Голландская авиакосмическая лаборатория NRL разрабатывает принципиально новую систему навигации для самолётов.
В новой системе для определения местоположения самолёта впервые будут использоваться пульсары — вращающиеся нейтронные звезды, от которых на Землю приходит излучение разных типов в виде периодических всплесков.
Использовать пульсары для навигации учёные решили потому, что их электромагнитные импульсы имеют уникальную и чёткую периодичность, которая варьируется для разных космических источников от 1,4 миллисекунды до пяти секунд.
Принцип навигации по пульсарам будет схожим с GPS, с той лишь разницей, что точное положение пульсаров неизвестно. Местоположение самолёта будет вычисляться на основе сигналов от трёх пульсаров и изменения частоты их пульсации по мере перемещения летательного аппарата.
Для коррекции расчётов исследователи планируют использовать сигнал от отдельного пульсара, а излучение от ещё одного пульсара будет использоваться для коррекции времени. Точность вычислений скорректируется с помощью инерциальных систем навигации.
Электромагнитное излучение пульсаров охватывает довольно широкий спектр и фиксируется постоянно почти из любой точки Земли. Для работы такой навигационной системы не потребуется создания новой наземной инфраструктуры.
Преимуществом использования пульсаров для навигации также является потенциальная неуязвимость системы для злоумышленников. В рамках проекта PulsarPlane учёным предстоит разработать несколько технических решений, к примеру, сконструировать антенны и интегрировать их в конструкцию самолётов, а также создать принимающие устройства и алгоритмы обработки излучения.
http://www.popmech.ru/technologies/231512-samolyety-zastavyat-orientirov...
Комментарии
Местоположение самолёта будет вычисляться на основе сигналов от трёх пульсаров и изменения частоты их пульсации по мере перемещения летательного аппарата.
Я могу ошибаться, но неужели "изменение частоты их пульсации по мере перемещения летательного аппарата" будет вообще заметно и измеряемо?
Но и GPS с ГЛОНАСС работают по такому же принципу - вычисляют разницу прихода сигнала от спутников. Весь вопрос в разрешающей способности, а это, наверное, не представляет технологически проблемы на данном этапе развития электроники.
DOPPLER RADAR SENSOR PROJECT
Технические характеристики
Схема микроволнового датчика
Катушки L1 и L2 содержат 10 витков провода диаметров 0,25 намотанных на оправке 0,8мм.
В качестве U1 не следует применять микромощные ОУ, например КР140УД12, так как они имеют высокое выходное сопротивление и не обеспечивают требуемой нагрузочной способности по току.
При установке платы датчика или его пластмассового корпуса на металлическую панель размерами в 1,5 раза больше платы датчика с зазором 10 мм диаграмма направленности становится сектором в 120º а чувствительность возрастает в 2 раза. При длительных испытаниях такого датчика с чувствительностью 5 м ложных срабатываний не обнаружено.
Хочу обратить внимание тех, кто будет разрабатывать свою плату для датчика: СВЧ автодин обязательно должен быть отделен со стороны монтажа замкнутым контуром цепи общего провода, иначе срабатывания датчика могут сопровождаться "звоном" на фронтах импульсов с частотой в сотни герц.
Эта схема обычного датчика движения, радиоволнового, на допплеровском эффекте.
Именно так, Кэп!
Вопрос звучал так:
Так вот: измеряемо от 10 см/с даже простейшим "самодельным" допплеровским датчиком.
Еще вопросы?
Чухня какая-то.
Нет, это вполне рабочая идея... для межзвездных или хотя бы внутрисистемных полетов. А вот на поверхности точность низкая, да и планета все таки движется относительно пульсаров
Прекрасная идея. С системами GPS и Глонас ничего не произойдет. Система навигации по пульсарам вполне может развиваться на их основе. При удаче не потребуется менять навигационные спутники, отслужившие положенный срок.
Весь вопрос в конечной точности...
Ну если точность в 5-10 км кого-то устроит... хм.
Вот именно. спутники навигации это ацко прецизионные хтромудрые передатчики, синхронизированные наверное по наносекундам, установленные на расстояниях десятки тыщь км друг от друга с точностью скорее всего до см.
