Existen varios tipos de sistemas de navegación y se utilizan ampliamente, que difieren en los principios operativos y la precisión de las mediciones. En el futuro, puede entrar en funcionamiento un sistema fundamentalmente nuevo, que calcula las coordenadas en función de las características del campo gravitacional de la Tierra (GPF). Se espera que este método de posicionamiento sea particularmente preciso y, al mismo tiempo, muy complejo.
Dirección prometedora
La presencia de una constelación espacial desarrollada y la mejora de todas las tecnologías básicas abren 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 varios 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 lleva a cabo el trabajo necesario y se recopilan nuevos datos, que se procesan para su uso posterior. Los principios básicos del nuevo sistema de navegación ya se han determinado y el proceso de su creación continúa.
Varias organizaciones están trabajando en esta dirección en Rusia. En particular, el Instituto de Investigación de Mediciones de Ingeniería Física, Técnica y de Radio de toda Rusia (VNIIFTRI) de Rosstandart está desarrollando equipos para recopilar datos y procesar la información entrante sobre la planta de procesamiento de gas con el fin de crear nuevas ayudas a la navegación.
Publicaciones recientes sobre el tema de la navegación por gravedad aparecieron el otro día. El semanario "Zvezda" con referencia a la gestión de Rosstandart escribió sobre la continuación del trabajo en un proyecto prometedor y la obtención de nuevos resultados. También recordaron las ventajas de las nuevas tecnologías y sus áreas de aplicación.
Medición y cálculo
El concepto de navegación gravitacional se basa en el hecho de que los parámetros de la GPZ en diferentes puntos de la superficie del planeta (o por encima de ella) son ligeramente diferentes. La tierra no es una bola o elipsoide perfectos; su superficie tiene el relieve más complejo, y el grosor de la corteza terrestre está compuesto por diferentes materiales. Todo esto afecta los parámetros de la gravedad en y cerca de la superficie. A menudo, los valores reales difieren de los calculados para un punto dado, lo que se denomina anomalía gravitacional. Además, debido a una serie de factores, se observan diferentes fuerzas centrífugas en diferentes puntos.
El concepto prevé la medición de los parámetros de la GPP 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. Basándose en los datos del GPZ, es posible corregir el funcionamiento de los sistemas de navegación inercial o por satélite. En este caso, el error total de todo el complejo se reduce a centímetros. Además, un INS con corrección basada en datos GPZ se distingue por la mayor inmunidad al ruido.
Las observaciones muestran que el GPZ es un "punto de referencia" 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 del GPZ se pueden usar durante decenas de años sin una pérdida notable en la precisión de los cálculos. Sin embargo, los terremotos y otros procesos pueden cambiar el estado de la GPZ y requerir la actualización de los mapas.
Medidas practicas
Según informes de los últimos años, los científicos rusos, al igual que sus colegas extranjeros, han estado recopilando datos, buscando anomalías gravitacionales y elaborando mapas gravimétricos durante varios años. Los equipos especiales a bordo de aeronaves y satélites miden valores de campo en una gran cantidad de puntos y los transmite a los centros de computación en tierra. El resultado de este trabajo es un mapa capaz de proporcionar una alta precisión de navegación.
También estamos desarrollando equipos de navegación capaces de utilizar nuevos mapas e interactuar con otros equipos. Sin embargo, hasta donde se sabe, tales proyectos aún no han dado lugar a la aparición de productos adecuados para un uso real.
La introducción de nuevos principios de navegación aún puede verse obstaculizada por la falta de mapas precisos de una parte importante de la superficie terrestre. De hecho, por el momento, la navegación a través de la GPZ en la práctica no ofrece ninguna ventaja especial sobre el INS o los sistemas de satélite. La situación solo puede cambiar en el futuro, cuando se hayan completado todos los trabajos de investigación y diseño necesarios.
Aplicaciones
Los nuevos principios de navegación pueden encontrar aplicación en varios campos donde se requiere una determinación de coordenadas particularmente precisa, independencia de fuentes de señales externas y otras características específicas. En primer lugar, se trata de asuntos militares. La aparición de sistemas de navegación gravitacional útiles aumentará la eficacia de combate de una amplia gama de equipos y armas.
Los militares pueden estar interesados tanto en la mayor precisión del cálculo de coordenadas como en la inmunidad al ruido única. De hecho, la única forma de influir en tales sistemas es cambiar artificialmente el GPZ, lo que requiere esfuerzos colosales o es completamente imposible.
Un misil guiado de alta precisión, utilizando un mapa gravimétrico, podrá seguir con mayor precisión una ruta determinada y alcanzar un objetivo con coordenadas conocidas con menos desviación. Estos principios pueden ser utilizados tanto por misiles balísticos como de crucero. Sin embargo, una operación de este tipo requerirá un mapa preciso y actualizado de la GPZ en la ruta, lo que exige un reconocimiento especial y la organización del ataque.
Los nuevos principios de navegación son de gran interés para la ciencia. Con su ayuda, puede establecer un vínculo más preciso, lo que es útil para varios estudios en varias áreas. La precisión de la recopilación de datos está mejorando y esto puede constituir la base para nuevos descubrimientos importantes.
No debemos olvidarnos del transporte civil y comercial. En circunstancias normales, los barcos o aeronaves tienen suficientes ayudas a la navegación, pero en algunas situaciones pueden ser necesarios sistemas más precisos. Es muy posible que la aparición de medios operativos completos de navegación a través de la planta de procesamiento de gas sea de interés para los constructores de aviones y barcos, así como para los transportistas comerciales.
Esperando el éxito
Según los últimos informes, VNIIFTRI ahora está ocupado compilando mapas gravimétricos precisos de diferentes áreas, adecuados para su uso posterior en la práctica. Los datos sobre los parámetros del GPP y las fuerzas observadas se procesan y se convierten en una forma conveniente para su uso. También se está desarrollando el equipo de navegación para su implementación práctica.
Ambos componentes de la nueva dirección se distinguen por su alta complejidad, duración y costos laborales. Desafortunadamente, aún se desconoce el momento aproximado de la introducción de nuevas tecnologías en la práctica. Además, las perspectivas reales de tales desarrollos en términos de aplicación en varios campos no están claras. No obstante, se está trabajando y se deben esperar resultados reales en el futuro. Si las nuevas tecnologías empiezan a utilizarse y cumplen las expectativas, se producirá un cambio radical en varias áreas.
