוקטובר 1957. זה היה אז כי הלוויין המלאכותי הראשון של כדור הארץ שוגר בפעם הראשונה. עד סוף שנות ה-70 הופיעה מערכת ניווט הרדיו הראשונה. הוא איפשר לקבוע את הקואורדינטות של כל עצם על סמך האותות שהגיעו מהלוויין. וכיום, ניווט כזה משמש בעבודות חילוץ וגיאודטיות, וכן להבטחת ביטחון המדינה והאזרחים.
מהן מערכות לווין? מדובר בתקשורת אלקטרונית-טכנית מורכבת. יתר על כן, היישום שלהם אפשרי רק עם פעולה משולבת של ציוד שטח וקרקע. במקביל, מערכות לווייניות מאפשרות לקבוע את הגובה והקואורדינטות הגיאוגרפיות, הזמן והפרמטרים של תנועת המים, היבשה והאוויר.חפצים.
Classification
מערכות הלוויין מחולקות לאזורים הבאים:
- מנועי חיפוש אבטחה המיועדים למכוניות;
- ניווט, להגנה על משרדים, בתים, טריטוריות אישיות ודירות;
- מנועי חיפוש אבטחה לאתרי אינטרנט וטלפונים סלולריים;- ניווט חיפוש (GPS).
אלמנטים בסיסיים
מערכות לווין כוללות:
- קבוצות כוכבים מסלוליות של מספר לוויינים (מ-2 עד 30) הפולטים אותות רדיו מיוחדים;
- מערכת ניטור ובקרה קרקעית הקובעת את המיקום הנוכחי של הלוויינים, כמו גם קליטה ועיבוד מידע המשודר על ידם;
- ציוד מקבל לקוח הנדרש לקביעת קואורדינטות;
- משואות רדיו, שהן מערכת מבוססת קרקע המגבירה את הדיוק של קביעת המיקום של אובייקט; - מערכת רדיו מידע שמשדרת תיקונים למשתמשים לקואורדינטות
עקרון העבודה
מערכות ניווט לווייניות מודדות את המרחק מאנטנה על עצם ללוויין שמיקום מסלולו ידוע בדיוק רב. במקרה זה, נעשה שימוש בטבלה מיוחדת הנקראת אלמנך. יש לאחסן אותו בזיכרון המכשיר המקבל ולציין את המיקום של כל הלוויינים. אם טבלה כזו אינה מיושנת, אז המיקום של אובייקט בחלל נקבע על ידי מכשירים המשתמשים במבנים גיאומטריים פשוטים. כדי לחשב נכון את הרוחב והאורך, על המקלט לקבל אותות משלושה לוויינים לפחות. ובכן, אם אתה צריך לדעתמיקומו של האובייקט מעל פני השטח? זה ידרוש אות מהלוויין הרביעי.
כל המידע המתקבל מעובד על ידי יחידת הקרקע, אשר, באמצעות מערכת מסויימת של משוואות, מציגה את הקואורדינטות הרצויות. עם זאת, הנתונים שיתקבלו ידרשו התאמה מסוימת. זה נובע מהשפעת הלחץ האטמוספרי, טמפרטורת האוויר ודרגת הלחות על פעולת המערכת. כל אחד מהגורמים הללו מציג שגיאה בתוך 30 מ', שערכה הכולל מגיע לפעמים ל-100 מ'.
מצב GPS דיפרנציאלי עוזר להפחית את אי הדיוק. הוא משדר למשתמש את התיקונים הדרושים, מה שמבטיח את הדיוק של קביעת האובייקט עד 1 ס מ. במקביל, מנועי חיפוש לוויינים מסוגלים לצבור ולאחר מכן לעבד נתונים המתקבלים על פני פרק זמן מסוים. הודות לתהליכים כאלה, למשתמש יש מושג לגבי מהירות האובייקט, הנתיב שהוא עבר וכו'.
GPS
היום, מספר מערכות ניווט פועלות בבת אחת. אלה הם GPS אמריקאי, GLONASS הרוסי וגלילאו האירופאי. כולם יאפשרו לך לקבוע את מיקומו הנוכחי של האובייקט, כמו גם את השעה והתאריך, מהירותו ומסלול התנועה שלו ביבשה, באוויר ובקרקע. בואו נסתכל מקרוב על הנווטים האלה.