Псевдонаучная фигня или от журнализдов или кто-то там укурился и возомнил себя учОным.
Вот именно, холландские учОные - это не то что британские ... утром - косяк с кофе, грибочки на обед, ужин - кофе с косячком.. ..покури с ихнее, еще не то придумашь..
непонятно
в жпс координата определяется в привязке к изменению разности времени сигналов от нескольких спутников
здесь расстояние будет фиксированным
чего они мерить хотят?
Доплеровский эффект.
На чём он возникнет? За счёт вращения Земли вокруг своей оси что ли?
Эффе́кт До́плера — изменение частоты и, соответственно, длиныволны излучения, воспринимаемое наблюдателем (приёмником), вследствие движения источника излучения и/или движения наблюдателя (приёмника). Учебник физики, если память не изменяет, за шестой класс.
Я знаю, что такое эффект Доплера. Я спросил, как он используется в предлагаемой системе для получения координат.
Тут, по моему, достаточно ясно изложен принцип работы системы.
сначала они пишут что частота пульсаций сверхстабильна, потом пишут про вычисление координат на основе изменения ЭТОЙ ЖЕ частоты пульсаций
в чем принцип?
См. - "Эффект Допплера".
я знаю что такое эффект допплера ))
соотнесите расстояние до источников и скорость движения объекта, для которого меряют координаты :)
гг.. плюс минус километр
Так называемые "разбегающиеся галактики" находятся за сотни и тысячи светолет от нас, и, тем не менее, допплеровское смещение для них вычисляется на раз. По всей видимости проблему разрешающей способности в упомянутой лаборатории таки решили.
по разрешению вряд ли решили
они выдвинули идею
но допилить до точности сравнимой с нынешним жпс вряд ли удасться
так, координата очень примерной точности, не более
Но, согласитесь, идея весьма изящна. И никаких технологических препятствий для её реализации я не вижу.
Астроопределения по звездам дают точность определения координат в 10 метров.
Так называемые пункты Лапласа в геодезии, которые являются крайними точками
базиса в 1000 км.
А как в лазерном гироскопе определяется момент поворота движущегося аппарата,
такое смещение частоты излучения лазера Который является стандартизированным.
Там вообще ничтожные величины считываются, и все нормально работает.
Здесь есть постоянная частота пульсара, к примеру 1,5 секунды. Если ты в его сторону
движешься, то частота чуть смещается в меньшую сторону. Если движешься от пульсара,
то частота смещается в чуть большую сторону. Все остальное это тригонометрические
вычисления с большим количеством знаков после запятой.
Ага, и точность там "недалеко, сто парсеков отсюда..."
ну если взять в рассмотрение тот факт что у нас на каждый пульсар есть три параметра которые можно снять (частота пульсаций, частота радосигнала в импульсе и сигнатура импульса) то интегрируя сигнал от нескольких их с учетом поправок от инерциальных компонент системы и зная параметры движения Земли относительно пульсаров может что-то и получится. задача чисто техническая как мне видится, непредолимых препятствий не вижу.
более того, если подобое будет сделано в адекватном виде, то получится неплохой задел для системы обеспечивающей навигацию в пределах солнечной системы включая планеты и спутники, а не только одной планеты Земля.
...В пределах Местного Скопления Галактик.
не пали ;-)
я стараюсь выбирать цели поближе, попонятнее.
Пульсары находятся настолько далеко, что навигация по ним возможна и в пределах Галактики. Другое дело, что навигация на поверхности Земли с точностями, сравнимыми с Глонасс, потребует какой-то аццкой математики и таковой же чувствительности приёмников, что делает сомнительным применение в портативных навигационных устройствах, коих сейчас миллиарды, а значит рынок для спутниковой навигационной системы застолблён надолго.
ну вот и посмотрим, аццкая математика потянет за собой много чего смежного, всяко лучше чем ойфоне всякия.