ההיסטוריה של מערכת לוויין ה-GPS האמריקאית החלה בשנת 1973. זו הייתה תקופת הפיתוח של תוכנית ה-DNSS. מאוחר יותר שונה שמו ל-Navstar-GPS, ולאחר מכן ל-GPS. הראשון מבין חבריהשוגרו למסלול ב-1974. ורק ב-1993 גדל מספרם ל-24, מה שאפשר לכסות את כל פני כדור הארץ.
בתחילה, מערכת הלוויין GPS פעלה למטרת המתחם הצבאי האמריקאי. ורק משנת 2000 הוסרה חותמת הסודיות מהמערכת. GPS החל לשרת את הצרכים של צרכנים אזרחיים. עם זאת, נכון לעכשיו, הפנטגון יכול לכבות את אותות הלוויין מעל השטחים שבהם מתרחשות פעולות איבה, או להפריע להם. בנוסף, סוכנויות הביון של ארה"ב שומרות לעצמן את הזכות להתקין "ג'מרים" מקומיים המכסים את אזור הסכסוך. יחד עם זאת, לוחמה אלקטרונית כזו לא תפריע לכוחות נאט"ו לפעול על אות מקודד.
GLONASS
מערכת הניווט הרוסית הזו פועלת מאז שנות ה-90 של המאה הקודמת. עד כה, הרכב קבוצת הכוכבים המסלולית שלו מכיל יותר מעשרים לוויינים במסלול. בעתיד הקרוב, מספרם מתוכנן לעלות לשלושים.
מאז 2007, נעשה שימוש במערכת הלוויין GLONASS למטרות אזרחיות. כיום היא מכסה את כל שטחה של רוסיה ומוצאת את יישומו בכיוונים שונים. הוא משמש בהצלחה בתחבורה, אשר מבצעת לא רק הובלה, אלא גם הובלת נוסעים. כאן GLONASS היא מערכת ניטור לוויינית, כמו גם כלי המאפשר לך לייעל את לוח הזמנים של התנועה. ניווט דומה משמש בעבודתם את השירותים המבצעיים של משרד מצבי חירום, משטרה ואמבולנס.
עקרון הפעולה של מערכת GLONASS מבוסס עליוקבלת מידע ממשואת המעקב דרך ערוץ GSM לשרת מרוחק. כאן הוא מאוחסן לשידור נוסף למשתמש. זמן הרכישה הוא בטווח שבין 15 ל-240 שניות. בנוסף, תוכנת מחשב מיוחדת מעבדת את המידע בשרת ומספקת את מיקום האובייקט.
ברוסיה מפתחים גם את הפרויקט האחרון שנקרא ERA-GLONASS. מערכת כזו תאפשר לשירותים מיוחדים לתת מענה דחוף במקרה של תאונות דרכים ותאונות. מתוכנן כי עד שנת 2020 יצוידו כל כלי הרכב במסופי ניווט ותקשורת המשדרים אותות אוטומטית לשירות התורן והשיגור במקרה של תאונות קשות, כלומר כאשר כריות אוויר נפתחות במכונית. לאחר מכן ינסה המפעיל לברר עם הנהג את כל פרטי האירוע. אם אין מענה או אם המידע יאושר, ישלחו מצילים של משרד מצבי חירום, רופאים ושוטרי תנועה לקואורדינטות שצוינו. לפיכך, מערכות תחבורה לווייניות ישמשו כעוזרת הראשונה של הנהג במקרה חירום.
Galileo
מערכת ניווט לוויינית זו מיועדת למדינות באיחוד האירופי. הפרויקט בשווי 2 מיליארד דולר נקרא על שמו של גלילאו גליליי, האסטרונום האיטלקי המפורסם. בעבודתה, גלילאו אינה תלויה במערכת בקרת הלוויין של רוסיה GLONASS ו-GPS האמריקאית.
מלבד קביעת המיקום של אובייקט שניתן לדעת את הקואורדינטות שלו עם שגיאה של אחדמטר, לגלילאו יש פונקציית חיפוש והצלה. אין פרויקט כזה באף מדינה בעולם (הוא מפותח רק ברוסיה).
אבטחת רכב
היום, תשומת לבם של נהגים רבים מושכת על ידי מערכת לוויינית נגד גניבות. לדברי משתמשים רבים, זה לא רק אמין, אלא גם מאוד נוח.
ניווט אבטחה כזה עובד על עיקרון התקשורת בין האנטנה המותקנת על המכונית לבין מספר לוויינים. מידע על הקואורדינטות של המכונית מגיע כל הזמן למכשיר הקולט ומאפשר למשתמש לקבוע את מיקום הרכב בשגיאה של מספר מטרים.