Вы сами поняли этот принцип измерения? Вы его механику изложить можете? С чего бы вдруг тут иметь место эффекту Допплера? Летел объект, летел, приземлился, сел. Где теперь эффект Допплера? Единственное, что приходит на ум, что на всей поверхности Земли есть поле векторов линейной скорости точек поверхности относительно ядра Земли. В пределах каждого из полярных полушарий для каждой точки параметры такого вектора уникальны. Тогда необходимо иметь значения измеряемых частот пульсаров в опорной точке Земли (например, полярной) и сопоставить с таковыми в текущих координатах объекта. Просто измерять скорость на точке поверхности мало, т.к. она движется в пространстве по сложнейшим траекториям, обусловленным не только вращением Земли вокруг своей оси, но и прецессией, обращением вокруг центра масс системы Земля-Луна, орбитальным движением вокруг Солнца, а также Солнечной системы вокруг центра Галактики.
Я правильно понимаю этот принцип? Развернуть Ваш комментарий по поводу Допплера как-то возможно? И, да, в мой сотовый эта система поместится?
Что тут непонятного? Есть, допустим, три пульсара со своей частотой. Есть самолёт, который движется и имеет по отношению к каждому пульсару своё доплеровское смещение, по которому можно определить направление и скорость движение самолёта. Интегрируя эти данные от известного стартового положения самолёта можно вычислить координаты самолёта. Всё упирается в точность измерения доплеровского смещения и частотных характеристик пульсаров (плюс движение Земли).
Есть, допустим, 3 пульсара со своей частотой. И есть огромные зоны на планете, где эти пульсары в текущий момент времени полностью ей экранированы. И?
Плюс нужно знать точную скорость движения самолёта относительно Земли, иначе получим огромную ошибку в расчётах.
Три пульсара - это просто требуемый минимум. Естественно, чтобы избежать такого случая, нужно больше. А всё остальное это опять точность измерений и, если её решить (технически вроде не невозможно), то и вся проблема решаема.
Пока все вопросы к точности, сложности вычислений и габаритам устройства. Принцип понял, спасибо. Но это явно не система завтрашнего дня. Для массового применения к ней идти ещё долго.
Так же думали про мобильную телефонию лет 20 назад)) Это не я оптимист такой, просто вспомнилось.
Мобильную телефонию в СССР запустили во второй половине 60-х. А массовое распространение она получила когда "большой брат" решил, что негоже людишкам без присмотра шляться - вот и всучили каждому персональное ботало, причём за его же счёт, на время перехода ко всеобщей чипизации.
Постоянно обсчитывается положение ЛА, коррективы внести не возможно. Ошибка будет накапливаться кратно пройденному растоянию. Главное непонятно, как к начальной точке привязка осуществляется.
И опять это упирается в точность измерений. Если за, скажем, 24 часа лёта ошибка определения координат составит пару метров (даже пару десятков метров, для начала), то это неплохое дополнение к ЖПСам.
Думается, наземных радиомаяков вполне хватает.
Скорее всего имеется в виду способ ориентации по положению известных объектов на небосводе. Высоте склонения в определенное время и пр.
С какой точностью это возможно с помощью портативных приборов?
А так - да, жили когда-то и без GPS-навигации.
Вот и уменя точность вызывает сомнения. Представляю себе прибор примерно таким. На гиростабилизированной платформе закреплена антена радиотелескопа, наводящаяся по очереди на несколько радиозвезд. По положению антены относительно платформы обсчитываются текущие координаты.
Доплеровский эффект можно использовать для отслеживание скорости перемещения, но даже для этого нужны мегагерцы а не десятки герц тарахтящих пульсаров.
Пульсары разные бывают, и радио и оптические и рентгеновские.
Как и любая другая звезда, в том числе Солнце. Разница лишь в том что излучение пульсара имеет низкочастоную амплитудную модуляцию, как если фонрём мигать раз в секунду.
Весь вопрос в чувствительности приемной антены. Насколько помнится о пульсарах ничего не знали до появления радиотелескопов. Если бы было все так просто, спутники глонас (жпс), не летали бы так низко. Чем выше спутник, тем дольше живет.
Птицы по звёздам летают и ничего. Давно пора геостационарные списать. Каменный век. А интернет по звёздам возможен?
Страницы