בניגוד לניווט קונבנציונלי, מערכת הלוויין נגד גניבות לא רק קולטת אותות ממסלול, אלא גם משדרת אותם לחדר הבקרה או לבעלים. אם פולשים המנסים לפרוץ למערכת נכנסו לפנים המכונית, אזי מיד יעבור אות דרך הרשתות של מפעיל הסלולר או בערוצים שהוקצו במיוחד למטרה זו, שיתקבל בטלפון הנייד של הבעלים או בקונסולת השיגור.. לאחר מכן, מתחילה לפעול קבוצת תגובה שתקבע את תנועת הרכב ומיקום נוסף.
לפי ביקורות משתמשים, מערכת האבטחה הלווינית של המכונית אמינה למדי. נטרול זה הרבה יותר קשה מאשר אזעקה פשוטה עם סירנה.
דגמים מסוימים של מערכת החיפוש לוויינית מספקים חסימת מנוע מרחוק. הודות לתכונה זו, הפושע לא יוכל לנסוע אפילו מטר אחד על המכונית שלך. לפעמים פולשיםלהשתמש בשבשים. אלו משתיקים שלא "נותנים" לאות. זה נלקח בחשבון בעת פיתוח מערכות האבטחה העדכניות ביותר. העיצוב שלהם משתמש במודולים מיוחדים המונעים משבשים לעבוד.
Echelon
מערכת אבטחת רכב לוויינית זו פועלת בארצנו מאז ספטמבר 2003. זוהי מערכת אזעקה GPS-GSM קונבנציונלית, רק יחידת המעבד שלה מתוכנתת בצורה מיוחדת. כאשר מנסים לגנוב רכב, מופעלת אזעקה, וכאשר עבריין משתמש במשבש או אם אין קשר לקונסולת השולח, המנוע נחסם. זהו אלגוריתם הפעולות שלפיו פועלת מערכת הלוויין Echelon.
יתרון משמעותי בניווט זה הוא יכולתו למנוע גניבה גם בהיעדר תקשורת עם הבעלים. על פי ביקורות משתמשים, היתרון הבלתי מעורער של המערכת הוא מספר תכונות נוספות. לפיכך, ניתן לתכנת את מערכת הלוויין Echelon לחסום את המנוע במקרה של:
- חריגה ממהירות מסוימת;
- יציאה מהאזור המיועד; - תאוצה אורכית וצידית של הרכב.
יתר על כן, ניתן לשנות את אלגוריתם הפעולה הזה אפילו מרחוק. כדי לעשות זאת, פשוט שלח את תוכנית העבודה הרצויה דרך ערוץ GSM.
Arkan
חלק הארי של מערכות האבטחה הלוויניות של המכונית עובדות על העיקרון של אספקת אות "אזעקה" לקונסולת השולח. עם זאת, הגנה כזו אינה יעילה בהיעדר או דיכוי מכוון של ערוץ ה-GPS.
מערכת הלוויין Arkan משמשת כחלופה. הוא מעביר מידע ברשת הניווט המיוחדת באותו שם. הודות לאות רדיו קבוע שמשנה תדר כל הזמן, התוקפים לא יכולים להשבית את המערכת.עכשיו ניווט כזה הוא הפתרון הטכנולוגי המודרני ביותר שמאפשר לקבוע בקלות את מיקום המכונית.
בנוסף, מערכת הלוויין Arkan:
- יכולה לשדר את הקואורדינטות של המכונית בעת לחיצה על לחצן הפאניקה, כמו גם כאשר מנסים גישה לא מורשית לסלון;
- עובר למצב צריכת חשמל נמוכה בעת התרוקנות הסוללה;- שולט בפעולת ערוץ Arkan על ידי אספקת אותות בדיקה מתמשכת.
תקשורת לוויינית
ישנם סוגים שונים של מערכות כאלה.
ביניהם:
1. חיבור לתא המטען. התפתחותו הוכתבה על ידי הצורך ההולך וגובר בהעברת כמויות גדולות של מידע. הראשונה מבין המערכות הללו הייתה Intelsat, ולאחר מכן הופיעו הארגונים האזוריים Arabsat, Eutelsat ועוד רבים אחרים. כיום, מערכות תקשורת לווייניות עמוד השדרה מוחלפות ברשתות סיבים אופטיים.
2. מערכות VSAT. הם מייצגים טרמינל עם ציוד מינימלי. מערכות כאלה נועדו לספק תקשורת לוויינית לארגונים קטנים שאינם זקוקים לרוחב פס גבוה. בנוסף, מערכת VSAT יכולה לספק ערוצים לפי דרישה.
3. תקשורת לוויינית ניידת. תכונה של מערכות כאלה היא הגודל הקטן של האנטנה, מה שמקשה על קליטת האות. על מנת להגביר את כוחם של גלי רדיו, לוויינים ממוקמים במסלול גיאוסטציונרי, ומספקים להם משדר חזק. מערכות כאלה מספקות תקשורת לכלי שייט ימיים ולמפעילים אזוריים בודדים. כדי להגביר את אות הרדיו, ממוקמים מספר רב של לוויינים במסלולי קוטב ומשופעים. מפעילים סלולריים רבים גם מעבירים מידע.
4. אינטרנט לוויני. למערכות תקשורת כאלה יש מאפיינים משלהן. כאן, התנועה היוצאת והנכנסת מופרדת, וטכנולוגיות מסוימות משמשות לשילוב נוסף ביניהן. לכן מערכות תקשורת לווייניות כאלה נקראות אסימטריות. תכונה של האינטרנט היא שערוץ אחד יכול לשמש מספר משתמשים בו-זמנית. העובדה היא שהנתונים מועברים דרך מסלול החלל עבור כל הלקוחות בו-זמנית.
טלוויזיה בלוויין
מאז אמצע המאה הקודמת, האנושות משתמשת יותר ויותר בחלל החיצון כדי להשיג את מטרותיה. והיום, מסלול קרוב לכדור הארץ מוקף ממש ב"שרשרת" לוויינית, המאפשרת לא רק לשמש כמערכות ניווט, להעביר מידע, אלא גם … לצפות בטלוויזיה. איך זה קורה? בכל אחד מהלוויינים שתוכננו במיוחד למטרה זו מותקנת אנטנה חזקה. היא זו שמקבלת את אות הטלוויזיה, שנשלח לאחר מכן לכדור הארץ ונקלט על ידי משדרים-משדרים מיוחדים. אותם אזורים שבהםאתה יכול לתפוס גלי רדיו כאלה, הנקראים אזור הכיסוי.
לאנטנה שמקבלת אותות מלוויינים יש צורה של צלחת. משטח כזה מאפשר לגלי רדיו להשתקף ולאחר מכן למקד אותם בנקודה אחת, שבה מותקן הקונווקטור. מכשיר זה קולט אותות שנשלחים לאחר מכן למקלט באמצעות כבל מיוחד. זה גם מקלט, אבל הוא ממיר גלי רדיו ומשדר אותם כתמונה למסך הטלוויזיה.
מערכות טלוויזיה בלוויין מאפשרות לך לקבל סאונד ותמונה באיכות גבוהה. זה מתאפשר בזכות הזרמת מידע בצורה דיגיטלית. בנוסף, טלוויזיה בלוויין מאפשרת לצפות בתוכניות ממדינות ויבשות שונות. הזדמנות זו חשובה במיוחד למי שלומד שפה זרה. ילדים ומבוגרים, כאשר צופים בתוכניות כאלה, יכולים למצוא לעצמם בן שיח וירטואלי, כמו גם לבדוק ולחדש באופן משמעותי את הידע שלהם. למשוך את תשומת הלב של הצופה וערוצים נושאיים רבים של טלוויזיה בלוויין. ילדים יכולים לבחור לצפות בסרטים מצוירים, ומבוגרים יכולים לצלול לתוך עולם הטיולים או המוזיקה.
ספק לביתך טלוויזיה בלוויין לא רק ירחיב את האופקים שלך ויקבל הרבה רגשות חיוביים מצפייה בתוכניות מעניינות, אלא גם יחסוך כסף. תצטרך לשלם פעם אחת בלבד עבור ציוד לתקשורת לוויינית. בעתיד, הצרכן יישאר בלתי תלוי בתוכניות התעריפים המשתנות ללא הרף של מפעילי הכבלים, מכיוון שהלווייןהציוד נשאר לנצח רכוש בעליו.
ראוי גם להזכיר שלפי דעותיהם של תושבי ערים קטנות, טלוויזיה כזו עוזרת להם לעתים קרובות. ואכן, לפעמים בכפרים קטנים אין מפעילי כבלים, ואיכות העברת האות דרך אנטנת טלוויזיה רגילה משאירה הרבה מה לרצות.
אגב, בעיירות קטנות רבות, עקב בעיות בקליטת טלוויזיה, התקנת כלים היא אולי הדרך היחידה ליהנות מצפייה בטלוויזיה באיכות טובה.
